专利名称：管状拉伸试样弧面钻孔装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种小直径换热管弧面钻孔用装置，具体涉及管状拉伸试样弧面钻孔装置
背景技术：
拉伸试验是材料力学性能测试中最常见试验方法之一。试验中的弹性变形、塑性变形、断裂等各阶段真实反映了材料抵抗外力作用的全过程。它具有简单易行、试样制备方便等特点。拉伸试验所得到的材料强度和塑性性能数据，对于设计和选材、新材料的研制、材料的采购和验收、产品的质量控制以及设备的安全和评估都有很重要的应用价值和参考价值。对于要进行拉伸试验的测试材料，需要将其制成拉伸试样。对于金属材料，一般需要使用管状拉伸试样进行测试。目前高温器冷堆作为一种技术先进，安全性能好，可用于高效发电和高温供热的核反应堆，是当今世界第四代核能系统的首选堆型之一。由我国自主设计的高温器冷堆蒸汽发生器制造已经作为国家重大专项课题研究正在紧张有序的进行着。其中关键工序小直径薄壁换热管对接焊技术已成为各国焊接专家的研究对象。在研究中，小直径同种材料和异种材料的换热管对接焊技术的高温性能成为考核其焊缝质量的重要指标之一。根据试验机的形式，选用带有销孔的弧段作为高温拉伸试验的夹持端。然而，常规的换热管对接实验研究也存在很多不足，具体列出如下(I)由于镍基合金本身较粘，在接焊过程中，容易与模具发生粘滞，影响拉伸试验准确性；(2)换热管在钻孔时不牢靠，易打滑，在弧面上钻孔精度和位置极难保证；(3)换热管直径小，钻孔难度大，端部弧面销孔的尺寸精度和行为公差直接影响试样的拉伸试验结果。为了顺利进行拉伸试验，精确测量待试小直径换热管的力学性能，需要简单方便地制造出管状拉伸试样，特别是在管状拉伸试样上钻口且对试样不造成影响。
实用新型内容鉴于上述现状，本发明人进行研究，发现可以采用简单的机械和紧固装置，利用模具装置的形式解决小口径弧管段弧面的钻口的难题，以便控制换热管高温拉伸试样两端钻的同轴及本身精度的问题，保证拉伸试验结果的准确性，从而完成本实用新型。本实用新型提供以下方面。(I) 一种管状拉伸试样弧面钻孔装置，其特征在于，所述管状拉伸试样弧面钻孔装置包括上模具和下模具，上模具中开有直筒圆弧状凹槽，下模具上设有直筒圆弧状凸起，圆弧状凹槽与圆弧状凸起之间形成圆环状间隙，[0015]其中，在上模具中开设导向孔，在上模具中还开设固定孔。[0016](2)如上(I)中所述的管状拉伸试样弧面钻孔装置，其特征在于，在上模具中开设装配孔，在下模具中与装配孔相对位置处开有装配螺纹孔。(3)如上(I)中所述的管状拉伸试样弧面钻孔装置，其特征在于，在上模具中四角位置处各开设ー个装配孔，在下模具的四角处，在与装配孔相对的位置处各设ー个装配螺纹孔。(4)如上(I)或(2)中所述的管状拉伸试样弧面钻孔装置，其特征在于，上模具中的直筒圆弧状凹槽与管状拉伸试样的外径配合，下模具中的直筒圆弧状凸起与管状拉伸试样的内径配合。(5)如上(I)中所述的管状拉伸试样弧面钻孔装置，其特征在于，在上模具的固定孔中旋有固定螺钉。(6)如上(5)中所述的管状拉伸试样弧面钻孔装置，其特征在于，所述固定螺钉的底部尖端为球面弧形。(7)如上(I)中所述的管状拉伸试样弧面钻孔装置，其特征在于，在上模具中，沿直筒圆弧状凹槽的直筒方向，在圆弧最高点处开设固定孔。(8)如上⑴中所述的管状拉伸试样弧面钻孔装置，其特征在于，下模具装设于基座上。本实用新型提供的管状拉伸试样弧面钻孔装置具有以下优点(I)采用模具配合，将管状拉伸试样固定于上下模具形成的圆环状间隙中，降低了换热管弧面拉伸试样钻孔时的滑动，确保销孔的周向位置要求，钻孔后换热管弧面拉伸试样的钻孔部位周围几乎不发生形变；(2)利用固定孔和固定螺丝，以及利用装配螺丝，进一歩固定要钻孔的换热管弧面拉伸试样，进一歩降低换热管弧面拉伸试样钻孔时的滑动；(3)钻头经导向孔对换热管弧面拉伸试样进行钻孔，确保了钻孔的周向尺寸要求，钻孔周向几乎不发生形变，有效地保持了高温拉伸试样时的装夹品质，有效避免了由于夹持端加工给小直径薄壁的换热管拉伸试验的高温拉伸试验精度带来的不利影响；(4)本实用新型的管状拉伸试样弧面钻孔装置制造容易，成本低廉，为确保高温气冷堆示范堆蒸汽发生器等第四代核电设备关键エ序-换热管对接エ序的研究提供有力保障。
图I示出了根据本实用新型优选实施方式的管状拉伸试样弧面钻孔装置的剖面结构示意图。图2示出了根据本实用新型优选实施方式的管状拉伸试样弧面钻孔装置的侧视结构示意图。图3示出了根据本实用新型优选实施方式的管状拉伸试样弧面钻孔装置的上模具的结构示意图。图4示出了根据本实用新型优选实施方式的管状拉伸试样弧面钻孔装置的下模具的结构示意图。[0032]附图标记说明I-上模具2_下模具3-固定螺钉4-装配螺钉5-导向孔 6-固定孔7-装配孔8-圆弧状凹槽9-圆弧状凸起10-圆环状间隙11-装配螺纹孔。
具体实施方式
以下结合附图通过具体实施方式
对本实用新型进行详细说明。本实用新型的特点和优点将随着这些描述变得更为清楚、明确。在优选的实施方式中，如图I所示，提供ー种管状拉伸试样弧面钻孔装置，其包括上模具I和下模具2，上模具I中开有直筒圆弧状凹槽8，下模具上设有直筒圆弧状凸起9，圆弧状凹槽8与圆弧状凸起9之间形成圆环状间隙10，其中，在上模具I中开设导向孔5，在上模具中还开设固定孔6。其中，导向孔5为通孔，用于导向钻头，转头经导向孔5导向后，可以在管状拉伸试样的弧面上钻出理想的孔。根据所需要钻孔的大小，可以调节导向孔的大小。如采用钻头直接在弧面上进行钻孔，由于钻头旋转存在钻尖偏距，在与弧面接触时极易打滑，很难控制钻孔质量，通过导向孔将钻头在弧面上钻孔由直接定位改为通过导向孔定位，由于导向孔开设于上模具中，具有较高的位置精度，从而提高弧面钻孔质量。上模具I中的直筒圆弧状凹槽8与管状拉伸试样的外径配合，凹槽部分对换热管拉伸试样具有向下的支撑作用，避免薄壁管在钻孔时带来的轴向变形，下模具2中的直筒圆弧状凸起9与管状拉伸试样的内径配合，凸起部分对换热管拉伸试样具有向上支撑作用，避免薄壁管在钻孔时带来的轴向变形，圆环状间隙10与管状拉伸试样配合，管状拉伸试样配合能沿直筒方向在圆环状间隙10中滑动，这样当对试样钻ー个孔后，可以移动试样而在其他位置钻孔。由于换热管内外径自身公差带来的与上模具I、下模具2之间的装配间隙，在换热管弧面拉伸试样进行钻孔时，可能发生微小滑动，影响孔的加工精度，为了避免该微小滑动，在进一步优选的实施方式中，在上模具I中开设固定孔6，其中装备固定螺钉3，更进ー步地，在上模具中开设装配孔7，并在下模具的相应位置处开设装配螺纹孔11，其中装备装配螺钉4，从而将换热管弧面拉伸试样紧固在圆弧状凹槽8和圆弧状凸起9形成的圆环状间隙10中。在进ー步优选的实施方式中，在上模具中四角位置处各开设ー个装配孔，在下模具的四角处，在与装配孔相对的位置处各设ー个装配螺纹孔。通过四个装配螺钉将上下模具紧固装配。在进一步优选的实施方式中，在上模具中，沿直筒圆弧状凹槽8的直筒方向，在圆弧最高点，即圆弧中心处处开设固定孔5，这样固定螺钉与管状拉伸试样接触位置均衡，对管状拉伸试样的影响最小。在进一步优选的实施方式中，固定螺钉3的底部尖端为球面弧形，这样固定螺钉与管状拉伸试样的接触之间的接触为点接触，固定螺钉对于管状拉伸试样的硬性最小。在进一步优选的实施方式中，将下模具装设于基座上，基座形状可以根据实际需要调整，例如为倒U型，这样的基座可以在倒U型生产线上滑动，则管状拉伸试样弧面钻孔装置通过基座可以在生产线上滑动，便于应用。 以上通过优选的具体实施方式
对本实用新型进行了范例性说明。不过需要声明的是，这些具体实施方式
仅是对本实用新型的阐述性解释，并不对本实用新型的保护范围构成任何限制，在不超出本实用新型精神和保护范围的情况下，本领域技术人员可以对本实用新型技术内容及其实施方式进行各种改进、等价替换或修饰，这些均落入本实用新型的保护范围内。本实用新型的保护范围以所附权利要求为准。
权利要求1.一种管状拉伸试样弧面钻孔装置，其特征在于， 所述管状拉伸试样弧面钻孔装置包括上模具和下模具，上模具中开有直筒圆弧状凹槽，下模具上设有直筒圆弧状凸起，圆弧状凹槽与圆弧状凸起之间形成圆环状间隙， 其中，在上模具中开设导向孔，在上模具中还开设固定孔。
2.根据权利要求I所述的管状拉伸试样弧面钻孔装置，其特征在于，在上模具中开设装配孔，在下模具中与装配孔相对位置处开有装配螺纹孔。
3.根据权利要求I所述的管状拉伸试样弧面钻孔装置，其特征在于，在上模具中四角位置处各开设一个装配孔，在下模具的四角处，在与装配孔相对的位置处各设一个装配螺 纹孔。
4.根据权利要求I或2所述的管状拉伸试样弧面钻孔装置，其特征在于，上模具中的直筒圆弧状凹槽与管状拉伸试样的外径配合，下模具中的直筒圆弧状凸起与管状拉伸试样的内径配合。
5.根据权利要求I所述的管状拉伸试样弧面钻孔装置，其特征在于，在上模具的固定孔中旋有固定螺钉。
6.根据权利要求5所述的管状拉伸试样弧面钻孔装置，其特征在于，所述固定螺钉的底部尖端为球面弧形。
7.根据权利要求I所述的管状拉伸试样弧面钻孔装置，其特征在于，在上模具中，沿直筒圆弧状凹槽的直筒方向，在圆弧最高点处开设固定孔。
8.根据权利要求I所述的管状拉伸试样弧面钻孔装置，其特征在于，下模具装设于基座上。
专利摘要本实用新型涉及一种管状拉伸试样弧面钻孔装置，所述管状拉伸试样弧面钻孔装置包括上模具和下模具，上模具中开有直筒圆弧状凹槽，下模具上设有直筒圆弧状凸起，圆弧状凹槽与圆弧状凸起之间形成圆环状间隙，其中，在上模具中开设导向孔，在上模具中还开设固定孔。本实用新型采用简单的机械和紧固装置，利用模具装置的形式解决小口径弧管段弧面的钻口的难题，以便控制换热管高温拉伸试样两端孔的同轴及本身精度的问题，保证拉伸试验结果的准确性。
文档编号B23B47/28GK202367240SQ201120540759
公开日2012年8月8日 申请日期2011年12月21日 优先权日2011年12月21日
发明者伦辛杰, 徐震, 王萍, 郑明涛, 黄政 申请人:哈电集团(秦皇岛)重型装备有限公司