一种霍普金森杆圆柱试样磨抛用夹具的制作方法

1.本实用新型涉及霍普金森杆实验技术领域，尤其是一种霍普金森杆圆柱试样磨抛用夹具。


背景技术：

2.在航空、航天、汽车、运输、包装及其它军事和民用领域中，工程材料可能会遇到像高速碰撞、爆炸这样的冲击加载情况，了解材料在冲击加载下的力学响应，有助于各类材料的工程应用和工程设计。对于材料来说，其在动载下的力学性能和在静载下的力学性能是不同的，与静态实验相比，进行高应变率下的动态实验，依然是一个不小的挑战。而霍普金森杆实验，对于有效并精确地获取材料的应变率相关的应力、应变曲线，是非常有效的实验方法。
3.目前，在霍普金森杆实验中，试样表面的粗糙度对高应变率下材料的动态力学性能具有显著影响，因而大大增加了实验结果的不准确性。而霍普金森杆实验所使用的圆柱试样，其尺寸往往只有φ2mm*2mm或φ2mm*1mm，体积较小，很难将其夹持固定，从而使后续的磨抛工序也异常困难，而磨抛不当甚至会破坏端面形位公差，直接影响实验测试结果的准确性。此外，现有的磨抛工具大部分只能对圆柱试样的端部进行磨抛，无法对其侧面进行磨抛，这也在一定程度上影响了实验结果的准确性。而霍普金森杆实验通常会在多种应变、应变率及温度条件下对材料的动态力学性能进行测试，因此，对圆柱试样的需求量较大，如何提高对圆柱试样的磨抛效率显得极为重要。


技术实现要素：

4.本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种霍普金森杆圆柱试样磨抛用夹具，它结构设计合理，操作方便，可以实现对圆柱试样的端部以及侧面进行有效夹持，从而使磨抛工序更顺畅的进行，提高磨抛的准确性，并且可以同时对多个圆柱试样进行磨抛，大大提高了磨抛效率，满足霍普金森杆实验的需求，解决了现有技术中存在的问题。
5.本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
6.一种霍普金森杆圆柱试样磨抛用夹具，包括支撑件，所述支撑件包括弧形支撑板和活动铰接在弧形支撑板一侧的弧形扣板，所述弧形支撑板与弧形扣板闭合呈圆管状，在支撑件上端设有端面夹持机构，所述端面夹持机构包括端面底座，在端面底座外侧端面沿其圆周方向均匀设有若干个端面夹持件；在支撑件下端设有侧面夹持机构，所述侧面夹持机构包括侧面底座，在侧面底座外侧端面沿其圆周方向均匀设有若干根侧面夹持件。
7.可选地，所述端面夹持件包括设置在端面底座表面上的上凹槽，在上凹槽内水平设有挤压板，在挤压板底部中央设有卡座，一螺栓通过设置在其顶部的卡块活动卡接在挤压板的卡座内，螺栓的底端向下垂直穿出端面底座，在螺栓底部端面上设有内六方凹槽，在螺栓外侧的端面底座底部设有与螺栓螺纹相连的螺纹座；在挤压板上方的上凹槽内设有挤压条，一水平设置的拉杆，其内端穿过端面底座侧面并伸至上凹槽内，并连接于挤压条侧壁
中部位置，在挤压条与上凹槽内壁之间的拉杆上套设复位弹簧。
8.可选地，在远离拉杆一侧的挤压条侧壁上沿其长度方向至少设有两个弧形槽。
9.可选地，在对应复位弹簧位置的上凹槽内壁上设有卡槽，所述复位弹簧的外端卡接在卡槽内。
10.可选地，所述侧面夹持件包括设置在侧面底座上的下凹槽，在对应下凹槽位置的侧面底座上设有与其相连通的螺纹槽，在下凹槽内壁两侧对称设有弹性夹片，弹性夹片的上端通过固定板固定在螺纹槽底部，其下端向内侧弯折，在两个弹性夹片上方的螺纹槽内螺纹设有下压座，在两个弹性夹片之间水平设有下压板，下压板通过设置在其四周的方框活动卡接在两个弹性夹片与下凹槽之间，在下压座表面设有拨动块，一下压杆竖直穿过下压座中央与下压板相连，在下压板与下压座之间的下压杆上套设拉伸弹簧，在下压板下方的方框内分别设有两个下压辊，所述下压辊的轴心线与弹性夹片宽度方形平行设置。
11.可选地，在下压杆上端设有拉帽。
12.可选地，在侧面底座底部中央设有与下凹槽相连通设置的推送槽。
13.本实用新型采用上述技术方案，所具有的优点是：结构设计合理，操作方便，可以实现对圆柱试样的端部以及侧面进行有效夹持，从而使磨抛工序更顺畅的进行，提高磨抛的准确性，并且可以同时对多个圆柱试样进行磨抛，大大提高了磨抛效率，满足霍普金森杆实验的需求。
附图说明
14.图1为本实用新型的立体结构示意图；
15.图2为图1的仰视结构示意图；
16.图3为图2中a-a向剖视结构示意图；
17.图4为下压座的立体结构示意图；
18.图5为弹性夹片的立体结构示意图；
19.图6为方框、下压板、下压杆的立体结构示意图；
20.图7为螺栓、挤压板的立体结构示意图；
21.图8为挤压条、拉杆的立体结构示意图；
22.图9为弧形支撑板、端面底座、侧面底座的立体结构示意图；
23.图中，1、弧形支撑板；2、弧形扣板；3、端面底座；4、侧面底座；5、上凹槽；6、挤压板；7、螺栓；8、内六方凹槽；9、螺纹座；10、挤压条；11、拉杆；12、复位弹簧；13、弧形槽；14、卡槽；15、下凹槽；16、螺纹槽；17、弹性夹片；18、固定板；19、下压座；20、下压板；21、方框；22、拨动块；23、下压杆；24、拉伸弹簧；25、下压辊；26、拉帽；27、推送槽；28、卡座；29、卡块。
具体实施方式
24.为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式并结合附图，对本实用新型进行详细阐述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是，本技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本技术的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
25.另外，在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
26.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
27.如图1-9所示，本实施例中，一种霍普金森杆圆柱试样磨抛用夹具，包括支撑件，所述支撑件包括弧形支撑板1和活动铰接在弧形支撑1板一侧的弧形扣板2，所述弧形支撑板1与弧形扣板2闭合呈圆管状，在支撑件上端设有端面夹持机构，所述端面夹持机构包括端面底座3，在端面底座3外侧端面沿其圆周方向均匀设有若干个端面夹持件；在支撑件下端设有侧面夹持机构，所述侧面夹持机构包括侧面底座4，在侧面底座外侧端面沿其圆周方向均匀设有若干根侧面夹持件。
28.可选地，所述端面夹持件包括设置在端面底座3表面上的上凹槽5，在上凹槽5内水平设有挤压板6，在挤压板6底部中央设有卡座28，一螺栓7通过设置在其顶部的卡块29活动卡接在挤压板6的卡座28内，螺栓的底端向下垂直穿出端面底座，在螺栓7底部端面上设有内六方凹槽8，在螺栓7外侧的端面底座底3部设有与螺栓7螺纹相连的螺纹座9；在挤压板6上方的上凹槽5内设有挤压条10，一水平设置的拉杆11，其内端穿过端面底座3侧面并伸至上凹槽5内，并连接于挤压条10侧壁中部位置，在挤压条10与上凹槽5内壁之间的拉杆11上套设复位弹簧12。
29.可选地，在远离拉杆11一侧的挤压条10侧壁上沿其长度方向至少设有两个弧形槽13。弧形槽13可以卡接在圆柱试样的侧面，固定效果更好，夹持更牢固。
30.可选地，在对应复位弹簧12位置的上凹槽5内壁上设有卡槽14，所述复位弹簧12的外端卡接在卡槽14内。卡槽14一方面对复位弹簧12起到限位的作用，另一方面，还可以使复位弹簧12的长度增大，从而增大其形变力度，更好的通过挤压条10将圆柱试样挤住。
31.可选地，所述侧面夹持件包括设置在侧面底座4上的下凹槽15，在对应下凹槽15位置的侧面底座4上设有与其相连通的螺纹槽16，在下凹槽15内壁两侧对称设有弹性夹片17，弹性夹片17的上端通过固定板18固定在螺纹槽16底部，其下端向内侧弯折，在两个弹性夹片17上方的螺纹槽16内螺纹设有下压座19，在两个弹性夹片17之间水平设有下压板20，下压板20通过设置在其四周的方框21活动卡接在两个弹性夹片17与下凹槽15之间，在下压座19表面设有拨动块22，一下压杆23竖直穿过下压座19中央与下压板20相连，在下压板20与
下压座19之间的下压杆23上套设拉伸弹簧24，在下压板20下方的方框21内分别设有两个下压辊25，所述下压辊25的轴心线与弹性夹片27宽度方形平行设置。
32.可选地，在下压杆23上端设有拉帽26。方便操作人员通过拉动拉帽26，将下压杆23拉动。
33.可选地，在侧面底座4底部中央设有与下凹槽15相连通设置的推送槽27。方便将圆柱试样从推送槽27内送入到两个弹性夹片17之间。
34.本夹具在使用时，可以选择磨抛圆柱试样的位置。当需要磨抛圆柱试样的端部时，可以将圆柱试样逐个放入到上凹槽5内，拉动拉杆11向外拽动，从而使挤压条10在上凹槽5内向外移动，再将圆柱试样卡接在挤压条10的弧形槽13内，松开拉杆11，拉杆11在复位弹簧12恢复形变的作用力下，推动挤压条10移动，直至挤压条10将圆柱试样挤在上凹槽5内壁上。此时观察圆柱试样外端伸出端面底座3的位置，若未伸出，可以用工具插入内六方凹槽8，从而拧动螺栓7转动，通过螺纹座9推动螺栓7向上移动，随着螺栓7的向上移动，进而通过卡块29顶动卡座28及挤压板6一同移动，最终将该圆柱试样的端部向外顶出，使其伸出端面底座3。最后，手持支撑件，将端面底座3一端向下，置于磨抛机的抛光盘上进行磨抛。一次磨抛，可以同时对多个圆柱试样的端部进行磨抛。
35.当需要磨抛圆柱试样的侧面时，可以将圆柱试样从两个弹性夹片17之间卡入，此时，圆柱试样将两个下压辊25向上顶起，而拉伸弹簧24则处于压缩状态。在没有外力推动圆柱试样的情况下，两个下压辊25紧紧的将圆柱试样压紧，从而使圆柱试样的一部分侧壁伸出侧面底座4的边缘。如若圆柱试样的侧壁没有伸出侧面底座4，则可以拧动拨动块22，使下压座19在螺纹槽16内向下旋动，随着下压座19的不断下移，从而带动下压杆23、下压板20、方框21及下压辊25一同向下移动，直至下压辊25可以将圆柱试样夹紧为止。下压辊25则在拉伸弹簧24的作用力下，给下压辊25持续的压力，确保圆柱试样的一部分侧面能伸出侧面底座4。最后，手持支撑件，将侧面底座4一端向下，置于磨抛机的抛光盘上进行磨抛。随着抛光盘的转动，进而对圆柱试样的侧壁进行磨抛，而圆柱试样则自转，从而将整个侧面进行磨抛，单次磨抛，可以同时对多个圆柱试样的侧面进行磨抛。它结构设计合理，操作方便，可以实现对圆柱试样的端部以及侧面进行有效夹持，从而使磨抛工序更顺畅的进行，提高磨抛的准确性，并且可以同时对多个圆柱试样进行磨抛，大大提高了磨抛效率，满足霍普金森杆实验的需求，解决了现有技术中存在的问题。
36.以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中；对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。
37.本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

技术特征：
1.一种霍普金森杆圆柱试样磨抛用夹具，其特征在于，包括支撑件，所述支撑件包括弧形支撑板和活动铰接在弧形支撑板一侧的弧形扣板，所述弧形支撑板与弧形扣板闭合呈圆管状，在支撑件上端设有端面夹持机构，所述端面夹持机构包括端面底座，在端面底座外侧端面沿其圆周方向均匀设有若干个端面夹持件；在支撑件下端设有侧面夹持机构，所述侧面夹持机构包括侧面底座，在侧面底座外侧端面沿其圆周方向均匀设有若干根侧面夹持件。2.根据权利要求1所述的一种霍普金森杆圆柱试样磨抛用夹具，其特征在于，所述端面夹持件包括设置在端面底座表面上的上凹槽，在上凹槽内水平设有挤压板，在挤压板底部中央设有卡座，一螺栓通过设置在其顶部的卡块活动卡接在挤压板的卡座内，螺栓的底端向下垂直穿出端面底座，在螺栓底部端面上设有内六方凹槽，在螺栓外侧的端面底座底部设有与螺栓螺纹相连的螺纹座；在挤压板上方的上凹槽内设有挤压条，一水平设置的拉杆，其内端穿过端面底座侧面并伸至上凹槽内，并连接于挤压条侧壁中部位置，在挤压条与上凹槽内壁之间的拉杆上套设复位弹簧。3.根据权利要求2所述的一种霍普金森杆圆柱试样磨抛用夹具，其特征在于，在远离拉杆一侧的挤压条侧壁上沿其长度方向至少设有两个弧形槽。4.根据权利要求2所述的一种霍普金森杆圆柱试样磨抛用夹具，其特征在于，在对应复位弹簧位置的上凹槽内壁上设有卡槽，所述复位弹簧的外端卡接在卡槽内。5.根据权利要求1所述的一种霍普金森杆圆柱试样磨抛用夹具，其特征在于，所述侧面夹持件包括设置在侧面底座上的下凹槽，在对应下凹槽位置的侧面底座上设有与其相连通的螺纹槽，在下凹槽内壁两侧对称设有弹性夹片，弹性夹片的上端通过固定板固定在螺纹槽底部，其下端向内侧弯折，在两个弹性夹片上方的螺纹槽内螺纹设有下压座，在两个弹性夹片之间水平设有下压板，下压板通过设置在其四周的方框活动卡接在两个弹性夹片与下凹槽之间，在下压座表面设有拨动块，一下压杆竖直穿过下压座中央与下压板相连，在下压板与下压座之间的下压杆上套设拉伸弹簧，在下压板下方的方框内分别设有两个下压辊，所述下压辊的轴心线与弹性夹片宽度方形平行设置。6.根据权利要求5所述的一种霍普金森杆圆柱试样磨抛用夹具，其特征在于，在下压杆上端设有拉帽。7.根据权利要求5所述的一种霍普金森杆圆柱试样磨抛用夹具，其特征在于，在侧面底座底部中央设有与下凹槽相连通设置的推送槽。

技术总结
本实用新型涉及霍普金森杆实验技术领域，尤其是一种霍普金森杆圆柱试样磨抛用夹具。它包括支撑件，所述支撑件包括弧形支撑板和活动铰接在弧形支撑板一侧的弧形扣板，所述弧形支撑板与弧形扣板闭合呈圆管状，在支撑件上端设有端面夹持机构，所述端面夹持机构包括端面底座，在端面底座外侧端面沿其圆周方向均匀设有若干个端面夹持件；在支撑件下端设有侧面夹持机构，所述侧面夹持机构包括侧面底座。它结构设计合理，操作方便，可以实现对圆柱试样的端部以及侧面进行有效夹持，从而使磨抛工序更顺畅的进行，提高磨抛的准确性，并且可以同时对多个圆柱试样进行磨抛，大大提高了磨抛效率，满足霍普金森杆实验的需求，解决了现有技术中存在的问题。存在的问题。存在的问题。


技术研发人员：徐子杰 杜劲 张培荣 刘汉臣 贾广佐 刘延俊 李世振
受保护的技术使用者：济南瑞原液压气动设备有限公司
技术研发日：2023.02.07
技术公布日：2023/8/8