哑铃型制样机是用于非金属拉伸试验中哑铃型试件的制备的设备。其工作原理基于仿形加工原理,并结合机械传动原理将螺纹旋转运动转变成直线运动。在制样过程中,将试样毛坯装入相应夹具内夹紧,然后紧贴旋转的铣刀进行铣削成型。同时,配有切削碎屑吸收装置,以保持工作环境的整洁。
哑铃型制样机主要用于制备非金属拉伸试验中的哑铃型试件,可以制备各种尺寸的哑铃状试样。它在材料测试、产品研发、质量控制等领域具有广泛的应用。
哑铃型制样机主要由裁剪、制样、夹持三部分组成,以下是其详细结构介绍:
一、裁剪部分
主机框架
裁剪部分的主机框架是整个设备的支撑结构,通常采用高强度钢材制造,以确保设备在裁剪过程中具有足够的稳定性和刚性。它的设计和构造能够承受裁剪时产生的力量,防止设备在运行过程中出现晃动或变形。
主机框架上一般有工作台面,用于放置材料和进行裁剪操作。工作台面的平整度对裁剪精度有很大影响,高质量的制样机工作台面会经过精细加工,保证其平面度误差极小。
裁剪刀具系统
刀具类型:包括上刀和下刀,它们的形状和尺寸是根据不同的裁剪需求设计的。刀具通常采用高硬度、耐磨的材料制成,如优质合金钢或硬质合金,以延长刀具的使用寿命。
驱动装置:驱动刀具上下运动的装置常见的有液压驱动、气动驱动或电动驱动。液压驱动通过液压泵提供压力,使刀具产生强大的裁剪力,适用于较厚的材料;气动驱动利用压缩空气推动刀具运动,具有动作迅速、清洁环保的特点,适合薄型材料的裁剪;电动驱动则通过电机带动传动机构来实现刀具的运动,其优点是速度和位置控制较为精确。
刀具调整机构:为了适应不同厚度和类型的材料,刀具之间的间隙需要进行调整。这个调整机构可以精确地控制刀具的相对位置,确保裁剪过程中刀刃能够紧密贴合,既保证裁剪效果,又不会过度磨损刀具。
二、制样部分
冲头与冲模系统
冲头:冲头是制样部分的关键部件之一,它直接作用于材料,使其形成哑铃型试样的特定形状。冲头的形状与哑铃型试样的头部和中间部分相匹配,其尺寸精度要求较高,因为直接影响试样的尺寸精度。冲头通常采用淬火处理等工艺,提高其硬度和耐磨性。
冲模:冲模与冲头配合,用于成型试样的外部轮廓。冲模一般固定在制样机上,其内部腔体的形状决定了试样的整体外形。冲模的材质也应具有良好的耐磨性和强度,以承受冲头在冲压过程中的压力。
冲头导向装置:为了保证冲头在冲压过程中能够准确地进入冲模,避免出现偏移或倾斜,会设置冲头导向装置。这个装置可以是导向柱和导向套的配合结构,导向柱安装在冲头上,导向套固定在冲模周围,确保冲头在垂直方向上精确运动。
压紧装置
在制样过程中,为了防止材料在冲压时发生移动,需要有压紧装置将材料固定。压紧装置一般包括压板和压紧螺杆或液压压紧机构。
压板通常位于冲头的上方或下方,其表面平整且有一定的柔韧性,以更好地贴合材料表面。压紧螺杆通过手动旋转可以向下施加压力,将材料压紧在工作台上;液压压紧机构则利用液体压力实现压紧功能,具有压力大、压紧均匀的优点。
三、夹持部分
夹具结构
夹具用于固定和夹紧哑铃型试样,以便进行后续的拉伸试验等操作。它通常由两个相对的夹块组成,夹块的内部形状与哑铃型试样的中间部分和两端匹配,能够提供牢固的夹持力。
夹块的表面可能会有特殊的纹理或涂层,增加与试样之间的摩擦力,防止试样在拉伸过程中滑落。同时,夹具应具有一定的弹性,以适应不同厚度和尺寸的试样,并且不会对试样造成过度的损伤。
夹持驱动机制
为了使夹具能够方便地打开和关闭,会有相应的驱动机制。常见的有手动驱动和电动驱动两种方式。手动驱动一般通过手柄或旋钮,利用机械传动原理使夹具开合;电动驱动则通过电机带动齿轮或螺杆等传动机构,实现夹具的自动化开合操作,这种方式可以提高实验效率,并且在夹持力度的控制上更加精确。