一种用于弹簧类零件的检测夹具

本发明属于检测夹具，具体涉及一种用于弹簧类零件的检测夹具。

背景技术：

1、航天器对接机构会用到很多弹性零件，压缩弹簧就是最常用的一种。为保证该类弹簧能够在航天器对接机构上长期、安全、稳定地发挥作用，需要模拟太空工作环境，例如，对弹簧进行梯度升温或降温，在不同的温度条件下对该类压缩弹簧进行严格的应力松弛试验。

2、试验过程中，弹簧竖向放置，在检测夹具的辅助下顶紧在压力试验机的上、下压头之间；由于现有检测夹具的存在固有缺陷且不同批次的弹簧存在力学特性上存在差异，随着压力机的下压，弹簧会产生较大地横向偏移，测量数据表现出较大波动，致使试验结果准确率低、重复性差，并且存在试验周期长、效率低等问题。

技术实现思路

1、为了解决上述的问题，本发明提供了一种能够提升试验准确率及效率、降低试验周期、提升试验可靠性的用于弹簧类零件的检测夹具。

2、基于上述目的，本发明通过如下技术方案实现：

3、一种用于弹簧类零件的检测夹具，包括顶杆，顶杆上方设有与顶杆间隙配合的压杆，顶杆上设有与顶杆相连接的圆弧卡件ⅰ，压杆上设有与压杆相连接的圆弧卡件ⅱ。

4、优选地，顶杆为类阶梯轴型结构，从下到上依次包括夹持段ⅰ、加热段ⅰ、与圆弧卡件ⅰ相配合的定位段ⅰ、限位段，加热段ⅰ通过加热连接杆ⅰ与定位段ⅰ相连接，定位段ⅰ靠近限位段一侧的侧面上对称设置有与圆弧卡件ⅰ相配合的扇面沉槽ⅰ；夹持段ⅰ与加热段ⅰ可拆卸连接，夹持段ⅰ顶端设有与加热段ⅰ密封连接的密封圈及点胶。

5、优选地，圆弧卡件ⅰ包括对称设置在定位段ⅰ上与扇面沉槽ⅰ相连接的双圆弧结构ⅰ，双圆弧结构ⅰ包括与定位段ⅰ侧面相连接的大直径圆弧板ⅰ，大直径圆弧板ⅰ上设有与限位段间隙配合的小直径圆弧板ⅰ，小直径圆弧板ⅰ通过过渡面ⅰ与大直径圆弧板ⅰ相连接，过渡面ⅰ与扇面沉槽ⅰ相贴合；限位段的长度为检测件原长的2/3。

6、优选地，压杆为类阶梯轴型结构，从上到下依次包括夹持段ⅱ、加热段ⅱ、与圆弧卡件ⅱ相配合的定位段ⅱ，加热段ⅱ通过加热连接杆ⅱ与定位段ⅱ相连接，定位段ⅱ远离加热段ⅱ一侧的侧面上对称设置有与圆弧卡件ⅱ相配合的扇面沉槽ⅱ；夹持段ⅱ与加热段ⅱ可拆卸连接，夹持段ⅱ顶端设有与加热段ⅱ密封连接的密封圈及点胶。

7、优选地，圆弧卡件ⅱ包括对称设置在定位段ⅱ上与扇面沉槽ⅱ相连接的双圆弧结构ⅱ，双圆弧结构ⅱ包括与定位段ⅱ侧面相连接的大直径圆弧板ⅱ，大直径圆弧板ⅱ下设有小直径圆弧板ⅱ，小直径圆弧板ⅱ通过过渡面ⅱ与大直径圆弧板ⅱ相连接，过渡面ⅱ与扇面沉槽ⅱ相贴合。

8、优选地，大直径圆弧板ⅰ、小直径圆弧板ⅰ所对的圆心角为100度，大直径圆弧板ⅰ、小直径圆弧板ⅰ为同轴心圆弧板。

9、优选地，大直径圆弧板ⅱ、小直径圆弧板ⅱ所对的圆心角为90度，大直径圆弧板ⅱ、小直径圆弧板ⅱ为同轴心圆弧板。

10、优选地，定位段ⅰ、定位段ⅱ的侧面上均设有分别与大直径圆弧板ⅰ、大直径圆弧板ⅱ相配合的固定孔，固定孔分别与设置在大直径圆弧板ⅰ、大直径圆弧板ⅱ上的沉头孔相配合；加热段ⅰ、加热段ⅱ上均设有过油孔；固定孔分别设置在相对应扇面沉槽ⅰ、扇面沉槽ⅱ的中心线上。

11、优选地，大直径圆弧板ⅰ的直径≠小直径圆弧板ⅰ的直径≠大直径圆弧板ⅱ的直径≠小直径圆弧板ⅱ的直径。

12、优选地，压杆、顶杆中阶梯轴大直径处即加热段ⅰ、加热段ⅱ处，采用流动的热流体对材料的温度进行控制，间接对检测件的上端和下端进行温度控制；压杆和顶杆的材料均为高导热系数材料。

13、优选地，还包括加热器，加热器包括套设在限位段上与限位段间隙配合的加热块，加热块与夹持段ⅰ、夹持段ⅱ的间隙配合，加热块包括对称设置在限位段两侧的加热板，加热板靠近限位段的一侧设有与限位段间隙配合的半圆加热孔。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

15、（1）本申请通过在间隙配合顶杆、压杆上分别设置圆弧卡件ⅰ、圆弧卡件ⅱ对试验弹簧进行有效、可靠的约束限位，防止试验过程中试验弹簧产生径向偏移，降低试验失败率，在对试验弹簧进行更换时，只需将顶杆、压杆的间隙增大，便可方便地将试验主体从顶杆上取出，从而达到快速、准确更换试验主体的目的。

16、（2）顶杆、压杆分别通过夹持段ⅰ、夹持段ⅱ固定在试验机器的下卡盘、上卡盘内；通过加热段ⅰ、加热段ⅱ为试验主体进行上下端同时加热动作；分别通过定位段ⅰ、定位段ⅱ固定圆弧卡件ⅰ、圆弧卡件ⅱ；通过限位段对试验主体进行限位及放置，方便对试验弹簧等进行快速更换的目的；通过设置扇面沉槽ⅰ、扇面沉槽ⅱ配合扇面沉槽ⅰ、扇面沉槽ⅱ能够分别将圆弧卡件ⅰ、圆弧卡件ⅱ准确稳定的固定在位段ⅰ、定位段ⅱ上。本申请夹具的所有零件材料选择和弹簧类零件一致，均选用高导热系数材料，确保弹簧类零件在不同温度下试验时，弹簧类零件整体所处温度是一致的，弹簧类零件、夹具所有零件的材料为0cr18ni9。

17、（3）双圆弧结构ⅰ通过大直径圆弧板ⅰ与定位段ⅰ固定连接，再通过过渡面ⅰ将其固定在扇面沉槽ⅰ内，能够将双圆弧结构ⅰ紧紧地固定在定位段ⅰ上，在进行弹簧类零件试验时，防止双圆弧结构ⅰ在定位段ⅰ上产生横向、纵向的运动，降低试验主体移动带来的误差，保证试验的可靠性；双圆弧结构ⅱ通过大直径圆弧板ⅱ与定位段ⅱ固定连接，再通过过渡面ⅱ将其固定在扇面沉槽ⅱ内，能够将双圆弧结构ⅱ紧紧地固定在定位段ⅱ上，在进行弹簧类零件试验时，防止双圆弧结构ⅱ在定位段ⅱ上产生横向、纵向的运动，降低试验主体移动带来的误差，保证试验的可靠性及稳定性。

18、（4）小直径圆弧板ⅰ配合限位段，能够对试验主体快速准确更换，有效提升试验效率；通过设置不同直径的小直径圆弧板ⅰ、小直径圆弧板ⅱ，能够有效约束弹簧结合面、外圆柱面，来实现多种规格的弹簧试验；通过在顶杆、压杆上设置圆弧卡件ⅰ、圆弧卡件ⅱ，能够完成对零件外圆、基准面、径向位移的快速定位，方便进行快速试验，通过设置分离式的顶杆、压杆，能够快捷、准确的更换试验主体。

19、综上，本发明具有约束限位有效、可靠、装卸方便，更换试验主体快捷、准确等特点；本发明通过有效约束弹簧结合面、外圆柱面，用于多种规格的弹簧试验，将加热段和定位段设计在一起，有效提升试验可靠性；本发明作为定位检测夹具，能够完成零件外圆、基准面、径向位移的快速定位，不仅快速试验方便，更换试验主体后，不需要复杂定位，可直接进行后续测试，从而有效降低试验周期、提升试验准确率及效率。

技术特征：

1.一种用于弹簧类零件的检测夹具，其特征在于，包括顶杆，顶杆上方设有与顶杆间隙配合的压杆，顶杆上设有与顶杆相连接的圆弧卡件ⅰ，压杆上设有与压杆相连接的圆弧卡件ⅱ。

2.根据权利要求1所述的用于弹簧类零件的检测夹具，其特征在于，所述顶杆为类阶梯轴型结构，从下到上依次包括夹持段ⅰ、加热段ⅰ、与圆弧卡件ⅰ相配合的定位段ⅰ、限位段，定位段ⅰ靠近限位段一侧的侧面上对称设置有与圆弧卡件ⅰ相配合的扇面沉槽ⅰ。

3.根据权利要求2所述的用于弹簧类零件的检测夹具，其特征在于，所述圆弧卡件ⅰ包括对称设置在定位段ⅰ上与扇面沉槽ⅰ相连接的双圆弧结构ⅰ，双圆弧结构ⅰ包括与定位段ⅰ侧面相连接的大直径圆弧板ⅰ，大直径圆弧板ⅰ上设有与限位段间隙配合的小直径圆弧板ⅰ，小直径圆弧板ⅰ通过过渡面ⅰ与大直径圆弧板ⅰ相连接，过渡面ⅰ与扇面沉槽ⅰ相贴合。

4.根据权利要求3所述的用于弹簧类零件的检测夹具，其特征在于，所述压杆为类阶梯轴型结构，从上到下依次包括夹持段ⅱ、加热段ⅱ、与圆弧卡件ⅱ相配合的定位段ⅱ，定位段ⅱ远离加热段ⅱ一侧的侧面上对称设置有与圆弧卡件ⅱ相配合的扇面沉槽ⅱ。

5.根据权利要求4所述的用于弹簧类零件的检测夹具，其特征在于，所述圆弧卡件ⅱ包括对称设置在定位段ⅱ上与扇面沉槽ⅱ相连接的双圆弧结构ⅱ，双圆弧结构ⅱ包括与定位段ⅱ侧面相连接的大直径圆弧板ⅱ，大直径圆弧板ⅱ下设有小直径圆弧板ⅱ，小直径圆弧板ⅱ通过过渡面ⅱ与大直径圆弧板ⅱ相连接，过渡面ⅱ与扇面沉槽ⅱ相贴合。

6.根据权利要求5所述的用于弹簧类零件的检测夹具，其特征在于，所述大直径圆弧板ⅰ、小直径圆弧板ⅰ所对的圆心角为100度，大直径圆弧板ⅰ、小直径圆弧板ⅰ为同轴心圆弧板。

7.根据权利要求6所述的用于弹簧类零件的检测夹具，其特征在于，所述大直径圆弧板ⅱ、小直径圆弧板ⅱ所对的圆心角为90度，大直径圆弧板ⅱ、小直径圆弧板ⅱ为同轴心圆弧板。

8.根据权利要求7所述的用于弹簧类零件的检测夹具，其特征在于，所述定位段ⅰ、定位段ⅱ的侧面上均设有分别与大直径圆弧板ⅰ、大直径圆弧板ⅱ相配合的固定孔，固定孔分别与设置在大直径圆弧板ⅰ、大直径圆弧板ⅱ上的沉头孔相配合；加热段ⅰ、加热段ⅱ上均设有过油孔。

9.根据权利要求8所述的用于弹簧类零件的检测夹具，其特征在于，所述大直径圆弧板ⅰ的直径≠小直径圆弧板ⅰ的直径≠大直径圆弧板ⅱ的直径≠小直径圆弧板ⅱ的直径。

10.根据权利要求9所述的用于弹簧类零件的检测夹具，其特征在于，所述压杆、顶杆中阶梯轴大直径处即加热段ⅰ、加热段ⅱ处，采用流动的热流体对材料的温度进行控制，间接对检测件的上端和下端进行温度控制；所述压杆和顶杆的材料均为高导热系数材料。

技术总结
本发明属于检测夹具技术领域，具体公开了一种用于弹簧类零件的检测夹具，包括顶杆，顶杆上方设有与顶杆间隙配合的压杆，顶杆上设有与顶杆相连接的圆弧卡件Ⅰ，压杆上设有与压杆相连接的圆弧卡件Ⅱ。本发明具有约束限位有效、可靠、装卸方便，更换试验主体快捷、准确等特点；本发明通过有效约束弹簧结合面、外圆柱面，用于多种规格的弹簧试验，将温度控制段和限位段设计在一起，有效提升试验可靠性；本发明作为定位检测夹具，可完成零件外圆、基准面、径向位移的快速定位，不仅快速试验方便，更换试验主体后，不需要复杂定位，可直接进行后续测试，从而有效降低试验周期、提升试验准确率及效率。

技术研发人员：刘丽兰,高超佳,高增桂,徐子锋,张婷婷,闫振豪
受保护的技术使用者：上海大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12