一种法兰面紧固件疲劳试验工装的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种法兰面紧固件疲劳试验工装。
【背景技术】
[0002]随着近几年航天航空领域的大力发展，越来越多的法兰面细杆紧固件被使用在航天航空领域中。这种法兰细杆紧固件的结构如图1、图2所示，包括杆体401及布置在杆体401前端的头部，杆体后端设有外螺纹段402，头部具有供扳手扳拧的施力段403，在紧固件的头部和杆体之间设有超出施力段径向尺寸的法兰支撑部404，法兰支撑部404的支撑外周面405为圆柱面。
[0003]在疲劳试验时，将法兰面细杆紧固件安装如3所示的用于对普通紧固件进行疲劳试验的试验工装上进行相应试验，现有的疲劳试验的试验工装包括沿上下方向间隔对应布置的上夹具100和下夹具200，上夹具100的对应穿孔中设有上垫片101，下夹具200的对应穿孔中设有下垫片201，将待试验的紧固件试件300穿装在上下上垫片的对应穿孔中，将试验螺母301对应选装在紧固件试件300的外螺纹段上，然后对应进行疲劳试验。
[0004]由于上述的法兰面细杆紧固件在尺寸上有别于普通紧固件，试验后常常出现细杆紧固件的头部与杆部过渡的头杆结合处有部分地方存在较为严重的磨蹭，这说明试验样件在试验过程中中心定位不准而与工装发生了局部磨蹭，在这种情况下出现试验件掉头的情况下，无法保证试验结果的准确性，容易遭到质疑，影响正常测量。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种法兰面紧固件疲劳试验工装，以解决现有技术中采用在普通紧固件的疲劳试验工装上对法兰面细杆紧固件进行疲劳试验时容易出现因为试验样件中心定位不准导致与工装发生局部磨蹭的技术问题。
[0006]本发明所提供的法兰面紧固件疲劳试验工装的技术方案是:一种法兰面紧固件疲劳试验工装，包括用于定位装配待试验法兰面紧固件的上夹具和用于装配在上夹具上的上垫片，上垫片上设有供待试验法兰面紧固件的杆部间隙穿过的竖向中心孔和用于与待试验法兰面紧固件的法兰支撑部支撑顶压配合的水平支撑面，试验工装还包括用于在水平支撑面上装夹定位待试验法兰面紧固件以使其与所述上垫片的竖向中心孔同轴布置的中心定位装置，中心定位装置具有用于同轴定位装夹待试验法兰面紧固件的法兰支撑部的外圆柱面的中心定位型腔，中心定位装置和所述上垫片之间设有用于使中心定位装置的中心定位型腔与上垫片的竖向中心孔同轴布置的定位结构，定位结构包括设置在中心定位装置和上垫片的其中一个上的定位销及设置在另一个上的与定位销对应定位插配的定位孔或定位槽。
[0007]所述的中心定位装置包括用于在水平面内相向运动以夹持所述待试验法兰紧固件的法兰支撑部的两水平夹持块和向两水平夹持块施加迫使两者相向运动的作用力的弹性件，两水平夹持块具有相向布置的相向夹持面，两相向夹持面形成所述的中心定位型腔。
[0008]所述的两相向夹持面中的其中一个相向夹持面上设有V型定位槽、另一个相向夹持面具有与所述V型定位槽配合的平面段，V型定位槽和平面段配合形成所述的中心定位型腔。
[0009]所述的定位结构包括设置在上垫片的水平支撑面上的两定位销和设置在所述中心定位装置上的两定位孔或两定位槽，所述两定位销关于所述上垫片的竖向中心孔的中心线中心对称布置，所述两定位孔或两定位槽则关于所述中心定位装置的中心定位型腔的中心线中心对称布置。
[0010]所述的中心定位装置上设有与所述两定位销对应插配的两定位槽，两定位槽设置在所述两相向夹持面的其中一个相向夹持面上。
[0011]所述的两水平夹持块之间设有用于引导两水平夹持块相向水平运动的导向杆，两水平夹持块为沿水平方向间隔布置的第一水平夹持块和第二水平夹持块，导向杆与第一水平夹持块固定连接、与第二水平夹持块上设有的导向孔导向移动装配。
[0012]所述的导向杆具有沿着远离第一水平夹持块的方向穿出所述第二水平夹持块上的导向孔的穿出段，穿出段的末端固设有动力挡板，所述弹性件为套装在所述穿出段上且两端对应顶压在第二水平夹持块和动力挡板上的压簧。
[0013]所述的第二水平夹持块上设有用于供操作人员施力以克服弹性件的作用力迫使第一水平夹持块和第二水平夹持块相背移动的施力部。
[0014]所述的施力部为施力长槽。
[0015]本发明的有益效果是:本发明所提供的法兰面紧固件疲劳试验工装在使用时，将上垫片布置在相应上夹具上，并使待试验的法兰面紧固件的杆部间隙穿过上垫片的竖向中心孔，法兰面紧固件的法兰支撑部与上垫片的水平支撑面支撑顶压配合，并且，为避免出现局部磨蹭，利用与上垫片定位装配的中心定位装置实现对法兰面紧固件的中心定位，使用时，利用布置在上垫片和中心定位装置之间的定位结构使得装配在在一起的上垫片的竖向中心孔与中心定位装置的中心定位型腔同轴布置，并使待试验的法兰面紧固件的法兰支撑部的外圆柱面同轴的定位装配在中心定位型腔中，这样一来，借助中心定位装置及上垫片之间的定位结构，实现法兰面紧固件与上垫片的竖向中心孔的同轴配合，由于法兰面紧固件的法兰支撑部的外圆柱面和杆部是同轴布置的，进而有效保证杆部在竖向中心孔中不会出现偏移而产生局部磨蹭，消除夹具对待试验的法兰面紧固件的干扰，有效保证测量结果。
[0016]进一步地，中心定位装置包括两相向运动的水平夹持块来夹持定位待试验的法兰面紧固件，结构较为简单，操作较为方便。
[0017]进一步地，通过布置在两相向夹持面上的V型定位槽和平面段形成中心定位型腔，定位性能较好，便于实现中心定位装置对待试验法兰面紧固件的中心定位。
[0018]进一步地，，设置在上垫片上的两定位销关于上垫片的竖向中心孔的中心线中心对称布置，而设置在中心定位装置上的定位孔或定位槽则关于所述中心定位装置的中心定位型腔的中心线中心对称布置，这样一来，只要将定位销与定位孔或定位槽对应配合，即可有效保证中心定位型腔与竖向中心孔的同轴布置，定位结构简单可靠。
[0019]进一步地，采用布置在中心定位装置上的两定位槽与上垫片上的定位销定位插配，且将定位槽设在其中一个相向夹持面上，这样可以利用定位销和定位槽的定位插配，结合弹性件的弹性作用力来依据定位销的定位调整中心定位装置的位置，最终使得两相向夹持面夹持定位的待试验的法兰面紧固件与上垫片的竖向中心孔同轴布置。
[0020]进一步地，利用导向杆和导向孔相配合的结构实现两水平夹持块在水平面内的相向运动，导向结构导向可靠。
[0021]进一步地，在第二水平夹持块上设有用于供操作人员施力以克服弹性件的作用力迫使第一水平夹持块和第二水平夹持块相背移动的施力部，这样便于试验人员操作第二水平夹持块以使得两水平夹持块相分离，便于将待试验的法兰面紧固件送入两相向夹持面之间。
【附图说明】
[0022]图1是法兰面细杆紧固件的结构示意图；
图2是图1所示法兰面细杆紧固件的左侧示意图；
图3所示为现有的普通紧固件的疲劳试验工装的结构示意图；
图4是本发明所提供的法兰面紧固件疲劳试验工装的一种实施例的结构示意图；
图5是图4所示试验工装的俯视图；
图6是图4中法兰面紧固件中心定位装置的结构示意图；
图7是图6所示中心定位装置在上垫片上对法兰面细杆紧固进行中心定位的定位原理图。
【具体实施方式】
[0023]如图4至图7所示，一种法兰面紧固件疲劳试验工装的实施例，该实施例中的疲劳试验工装与现有技术中的常用的疲劳试验工装同样包括上夹具和下夹具以及对应布置在上下夹具上的上垫片及下垫片，上垫片上设有供待试验法兰面紧固件的杆部间隙穿过的竖向中心孔和用于与待试验法兰面紧固件的法兰支撑部支撑顶压配合的水平支撑面。
[0024]与现有技术不同的是:本实施例中的试验工装还包括用于在上垫片的水平支撑面上装夹定位待试验法兰面紧固件50以使其与上垫片的竖向中心孔同轴布置的中心定位装置40，此处的中心定位装置40主要在试验前安装待试验件时使用，在定位完成后，加预载荷，之后就可以将中心定位装置取下来。
[0025]本实施例中，中心定位装置40具有用于同轴定位装夹待试验法兰面紧固件50的法兰支撑部的外圆柱面的中心定位型腔8，此处的中心定位装置40具体包括用于在水平面内相向运动以夹持所述待试验法兰紧固件50的法兰支撑部的两水平夹持块和向两水平夹持块施加迫使两者相向运动的作用力的弹性件，两水平夹持块分别为沿水平方向间隔布置的第一水平夹持块I和第二水平夹持块