一种剪切试验夹具的制作方法

本发明属于材料机械性能试验技术领域，具体的说，是涉及一种可实现剪切试验的夹具。

背景技术：

剪切试验能够测定材料在剪切力作用下的抗力性能，是材料机械性能试验的基本试验方法之一，主要用于测试承受剪切载荷的零件和材料。剪切试验夹具是剪切试验最基本也是最重要的组成部分。

目前在测试过程中，随着试验的剪切力不断增大，夹具受到的作用力也不断增大，由此出现较多问题；1.夹具本身不能调节位置，2.夹具无法依据试样尺寸调节装卡范围，造成试样在试验过程中松动，试验数据产生误差。

技术实现要素：

本发明要解决的是目前剪切试验夹具不能调节位置和装卡范围的技术问题，而提供一种新型的剪切试验夹具，可以随试样尺寸进行夹持段、剪切位置及剪切厚度的调节，提高试验加载力、稳定性和可靠性，保证试验过程中试样不会发生松弛现象。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

一种剪切试验夹具，包括用于固定连接在试验机上的固定连接平台，所述固定连接平台顶面设置有通长的t形截面凹槽，该t形截面凹槽内设置有t形螺母，用于通过夹具位置调整螺栓连接夹具底座；

所述夹具底座包括相互垂直的平板部和立板部，所述夹具底座的平板部设置有螺纹孔，用于安装所述夹具位置调整螺栓，所述夹具位置调整螺栓底端探伸到所述固定连接平台的t形截面凹槽并旋入t形螺母中，用于调整所述夹具底座在所述固定连接平台上的位置并锁定；所述夹具底座的立板部中间设置有螺纹孔，用于通过夹具上下调整螺栓连接试样夹头；

所述试样夹头包括相互垂直的立板部和平板部，所述试样夹头的立板部下部中间设置竖向的长条孔，该长条孔与所述夹具底座的立板部的螺纹孔对齐并依次穿接夹具上下调整螺栓，所述夹具上下调整螺栓用于调整试样夹头的立板部相对于夹具底座的立板部的位置并锁定；

所述试样夹头的立板部上部中间设置有螺栓孔，用于安装试样厚度调整螺栓，所述试样厚度调整螺栓用于调整剪切试样厚度并锁定；所述试样夹头的平板部中部设置有螺栓孔，用于安装试样压紧微调螺栓，所述试样压紧微调螺栓用于微调剪切试样厚度并锁紧；

剪切试样放在在所述夹具底座的立板部顶面，后面抵靠于所述试样夹头的立板部，并被所述试样夹头的平板部压紧；剪切试样由安装在试验机输出轴上的一体式剪切压刀施加剪切压力。

优选地，所述夹具底座的平板部在其与立板部的衔接处设置有防护凸台，所述防护凸台位于所述一体式剪切压刀下方。

优选地，所述夹具底座的平板部底面设置有定位凸台，该定位凸台嵌入所述固定连接平台的t形截面凹槽。

优选地，所述夹具底座的立板部背面两侧设置有卡边条，用于将所述试样夹头定位卡入。

优选地，所述上下调整螺栓外部设置有手柄。

本发明的有益效果是：

本发明在现有的试验设备基础上对以往夹具进行改进，打破了剪切试验对试样要求严格的常规做法，将夹具做成可调节式结构且调节操作便捷有效，能够针对不同尺寸情况调节夹具夹持试样的位置、大小及厚度，从而拓展了试样的测试范围；同时该夹具利用螺栓锁紧连接，不仅省去复杂的操作流程，而且试验过程中不易出现松动情况，稳定性高。本发明提出了剪切夹具可调节性、紧固性和可靠性的新思路，非常适于推广应用。

附图说明

图1是本发明所提供的剪切试验夹具的立体结构示意图；

图2是本发明所提供的剪切试验夹具的主视图；

图3是本发明所提供的剪切试验夹具的侧视图；

图4是固定连接平台的结构示意图；

图5(a)是夹具底座的侧视图，图5(b)是夹具底座的主视图，图5(c)是夹具底座的俯视图，图5(d)是夹具底座的立体结构示意图；

图6是试样夹头的结构示意图；

图7是剪切试样的结构示意图；

图8是本发明所提供的剪切试验夹具与试样的装配结构示意图。

上述图中：1：一体式剪切压刀；2：试样压紧微调螺栓；3：试样夹头；

4：试样厚度调整螺栓；5：夹具上下调整螺栓；6：夹具底座；7：夹具位置调整螺栓；

8：固定连接平台；9：剪切试样。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的内容、特点及效果，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如图1至图3所示，本实施例提供了一种剪切试验夹具，主要由固定连接平台8、夹具底座6、试样夹头3、一体式剪切压刀1四部分构成，并配合有夹具位置调整螺栓7、夹具上下调整螺栓5、试样厚度调整螺栓4、试样压紧微调螺栓2实现可调式夹具构造。

如图4所示，固定连接平台8位于剪切试验夹具的底部，其主体为圆形平台状结构。固定连接平台8底面设置有四个螺纹孔，用于将剪切试验夹具固定连接到试验机上。固定连接平台8顶面设置有通长的t形截面凹槽，用于通过t形螺母和夹具位置调整螺栓7将夹具底座6调整到位并固定于固定连接平台8顶面。

如图5(a)至图5(d)所示，夹具底座6包括相互垂直的平板部和立板部，平板部在其与立板部的衔接处设置有防护凸台。夹具底座6的平板部与固定连接平台8固定连接，中间设置有螺纹孔，用于安装夹具位置调整螺栓7，夹具位置调整螺栓7底端探伸到固定连接平台8的t形截面凹槽并旋入t形螺母中，带动t形螺母在固定连接平台8的t形截面凹槽中滑动，可以调整夹具底座6在固定连接平台8上的相对位置，从而实现调整所夹持的剪切试样9与一体式剪切压刀1的相对位置，剪切位置调整到位后拧紧夹具位置调整螺栓7即完成锁定。夹具底座6的平板部底面还可以设置一个圆柱形的定位凸台，该定位凸台嵌入固定连接平台8的t形截面凹槽，可以在夹具位置调整螺栓7锁紧时起到防止偏移的作用。夹具底座6的立板部顶面用于放置剪切试样9，背面两侧设置有卡边条，用于方便的将试样夹头3定位卡入。夹具底座6的立板部中间设置有螺纹孔，用于安装夹具上下调整螺栓5。防护凸台为长条形并位于一体式剪切压刀1下方，起到在一体式剪切压刀1对剪切试样9施加剪切压力后保护和支撑一体式剪切压刀1的作用，可以避免一体式剪切压刀1下压过程中因压力过大而冲坏固定连接平台8。

如图6所示，试样夹头3包括相互垂直的立板部和平板部，其中的立板部用于支靠剪切试样9，其中的平板部用于压紧剪切试样9。试样夹头3的立板部下半部分中间位置设置有一个竖向的长条孔，该长条孔与夹具底座6的立板部上的螺纹孔对齐，用于使夹具上下调整螺栓5依次穿过长条孔和该螺纹孔。通过上下移动试样夹头3的立板部相对于夹具底座6的立板部的位置，可以根据剪切试样9的大小调整夹持区段，夹持大小调整到位后拧紧上下调整螺栓5即完成锁定，上下调整螺栓5外部还可以设置有手柄方便旋拧操作。试样夹头3的立板部上半部分中间位置设置有两个螺栓孔，用于安装试样厚度调整螺栓4，利用上下调整螺栓5将剪切试样9安装完成后，可以通过剪切试样9背部的试样厚度调整螺栓4进行剪切试样9厚度的调节。试样夹头3的平板部中部设置有两个螺栓孔，用于安装试样压紧微调螺栓2，厚度调节后可以通过试样压紧微调螺栓2进行微调以将剪切试样9进行进一步的调整锁紧。可见，背部的上下调整螺栓5起到大范围调节剪切试样9的作用，而上部的压紧微调螺栓2能够达到细微调节锁紧剪切试样9的目的。

一体式剪切压刀1用于做剪切试验时安装在试验机的输出轴上，在安装调整固定好剪切试样9后，对剪切试样9施加剪切压力。

如图7和图8所示，利用本发明的剪切试验夹具进行剪切试验，按照如下步骤操作：

1)调试好疲劳试验机，打开试验软件。

2)将两个长度为20mm，宽度为19mm，厚度为3.5mm的板材用胶水粘贴在一起，制成剪切试样9，如图7所示；胶水的厚度为0.2mm，粘贴面长度为6mm。

3)将夹具上下调整螺栓5拧开，将剪切试样9放置夹具底座6上，根据剪切试样9的大小调节试样夹头3位置，调节至试样夹头3的平板部抵住剪切试样9，锁紧夹具上下调整螺栓5；调节试样厚度调整螺栓4将螺钉接触面抵住剪切试样9平面；将试样压紧微调螺栓2进行调整直至锁紧剪切试样9；调节夹具位置调整螺栓7，使夹具底座6移动至剪切试样9位于一体式剪切压刀1要施加压力的位置，锁紧夹具位置调整螺栓7。

4)将一体式剪切压刀1伺服至剪切试样9接触面的0.1mm处，如图8所示。

5)设置实验方案，开始试验。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。