电磁式塑料材料高速动态拉伸机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及测量塑料材料动态拉伸力学性能领域，特别是涉及一种电磁式塑料材料高速动态拉伸机。
【背景技术】
[0002]电磁式塑料材料高速动态拉伸机是测量塑料材料动态拉伸力学性能的重要测试测量设备。目前，国际上对于应变率在0.0ls 1以下和100s 1以上的材料的试验技术已经相当成熟，但是测量应变率在0.1-1OOs 1范围内的材料的动态拉伸力学特性仍然相当困难。导致该难题的原因主要有二:其一是由于超出了霍普金森杆适用的范围(1000s 1Wl);其二是因为当前的静态拉伸机存在能量激发和横梁保持等一系列困难，无法满足此范围的测量要求。但是对于塑料材料而言，应变率在0.1-100S 1范围内的动态力学性能尤其受到工业应用领域的关注，常常被作为塑料材料产品开发的重要参考依据，例如在车辆内饰件、安全气囊等方面的应用。
【发明内容】
[0003]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种电磁式塑料材料高速动态拉伸机，能够真实反映塑料材料在0.1-1OOs1范围内的动态力学性能。
[0004]为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案:
一种电磁式塑料材料高速动态拉伸机，包括底座，垂直固设于底座上端面四角的型材外框架，固设于底座的正面开口的直线电机定子外框架部件，固设于直线电机定子外框架部件底部中心的缓冲装置，对称竖直固设于直线电机定子外框架部件内腔中的磁轴，竖直固设于直线电机定子外框架部件内腔中并与内腔背面贴合的滑轨，贯穿于磁轴与其形成移动副并且背部与滑轨相配合形成移动副的直线电机动子框架部件，固设于直线电机动子框架部件上端面中心的拉杆，与拉杆同轴固连于拉杆上部的碰撞块，与拉杆同轴相连于碰撞块的下夹头部件，横向对称固设于型材外框架顶端的横梁，横跨固设于横梁中心的顶梁，固设于顶梁下部中心的上夹头部件。
[0005]进一步地，在本发明提供的电磁式塑料材料高速动态拉伸机中，底座由两根尺寸相同的型材和底板构成，型材通过螺栓和垫片固定在底板下面的两边上。
[0006]进一步地，在本发明提供的电磁式塑料材料高速动态拉伸机中，型材外框架由前后左右对称的四根型材通过螺栓垂直固定于底板的四个角上。
[0007]进一步地，在本发明提供的电磁式塑料材料高速动态拉伸机中，直线电机定子外框架部件由上下对称的上端面铝板和下端面铝板、左右对称的左端面铝板和右端面铝板和背部铝板构成的一个正面开口的柜体，每块铝板具有用于准确安装定位的凹槽结构和倒角。
[0008]进一步地，在本发明提供的电磁式塑料材料高速动态拉伸机中，上端面铝板和下端面铝板对应设置有同轴心的上左通孔与下左通孔，上中通孔与下中通孔，上右通孔与下右通孔。
[0009]进一步地，在本发明提供的电磁式塑料材料高速动态拉伸机中，直线电机动子框架部件具有多个间隔开的腔体结构，磁轴式直线电机的动子正好嵌入腔体结构中，电机动子框架部件上下端面对应设置有与定子框架同轴的第二上左通孔与第二下左通孔，第二上中通孔与第二下中通孔，第二上右通孔与第二下右通孔。
[0010]进一步地，在本发明提供的电磁式塑料材料高速动态拉伸机中，电机定子由对称竖直固设于直线电机定子外框架部件内腔中的磁轴组成，内置于直线电机动子框架部件中的磁轴式直线电机的动子可以带动直线电机动子框架部件沿着磁轴上下直线移动。
[0011]进一步地，在本发明提供的电磁式塑料材料高速动态拉伸机中，夹具部分由用于夹持塑料材料的沿着拉伸方向上的中心轴彼此间隔设置的上夹头部件和下夹头部件和沿着中心轴延伸并固定设置于下夹头部件底部的碰撞杆组成。
[0012]进一步地，在本发明提供的电磁式塑料材料高速动态拉伸机中，碰撞杆包括圆柱形的上杆和从上杆的底部轴向延伸且直径逐渐增大的圆台形的下杆。
[0013]进一步地，在本发明提供的电磁式塑料材料高速动态拉伸机中，碰撞杆的上杆通过螺纹与下夹头固定连接。
[0014]进一步地，在本发明提供的电磁式塑料材料高速动态拉伸机中，碰撞杆的下杆上设置有弹性片。
[0015]进一步地，在本发明提供的电磁式塑料材料高速动态拉伸机中，拉杆和碰撞块共同形成具有容置碰撞杆的半封闭的空腔，空腔包括位于碰撞块中的同轴设置的圆柱形的上部空腔和圆台形的中部空腔以及位于拉杆中的圆柱形的下部空腔，其中，上部空腔的直径略大于碰撞杆的上杆的直径，中部空腔的形状与碰撞杆的下杆配合，而下部空腔的直径略大于碰撞杆的下杆的直径。
[0016]进一步地，在本发明提供的电磁式塑料材料高速动态拉伸机中，上夹头部件和下夹头部件的结构相同，分别包括外部框架，轴向设置于外部框架内的彼此平行的左弹簧片和右弹簧片以及用于在径向上挤压夹紧两弹簧片的螺栓。
[0017]进一步地，在本发明提供的电磁式塑料材料高速动态拉伸机中，碰撞杆由质量小而刚性大的铝合金材料制成。
[0018]进一步地，在本发明提供的电磁式塑料材料高速动态拉伸机中，碰撞块是刚性小的碳纤维材料。
[0019]进一步地，在本发明提供的电磁式塑料材料高速动态拉伸机中，缓冲装置包括一个高度可调的液压导杆。
[0020]与现有技术相比，本发明具有如下突出的实质性特点和显著的优点:
本发明采用磁轴式直线电机作为动力源，结构简凑且效率高；另外具有独特结构的碰撞杆与碰撞块之间的配合大大减少了在拉伸过程中碰撞引起系统震荡以及塑料试件应力应变均匀性对测量系统的影响。
【附图说明】
[0021]图1是本发明的电磁式塑料材料高速动态拉伸机示意图。
[0022]图2是本发明的电磁式塑料材料高速动态拉伸机的直线电机定子外框架部件的示意图。
[0023]图3是本发明的电磁式塑料材料高速动态拉伸机的直线电机动子框架部件示意图。
[0024]图4是本发明的电磁式塑料材料高速动态拉伸机的夹具示意图。
[0025]图5是本发明的电磁式塑料材料高速动态拉伸机的夹头部件剖面图。
[0026]图6是本发明的电磁式塑料材料高速动态拉伸机的夹头部件示意图。
[0027]图7是本发明的电磁式塑料材料高速动态拉伸机的缓冲装置示意图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本发明的实施例进行进一步详细说明:
如图1所示，一种电磁式塑料材料高速动态拉伸机，包括底座1，垂直固设于底座I上端面四角之上的型材外框架2，固设于底座I中心的正面开口的直线电机定子外框架部件3，固设于直线电机定子外框架部件3底部中心的缓冲装置4，对称竖直固设于直线电机定子外框架部件3内腔中的磁轴5，竖直固设于直线电机定子外框架部件3内腔中并与内腔背面贴合的滑轨6，贯穿于磁轴5与其形成移动副并且背部与滑轨6相配合形成移动副的直线电机动子框架部件7，固设于直线电机动子框架部件7上端面中心的拉杆8，与拉杆同轴固连于拉杆8上部的碰撞块9，与拉杆同轴相连于碰撞块9的下夹头部件10，横向对称固设于型材外框架2顶端的横梁11，横跨固设于横梁11中心的顶梁12，固设于顶梁12下部中心的上夹头部件13。
[0029]如图2所示，直线电机定子外框架部件3由上下对称的上端面铝板14和下端面铝板14’、左右对称的左端面铝板15’和右端面铝板15和背部铝板16构成的一个正面开口的柜体，每块铝板具有用于准确安装定位的凹槽结构和倒角，方便准确定位焊接。上端面铝板14通过螺栓与材料试验机的承重架相连，下端面铝板14’通过螺栓与材料试验机底座I相连。上端面铝板14和下端面铝板14’对应设置有同轴心的上左通孔17与下左通孔17’，上中通孔18与下中通孔18’，上右通孔19与下右通孔19’。其中上端面铝板14的上左通孔17和上右通孔19示例为两个腰形沉头孔，用来定位和安放磁轴5顶端，上端面铝板14的上中通孔18用来定位和安放拉杆8。下端面铝板14’的下中通孔18’用来定位和安放缓冲装置4。背部铝板16的内侧面上通过螺栓连接有竖直的滑轨6。
[0030]如图3所示，直线电机动子框架部件7由铝件铣削而成，形成多个间隔开的腔体结