一种测量金属厚板残余应力释放变形量的装置的制作方法

本发明属于机械加工技术领域，具体涉及一种测量金属厚板残余应力释放变形量的装置。

背景技术：

7050、7075、7085等铝合金厚板，由于较高的比强度和优良的力学性能，广泛应用于航空航天等大型设备。在7050、7075、7085等航空铝合金厚板生产过程中，为了提高板材的力学性能，通常采用固溶淬火和时效处理，然而固溶淬火过程中，厚板表面与心部冷却不均匀，使得铝合金厚板存在很高的残余应力，由于心部比表面冷却慢，最终淬火后表面为压应力，心部为拉应力，残余应力的存在，使得铝合金厚板在机加工成航空零部件过程中产生变形，从而引起零部件变形失效。为了降低铝合金厚板的残余应力，在固溶淬火后，进行预拉伸处理，通过预拉伸工艺产生的塑性拉伸，将残余应力部分的释放，将残余应力控制在一定的数值范围内，才能减小铝合金厚板机加工过程中产生的变形，才能制得合格的零部件。目前，缺乏专门用于检测7050、7075、7085等铝合金厚板在淬火态、预拉伸态、时效态下，线切割变形测量的专用设备。

技术实现要素：

针对上述已有技术存在的不足，本发明提供一种一种测量金属厚板残余应力释放变形量的装置，用于检测7050、7075、7085等铝合金厚板在淬火态、预拉伸态、时效态下，线切割变形测量的专用设备，从而获取铝合金板材残余应力水平。

本发明是通过以下技术方案实现的。

一种测量金属厚板残余应力释放变形量的装置，其特征在于，所述装置包括装夹装置，所述装夹装置包括底座、固定杆、位移测试座、位移测试装置；所述底座包括第一底板、两个竖直挡板、连接板、压板，所述第一底板的两端分别与一个竖直挡板固定连接，所述两竖直挡板上均开有螺栓孔，所述第一底板的一侧侧边与连接板的一端固定连接，形成“T”形，所述压板位于两竖直挡板的上面，并且所述压板上设有与两竖直挡板螺栓孔位置对应的通孔，所述压板与两竖直挡板通过螺栓连接；所述固定杆的下端与连接板的另一端固定连接；所述位移测试座的一端套在固定杆外，所述位移测试座的另一端与千分表的下端连接。

根据上述的装置，其特征在于，所述装置还包括变形测试平台，所述变形测试平台包括第二底板、固定板、第一夹块和第二夹块；所述固定板的下端与第二底板的一端固定连接，所述固定板的板面上开有连接孔；所述第一夹块的一端与固定板板面的一端固定连接，并且所述第一夹块的下端与第二底板固定连接；所述第二夹块与第一夹块相对，所述第二夹块的一端设有与固定板连接孔位置对应的螺栓孔，所述第二夹块设有螺栓孔的一端与固定板板面通过螺栓连接，并且所述第二夹块的下端与第二底板固定连接；所述装夹装置位于第二底板的上面，并且所述装夹装置底座的一端位于第一夹块与第二夹块之间。

根据上述的装置，其特征在于，所述位移测试座包括支撑板，所述支撑板的两端均开有通孔，所述位移测试装置的下端插入支撑板一端的通孔中；所述固定杆插入支撑板另一端的通孔中。

根据上述的装置，其特征在于，所述支撑板两端的通孔为螺栓孔，所述位移测试装置的下端带有螺纹，所述位移测试装置的下端旋入支撑板一端的螺栓孔中与支撑板连接；所述固定杆带有螺纹，所述固定杆旋入支撑板另一端的螺栓孔中与支撑板连接。

根据上述的装置，其特征在于，所述位移测试座包括相互连接的第一夹头和第二夹头，所述第一夹头夹持在位移测试装置的下部，所述第二夹头夹持在固定杆上。

根据上述的装置，其特征在于，所述位移测试装置采用千分表。

根据上述的装置，其特征在于，所述竖直挡板上开有两个螺栓孔。

根据上述的装置，其特征在于，所述连接板为长条形板，所述长条形板的上板面呈台阶状。

本发明的有益技术效果，本发明提供了一种测量金属厚板残余应力释放变形量的装置，通过该装置，能够快速评估材料内部残余应力大小，以及不同批次板材之间残余应力的波动性，从而实现板材残余应力的有效监控，有助于建立板材残余应力控制标准，提高板材残余应力的均匀性。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图；

图2为本发明的侧视图；

图3为本发明装入待测试样时的结构示意图；

图4为本发明另一种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

如图1-3所示，一种测量金属厚板残余应力释放变形量的装置，包括装夹装置，该装夹装置包括底座1、固定杆2、位移测试座3、位移测试装置4；底座包括第一底板5、两个竖直挡板6、6'、连接板7、压板8，第一底板为水平设置的矩形板，两竖直挡板为立式矩形板，第一底板的一端与竖直挡板6固定连接，第一底板的另一端与竖直挡板6'固定连接，两竖直挡板上均开有螺栓孔，第一底板的一侧侧边与连接板的一端固定连接，第一底板与连接板形成“T”形结构，连接板为长条形板，长条形板的上板面呈台阶状，连接板的另一端开有连接孔，压板为矩形板，压板位于两竖直挡板的上面，并且压板上设有与两竖直挡板螺栓孔位置对应的通孔，压板与两竖直挡板通过螺栓17连接，螺栓优选内六角螺钉，连接板也可采用垫块将待测试样垫起等方法，避免压板压紧力而导致待测试样附加变形；固定杆优选圆柱形杆，固定杆的下端插入连接板的连接孔内与连接板的另一端固定连接；位移测试座的一端套在固定杆外，位移测试座的另一端与位移测试装置的下端连接，具体地，位移测试座的一种结构：位移测试座包括支撑板，支撑板的两端均开有通孔，位移测试装置的下端插入支撑板一端的通孔中，固定杆插入支撑板另一端的通孔中；优选，支撑板两端的通孔为螺栓孔，位移测试装置的下端带有螺纹，位移测试装置的下端旋入支撑板一端的螺栓孔中与支撑板连接；固定杆带有螺纹，固定杆旋入支撑板另一端的螺栓孔中与支撑板连接。位移测试座的另一种结构：位移测试座包括相互连接的第一夹头9和第二夹头10，两夹头的夹持端均朝外，第一夹头夹持在位移测试装置的下部，第二夹头夹持在固定杆上，两夹头的端部均通过紧固螺栓18紧固。位移测试装置可采用其它一切接触式、非接触式位移测试装置，优选千分表。

装置还包括变形测试平台，变形测试平台包括第二底板11、固定板12、第一夹块13和第二夹块14；第二底板为水平的矩形板，固定板为竖直的矩形板，固定板的下端与第二底板上板面的一端固定连接，固定板的板面上开有多个连接孔；第一夹块和第二夹块均为竖直板，第一夹块的一端与固定板板面的一端固定连接，并且第一夹块的下端与第二底板上板面固定连接；第二夹块与第一夹块相对设置，第二夹块的一端设有与固定板连接孔位置对应的螺栓孔，第二夹块设有螺栓孔的一端与固定板板面通过螺栓连接，并且第二夹块的下端与第二底板的上板面固定连接；装夹装置位于第二底板的上板面上，并且装夹装置底座的一端位于第一夹块与第二夹块之间。

使用时，将待测试样15放入装夹装置的底座中，旋紧压板与两竖直挡板的连接螺栓，将待测试样固定在装夹装置的底座中，通过调整位移测试座的位置调整千分表的位置，使得千分表的测量头接触待测试样表面，测量头略微压下1-3mm为宜，然后将装夹装置平躺放置于变形测试平台的第二底板上，装夹装置底座的一端位于第一夹块与第二夹块之间，调整第二夹块的位置，以夹紧装置装置。然后采用线性切割机16对待测试样进行切割，由于待测试样（淬火态、预拉伸态、时效态）残余应力为表面压应力、心部拉应力状态分布，因此待测试样向先切割的一侧弯曲，压弯变形触动千分表，通过计算线切割前后千分表读数差异，从而获得待测试样在一定线切割深度下的变形量，根据相同线切割深度下的变形量差异，判断铝合金厚板内部残余应力的整体水平。

本装置可测试的材料为一切板、带类结构，不限于具体尺寸。测试材料为一切可采用低外力去除的材料，不局限于特定的金属材料和非金属材料品种。残余应力释放的方法，采用低外力去除材料的方法，包括线切割、电火花。

以上所述的仅是本发明的较佳实施例，并不局限发明。应当指出对于本领域的普通技术人员来说，在本发明所提供的技术启示下，还可以做出其它等同改进，均可以实现本发明的目的，都应视为本发明的保护范围。