一种基于测定无铆接头抗拉强度的十字交叉夹具装置的制作方法

本发明涉及一种基于测定无铆接头抗拉强度的十字交叉夹具装置，具体地说，涉及一种用于无铆塑性成形接头的强度检测装置，属于金属塑性成形技术和夹具制造领域。

背景技术：

无铆连接工艺在家电制造和汽车装配中有着非常广泛的应用，如汽车仪表框架，汽车天窗钢铝骨架，车门，牙医机器外壳，风机壳体，冰箱门等，随着新一代高强度轻质材料的应用日益广泛，现代产品的快速研制和低成本等特点，要求零件的连接尽可能减少能耗、工序和工时，降低生产成本，提高生产效率。

无铆成形接头在室温条件下的铆接位置变形抗力大、回弹量大、脆性大等，检测接头需要进行大量的拉伸破坏试验，径向拉伸可通过对单剪搭接方式的无铆连接件进行单向拉伸，即可实现接头的抗剪强度检测，而检测抗拉强度需要对接头进行轴向拉伸，单剪搭接方式的无铆连接件实现不了，给科研带来了很多问题，现有十字交叉无铆连接件，但存在如下问题：

一是缺少夹具进行十字拉伸，即轴向拉伸；

二是无铆连接件上有成形后的凸出部分，设计夹具需要考虑在内；

三以现有的单向拉伸试验机进行设计，存在一定的困难。

为了解决上述抗拉强度检测中存在的问题，发明“一种基于测定无铆接头抗拉强度的十字交叉夹具装置”，该装置以传统拉伸试验机为基础，成功地实现了十字交叉无铆连接件的轴向拉伸，并检测出了抗拉强度。

本发明通过对连接件的轴向拉伸，解决了本课题无法检测抗拉强度问题，降低了花费，实现了无铆成形接头的抗拉强度检测。综上，有必要针对抗拉强度检测设计一种基于测定无铆接头抗拉强度的十字交叉夹具，实现抗拉强度检测。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：提供一种基于测定无铆接头抗拉强度的十字交叉夹具装置，用以解决无铆成形接头的抗拉强度检测问题。

本发明提供了一种基于测定无铆接头抗拉强度的十字交叉夹具装置，采用拉伸夹具与十字夹具相结合的方式，实现了无铆塑性成形接头的轴向拉伸和强度检测。首先将两个板材进行无铆塑性连接，搭接方式为十字交叉，十字上夹块夹紧下板材固定；十字下夹具夹紧上板材，两者以设定的速度向下进行轴向运动，即十字拉伸，直至接头失效，两个板材分离，然后通过拉伸试验机配套的软件，采集数据，实现了无铆塑性成形接头的抗拉强度的检测。通过夹具和软件的配合，解决了十字交叉搭接方式的无铆连接试样的强度检测问题，为后期分析接头的抗拉强度和预测提供了基础。

附图说明

图1：一种基于测定无铆接头抗拉强度的十字交叉夹具装置的轴测图。

图2：本发明的拉伸试验机结构示意图。

图3：本发明的控制系统轴测图。

图4：本发明的十字拉伸夹具结构示意图。

图5：本发明的连接块的主视图和俯视图。

图6：本发明的十字上夹具块的仰视图及剖视图。

图7：本发明的十字下夹具块的仰视图和剖视图。

图8：本发明的十字交叉无铆连接件的结构示意图。

其中：1、十字拉伸夹具，2、拉伸试验机，3、控制系统，4、顶板，5、侧板，6、紧固杆，7、导向装置，8、电源开关，9、指示灯，10、控制箱，11、下拉板，12、下拉伸夹具，13、上拉伸夹具，14、固定板，15、软件系统，16、主机，17、电脑桌，18、连接块，19、螺母，20、内六角螺栓，21、十字上夹块，22、十字下夹块，23、垫圈，24、下板材，25、上板材，26、无铆成形接头，27、通孔a，28、螺纹孔a，29、通孔b，30、螺纹孔b，31、沉孔，32、螺纹孔c，33、通孔c，34、圆形沉头孔，35、十字交叉无铆连接件。

具体实施方式

结合附图与实施例对本实施方式进行说明。

一种基于测定无铆接头抗拉强度的十字交叉夹具装置，如图1所示，它主要由十字拉伸夹具（1）、拉伸试验机（2）、控制系统（3）、上板材（25）、下板材（24）组成，其连接关系如下：十字交叉无铆连接件（35）安装在十字拉伸夹具（1）上，实现拉伸前的安装；十字拉伸夹具（1）通过下拉伸夹具（12）和上拉伸夹具（13）安装在拉伸试验机（2）上；拉伸试验机（2）通过主机（16）上的接口与控制系统（3）连接；控制系统（3）安置在拉伸试验机（2）的左侧，实现电脑软件控制设备的拉伸方向与速度。

如图2所示，拉伸试验机（2）主要由顶板（4）、侧板（5）、紧固杆（6）、导向装置（7）、电源开关（8）、指示灯（9）、控制箱（10）、下拉板（11）、下拉伸夹具（12）、上拉伸夹具（13）及固定板（14）组成，其具体布置如下：紧固杆（6）安装在下拉伸夹具（12）和上拉伸夹具（13）中，通过旋转分别能够使下拉伸夹具（12）和上拉伸夹具（13）加紧；下拉伸夹具（12）安装在下拉板（11）上；上拉伸夹具（13）安装在固定板（14）上；固定板（14）和下拉板（11）通过导向装置（7）安装在侧板（5）上，其中下拉板（11）可上下移动；电源开关（8）和指示灯（9）安装在控制箱（10）上；侧板（5）、顶板（4）和控制箱（10）分别安装在拉伸机左右、上、下侧，整个拉伸试验机（2）实现了单向拉伸作用，为轴向拉伸提供前提。

如图3所示，控制系统（3）主要由软件系统（15）、主机（16）、电脑桌（17）组成，其具体布置如下：软件系统（15）和主机（16）安装在电脑桌（17）上，实现十字拉伸的速度与方向，并采集数据。

如图4-7所示，十字拉伸夹具（1）主要由连接块（18）、螺母（19）、内六角螺栓（20）、十字上夹块（21）、十字下夹块（22）、垫圈（23）、螺纹孔a（28）、通孔b（29）、螺纹孔b（30）、沉孔（31）、螺纹孔c（32）、通孔c（33）、圆形沉头孔（34）、十字交叉无铆连接件（35）组成，其具体布置如下：十字交叉无铆连接件（35）通过通孔a（27）、通孔c（33）和通孔b（29）安装在十字拉伸夹具（1）上；十字上夹块（21）通过螺纹孔b（30）和螺纹孔a（28）安装在连接块（18）上，采用内六角螺栓（20）和螺母（19）拧住固定；十字上夹块上附有沉孔（31），主要使内六角螺栓头部完全沉入其中，并且孔的中间用来放置无铆成形接头（26）上的凸起部分，实现下板材（24）与十字上夹块（21）紧密贴合；十字下夹块（22）通过螺纹孔c（32）和螺纹孔a（28）安装在连接块（18）上，也采用内六角螺栓（20）和螺母（19）拧住固定。

如图8所示，十字交叉无铆连接件（35）主要由上板材（25）、下板材（24）、通孔a（27）及无铆成形接头（26）组成，上板材（25）和下板材（24）采用了十字交叉搭接方式进行了无铆塑性成形连接；下板材（24）的两侧带有通孔a（27），通孔a（27）与通孔b（29）通过内六角螺栓（20）、螺母（19）和垫圈（23）配合，实现下板材（24）与十字上夹具块（21）的连接，无铆成形接头（26）位于十字交叉中心处，安装后沉入沉孔（31）中；上板材（25）的两侧带有通孔c（33），通孔a（27）与通孔c（33）通过内六角螺栓（20）、螺母（19）和垫圈（23）配合，实现上板材（25）与十字下夹具块（22）的连接。

应当理解的是，对本领域来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

实施例为十字交叉无铆连接件的拉伸和强度检测过程。

第一步，将上、下板材按照十字交叉搭接方式进行无铆连接，即十字交叉无铆连接件，并打开拉伸试验机和电脑，两者连接。

第二步，使用电脑软件控制下拉板下移到空闲位置，然后将十字上夹具安装到上拉伸，十字下拉伸夹具安装到下拉伸夹具，并均通过旋转紧固杆夹紧。

第三步，将十字交叉无铆连接件的下板材，即带凸出的一端，通过通孔a与通孔b进行螺栓连接，随后将下拉板带动十字上夹具往上移动，直到上板的通孔a与通孔c很近，采用内六角螺栓固定，如图4所示。

第四步，通过控制系统设置拉伸速度，并控制下拉板开始往下进行无铆成形接头的轴向拉伸，直至上、下板分离。

第五步，最后在软件系统采集力、位移、变形量、时间等数据，绘制力-位移曲线。

第六步，重复以上步骤进行第二个十字交叉无铆连接件的抗拉强度检测。