一种用于异型构件六自由度刚度测试的组合夹具的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于异型构件六自由度刚度测试的组合夹具，它包括A型上夹具、A型下夹具、B型上夹具以及B型下夹具，A型上夹具为连接在试验机上夹头上的A型上夹具体，在A型上夹具体上开有沿竖直方向设置的A型第一夹紧孔，A型第一夹紧孔用于安装第一接头或第二接头，在A型上夹具体上连接有固定第一接头或第二接头用的A型紧固件。本实用新型的优点在于：采用本组合夹具能够完成待测异型构件的所有待测项目，具有较好的通用性，能够较快的实现装夹方案的更换，最大限度的节省装夹时间和劳动强度，且具有较好的刚度。
【专利说明】一种用于异型构件六自由度刚度测试的组合夹具
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种构件的刚度测试，属于机械加工工艺和测试领域，尤其涉及一种可重构的组合夹具。
【背景技术】
[0002]目前，对于标准试件进行刚度测试，可以采用试验机提供的标准夹头装夹。但是对于工程上用到的异型构件，标准夹头无法满足测试要求。为此可借鉴在机械加工领域的工装夹具思想，众所周知，组合夹具作为一种通用化程度很高的工艺装备，具有可重构的特点。贾祥云在“组合夹具在机械产品加工中的应用研究”一文中，针对一种角向定位异型件的加工实例，介绍了组合夹具的使用方式。该组合夹具能有效的完成斜接头X、1、Z三个方向的定位与调整。但是对于涉及异型构件具有两个接头，分别测试其x、y、z三个方向的线刚度和角刚度，需要考虑更多更为复杂的工况，而现有组合夹具不能解决此问题。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服已有技术的缺点，提供一种具有较好的通用性，能够较快的实现装夹方案的更换，最大限度的节省装夹时间和劳动强度，且具有较好的刚度的一种用于异型构件六自由度刚度测试的组合夹具。
[0004]为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是:
[0005]本实用新型的一种用于异型构件六自由度刚度测试的组合夹具，它包括A型上夹具、A型下夹具、B型上夹具以及B型下夹具，所述的A型上夹具为连接在试验机上夹头上的A型上夹具体，在所述的A型上夹具体上开有沿竖直方向设置的A型第一夹紧孔，所述的A型第一夹紧孔用于安装第一接头或第二接头，在所述的A型上夹具体上连接有固定第一接头或第二接头用的A型紧固件，所述的A型下夹具包括固定在试验台上的底板，在所述的底板上固定有左右相对设置的两个侧板，在两个侧板的顶部分别对称的开有一个水平设置或斜方向设置的安装槽，在所述的水平设置或斜方向设置的安装槽里对应的装入方垫块或斜垫块，A型下夹具夹头的两端分别装在方垫块或斜垫块的水平设置或倾斜设置的卡槽内并通过A型下夹具方形压板或A型下夹具异形压板固定在两个侧板上，所述的A型下夹具夹头包括A型下夹具夹头本体和固定在A型下夹具夹头本体上的压块，在所述的A型下夹具夹头本体和压块上分别开有第一半圆孔，所述的两个第一半圆孔构成用于装夹异型构件的固定接头的A型第二夹紧孔；所述的B型上夹具为连接在试验机上夹头上的B型上夹具体，在所述的B型上夹具体上开有沿水平方向设置的B型第一夹紧孔，所述的B型第一夹紧孔用于安装第一接头或第二接头，在所述的B型上夹具体上连接有固定第一接头或第二接头用的B型紧固件，所述的B型下夹具包括固定在试验台上的B型下夹具夹头本体，在所述的B型下夹具夹头本体上连接有B型下夹具夹头压块，在B型下夹具夹头本体和B型下夹具夹头压块上分别开有B型半圆孔，所述的两个B型半圆孔构成用于装夹异型构件的固定接头用的B型第二夹紧孔。[0006]本实用新型的优点在于:
[0007]采用本组合夹具能够完成待测异型构件的所有待测项目，具有较好的通用性，能够较快的实现装夹方案的更换，最大限度的节省装夹时间和劳动强度，且具有较好的刚度。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为异型构件轴测图，它有两个待测接头和一个固定接头；
[0009]图2为用于第一接头的X向刚度测试的本实用新型的一种用于异型构件六自由度刚度测试的组合夹具的结构示意图；
[0010]图3为用于第一接头的y向刚度测试的本实用新型的组合夹具的结构示意图；
[0011]图4为用于第一接头的z向刚度测试的本实用新型的组合夹具的结构示意图；
[0012]图5为用于第二接头的X向刚度测试的本实用新型的组合夹具的结构示意图；
[0013]图6为用于第二接头的y向刚度测试的本实用新型的组合夹具的结构示意图；
[0014]图7为用于第二接头的z向刚度测试的本实用新型的组合夹具的结构示意图；
[0015]图8为本实用新型的一种用于异型构件六自由度刚度测试的组合夹具中的A型下夹具夹头水平安装装配图；
[0016]图9为本实用新型的一种用于异型构件六自由度刚度测试的组合夹具中的A型下夹具夹头竖直安装装配图；
[0017]图10为本实用新型的一种用于异型构件六自由度刚度测试的组合夹具中的A型下夹具夹头倾斜安装装配图；
[0018]图11为本实用新型的一种用于异型构件六自由度刚度测试的组合夹具中的B型下夹具装配图。
[0019]标注:1_试验机上夹头；2-A型上夹具；3_异型构件；4_压板及紧固件组合；5_A型下夹具；6_试验机立柱；7_试验台；8-B型上夹具；9-B型下夹具；10-A型下夹具方形压板；11-A型下夹具夹头压块；12-A型下夹具夹头本体；13_侧板；14_方垫块；15_底板；16-A型下夹具异形压板；17-斜垫块；18-B型下夹具夹头本体；19-B型下夹具夹头压块；
【具体实施方式】
[0020]下面结合具体实施例对本实用新型进行详细描述。
[0021]本夹具适用的异型构件的结构如图1所示，第一接头与固定接头的轴线垂直，第二接头轴线与固定接头轴线夹角可变，对于某一确定夹角θ(0〈θ〈90° )，可以使斜垫块的某一接触面倾斜角设计成Θ或90° -Θ，使之相匹配。于是总可以使第二接头具有水平和竖直的两个姿态。
[0022]如附图所示的本实用新型的一种用于异型构件六自由度刚度测试的组合夹具，它包括A型上夹具2、A型下夹具5、B型上夹具8以及B型下夹具9，所述的A型上夹具为连接在试验机上夹头I上的A型上夹具体，在所述的A型上夹具体上开有沿竖直方向设置的A型第一夹紧孔，所述的A型第一夹紧孔用于安装第一接头Jl或第二接头J2，在所述的A型上夹具体上连接有固定第一接头或第二接头用的A型紧固件，所述的A型下夹具5包括固定在试验台7上的底板15，在所述的底板上固定有左右相对设置的两个侧板13，在两个侧板13的顶部分别对称的开有一个水平设置或斜方向设置的安装槽，在所述的水平设置或斜方向设置的安装槽里对应的装入方垫块14或斜垫块17，A型下夹具夹头的两端分别装在方垫块14或斜垫块17的水平设置或倾斜设置的卡槽内并通过A型下夹具方形压板10或A型下夹具异形压板16固定在两个侧板上，所述的A型下夹具夹头包括A型下夹具夹头本体12和固定在A型下夹具夹头本体12上的压块11，在所述的A型下夹具夹头本体12和压块11上分别开有第一半圆孔，所述的两个第一半圆孔构成用于装夹异型构件3的固定接头G的A型第二夹紧孔；所述的B型上夹具8为连接在试验机上夹头I上的B型上夹具体，在所述的B型上夹具体上开有沿水平方向设置的B型第一夹紧孔，所述的B型第一夹紧孔用于安装第一接头或第二接头，在所述的B型上夹具体上连接有固定第一接头或第二接头用的B型紧固件，所述的B型下夹具9包括固定在试验台7上的B型下夹具夹头本体18，在所述的B型下夹具夹头本体18上连接有B型下夹具夹头压块，在B型下夹具夹头本体18和B型下夹具夹头压块19上分别开有B型半圆孔，所述的两个B型半圆孔构成用于装夹异型构件3的固定接头用的B型第二夹紧孔。
[0023]如图2所示,通过压板及紧固件组合4把A型下夹具5固定在试验机底座7上，图中6为试验机立柱，A型下夹具5的A型第二夹紧孔处于水平位置，夹持异型构件3的固定接头，使第一接头处于竖直位置，A型上夹具2夹持待测异型构件3的第一接头，实现测试第一接头的X向刚度时的装夹。试验机上夹头I夹持A型上夹具2，当试验机通过上夹头I对第一接头施加竖直方向的力载荷时，通过对第一接头的线位移及相对应的力进行记录，然后进行数据处理，可以得到X向的线刚度；当施加竖直方向扭矩时，通过对第一接头的角位移及相对应的扭矩进行记录，然后进行数据处理，可以得到X向的角刚度。
[0024]图3所示为测试第一接头的y向刚度时的装夹方案，采用B型下夹具9夹紧异型构件3的固定接头，使构件的三个接头的轴线都处于水平位置，采用B型上夹具8夹紧第一接头，通过压板及紧固件组合4将B型下夹具固定在试验机底座7上。试验机上夹头I夹持B型上夹具8，当试验机通过上夹头I对第一接头施加竖直方向的力载荷时，通过对第一接头的线位移及相对应的力进行记录，然后进行数据处理，可以得到I向的线刚度；当施加竖直方向扭矩时，通过对第一接头的角位移及相对应的扭矩进行记录，并后处理，可以得到y向的角刚度。
[0025]图4所示为测试第一接头的z向刚度时的装夹方案，此时A型下夹具5的A型第二夹紧孔处于竖直位置，异型构件3的固定接头从上至下伸入到A型第二夹紧孔里，采用B型上夹具8夹紧第一接头，通过压板及紧固件组合4将A型下夹具固定在试验机底座7上。试验机上夹头I夹持B型上夹具8，当试验机通过上夹头I对第一接头施加竖直方向的力载荷时，通过对第一接头的线位移及相对应的力进行记录，然后进行数据处理，可以得到z向的线刚度；当施加竖直方向扭矩时，通过对第一接头的角位移及相对应的扭矩进行记录，然后进行数据处理，可以得到z向的角刚度。
[0026]图5所示为测试第二接头的X向刚度时的装夹方案，在A型下夹具5中使用斜垫块17及A型下夹具异形压板16组合，可以使夹头倾斜安装，将固定接头自下而上伸进A型第二夹紧孔里，此时第二接头处于竖直位置，用A型上夹具2夹持。试验机上夹头I夹持A型上夹具2，当试验机通过上夹头I对第二接头施加竖直方向的力载荷时，通过对第一接头的线位移及相对应的力进行记录，然后进行数据处理，可以得到X向的线刚度；当施加竖直方向扭矩时，通过对第二接头的角位移及相对应的扭矩进行记录，然后进行数据处理，可以得到X向的角刚度。
[0027]图6所示为测试第二接头的y向刚度时的装夹方案，该方案与图3所示类似。采用B型下夹具9夹紧异型构件3的固定接头，使构件的三个接头的轴线都处于水平位置，采用B型上夹具8夹紧第二接头，通过压板及紧固件组合4将B型下夹具固定在试验机底座7上。试验机上夹头I夹持B型上夹具8，当试验机通过上夹头I对第二接头施加竖直方向的力载荷时，通过对第一接头的线位移及相对应的力进行记录，然后进行数据处理，可以得到I向的线刚度；当施加竖直方向扭矩时，通过对第二接头的角位移及相对应的扭矩进行记录，然后进行数据处理，可以得到I向的角刚度。
[0028]图7所示为测试第二接头的z向刚度时的装夹方案，将图5中A型下夹具夹头逆时针翻转90°，并使用斜垫块17及A型下夹具异形压板16组合，将固定接头自上而下伸进夹头圆孔里，此时第二接头处于水平位置，用B型上夹具8夹持。试验机上夹头I夹持B型上夹具8，当试验机通过上夹头I对第二接头施加竖直方向的力载荷时，通过对第一接头的线位移及相对应的力进行记录，然后进行数据处理，可以得到z向的线刚度；当施加竖直方向扭矩时，通过对第二接头的角位移及相对应的扭矩进行记录，然后进行数据处理，可以得到z向的角刚度。
[0029]图8为A型下夹具5的装配图，左右两侧板13对称的固定在底板15上，分别在两侧板13的安装槽里装入方垫块14，先把A型下夹具夹头本体12和压块11用螺栓紧固，组成A型下夹具夹头，把该夹头装入方垫块12的卡槽，并用A型下夹具方形压板10配合螺栓压实，此时A型下夹具5装配完毕。该A型下夹具5中的夹头孔为水平放置，图9所示A型下夹具5的夹头孔为竖直放置，图10所示A型下夹具5中的夹头孔为倾斜放置，此时要使用斜垫块17和A型下夹具异形压板16。图11所示为B型下夹具9的装配图，用螺栓把B型下夹具本体18固定在底板15上，并用B型下夹具压块19配合紧固件形成夹紧孔。
【权利要求】
1.一种用于异型构件六自由度刚度测试的组合夹具，其特征在于:它包括A型上夹具、A型下夹具、B型上夹具以及B型下夹具，所述的A型上夹具为连接在试验机上夹头上的A型上夹具体，在所述的A型上夹具体上开有沿竖直方向设置的A型第一夹紧孔，所述的A型第一夹紧孔用于安装第一接头或第二接头，在所述的A型上夹具体上连接有固定第一接头或第二接头用的A型紧固件，所述的A型下夹具包括固定在试验台上的底板，在所述的底板上固定有左右相对设置的两个侧板，在两个侧板的顶部分别对称的开有一个水平设置或斜方向设置的安装槽，在所述的水平设置或斜方向设置的安装槽里对应的装入方垫块或斜垫块，A型下夹具夹头的两端分别装在方垫块或斜垫块的水平设置或倾斜设置的卡槽内并通过A型下夹具方形压板或A型下夹具异形压板固定在两个侧板上，所述的A型下夹具夹头包括A型下夹具夹头本体和固定在A型下夹具夹头本体上的压块，在所述的A型下夹具夹头本体和压块上分别开有第一半圆孔，所述的两个第一半圆孔构成用于装夹异型构件的固定接头的A型第二夹紧孔；所述的B型上夹具为连接在试验机上夹头上的B型上夹具体，在所述的B型上夹具体上开有沿水平方向设置的B型第一夹紧孔，所述的B型第一夹紧孔用于安装第一接头或第二接头，在所述的B型上夹具体上连接有固定第一接头或第二接头用的B型紧固件，所述的B型下夹具包括固定在试验台上的B型下夹具夹头本体，在所述的B型下夹具夹头本体上连接有B型下夹具夹头压块，在B型下夹具夹头本体和B型下夹具夹头压块上分别开有B型半圆孔，所述的两个B型半圆孔构成用于装夹异型构件的固定接头用的B型第二夹紧孔。
【文档编号】G01N3/04GK203643251SQ201320885109
【公开日】2014年6月11日 申请日期:2013年12月25日 优先权日:2013年12月25日
【发明者】何柏岩, 杨青, 张连洪, 徐磊, 魏聚周 申请人:天津大学