一种拉伸试样标点机

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1.本实用新型属于机械应用技术领域，具体涉及一种拉伸试样标点机。


背景技术：

2.断后伸长率是反映材料拉伸性能中塑性指标的重要参数之一，计算断后伸长率的必要前提是对试验前的拉伸试样进行打标来标记试验前原始标距，试验后通过断后标距依据公式进行计算断后伸长率，打标的精度以及断后试样上标点的辨识度直接影响断后伸长率测量的准确性。对于航空发动机、压力容器、核电设备以及热力管道等高温环境下使用的金属材料而言，高温拉伸性能是最基本的考核指标，由于试样承受高温，对于表面易产生氧化皮的材料，在高温拉伸试验结束后，待拉伸试样冷却至室温进行断后标距测量时，氧化皮容易脱落导致标点丢失，无法测量拉伸试样的断后标距，因此也无法得到断后伸长率。为了能够准确得到高温拉伸试样的断后伸长率，就必须保证对拉伸试样在试验前通过有效的打标方式来标记试样原始标距。
3.目前，对拉伸试样打标的方式主要包括以下几种：
4.第一种：徒手画标距线法。通过细墨线标记原始标距，这种方法效率低，且精度较差，在试验过程中容易发生标点丢失的情况，尤其对高温拉伸试验，不建议采用此标记方法。
5.第二种：激光刻线法。通过激光在拉伸试样上刻细小划线，调节激光的功率可以改变标距线的深浅，这种方法效率较高，目前在室温拉伸方面得到广泛应用，但是在高温拉伸条件下，采用此种标记方法也容易导致标点丢失，尤其对于那些容易产生较厚氧化皮的材料而言，氧化皮一旦脱落导致标点丢失，则导致高温拉伸试验失败。
6.第三种：半机械或全自动式标点法。通过机械式标点机或自动标点机对试样做小标点来标记原始标距，尽管这种方法对于室温拉伸试验而言，打标效率较激光刻线法低，却适用于高温拉伸的情况，通过此方法标记原始标距，标点不易丢失，在一定程度上提高了高温拉伸断后伸长率的测量有效性和准确性。但是目前现有的标点机，无法同时满足打标精度高、结构简单、制造成本低以及维护方便等条件。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供一种拉伸试样标点机，该标点机能够有效地对拉伸试样进行标记原始标距，打标时标点不会因产生滑移而导致标距无法确定，极大地提高了拉伸试样原始标距的有效性和精度。尤其对于高温拉伸试样，标点不易丢失，试样在高温拉伸断裂后即使氧化皮脱落试样上的标点仍清晰可见，提高了高温拉伸断后伸长率的测量准确性。
8.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
9.一种拉伸试样标点机，包括工作台部件、试样定位部件、定标距部件和标点部件；其中：所述工作台部件包括基座和标尺，所述基座上设有两个倒梯形滑台，分别为滑台ⅰ和
滑台ⅱ，滑台ⅰ上表面设有条形凹槽(凹槽内表面在垂直于滑台长度方向的截面为圆弧)，滑台ⅰ用于安装试样定位部件；滑台ⅱ上表面设有两个矩形凹槽，滑台ⅱ用于安装定标距部件；所述标尺通过标尺定位块固定在滑台ⅱ上，标尺两侧设有不同等间距的齿轮槽，用于确定标距；所述试样定位部件包括顶紧滑块和顶针，用于将待打标的拉伸试样固定和顶紧；所述定标距部件包括定标滑块、拉杆和移动手柄，用于确定标点在试样上的位置；所述标点部件包括标点支架、摇杆、打标手柄和标点针，用于对试样进行标点。
10.所述顶紧滑块的底面上设有与滑台ⅰ的梯形结构相适应的凹槽，顶紧滑块有两个，分别是微调滑块和活动滑块，微调滑块和活动滑块在凹槽同一侧面上均设置螺纹孔，通过在螺纹孔内拧紧滑块定位螺栓可将微调滑块和活动滑块固定在滑台ⅰ上。
11.所述试样定位部件还包括移动球，所述顶针包括微调顶针和活动顶针，所述移动球与微调顶针能够通过螺纹连接；所述微调滑块上设有通孔，微调顶针可插入通孔中，通过调节微调顶针端部的移动球调节顶针露出的长度，将微调顶针定位螺栓拧紧可使微调顶针固定在微调滑块上。
12.所述活动滑块上设有内部带限位功能的阶梯通孔，在其一端安装活动顶针和压簧ⅰ(顶针压簧)，另一端安装活动拉钮(活动顶针拉杆)，活动顶针与活动拉钮通过螺纹连接，迫使两者之间的压簧ⅰ产生弹性变形将活动顶针顶紧；通过拉伸活动拉钮压缩压簧ⅰ使活动顶针缩入活动滑块内，松开活动拉钮后，压簧ⅰ恢复弹性变形将活动顶针顶出对试样产生顶紧作用。
13.所述试样定位部件还包括托架；所述顶紧滑块上相对顶针的底部均有一个矩形槽，托架安装在矩形槽内，用于将试样托起使试样的顶针孔恰好与顶针同轴，防止在打标过程中试样从顶针脱离导致标点滑移。
14.所述定标滑块底部设有倒梯形槽，能够与基座上的滑台ⅱ相配合滑动；定标滑块两侧设有带螺纹孔的支架，用于安装移动手柄；定标滑块在两个支架中间设有倒梯形凸台，在其一端内部安装顶齿与压簧ⅱ(顶齿压簧)，顶齿与安装在倒梯形凸台另一端的顶齿拉杆通过螺纹连接，顶齿拉杆和顶齿拉钮相连接，通过拉伸顶齿拉钮将压簧ⅱ压缩使顶齿缩入定标滑块内，同时通过移动手柄可使定标滑块在基座的滑台ⅱ上滑动，松开拉钮后，压簧ⅱ的弹性变形恢复，压簧ⅱ将顶齿压入标尺上的齿轮槽中，用来将定标滑块固定并确定标距。
15.所述标点支架底部设有倒梯形凹槽，可以在定标滑块上表面的倒梯形凸台上滑动，用来调节标点在试样周向的位置，拧紧标点支架锁紧螺栓可将标点支架固定在定标滑块上；在标点支架顶部有两个带滚珠轴承的支耳，摇杆以过盈配合方式被安装在两个滚珠轴承之间的轴承杆上；在摇杆一端安装打标手柄，另一端安装标点针，通过抬起打标手柄使摇杆沿着轴承杆转动，标点针恰好落在试样上，以此对试样进行标点。
16.所述标点针通过标点针锁紧螺栓固定在摇杆端部，标点针伸出的长度可根据试样尺寸进行调节，此外随着打标的次数增加针尖产生钝化后还可以快速进行更换。
17.本实用新型的优点和有益效果如下：
18.利用本实用新型标点机在试验前对拉伸试样通过标点的方式来标记原始标距，在试验结束后测量试样断后标距并计算断后伸长率，尤其适用于高温拉伸试样氧化皮脱落导致标点丢失而无法测量试样断后标距的情况，提高了断后伸长率测量结果的有效性和准确性。
附图说明:
19.图1为本实用新型拉伸试样标点机的装配示意图。
20.图2为本实用新型拉伸试样标点机中工作台部件的爆炸视图。
21.图3为本实用新型拉伸试样标点机中试样定位部件的爆炸视图。
22.图4为本实用新型拉伸试样标点机中定标部件的爆炸视图。
23.图5为本实用新型拉伸试样标点机中标点部件的爆炸视图。
24.图6为拉伸试样结构示意图。
25.其中：101-基座；102-标尺；103-标尺定位块；104-标尺定位螺栓；111-微调滑块；112-微调顶针；113-移动球；114-顶针锁紧螺栓；115-活动滑块；116-活动顶针；117-活动顶针拉钮；118-托架；119-滑块锁紧螺栓；1110-顶针压簧；1111-示例拉伸试样；121-定标滑块；122-移动手柄；123-顶齿拉钮；124-顶齿拉杆；125-顶尺；126-顶尺压簧；131-标点支架；132-摇杆；133-打标手柄；134-轴承杆；135-滚珠轴承；136-支架锁紧螺栓；137-标点针；138-标点针锁紧螺栓。
具体实施方式：
26.以下结合附图详述本实用新型。
27.本实用新型标点机主要针对图6所示的拉伸试样进行打标。如图1-5所示，该拉伸试样标点机包括工作台部件、试样定位部件、定标距部件和标点部件。
28.图2所示为工作台部件的爆炸视图，工作台部件包括基座101、标尺102和标尺定位块103，所述基座上设有两个倒梯形滑台，分别为滑台ⅰ和滑台ⅱ，滑台ⅰ上表面设有条形凹槽(凹槽内表面在垂直于滑台长度方向的截面为圆弧)，滑台ⅰ用于安装试样定位部件；滑台ⅱ上表面设有两个矩形凹槽，滑台ⅱ用于安装定标距部件，标尺两侧分别设有不同的等间距的齿轮槽(每侧的齿轮槽都是等间距的，但两侧的间距不同)，用于确定标距；所述标尺安装在标尺定位块上并通过标尺定位螺栓104固定在基座上。
29.图3所示为试样定位部件的爆炸视图，包括顶紧滑块、托架和顶针，用于将待打标的拉伸试样固定和顶紧。所述顶紧滑块的底面上设有与滑台ⅰ的梯形结构相适应的凹槽，顶紧滑块有两个，分别是微调滑块111和活动滑块115。两个滑块在凹槽同一侧面上均设置螺纹孔，通过在螺纹孔内拧紧滑块锁紧螺栓119将滑块固定在滑台ⅰ上。所述顶针包括微调顶针和活动顶针，移动球与微调顶针通过螺纹连接；所述微调滑块111上设有通孔，微调顶针112可插入其中，通过调节微调顶针端部的移动球113调节顶针露出的长度，所述微调滑块111上表面设有与通孔相连通的螺纹孔，将顶针锁紧螺栓114挤入螺纹孔可使微调顶针固定在微调滑块上。所述活动滑块115上设有内部带限位功能的阶梯通孔，在其一端安装活动顶针116和顶针压簧1110，(顶针压簧套装于活动顶针后端)另一端安装活动顶针拉杆117，活动顶针与活动顶针拉杆通过螺纹连接，迫使两者之间的顶针压簧产生弹性变形将顶针顶紧。通过拉伸活动拉钮压缩顶针压簧使活动顶针缩入活动滑块内，松开活动拉钮后，顶针压簧恢复弹性变形将可调顶针顶出对试样产生顶紧作用。所述试样定位滑块上相对顶针的底部均有设有一个矩形槽，托架118安装在矩形槽内，托架上设置三角形槽口，用于将试样托起使试样的顶针孔恰好与顶针同轴，防止在打标过程中试样从顶针脱离导致标点滑移。
30.图4所示为定标距部件的爆炸视图，包括定标滑块121、顶齿、移动手柄122和拉杆
等，用于确定标点在试样上的位置。所述定标滑块121底部设有倒梯形槽，可在基座上的滑台ⅱ上滑动。定标滑块两侧设有带螺纹孔的支架，用于安装移动手柄122。定标滑块在两个支架中间设有倒梯形凸台，在其一端内部安装顶齿125与顶齿压簧126，顶齿与安装在倒梯形凸台另一端的顶齿拉杆124通过螺纹连接，拉杆124连接拉钮123，顶齿拉杆124通过顶齿125上的螺纹孔与顶齿125连接，通过拉伸拉钮将顶尺压簧126压缩使顶齿缩入定标滑块内，同时通过移动手柄可使定标滑块在基座的滑台ⅱ上滑动，松开拉钮后，顶尺压簧的弹性变形恢复，顶尺压簧126将顶齿压入标尺上的齿轮槽中，用来将定标滑块固定并确定标距。
31.图5所示为打标部件的爆炸视图，包括标点支架131、摇杆132、打标手柄133和标点针137等，打标部件用于对试样进行标点。所述标点支架131底部设有倒梯形槽，可以在定标滑块的倒梯形凸台上滑动，用来调节标点在试样周向的位置，拧紧标点支架锁紧螺栓136可将其固定在定标滑块上。在标点支架顶部有两个带滚珠轴承135的支耳，摇杆132以过盈配合方式被安装在两个滚珠轴承之间的轴承杆134上。在摇杆一端安装打标手柄133，另一端安装标点针137，通过抬起打标手柄使摇杆沿着轴承杆134转动，标点针恰好落在试样待打标位置上，以此对试样进行标点。所述标点针通过标点针锁紧螺栓138固定在摇杆端部，标点针伸出的长度可根据试样尺寸进行调节，此外随着打标的次数增加针尖产生钝化后还可以快速进行更换。
32.本实用新型拉伸试样标点机的使用步骤如下：
33.(1)调节定位滑块的相对位置。将微调滑块和活动滑块沿着滑道滑动至滑道中心处，然后将两者分开大约一个试样长度的距离，分别将微调滑块和活动滑块上的锁紧螺栓拧紧，使其固定在滑道上。
34.(2)安装待打标拉伸试样。将拉伸试样一端放在微调滑块的托架上，并将微调顶针置于试样的顶针孔内，拉伸活动顶针拉钮并将试样另一端放在活动滑块上的托架上，然后松开活动顶针拉钮，使活动顶针恰好顶入拉伸试样端部的顶针孔内，如果滑块之间距离过大或过小而导致无法顶紧或无法安装拉伸试样，则重复步骤(1)直到恰好可以安装试样并可以顶紧为止。
35.(3)调节定标滑块的位置以确定标点在试样上的位置。拉伸顶尺拉钮，通过定标滑块上的移动手柄将定标滑块移动至合适位置，具体以标点针落下的位置在拉伸试样待打标的平行段内部，然后松开顶尺拉钮，将顶尺顶入标尺上的齿轮槽内，从而将定标滑块固定。
36.(4)对试样的位置进行微调。如果完成步骤(3)后发现标点的位置不理想，且需要调节的范围小于一个最小标尺齿轮槽间隔时，可通过松开顶针锁紧螺栓，将移动球左移或右移来调节，直到标点在试样上的位置调整好为止，最后将顶针锁紧螺栓拧紧。
37.(5)对试样标记原始标距。向上抬起打标手柄，完成对试样的第一个标点工作，根据待打标拉伸试样的标距长度确定顶尺需要移动的齿数，拉伸顶尺拉钮，通过定标滑块上的移动手柄将定标滑块移动相应的齿数，然后松开顶尺拉钮，将顶尺顶入标尺上的齿轮槽内，将定标滑块固定，向上抬起打标手柄，即可完成一组标距的标记。