一种特钢拉伸样品加工检验夹具及检验方法
【技术领域】
[0001]本发明属于特钢拉伸检验设备技术领域，涉及一种特钢拉伸样品加工检验夹具及检验方法。
【背景技术】
[0002]拉伸检验是优质碳素结构用钢、低合金结构用钢、保淬透性结构用钢等特钢产品出厂检验的必检项目。特钢产品的拉伸检验首先需要在棒材的规定部位加工出一定直径和长度的毛坯样，然后对毛坯样进行正火或调质等热处理后，再加工成拉伸成品样，最后进行拉伸检测。目前特钢拉伸毛坯样的加工方法通常采取空心钻床套取加工。即在棒材规定的部位，使用空心钻床套取加工规定直径(如25_)，长度不小于180mm的圆棒拉伸样。对毛坯样进行正火或调质等规定工艺热处理后，再加工成拉伸成品试样，然后进行拉伸试验。这种加工方法的优点是取样定位准确；缺点是由于特钢产品强度和硬度值较高，适宜套取短样。毛坯取样长度越长，加工效率和速度显著下降(样坯长度每增加10mm，每个样的套取时间需增加10?20min，样品硬度越高，增加时间越长)，且刀具损耗显著增加。另一方面，使用空心钻床套取毛坯样的长度越长，加工出来的毛坯样的表面质量也越差，这种表面质量差的毛坯样在后续的热处理中可能形成裂纹作废。
[0003]另一方面，对于特钢产品的拉伸检验毛坯样长度不宜太长，否则在后续的热处理过程中易导致变形，甚至弯曲，影响后续拉伸成品样的尺寸、形状公差，从而影响检验结果的准确性；拉伸毛坯样太长，也容易导致样坯长度方向的各部位热处理质量不均匀，影响样品力学性能的整体均匀性，在后续的拉伸试验过程中易在薄弱处提前断裂，不能反映材料的真实拉伸力学性能，从而影响到拉伸检验结果的准确性和可靠性。
[0004]综上所述，对特钢产品的拉伸毛坯样的加工方式宜采用空心钻床在规定部位套取加工规定直径的拉伸毛坯样。但采用这种方式，为了提高加工效率、降低刀具损耗，适宜加工出长度小于120_的拉伸成品短试样。短试样在后续的拉伸测试过程中存在以下两个问题:(1)长度小于120mm的拉伸成品短试样在现有拉伸试验机上夹持后，拉伸试验机上、下钳口平台间距不到80mm，此时无法夹持引伸计进行拉伸试验。由于特钢产品的强度值较高，屈服点不明，特钢产品的拉伸试验均需要夹持引伸计进行检测，以确保拉伸试验结果的准确、可靠。(2)长度小于120mm的拉伸成品试样在保证试样的平行部位长度和过渡弧的长度后，夹持端的长度不足20mm，夹持长度不足，容易导致夹持不牢固，在拉伸试验过程中易打滑，影响拉伸性能数据的准确性，打滑严重时甚至导致夹持力度不够，无法完成拉伸测试。
[0005]拉伸试验夹具文献资料无涉及有关特钢产品拉伸夹具，例如:
【发明内容】
[0006]为了克服现有技术的上述缺点，本发明提供一种特钢拉伸样品加工检验夹具及检验方法，它具有安全、引伸计夹持方便、夹持牢固、拉伸不打滑、试验结果准确可靠、使用寿命长、结构简单，便于推广使用等特点。
[0007]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种特钢拉伸样品加工检验夹具，包括上下两个夹具，其中上夹具与下夹具均为塔形螺纹套筒结构，并均由夹持端和螺纹套筒组成，上下两个夹持端的另一端则分别安装在试验机上钳口和试验机下钳口中，上下两个夹具分别固定带螺纹头拉伸成品样的一端，同时在带螺纹头拉伸成品样上夹持有一个试验机引伸计。
[0008]所述特钢拉伸样品加工检验夹具的检验方法，其步骤是:
首先在棒材规定的部位，通过空心钻床套取加工规定直径(如25mm)，长度为130?150mm的拉伸圆棒毛坯样，对毛坯样进行正火或调质处理等规定工艺热处理后，再加工成两端带螺纹头，总长度为115?120mm的拉伸成品试样；然后将拉伸成品样的两端头部螺纹分别旋进螺纹结构上夹具和螺纹结构下夹具，拉伸样品的头部螺纹完全旋入夹具的内孔螺纹中；再将上夹具的夹持端放入试验机上钳口，对中夹紧，此过程确保夹持深度不小于试验机的上钳口长度的3/4，将下夹具的夹持端放入试验机下钳口，对中夹紧，此过程确保夹持深度不小于试验机的下钳口长度的3/4 ;再将引伸计良好夹持在拉伸成品样的平行长度部位，根据拉伸试验方法，设定试验速率，开始拉伸试验至试样断裂；试样断裂后，将上夹具连同一端断裂样从试验机的上钳口中取出，下夹具连同另一端断裂样从试验机的下钳口中取出，借助上夹具和下夹具，将断裂样的断裂部位良好拼接，螺纹套筒外形尺寸与试样直径之间能够形成了一定的空间，检验员能灵活运用千分尺或游标卡尺准确测量样品的断后伸长率和断面收缩率；最后测量结束后，将上夹具的断裂样旋出和下夹具的另一端断裂样旋出，此时可重复步骤，完成下一根试样的拉伸测试。
[0009]所述上夹具和下夹具选用优质42CrMo低合金结构钢制作，其螺纹尺寸包括M20 X 2.5-6H、M16 X 2-6H、M14 X 2-6H —类的任意规格。
[0010]所述螺纹套筒的内螺纹的孔径和螺纹间距尺寸设计采用标准内螺纹尺寸，内螺纹的孔深度设计为25mm。
[0011 ] 所述螺纹套筒的外径为40mm。
[0012]所述上夹具与下夹具总长度为130mm。
[0013]所述夹持端的直径为20mm，长度为80mm。
[0014]本发明的有益效果是:其一是，降低了特钢拉伸样品的加工成本和材料消耗，特钢拉伸毛坯样长度仅需130?150mm，大大降低了空心钻床等加工设备的刀具损耗，提高了加工效率；其二是，降低特钢拉伸毛坯样长度，有助于提高样品后续的热处理质量，减少热处理变形，提尚热处理后的拉伸试样的加工精度；有助于提尚样品热处理质量的均勾性，提尚样品力学性能的整体均匀性，真实反映特棒产品的拉伸力学性能，提高拉伸试验准确度、可靠性和再现性；其三是，易于试样对中夹持，对中度好，保证了拉伸试验的同轴度，试验过程平稳，无打滑现象，试验结果准确可靠；其四是，解决了特钢拉伸短试样不能夹持引伸计，夹持打滑等影响试验结果准确性的技术难点；其五是，夹具更换方便快捷，可循环使用，使用寿命长；其六是，运用本发明能以低成本完成特钢产品拉伸批量检验。
【附图说明】
[0015]图1是本发明结构示意图；
图2是上下任意一个夹具的结构示意图。
[0016]图中:1-试验机上钳口，2_上夹具，3_下夹具，4_夹持端，5_螺纹套筒，6_试验机下钳口，7-试验机引伸计。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0018]参见图1和图2，一种特钢拉伸样品加工检验夹具，包括选用优质42CrMo低合金结构钢制作总长度为130mm的上下两个夹具，其中上夹具与下夹具均为塔形螺纹套筒结构，其螺纹尺寸包括M20 X 2.5-6H、M16X2-6H、M14X2-6H—类的任意规格并均由夹持端和螺纹套筒组成，夹持端的直径为20mm，长度为80mm，上下两个夹持端的另一端则分别安装在试验机上钳口和试验机下钳口中，上下两个夹具分别固定带螺纹头拉伸成品样的一端，同时在带螺纹头拉伸成品样上夹持有一个试验机引伸计，螺纹套筒的内螺纹的孔径和螺纹间距尺寸设计采用标准内螺纹尺寸，内螺纹的孔深度设计为25mm，螺纹套筒的外径为40mm
所述特钢拉伸样品加工检验夹具的检验方法，其步骤是:
首先在棒材规定的部位，通过空心钻床套取加工规定直径(如25mm)，长度为130?150mm的拉伸圆棒毛坯样，对毛坯样进行正火或调质处理等规定工艺热处理后，再加工成两端带螺纹头，总长度为115?120mm的拉伸成品试样；然后将拉伸成品样的两端头部螺纹分别旋进螺纹结构上夹具和螺纹结构下夹具，拉伸样品的头部螺纹完全旋入夹具的内孔螺纹中；再将上夹具的夹持端放入试验机上钳口，对中夹紧，此过程确保夹持深度不小于试验机的上钳口长度的3/4，将下夹具的夹持端放入试验机下钳口，对中夹紧，此过程确保夹持深度不小于试验机的下钳口长度的3/4 ;再将引伸计良好夹持在拉伸成品样的平行长度部位，根据拉伸试验方法，设定试验速率，开始拉伸试验至试样断裂；试样断裂后，将上夹具连同一端断裂样从试验机的上钳口中取出，下夹具连同另一端断裂样从试验机的下钳口中取出，借助上夹具和下夹具，将断裂样的断裂部位良好拼接，螺纹套筒外形尺寸与试样直径之间能够形成了一定的空间，检验员能灵活运用千分尺或游标卡尺准确测量样品的断后伸长率和断面收缩率；最后测量结束后，将上夹具的断裂样旋出和下夹具的另一端断裂样旋出，此时可重复步骤，完成下一根试样的拉伸测试。
[0019]实施例1
本发明所述螺纹结构夹具2和4选用优质42CrMo低合金结构钢制作，其螺纹尺寸可设计多种规格，如:M20X2.5-6H、M16X2-6H、M14X2-6H，分别适用于不同规格的拉伸成品样，如:M20X2.5-平行部分直径为14mm的拉伸成品样；M16X2.0-平行部分直径为1mm的拉伸成品样；M14X2.0-平行部分直径为1mm的拉伸成品样。
[0020]一、所述螺纹结构夹具2和4采用独特的加工流程和热处理工艺，确保夹具良好的综合性能，提尚使用寿命。
[0021]夹具通过特殊热处理和加工工艺处理后具有良好的综合性能，硬度在40?45HRC,即保证了夹具的使用寿命，又保证了夹具的可夹持性，拉伸试验时夹具与拉伸试验机的上、下钳口间具有良好的咬合性，保证了试验过程中无打滑。
[0022]所述螺纹结构夹具2和4采用各部