一种用于夹持试验件的夹持装置及其使用方法
【专利摘要】本发明提供一种夹持装置，包括：上夹持片和下夹持片，上夹持片包括上夹持片本体，在上夹持片本体的厚度方向上设置有上夹持片通孔，上夹持片本体的一个侧面上设置有燕尾榫；下夹持片包括下夹持片本体和试验机夹持部，试验机夹持部用于被夹持在外部的试验机中，下夹持片本体进一步包括下夹持片本体底座部和下夹持片本体高起部，在下夹持片本体底座部的厚度方向上设置有下夹持片通孔，下夹持片本体高起部设置有燕尾卯，燕尾卯的深度等于高度差；燕尾榫与燕尾卯能够对准，此时上夹持片通孔与下夹持片通孔能够对准。本夹持装置有结构紧凑、定位准确的特点。本发明还提供了相应的夹持方法，大大提高了待测试件的夹持稳定性和准确性。
【专利说明】
一种用于夹持试验件的夹持装置及其使用方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于夹持试验件的夹持装置及其使用方法，尤其涉及一种用于夹持薄壁疲劳试验件的夹持装置及其使用方法。
【背景技术】
[0002]为了满足安全、经济、舒适、环保的综合要求，新型商用飞机在机体材料和结构的选择上，一方面选用铝合金、铝锂合金等密度小、比强度高的轻质材料，另一方面大量采用多台阶薄壁结构，如机头、中后机身蒙皮等，通过对蒙皮壁板局部减薄，形成多台阶薄壁结构，可使蒙皮壁板重量减轻40 %以上。
[0003]多台阶薄壁结构是飞机蒙皮壁板的典型轻质结构形式，以往的蒙皮壁板是通过化学铣切，腐蚀掉部分金属板材得到设计所需的多台阶薄壁件，但是化学铣削过程中释放掉板材表面抗疲劳的残余应力使得疲劳寿命降低，零件尺寸精度控制难度大，且工艺污染严重，不符合绿色、环保的制造要求，所以针对新一代商用飞机先进轻质铝锂合金薄壁多台阶结构，围绕机械铣削后薄壁平板件的疲劳性能及可靠性进行研究，并为满足高性能、长寿命铝锂合金蒙皮壁板的设计、成形和加工制造工艺规范的制定提供基础数据和技术支撑。
[0004]由于铣槽的存在，所以疲劳试验中设计的疲劳试件尺寸较大，一般疲劳试验机的夹钳都不能满足试件的宽度要求;并且随着试件厚度的增加，夹持部分极易发生滑动，所以有效、稳定的夹持方式是首要解决的问题。
【发明内容】
[0005]为解决上述技术问题，有效防止上夹持片与下夹持片之间不能有效对准，有效防止夹持装置与待测试件极易发生相互滑动，本发明提供一种夹持装置，包括:上夹持片和下夹持片，
[0006]所述上夹持片包括上夹持片本体，所述上夹持片本体具有上夹持片本体厚度，在所述上夹持片本体的厚度方向上设置有上夹持片通孔，所述上夹持片本体的一个侧面上设置有榫，所述榫为燕尾榫；
[0007]所述下夹持片包括下夹持片本体和试验机夹持部，所述试验机夹持部的中心线位于所述下夹持片的对称轴上，所述试验机夹持部用于被夹持在外部的试验机中，所述下夹持片本体进一步包括下夹持片本体底座部和下夹持片本体高起部，所述下夹持片本体高起部与所述试验机夹持部相临，所述下夹持片本体高起部上表面与所述下夹持片本体底座部上表面之间具有高度差，在所述下夹持片本体底座部的厚度方向上设置有下夹持片通孔，在所述下夹持片本体高起部与所述下夹持片本体底座部相临的内侧面上，所述下夹持片本体高起部设置有卯，所述卯的深度等于所述高度差，所述卯为燕尾卯；
[0008]所述上夹持片的所述榫能够沿着所述下夹持片的所述卯的深度方向紧贴滑动，从而把所述上夹持片放置到所述下夹持片上或者把所述上夹持片从所述下夹持片上取出，当把所述上夹持片放置到所述下夹持片上时，所述上夹持片通孔与所述下夹持片通孔能够对准。
[0009]较优选地，所述榫的数量至少为两个，而且沿着所述榫所在的夹持片本体侧面以轴对称布置;所述卯的数量与所述榫的数量相同，而且以所述试验机夹持部为对称轴以轴对称布置;每个所述榫都对应于一个所述卯。
[0010]较优选地，从正面观察所述下夹持片，卯侧面的正投影线与所述试验机夹持部中心轴的夹角为3°至20°，所述卯与所述榫的形状相配。更优选地，从正面观察所述下夹持片，所述卯侧面的正投影线与所述试验机夹持部中心轴的夹角为6°至12°，所述卯与所述榫的形状相配。
[0011]较优选地，所述下夹持片通孔的数量为至少两个，而且以所述试验机夹持部为对称轴以轴对称布置;所述上夹持片通孔的数量与所述下夹持片通孔的数量相同，每个所述上夹持片通孔都对应于一个所述下夹持片通孔。更优选地，所述下夹持片通孔至少包括两排，每排所述下夹持片通孔都以所述试验机夹持部为对称轴以轴对称布置;所述上夹持片通孔的排数和数量与所述下夹持片通孔的排数和数量相同，每个所述上夹持片通孔都对应于一个所述下夹持片通孔。
[0012]较优选地，所述上夹持片本体具有上夹持片本体厚度小于所述卯的深度，即小于所述高度差。
[0013]较优选地，上夹持片本体下表面和/或下夹持片本体底座部上表面呈锯齿状。
[0014]较优选地，所述的上夹持片和/或下夹持片采用Crl2模具钢材料加工而成，并经过淬火处理。上夹持片和/或下夹持片也可以采用其他高强度的金属材料制成。
[0015]本发明还提供了一个采用上述夹持装置的夹持方法，包括如下步骤:
[0016](a)对于自身没有通孔的待测试件，利用外部打孔设备，根据所述上夹持片通孔在所述上夹持板上的位置或所述下夹持片通孔在所述下夹持板上的位置，在待测试件的两端分别打相应的通孔；
[0017](b)对于待测试件的一端，把具有与所述上夹持板和所述下夹持板相应通孔的待测试件放置到下夹持片本体底座部上表面上；
[0018](c)把所述上夹持片的所述榫放入所述下夹持片的所述卯，并使所述榫沿着所述卯向下紧贴滑动，直至上夹持片本体下表面与所述待测试件的上表面接触；
[0019](d)对准所述上夹持片的所述上夹持片通孔与所述待测试件的各对应通孔，对于每个通孔，分别使用螺栓依次穿过所述上夹持片通孔、所述待测试件的对应通孔、所述下夹持片通孔，并拧紧螺帽予以固定；
[0020](e)把所述试验机夹持部夹持到外部的试验机的一端上；
[0021](f)对于待测试件的另一端，重复上述步骤(b)-(e);
[0022](g)当待测试件的两端都被分别夹持到试验机的两端后，开始试验操作。
[0023]本发明的夹持装置具有如下特点:部件较少，结构紧凑，拆卸方便，可以反复使用，能够有效防止上夹持片与下夹持片之间不能有效对准，有效防止夹持装置与待测试件极易发生相互滑动。
[0024]本发明的夹持方法具有如下特点:能够有效地夹紧待测部件，即使在测试过程中的外部测试机施加了较大的力，依旧能够牢牢夹紧待测试件，并且具有很好的对中性，大大提高了待测试件的夹持稳定性和准确性。
【附图说明】
[0025]图1是本发明的夹持装置的上夹持片和下夹持片分离时的立体示意图。
[0026]图2A是本发明的夹持装置的上夹持片和下夹持片组合时的正视图。
[0027]图2B是本发明的夹持装置的上夹持片和下夹持片组合时的侧视图。
[0028]图3A是本发明的夹持装置的下夹持片的正视图。
[0029]图3B是本发明的夹持装置的上夹持片的正视图。
[0030]图4是本发明的夹持装置的下夹持片的局部立体示意图。
【具体实施方式】
[0031]以下结合附图和具体实例对本发明作进一步详细的说明。为了论述的方便，采用“上”、“下”、“左”、“右”对各个示意图中的方位进行指示，有利于论述的展开。
[0032]如图1所示，为本发明的夹持装置的上夹持片2和下夹持片I分离时的情形。与此相应，图2A和图2B本别是本发明的夹持装置的上夹持片2和下夹持片I组合时的正视图和侧视图。与此同时，可以参考图3A和图3B，分别展示了本发明的夹持装置的下夹持片I和上夹持片2。
[0033]在图1中，本发明优选的夹持装置，包括:上夹持片2和下夹持片I。
[0034]结合图1和图3B，上夹持片2包括上夹持片本体22，上夹持片本体22具有上夹持片本体厚度2234。较优选地，如图2B所示，上夹持片本体下表面2232呈锯齿状，用于增加其与待测试件之间的摩擦力。在上夹持片本体22的厚度方向上设置有5个上夹持片通孔24。5个上夹持片通孔24分为两排，第一排为2个，第二排为3个，都沿上夹持片对称轴轴对称布置。上夹持片本体22的一个侧面上设置有3个榫21，榫21为燕尾榫。
[0035]具体而言，根据图3B所示，燕尾榫是指，榫21包括榫外端面212和两个榫侧面211，夹持片本体22与榫21的连接面称为榫内端面213，其中，榫外端面212大于榫内端面213，并且两个榫侧面211均呈现从榫外端面212向榫内端面213的内缩倾斜状。
[0036]结合图1和图3A，下夹持片I包括下夹持片本体12和试验机夹持部13，试验机夹持部13的中心线位于下夹持片I的对称轴上，试验机夹持部13用于被夹持在外部的试验机中。试验机夹持部13可以设计成棒状，能够满足夹持后试验机夹头和本夹持装置以及试件整体的对中性。下夹持片本体12进一步包括下夹持片本体底座部123和下夹持片本体高起部124。下夹持片本体高起部124与所述试验机夹持部13相临。下夹持片本体高起部上表面与所述下夹持片本体底座部上表面之间具有高度差1234。较优选地，上夹持片本体厚度2234小于卯11的深度，即小于高度差1234。
[0037]在下夹持片本体底座部123的厚度方向上设置有5个下夹持片通孔14。5个下夹持片通孔14分别与5个上夹持片通孔24相对应，也为两排，第一排为2个，第二排为3个，都以试验机夹持部13为对称轴轴对称布置，每个下夹持片通孔14都对应于一个上夹持片通孔24。较优选地，如图2B和图4所示，下夹持片本体底座部上表面1232呈锯齿状，用于增加其与待测试件之间的摩擦力。在下夹持片本体高起部124与下夹持片本体底座部123相临的内侧面上，下夹持片本体高起部124设置有3个卯11，分别与3个榫对应，卯11的深度等于高度差1234，卯11为燕尾卯。
[0038]具体而言，根据图3A所示，燕尾卯是指，卯11包括卯内端面112和两个卯侧面111，下夹持片本体高起部124的朝向下夹持片本体底座部123的侧面上的卯11的开口端面称为卯外端面113，其中，卯内端面112大于卯外端面113，并且两个卯侧面111均呈现从卯外端面113向卯内端面112的内张倾斜状。
[0039]如图3A和图3B所示，从正面观察下夹持片I，卯侧面111的正投影线与试验机夹持部13中心轴的夹角为3°至20°，优选为6°至12°，卯11与榫21的形状相配。
[0040]结合图1和图2A、图2B所示，上夹持片2的榫21能够沿着下夹持片I的卯11的深度方向紧贴滑动，从而把上夹持片2放置到下夹持片I上或者把上夹持片2从下夹持片I上取出。当把上夹持片2放置到下夹持片I上时，上夹持片通孔24与下夹持片通孔14能够对准。
[0041]由于采用了燕尾榫与燕尾卯的配合，上夹持片2只能沿着下夹持片I的卯11的深度方向上下运动，只有这一个空间平动自由度。由此可见，上夹持片2不能在下夹持片本体底座部上表面1232的所在平面内运动，也正因为这样，只要上夹持片2的榫21插入到下夹持片I的卯11中时，上夹持片通孔24与下夹持片通孔14就能够自动对准。
[0042]较优选地，上夹持片2和下夹持片I均采用Crl2模具钢材料加工而成，并经过淬火处理，使得材料具有较高的强度、硬度和耐磨性，能够避免本夹持装置与外部的试验机接触位置出现破坏和磨损，使本夹持装置能够反复多次使用。
[0043]采用本发明上述优选的夹持装置，能够实现如下步骤的夹持方法:
[0044](a)对于自身没有通孔的待测试件，利用外部打孔设备，根据上夹持片通孔24在上夹持板2上的位置或下夹持片通孔14在下夹持板I上的位置，在待测试件的两端分别打相应的通孔；
[0045](b)对于待测试件的一端，把具有与上夹持板2和下夹持板I相应通孔的待测试件放置到下夹持片本体底座部上表面1232上；
[0046](c)把上夹持片2的榫21放入下夹持片I的卯11，并使榫21沿着卯11向下紧贴滑动，直至上夹持片本体下表面2232与待测试件的上表面接触；
[0047](d)对准上夹持片2的上夹持片通孔24与待测试件的各对应通孔，对于每个通孔，分别使用螺栓依次穿过上夹持片通孔24、待测试件的对应通孔、下夹持片通孔14，并拧紧螺帽予以固定；
[0048](e)把试验机夹持部13夹持到外部的试验机的一端上；
[0049](f)对于待测试件的另一端，如法炮制，重复上述步骤(b)-(e);
[0050](g)当待测试件的两端都被分别夹持到试验机的两端后，开始试验操作。
[0051]上夹持片2和下夹持片I分别各设置有2排共5个螺孔，上下对齐，从而更均匀地分散各个螺栓受力，上夹持片本体下表面2232和下夹持片本体底座部上表面1232呈锯齿状，都增加与待测试件接触的一面的摩擦，使得通过螺栓连接施加预紧力，有效增加夹紧后的待测试件与本发明的夹持装置之间的摩擦力。同时，上夹持片2与下夹持片通过榫卯连接，易于拆卸，可以在试验后，能够方便地取出变形或者断裂的试验件，保证待测试件夹持的稳定。
[0052]对实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。综上所述仅为发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应为本发明的技术范畴。
【主权项】
1.一种夹持装置，包括:上夹持片(2)和下夹持片(1)，其特征在于， 所述上夹持片(2)包括上夹持片本体(22)，所述上夹持片本体(22)具有上夹持片本体厚度(2234)，在所述上夹持片本体(22)的厚度方向上设置有上夹持片通孔(24)，所述上夹持片本体(22)的一个侧面上设置有榫(21)，所述榫(21)为燕尾榫； 所述下夹持片(I)包括下夹持片本体(12)和试验机夹持部(13)，所述试验机夹持部(13)的中心线位于所述下夹持片(I)的对称轴上，所述试验机夹持部(13)用于被夹持在外部的试验机中，所述下夹持片本体(12)进一步包括下夹持片本体底座部(123)和下夹持片本体高起部(124)，所述下夹持片本体高起部(124)与所述试验机夹持部(13)相临，所述下夹持片本体高起部上表面与所述下夹持片本体底座部上表面之间具有高度差(1234)，在所述下夹持片本体底座部(123)的厚度方向上设置有下夹持片通孔(14)，在所述下夹持片本体高起部(124)与所述下夹持片本体底座部(123)相临的内侧面上，所述下夹持片本体高起部(124)设置有卯(11)，所述卯(11)的深度等于所述高度差(1234)，所述卯(11)为燕尾卯； 所述上夹持片(2)的所述榫(21)能够沿着所述下夹持片(1)的所述卯(11)的深度方向紧贴滑动，从而把所述上夹持片(2放置到所述下夹持片(1)上或者把所述上夹持片(2)从所述下夹持片(1)上取出，当把所述上夹持片(2)放置到所述下夹持片(I)上时，所述上夹持片通孔(24)与所述下夹持片通孔(14)能够对准。2.根据权利要求1所述的夹持装置，其特征在于， 所述榫(21)的数量至少为两个，而且沿着所述榫(21)所在的夹持片本体(22)侧面以轴对称布置； 所述卯(11)的数量与所述榫(21)的数量相同，而且以所述试验机夹持部(13)为对称轴以轴对称布置； 每个所述榫(21)都对应于一个所述卯(11)。3.根据权利要求1或2所述的夹持装置，其特征在于，从正面观察所述下夹持片(1)，卯侧面(111)的正投影线与所述试验机夹持部(13)中心轴的夹角为3°至20°，所述卯(11)与所述榫(21)的形状相配。4.根据权利要求3所述的夹持装置，其特征在于，从正面观察所述下夹持片(1)，所述卯侧面(111)的正投影线与所述试验机夹持部(13)中心轴的夹角为6°至12°，所述卯(11)与所述榫(21)的形状相配。5.根据权利要求1或2所述的夹持装置，其特征在于， 所述下夹持片通孔(14)的数量为至少两个，而且以所述试验机夹持部(13)为对称轴以轴对称布置； 所述上夹持片通孔(24)的数量与所述下夹持片通孔(14)的数量相同，每个所述上夹持片通孔(24)都对应于一个所述下夹持片通孔(14)。6.根据权利要求5所述的夹持装置，其特征在于， 所述下夹持片通孔(14)至少包括两排，每排所述下夹持片通孔(14)都以所述试验机夹持部(13)为对称轴以轴对称布置； 所述上夹持片通孔(24)的排数和数量与所述下夹持片通孔(14)的排数和数量相同，每个所述上夹持片通孔(24)都对应于一个所述下夹持片通孔(14)。7.根据权利要求1或2所述的夹持装置，其特征在于，所述上夹持片本体(22)具有上夹持片本体厚度(2234)小于所述卯(11)的深度，即小于所述高度差(1234)。8.根据权利要求1或2所述的夹持装置，其特征在于，上夹持片本体下表面(2232)和/或下夹持片本体底座部上表面(1232)呈锯齿状。9.根据权利要求1或2所述的夹持装置，其特征在于，所述的上夹持片(2)和/或下夹持片(1)采用Cr 12模具钢材料加工而成，并经过淬火处理。10.采用权利要求1-9中任一个所述的夹持装置的夹持方法，包括如下步骤: (a)对于自身没有通孔的待测试件，利用外部打孔设备，根据所述上夹持片通孔(24)在所述上夹持板(2)上的位置或所述下夹持片通孔(14)在所述下夹持板(1)上的位置，在待测试件的两端分别打相应的通孔； (b)对于待测试件的一端，把具有与所述上夹持板(2)和所述下夹持板(1)相应通孔的待测试件放置到下夹持片本体底座部上表面(1232)上； (c)把所述上夹持片(2)的所述榫(21)放入所述下夹持片(I)的所述卯(11)，并使所述榫(21)沿着所述卯(11)向下紧贴滑动，直至上夹持片本体下表面(2232)与所述待测试件的上表面接触； (d)对准所述上夹持片2的所述上夹持片通孔(24)与所述待测试件的各对应通孔，对于每个通孔，分别使用螺栓依次穿过所述上夹持片通孔(24)、所述待测试件的对应通孔、所述下夹持片通孔(14)，并拧紧螺帽予以固定； (e)把所述试验机夹持部(13)夹持到外部的试验机的一端上； (f)对于待测试件的另一端，重复上述步骤(b)-(e); (g)当待测试件的两端都被分别夹持到试验机的两端后，开始试验操作。
【文档编号】G01N3/04GK105842056SQ201610292549
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月5日
【发明人】陈洁, 孙中刚, 马超, 吴鹏程, 李小强, 宋楠, 李东升
【申请人】中国商用飞机有限责任公司, 上海飞机制造有限公司