試樣粘結、拉伸模具的制作方法
【專利摘要】本實用新型提出了試樣粘結、拉伸模具。該試樣粘結、拉伸模具包括套筒裝置及旋轉裝置，其中，所述套筒裝置包括：套筒，用于容納待粘結試樣；套筒夾持架，用于固定所述套筒；夾緊螺釘，用于夾緊所述套筒；所述旋轉裝置包括：轉臂，固定在所述套筒夾持架上；旋轉套管，固定在所述轉臂的另一端，所述旋轉套管固定安裝于管座內(nèi)部中心軸線上；管座，用于鎖緊裝置進行旋轉運動；鎖緊裝置，包括手柄和鎖緊桿，所述鎖緊桿一端與所述旋轉套管固定連接，所述鎖緊桿的另一端與所述手柄連接，通過轉動所述手柄能夠帶動旋轉套管進行0～90°的旋轉。通過采用本實用新型的結構設計，能夠保證粘結后試樣各部件的同軸度，同時，避免了粘結劑將試樣與模具內(nèi)腔粘結，提高了試驗的可靠性。
【專利說明】
試樣粘結、拉伸模具
技術領域
[0001]本實用新型主要涉及復合材料界面粘結的技術領域，尤其涉及鋁鋼復合材料的試樣粘結、拉伸模具。
【背景技術】
[0002]金屬層狀復合材料由于可以利用組元層金屬各自的優(yōu)點，從而可以獲得優(yōu)異的綜合性能。目前，金屬層狀復合材料已經(jīng)在航空、航天、石油、化工、汽車、建筑等領域得到越來越廣泛的應用。該類材料的界面結合強度受材料特性、生產(chǎn)工藝等條件的限制，可能會產(chǎn)生結合不良或沒有結合的情況，從而影響產(chǎn)品的使用效果，甚至會縮短產(chǎn)品的使用壽命。
[0003]因此，金屬界面結合質(zhì)量已作為評價金屬層狀復合材料性能優(yōu)劣的主要指標。目前，評價金屬層狀復合材界面結合強度的主要檢測方法有剪切試驗、剝離試驗和粘結拉伸試驗等。由于剪切試驗和剝離試驗對試樣制備要求較高，特別是對復層較薄(<0.5mm厚)的層狀復合材料而言，用剪切和剝離試驗是無法進行評估的。另外，剪切試驗對界面平直度要求較高，對試樣加工的精度也有較高要求，而剝離實驗無法獲得強度值。
[0004]與上述兩種試驗方法相比，粘結拉伸試驗制樣簡單?？梢栽u估較薄試樣的界面結合，對試樣的加工精度要求也沒有剪切那么高，結果相對準確可靠。因此，粘結拉伸試驗是一種評價界面結合強度行之有效且簡單方便的試驗方法。但在粘結過程中，必須保證界面兩向受力在同一直線上，否則會導致試驗結果不準確，甚至實驗失敗。因此保持上下鋁棒和試樣的同軸度是粘結拉伸試驗成功的關鍵。利用簡單的模具很難達到試驗要求，并且往往粘結劑將試樣與模具內(nèi)腔粘結，導致拉伸試驗無法脫模，只能將模具機械破壞，造成試驗失敗。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]針對以上存在的問題，本實用新型提出了試樣粘結、拉伸模具，能夠保證粘結后試樣各部分的同軸度，避免了粘結劑將試樣與模具內(nèi)腔粘結，同時，通過上、下可模柄與拉伸試驗機相連，無需重新裝夾試樣，可直接進行拉伸試驗，獲得拉伸數(shù)據(jù)，提高了試驗的可靠性。
[0006]本實用新型提出了試樣粘結、拉伸模具，包括套筒裝置、壓力裝置以及拉伸裝置，其中，
[0007]所述套筒裝置包括:
[0008]套筒，用于容納待粘結試樣；
[0009]套筒夾持架，用于固定所述套筒；
[0010]夾緊螺釘，所述夾緊螺釘在同一平水平面內(nèi)均勻分布，用于夾緊所述套筒；
[0011]所述壓力裝置包括:
[0012]上模板和下模板，所述上模板和所述下模板通過立柱連接；
[0013]上模柄，通過上、下固定板固定在上模板中心，用于提供頂桿導向作用，以及粘結試樣進行拉伸試驗時連接拉伸試驗機；
[0014]頂桿，容納于所述上模柄內(nèi)的通孔中，用于試樣粘結過程中傳遞載荷和粘結過程結束后將粘結試樣頂出所述套筒；
[0015]所述拉伸裝置包括:
[0016]試樣夾持座，所述試樣夾持座的頂面和側面各有一通孔，且所述倆通孔的中心軸線在同一水平面內(nèi)；
[0017]下模柄，通過下模柄固定板固定在所述下模板中心，用于所述粘結試樣進行拉伸試驗時連接拉伸試驗機。
[0018]如上所述的試樣粘結、拉伸模具，其中，所述試樣用于復合材料的拉伸試驗，所述復合材料為鋁鋼復合材料，其中，鋁為包覆層，鋼為基層。
[0019]如上所述的試樣粘結、拉伸模具，其中，所述套筒包括兩個半圓形空心圓筒，所述半圓形空心圓筒內(nèi)壁沿軸線方向各開有一條余料槽，用于排出粘結過程中多余的粘結劑。
[0020]如上所述的試樣粘結、拉伸模具，其中，進一步包括旋轉裝置，所述旋轉裝置包括:[0021 ]轉臂，固定在所述套筒夾持架上；
[0022]旋轉套管，固定在所述轉臂的另一端；
[0023]管座，所述管座圓周表面設有凹槽，所述旋轉套管固定安裝于該管座內(nèi)部中心軸線上。
[0024]如上所述的試樣粘結、拉伸模具，其中，進一步包括鎖緊裝置，
[0025]所述鎖緊裝置與所述旋轉套管固定連接，轉動該鎖緊裝置能實現(xiàn)旋轉套管O?90°的旋轉；
[0026]所述鎖緊裝置包括手柄和鎖緊桿，所述鎖緊桿一端與所述旋轉套管固定連接，所述鎖緊桿的另一端與所述手柄連接，通過轉動所述手柄帶動所述旋轉套管進行O?90°的旋轉。
[0027]如上所述的試樣粘結、拉伸模具，其中，所述上模柄的下端沿徑向方向設有一通孔。
[0028]如上所述的試樣粘結、拉伸模具，其中，進一步包括滑動導軌裝置，該滑動導軌裝置包括:
[0029]下墊板，用于支撐所述粘結試樣；
[0030]滑軌，用于提供所述下墊板的導向作用；
[0031]彈簧，固定在所述滑軌表面，用于將所述下墊板推回原位；
[0032]繩索，一端連接下墊板，另一端連接小型電機，通過電機轉動，實現(xiàn)下墊板沿滑軌的來回移動。
[0033]如上所述的試樣粘結、拉伸模具，其中，所述試樣夾持座頂面設有凹槽。
[0034]通過使用本實用新型中試樣粘結、拉伸模具，不僅能保證粘結試樣中各部件的同軸度，粘結試樣與模具部件不易粘結，又易于自動脫模，同時，通過上、下模柄可與拉伸試驗機相連，無需重新裝夾試樣，可直接進行拉伸試驗，獲得拉伸數(shù)據(jù)。
【附圖說明】
[0035]通過結合以下附圖所作的詳細描述，本實用新型的上述或其他方面的內(nèi)容將變得更清楚和更容易理解，其中:
[0036]圖1是本實用新型試樣粘結、拉伸模具實施例的結構示意圖；
[0037]圖2是本實用新型實施例鎖緊裝置的剖面結構示意圖；
[0038]圖3是本實用新型實施例套筒裝置的剖面結構示意圖；
[0039]圖4是本實用新型實施例滑動導軌裝置的結構示意圖；
[0040]圖5是本實用新型實施例粘結試樣的結構示意圖。
[0041 ]附圖中各標號表示如下:
[0042]1:套筒裝置:
[0043]11:套筒、12:套筒夾持架、13:夾緊螺釘、14:余料槽；
[0044]2:壓力裝置:
[0045]21:上模板、22:下模板、23:立柱、24:上模柄、25:下固定板、
[0046]26:上固定板、27:頂桿；
[0047]3:旋轉裝置:
[0048]31:轉臂、32:旋轉套管、33:鎖緊裝置、34:管座；
[0049]331:手柄、332:鎖緊桿、333:螺柱、334:銷釘；
[0050]4:滑動導軌裝置:
[0051 ] 41:下墊板、42:滑軌、43:彈簧、44:繩索；
[0052]5:拉伸裝置:
[0053]51:試樣夾持底座、52:下模柄、52:下模柄固定板；
[0054]6:粘結試樣:
[0055]61:鋁棒A、62:鋁棒B、63:圓片試樣、64:粘結劑、
[0056]631:鋁層、632:鋼層。
【具體實施方式】
[0057]下面結合附圖詳細說明本實用新型的【具體實施方式】
[0058]在此記載的實施例為本實用新型的特定的【具體實施方式】，用于說明本實用新型的構思，均是解釋性和示例性的，不應解釋為對本實用新型實施方式及本實用新型范圍的限制。除在此記載的實施例外，本領域技術人員還能夠基于本申請權利要求書和說明書所公開的內(nèi)容采用顯而易見的其它技術方案，這些技術方案包括采用對在此記載的實施例的做出任何顯而易見的替換和修改的技術方案，都在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
[0059]圖1為本實用新型實施例的結構示意圖，如圖1所示。本實用新型提出一種試樣粘結、拉伸模具，包括套筒裝置I及旋轉裝置3，其中，
[0060]所述套筒裝置I包括:套筒11、套筒夾持架12和夾緊螺釘13。
[0061]圖3是本實用新型實施例套筒裝置的剖面結構示意圖，如圖3所示。
[0062]套筒11，用于容納待粘結試樣6。套筒11的內(nèi)徑尺寸與粘結試樣6的外徑尺寸相同，便于將粘結試樣6放置于套筒11內(nèi)部。
[0063]實際操作中，會提供同等大小外徑，不同大小內(nèi)徑的套筒供操作人員選擇，增加了所述粘結、拉伸模具的應用范圍。
[0064]進一步的，所述套筒11由兩個半圓形空心圓筒組成，所述半圓形圓筒內(nèi)壁沿軸線方向各開有一條余料槽14，用于排出粘結過程中多余的粘結劑。在粘結過程中，粘結試樣會受到壓力的作用。由于此時，粘結劑還處于半固態(tài)狀態(tài)，多余的粘結劑通過余料槽14的縫隙流出。避免了粘結過程中，粘結劑將試樣與模具內(nèi)腔粘結。導致拉伸試驗無法脫模，只能將模具機械破壞，造成試驗失敗。
[0065]套筒夾持架12，用于固定所述套筒11。套筒11的圓柱形上端部沿徑向方向向外擴張，形成一擋圈結構。套筒夾持架12的內(nèi)徑尺寸等于或率大于套筒11的圓柱形部分的外徑尺寸。套筒11安裝于套筒夾持架12的內(nèi)部，其上端的擋圈結構剛好固定了套筒11在套筒夾持架上的位置，防止套筒11從套筒夾持架12內(nèi)部掉落。同時，其擋圈式的結構能夠防止粘結劑溢出，造成套筒11與套筒夾緊裝置12粘結，不便于后續(xù)的套筒11脫模。
[0066]夾緊螺釘13，在同一平水平面內(nèi)間隔120°均勻分布，用于夾緊所述套筒11。旋轉夾緊螺釘13，夾緊螺釘13沿徑向方向套筒11軸心處移動。套筒11受夾緊螺釘13的夾緊力的作用固定在套筒夾持架12內(nèi)部。
[0067]所述旋轉裝置3包括:轉臂31、旋轉套管32、鎖緊裝置33以及管座34。
[0068]轉臂31，焊接在套筒夾持架12上。通過轉動轉臂31，可以帶動套筒夾持架12—起旋轉。
[0069]旋轉套管32，焊接在所述轉臂31的另一端。旋轉套管32固定安裝于管座內(nèi)部中心軸線上。
[0070]管座34，其圓周表面設有凹槽，供鎖緊裝置33進行旋轉運動。同時，根據(jù)凹槽長度的大小，可以起到鎖緊裝置33限位的作用。
[0071]鎖緊裝置33，鎖緊裝置33與旋轉套管32固定連接，轉動鎖緊裝置33可實現(xiàn)旋轉套管32在O?90°的范圍內(nèi)旋轉。圖2是本實用新型實施例鎖緊裝置的剖面結構示意圖，如圖2所示。所述鎖緊裝置33包括手柄331和鎖緊桿332，所述鎖緊桿332—端與所述旋轉套管32固定連接，所述鎖緊桿332的另一端與所述手柄331連接，通過轉動所述手柄331帶動旋轉套管32進行O?90°的旋轉。
[0072]進一步的，鎖緊裝置33還包括銷釘334和螺柱333。所述鎖緊桿332與所述旋轉套管32通過螺柱333的表面螺紋相互連接，所述螺柱333與所述旋轉套管32通過所述銷釘334定位。
[0073]進一步的，所述粘結試樣6中的用于拉伸試驗的復合材料為鋁鋼復合材料。其中，鋁為包覆層，鋼為基層。
[0074]圖5為本實用新型實施例粘結試樣的結構示意圖，如圖5所示。粘結試樣包括:鋁棒A61、鋁棒B62，圓片試樣63以及粘結劑64。圓片樣品63為鋁鋼復合材料，其中，鋁層631為包覆層，鋼層632為基層。
[0075]進一步的，所述粘結、拉伸模具還包括壓力裝置2，所述壓力裝置2包括:
[0076]上模板21和下模板22，所述上模板21和所述下模板22通過立柱23連接。
[0077]上模柄24，通過上、下固定板固定在上模板21中心，用于提供頂桿27導向作用，以及粘結試樣6進行拉伸試驗時連接拉伸試驗機。
[0078]進一步的，所述上模柄24的下端沿徑向方向設有一通孔，用于固定粘結試樣6進行試樣拉伸試樣。
[0079]頂桿27，用于試樣粘結過程中傳遞載荷和將粘結后的試樣頂出套筒11內(nèi)部。頂桿27有獨立的液壓或氣壓裝置控制，可沿上模柄24內(nèi)通孔做上下移動。當頂桿27與粘結試樣6的上端面接觸時，開始進行擠壓過程。液壓力通過壓頭27傳遞到粘結試樣6上。通過頂桿27的擠壓，實現(xiàn)試樣6的粘結過程。
[0080]進一步的，本實用新型中的粘結、拉伸模具還包括滑動導軌裝置4。圖4是本實用新型實施例滑動導軌裝置的結構示意圖，如圖4所示。其中，所述滑動導軌裝置4包括:下墊板41、滑軌42、彈簧43以及繩索44。
[0081]下墊板41，用于支撐所述粘結試樣。在粘結試樣6加載過程中，下墊板41位于試樣夾持底座51的正上方，完全覆蓋所述試樣夾持底座51上方的通孔。為粘結試樣6加載過程中提供支撐作用。
[0082]滑軌42，用于提供所述下墊板41的導向作用?；?2穿過下墊板41的內(nèi)部，其末端通過雙螺栓結構形成固定連接。并對下墊板41進行限位。使下墊板41在一端方向不能超過螺栓所在位置。下墊板41可沿滑軌42進行前后方向的運動。
[0083]彈簧43，固定在所述滑軌42表面，用于將所述下墊板41推回原位。
[0084]繩索44，一端連接下墊板41，另一端連接小型電機，通過電機轉動，實現(xiàn)下墊板41沿滑軌的來回移動。
[0085]進一步的，本實用新型的試樣粘結、拉伸裝置還包括拉伸裝置5，該拉伸裝置5包括:
[0086]試樣夾持座51，所述試樣夾持座51頂面設有凹槽，能為所述下墊板41提供導向作用;所述試樣夾持座51的頂面和側面各有一通孔，且所述倆通孔的中心軸線在同一水平面內(nèi)；
[0087]下模柄52，通過下模柄固定板52固定在所述下模板22中心，用于所述粘結試樣6進行拉伸試驗時連接拉伸試驗機。
[0088]實施例
[0089]如圖1所示，為本實用新型的一種試樣粘結、拉伸模具的結構示意圖。
[0090]本實用新型試樣粘結、拉伸模具包括:套筒裝置1、壓力裝置2、旋轉裝置3、滑動導軌裝置4和拉伸裝置5。
[0091]套筒裝置I包括:套筒11、套筒夾持架12和夾緊螺釘13。套筒11外徑為Φ30πιπι，內(nèi)徑為12mm。套筒11內(nèi)壁設有兩條對稱分布的余料槽14。套筒夾持架12由內(nèi)徑Φ 30mm，外徑Φ42mm的圓筒構成。
[0092]壓力裝置2包括:上模板21、下模板22、立柱23、上模柄24、上固定板25、下固定板26、頂桿27。其中，頂桿27直徑為Φ7πιπι。在上模柄24圓周表面上距下端面1mm處設有貫穿其內(nèi)孔的一個Φ 8mm的水平通孔。
[0093]旋轉裝置3包括:轉臂31、旋轉套管32、鎖緊裝置33以及管座34。其中，鎖緊裝置33進一步包括:手柄331、鎖緊桿332、螺柱333以及銷釘334。
[0094]滑動導軌裝置4包括:下墊板41、滑軌42、彈簧43、以及繩索44。
[0095]拉伸裝置5包括:試樣夾持底座51、下模柄52和下模柄固定板53。
[0096]試樣夾持底座51的上表面內(nèi)孔直徑Φ 12mm，離底座底面1mm的位置處開有貫穿試樣夾持底座51內(nèi)孔的一個Φ8πιπι的水平通孔。
[0097]所述粘結試樣6用于復合材料的拉伸試驗，所述復合材料為鋁鋼復合材料，其中，鋁為包覆層，鋼為基層。其中，在鋁棒A61和鋁棒B62圓周表面上分別離上、下端面1mm處各開有一個Φ 6mm的通孔。
[0098]使用該粘結、拉伸模具進行試樣粘結時，其過程如下:
[0099]將Φ12mm鋁/鋼圓片試樣63上下表面分別涂上一層粘結劑64，粘結劑64選用上海耳邦貿(mào)易有限公司的Aibond 8120A、B型混合膠混合而成，粘結劑54完全固化時間須24h，完全固化后的拉伸強度>80MPa，剪切強度>19MPa。
[0100]旋轉夾緊螺釘13，夾緊套筒11。將兩根Φ12mm鋁棒分別與鋁/鋼圓片試樣63表面粘結，放入套筒11中。此時，套筒11中自上而下分別為鋁棒A61、圓片試樣和鋁棒B62。然后，轉動手柄90°，使整個鎖緊裝置33處于工作位置，鎖緊手柄331。此時，模柄、頂桿27、待粘結試樣6的中心處于同一軸線上，如圖1所示。檢查模具和液壓裝置，確保一切正常后，啟動液壓裝置。帶動頂桿27向下運行，并與鋁棒A61上端面接觸。此時，下墊板41處于試樣夾持底座51的上方，與頂桿27—起給予鋁棒A61、圓片試樣63和鋁棒B62—定的載荷。
[0101 ]由于此時，粘結劑64還處于半固態(tài)，多余的粘結劑64通過套筒11內(nèi)的余料槽14流出。保荷24h后，電機通過繩索44帶動一端相連的下墊板41完全試樣鎖緊裝置51上表面的內(nèi)孔。此時，頂桿27繼續(xù)向下工作，將粘結試樣6打出，進入到試樣鎖緊裝置51的內(nèi)孔中。
[0102]由于離試樣夾持底座51底面1mm的位置處亦開有貫穿底座內(nèi)孔的一個Φ8πιπι的水平通孔，即此時試樣夾持底座51的水平通孔與鋁棒Β62的通孔軸心在同一水平面上。轉動試樣，使得兩通孔方向?qū)R，用Φ5πιπι的銷釘穿過試樣夾持底座51和鋁棒B的水平通孔，完成拉伸試樣下端定位。
[0103]接著松開套筒夾緊裝置的三個螺釘13，用工具將其從套筒夾持架12上端卸下；然后松開上模柄24的上、下固定板緊固螺釘，分別卸下上模柄上、下固定板。調(diào)整上模柄24行程和上模柄24通孔(OSmm)方向，使得上模柄24的徑向通孔軸線與上鋁棒Α61的通孔軸線在同一直線上，同樣，用Φ5πιπι的銷釘限位。此時，完成拉伸試樣上端的軸向定位。將上模柄24的上端、下模柄52的下端分別與拉伸試驗機相連。再次檢查模具和拉伸機狀況，一切正常后，啟動拉伸機，即可完成鋁/鋼乳制復合試樣的拉伸實驗，并獲得拉伸數(shù)據(jù)。
[0104]上述披露的各技術特征并不限于已披露的與其他特征的組合，本領域技術人員還可根據(jù)實用新型之目的進行各技術特征之間的其他組合，以實現(xiàn)本實用新型之目的為準。
【主權項】
1.試樣粘結、拉伸模具，包括套筒裝置、壓力裝置以及拉伸裝置，其特征在于， 所述套筒裝置包括: 套筒，用于容納待粘結試樣； 套筒夾持架，用于固定所述套筒； 夾緊螺釘，所述夾緊螺釘在同一平水平面內(nèi)均勻分布，用于夾緊所述套筒； 所述壓力裝置包括: 上模板和下模板，所述上模板和所述下模板通過立柱連接； 上模柄，通過上、下固定板固定在上模板中心，用于提供頂桿導向作用，以及粘結試樣進行拉伸試驗時連接拉伸試驗機； 頂桿，容納于所述上模柄內(nèi)的通孔中，用于試樣粘結過程中傳遞載荷和粘結過程結束后將粘結試樣頂出所述套筒； 所述拉伸裝置包括: 試樣夾持座，所述試樣夾持座的頂面和側面各有一通孔，且所述倆通孔的中心軸線在同一水平面內(nèi)； 下模柄，通過下模柄固定板固定在所述下模板中心，用于所述粘結試樣進行拉伸試驗時連接拉伸試驗機。2.根據(jù)權利要求1所述的試樣粘結、拉伸模具，其特征在于，所述試樣用于復合材料的拉伸試驗，所述復合材料為鋁鋼復合材料，其中，鋁為包覆層，鋼為基層。3.根據(jù)權利要求1所述的試樣粘結、拉伸模具，其特征在于，所述套筒包括兩個半圓形空心圓筒，所述半圓形空心圓筒內(nèi)壁沿軸線方向各開有一條余料槽，用于排出粘結過程中多余的粘結劑。4.根據(jù)權利要求1所述的試樣粘結、拉伸模具，其特征在于，進一步包括旋轉裝置，所述旋轉裝置包括: 轉臂，固定在所述套筒夾持架上； 旋轉套管，固定在所述轉臂的另一端； 管座，所述管座圓周表面設有凹槽，所述旋轉套管固定安裝于該管座內(nèi)部中心軸線上。5.根據(jù)權利要求4所述的試樣粘結、拉伸模具，其特征在于，進一步包括鎖緊裝置， 所述鎖緊裝置與所述旋轉套管固定連接，轉動該鎖緊裝置能實現(xiàn)旋轉套管O?90°的旋轉； 所述鎖緊裝置包括手柄和鎖緊桿，所述鎖緊桿一端與所述旋轉套管固定連接，所述鎖緊桿的另一端與所述手柄連接，通過轉動所述手柄帶動所述旋轉套管進行O?90°的旋轉。6.根據(jù)權利要求1所述的試樣粘結、拉伸模具，其特征在于，所述上模柄的下端沿徑向方向設有一通孔。7.根據(jù)權利要求1所述的試樣粘結、拉伸模具，進一步包括滑動導軌裝置，該滑動導軌裝置包括: 下墊板，用于支撐所述粘結試樣； 滑軌，用于提供所述下墊板的導向作用； 彈簧，固定在所述滑軌表面，用于將所述下墊板推回原位； 繩索，一端連接下墊板，另一端連接小型電機，通過電機轉動，實現(xiàn)下墊板沿滑軌的來回移動。8.根據(jù)權利要求1所述的試樣粘結、拉伸模具，其特征在于，所述試樣夾持座頂面設有凹槽。
【文檔編號】G01N3/08GK205665105SQ201521134213
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2015年12月30日
【發(fā)明人】伍波, 李龍, 周德敬
【申請人】銀邦金屬復合材料股份有限公司