電磁式塑料材料高速動(dòng)態(tài)拉伸機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及測(cè)量塑料材料動(dòng)態(tài)拉伸力學(xué)性能領(lǐng)域，特別是涉及一種電磁式塑料材料高速動(dòng)態(tài)拉伸機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]電磁式塑料材料高速動(dòng)態(tài)拉伸機(jī)是測(cè)量塑料材料動(dòng)態(tài)拉伸力學(xué)性能的重要測(cè)試測(cè)量設(shè)備。目前，國(guó)際上對(duì)于應(yīng)變率在0.0ls 1以下和100s 1以上的材料的試驗(yàn)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，但是測(cè)量應(yīng)變率在0.1-1OOs 1范圍內(nèi)的材料的動(dòng)態(tài)拉伸力學(xué)特性仍然相當(dāng)困難。導(dǎo)致該難題的原因主要有二:其一是由于超出了霍普金森桿適用的范圍(1000s 1Wl);其二是因?yàn)楫?dāng)前的靜態(tài)拉伸機(jī)存在能量激發(fā)和橫梁保持等一系列困難，無(wú)法滿足此范圍的測(cè)量要求。但是對(duì)于塑料材料而言，應(yīng)變率在0.1-100S 1范圍內(nèi)的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能尤其受到工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)注，常常被作為塑料材料產(chǎn)品開發(fā)的重要參考依據(jù)，例如在車輛內(nèi)飾件、安全氣囊等方面的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種電磁式塑料材料高速動(dòng)態(tài)拉伸機(jī)，能夠真實(shí)反映塑料材料在0.1-1OOs1范圍內(nèi)的動(dòng)態(tài)力學(xué)性能。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:
一種電磁式塑料材料高速動(dòng)態(tài)拉伸機(jī)，包括底座，垂直固設(shè)于底座上端面四角的型材外框架，固設(shè)于底座的正面開口的直線電機(jī)定子外框架部件，固設(shè)于直線電機(jī)定子外框架部件底部中心的緩沖裝置，對(duì)稱豎直固設(shè)于直線電機(jī)定子外框架部件內(nèi)腔中的磁軸，豎直固設(shè)于直線電機(jī)定子外框架部件內(nèi)腔中并與內(nèi)腔背面貼合的滑軌，貫穿于磁軸與其形成移動(dòng)副并且背部與滑軌相配合形成移動(dòng)副的直線電機(jī)動(dòng)子框架部件，固設(shè)于直線電機(jī)動(dòng)子框架部件上端面中心的拉桿，與拉桿同軸固連于拉桿上部的碰撞塊，與拉桿同軸相連于碰撞塊的下夾頭部件，橫向?qū)ΨQ固設(shè)于型材外框架頂端的橫梁，橫跨固設(shè)于橫梁中心的頂梁，固設(shè)于頂梁下部中心的上夾頭部件。
[0005]進(jìn)一步地，在本發(fā)明提供的電磁式塑料材料高速動(dòng)態(tài)拉伸機(jī)中，底座由兩根尺寸相同的型材和底板構(gòu)成，型材通過(guò)螺栓和墊片固定在底板下面的兩邊上。
[0006]進(jìn)一步地，在本發(fā)明提供的電磁式塑料材料高速動(dòng)態(tài)拉伸機(jī)中，型材外框架由前后左右對(duì)稱的四根型材通過(guò)螺栓垂直固定于底板的四個(gè)角上。
[0007]進(jìn)一步地，在本發(fā)明提供的電磁式塑料材料高速動(dòng)態(tài)拉伸機(jī)中，直線電機(jī)定子外框架部件由上下對(duì)稱的上端面鋁板和下端面鋁板、左右對(duì)稱的左端面鋁板和右端面鋁板和背部鋁板構(gòu)成的一個(gè)正面開口的柜體，每塊鋁板具有用于準(zhǔn)確安裝定位的凹槽結(jié)構(gòu)和倒角。
[0008]進(jìn)一步地，在本發(fā)明提供的電磁式塑料材料高速動(dòng)態(tài)拉伸機(jī)中，上端面鋁板和下端面鋁板對(duì)應(yīng)設(shè)置有同軸心的上左通孔與下左通孔，上中通孔與下中通孔，上右通孔與下右通孔。
[0009]進(jìn)一步地，在本發(fā)明提供的電磁式塑料材料高速動(dòng)態(tài)拉伸機(jī)中，直線電機(jī)動(dòng)子框架部件具有多個(gè)間隔開的腔體結(jié)構(gòu)，磁軸式直線電機(jī)的動(dòng)子正好嵌入腔體結(jié)構(gòu)中，電機(jī)動(dòng)子框架部件上下端面對(duì)應(yīng)設(shè)置有與定子框架同軸的第二上左通孔與第二下左通孔，第二上中通孔與第二下中通孔，第二上右通孔與第二下右通孔。
[0010]進(jìn)一步地，在本發(fā)明提供的電磁式塑料材料高速動(dòng)態(tài)拉伸機(jī)中，電機(jī)定子由對(duì)稱豎直固設(shè)于直線電機(jī)定子外框架部件內(nèi)腔中的磁軸組成，內(nèi)置于直線電機(jī)動(dòng)子框架部件中的磁軸式直線電機(jī)的動(dòng)子可以帶動(dòng)直線電機(jī)動(dòng)子框架部件沿著磁軸上下直線移動(dòng)。
[0011]進(jìn)一步地，在本發(fā)明提供的電磁式塑料材料高速動(dòng)態(tài)拉伸機(jī)中，夾具部分由用于夾持塑料材料的沿著拉伸方向上的中心軸彼此間隔設(shè)置的上夾頭部件和下夾頭部件和沿著中心軸延伸并固定設(shè)置于下夾頭部件底部的碰撞桿組成。
[0012]進(jìn)一步地，在本發(fā)明提供的電磁式塑料材料高速動(dòng)態(tài)拉伸機(jī)中，碰撞桿包括圓柱形的上桿和從上桿的底部軸向延伸且直徑逐漸增大的圓臺(tái)形的下桿。
[0013]進(jìn)一步地，在本發(fā)明提供的電磁式塑料材料高速動(dòng)態(tài)拉伸機(jī)中，碰撞桿的上桿通過(guò)螺紋與下夾頭固定連接。
[0014]進(jìn)一步地，在本發(fā)明提供的電磁式塑料材料高速動(dòng)態(tài)拉伸機(jī)中，碰撞桿的下桿上設(shè)置有彈性片。
[0015]進(jìn)一步地，在本發(fā)明提供的電磁式塑料材料高速動(dòng)態(tài)拉伸機(jī)中，拉桿和碰撞塊共同形成具有容置碰撞桿的半封閉的空腔，空腔包括位于碰撞塊中的同軸設(shè)置的圓柱形的上部空腔和圓臺(tái)形的中部空腔以及位于拉桿中的圓柱形的下部空腔，其中，上部空腔的直徑略大于碰撞桿的上桿的直徑，中部空腔的形狀與碰撞桿的下桿配合，而下部空腔的直徑略大于碰撞桿的下桿的直徑。
[0016]進(jìn)一步地，在本發(fā)明提供的電磁式塑料材料高速動(dòng)態(tài)拉伸機(jī)中，上夾頭部件和下夾頭部件的結(jié)構(gòu)相同，分別包括外部框架，軸向設(shè)置于外部框架內(nèi)的彼此平行的左彈簧片和右彈簧片以及用于在徑向上擠壓夾緊兩彈簧片的螺栓。
[0017]進(jìn)一步地，在本發(fā)明提供的電磁式塑料材料高速動(dòng)態(tài)拉伸機(jī)中，碰撞桿由質(zhì)量小而剛性大的鋁合金材料制成。
[0018]進(jìn)一步地，在本發(fā)明提供的電磁式塑料材料高速動(dòng)態(tài)拉伸機(jī)中，碰撞塊是剛性小的碳纖維材料。
[0019]進(jìn)一步地，在本發(fā)明提供的電磁式塑料材料高速動(dòng)態(tài)拉伸機(jī)中，緩沖裝置包括一個(gè)高度可調(diào)的液壓導(dǎo)桿。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下突出的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著的優(yōu)點(diǎn):
本發(fā)明采用磁軸式直線電機(jī)作為動(dòng)力源，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)湊且效率高；另外具有獨(dú)特結(jié)構(gòu)的碰撞桿與碰撞塊之間的配合大大減少了在拉伸過(guò)程中碰撞引起系統(tǒng)震蕩以及塑料試件應(yīng)力應(yīng)變均勻性對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的影響。
【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1是本發(fā)明的電磁式塑料材料高速動(dòng)態(tài)拉伸機(jī)示意圖。
[0022]圖2是本發(fā)明的電磁式塑料材料高速動(dòng)態(tài)拉伸機(jī)的直線電機(jī)定子外框架部件的示意圖。
[0023]圖3是本發(fā)明的電磁式塑料材料高速動(dòng)態(tài)拉伸機(jī)的直線電機(jī)動(dòng)子框架部件示意圖。
[0024]圖4是本發(fā)明的電磁式塑料材料高速動(dòng)態(tài)拉伸機(jī)的夾具示意圖。
[0025]圖5是本發(fā)明的電磁式塑料材料高速動(dòng)態(tài)拉伸機(jī)的夾頭部件剖面圖。
[0026]圖6是本發(fā)明的電磁式塑料材料高速動(dòng)態(tài)拉伸機(jī)的夾頭部件示意圖。
[0027]圖7是本發(fā)明的電磁式塑料材料高速動(dòng)態(tài)拉伸機(jī)的緩沖裝置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明:
如圖1所示，一種電磁式塑料材料高速動(dòng)態(tài)拉伸機(jī)，包括底座1，垂直固設(shè)于底座I上端面四角之上的型材外框架2，固設(shè)于底座I中心的正面開口的直線電機(jī)定子外框架部件3，固設(shè)于直線電機(jī)定子外框架部件3底部中心的緩沖裝置4，對(duì)稱豎直固設(shè)于直線電機(jī)定子外框架部件3內(nèi)腔中的磁軸5，豎直固設(shè)于直線電機(jī)定子外框架部件3內(nèi)腔中并與內(nèi)腔背面貼合的滑軌6，貫穿于磁軸5與其形成移動(dòng)副并且背部與滑軌6相配合形成移動(dòng)副的直線電機(jī)動(dòng)子框架部件7，固設(shè)于直線電機(jī)動(dòng)子框架部件7上端面中心的拉桿8，與拉桿同軸固連于拉桿8上部的碰撞塊9，與拉桿同軸相連于碰撞塊9的下夾頭部件10，橫向?qū)ΨQ固設(shè)于型材外框架2頂端的橫梁11，橫跨固設(shè)于橫梁11中心的頂梁12，固設(shè)于頂梁12下部中心的上夾頭部件13。
[0029]如圖2所示，直線電機(jī)定子外框架部件3由上下對(duì)稱的上端面鋁板14和下端面鋁板14’、左右對(duì)稱的左端面鋁板15’和右端面鋁板15和背部鋁板16構(gòu)成的一個(gè)正面開口的柜體，每塊鋁板具有用于準(zhǔn)確安裝定位的凹槽結(jié)構(gòu)和倒角，方便準(zhǔn)確定位焊接。上端面鋁板14通過(guò)螺栓與材料試驗(yàn)機(jī)的承重架相連，下端面鋁板14’通過(guò)螺栓與材料試驗(yàn)機(jī)底座I相連。上端面鋁板14和下端面鋁板14’對(duì)應(yīng)設(shè)置有同軸心的上左通孔17與下左通孔17’，上中通孔18與下中通孔18’，上右通孔19與下右通孔19’。其中上端面鋁板14的上左通孔17和上右通孔19示例為兩個(gè)腰形沉頭孔，用來(lái)定位和安放磁軸5頂端，上端面鋁板14的上中通孔18用來(lái)定位和安放拉桿8。下端面鋁板14’的下中通孔18’用來(lái)定位和安放緩沖裝置4。背部鋁板16的內(nèi)側(cè)面上通過(guò)螺栓連接有豎直的滑軌6。
[0030]如圖3所示，直線電機(jī)動(dòng)子框架部件7由鋁件銑削而成，形成多個(gè)間隔開的腔體結(jié)