專利名稱：可控制深度的組合式壓刀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種沖擊試樣的缺口加工工具，特別涉及一種可控制深度的組合式壓刀。用于為評測低合金高強結(jié)構(gòu)鋼及其焊接接頭沖擊韌性時，制備出符合落錘撕裂(DWTT)試驗、動態(tài)撕裂(DT)試驗標(biāo)準(zhǔn)要求的壓制缺口試樣。
背景技術(shù)：
為確保海洋船舶、長距離輸運管線、建筑構(gòu)件的使用安全，及定量評價材料成分設(shè)計、軋制工藝與熱處理制度對材料沖擊韌性的影響，按照中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB 8363與GB 5482要求對艦船用鋼、管線鋼等結(jié)構(gòu)鋼種及其焊接試樣開展“鐵素體鋼落錘撕裂試驗”(DWTT)與“動態(tài)撕裂試驗”(DT)已在冶金企業(yè)、材料科研院所得到了廣泛的應(yīng)用。試驗所得到的沖擊吸收功與纖維斷面率指標(biāo)可供工程容限設(shè)計與安全認(rèn)證使用，DWTT與DT試驗也因此被公認(rèn)為在實驗室所能開展的最能反映材料臨界破斷性能的安全評估試驗。
按照GB 8363與GB 5482的要求，DWTT與DT試樣在實施沖擊加載前應(yīng)垂直于厚度面采用機械壓制的方法制備出合乎規(guī)格的缺口，以評估材料在缺陷狀態(tài)下抑止沖擊破斷的韌性性能。由于金屬材料普遍存在缺口敏感特性，即缺口的形狀、尺寸與在試驗面的位置會對沖擊吸收功結(jié)果造成影響。因此上述兩類標(biāo)準(zhǔn)均對機械缺口的形狀、尺寸、壓制位置與壓刀形狀進行了嚴(yán)格規(guī)定。
需指出的是DWTT標(biāo)準(zhǔn)特別說明不能用其他機加工的方法替代壓制缺口，而DT試驗標(biāo)準(zhǔn)所描述的缺口應(yīng)在線切割或銑銷的基礎(chǔ)上進行頂端二次壓制，然而兩類標(biāo)準(zhǔn)均未對壓制過程與所采用的壓制裝置及方法給出進一步的描述，留下了較大的設(shè)計空間與靈活性。中國專利ZL92223131.1介紹了一種《沖擊試樣缺口可調(diào)速雙刀拉床》、ZL92229169.1介紹了一種《沖擊試樣缺口手動拉床》、ZL98238745.8介紹了一種《沖擊試樣缺口拉削機》，這些裝置均系采用機械加工的方法，在金屬沖擊試樣厚度面通過拉削方式加工出V形或U形的缺口，不符合DWTT與DT試樣所需的機械壓制缺口的要求。
GB 5482標(biāo)準(zhǔn)在附錄B“缺口頂端的壓制”與附錄C“缺口壓制深度的測量”給出了一些技術(shù)建議，歸納起來主要是預(yù)先在試樣表面標(biāo)記基準(zhǔn)線，壓制缺口過程中采用間斷測量的方法跟蹤壓刀的位置。然而采用這種方法割裂了同組試樣缺口壓制過程的連續(xù)性，且間斷測量尤其是采用附錄B介紹的載荷控制法時會引入控制偏差。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是提供一種用于加工包括DWTT與DT試樣缺口在內(nèi)的可控制深度的組合式壓刀，解決現(xiàn)有機械加工缺口不符合標(biāo)準(zhǔn)要求以及壓刀壓制無法控制加工深度的技術(shù)問題。
本實用新型的技術(shù)方案為可控制深度的組合式壓刀，由基座、L形支座、T形壓刀和螺柱構(gòu)成，螺柱沿徑向安裝在基座中部，在基座底部螺柱兩側(cè)設(shè)有徑向定位螺孔，左右對稱相對的L形支座通過螺栓固定在基座定位螺孔內(nèi)，T形壓刀采用滑動裝配的方式固定在左右L形支座與基座所構(gòu)成的T形滑槽內(nèi)，基座可以通過螺柱與試驗機連接。
在基座底部螺柱兩側(cè)橫向設(shè)有兩排徑向定位螺孔，通過調(diào)整L形支座的固定位置，可以根據(jù)構(gòu)成的T形滑槽不同形狀的裝配合適的T形壓刀。
左右L形支座具有成組不同的高度規(guī)格，裝配后L形支座底端與壓刀尖端的高度差(h)即壓制缺口的控制深度。
本實用新型的有益效果是可根據(jù)試驗要求的缺口形狀與控制深度方便地裝卸T形壓刀與L形支座。根據(jù)壓刀與支座裝配的高度差，可借助于電子拉伸試驗機或萬能材料試驗機實時輸出的載荷-位移曲線，準(zhǔn)確地判斷出壓制過程的結(jié)束點，而無需采用間斷測量的方法對壓制深度進行跟蹤。


圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意主視圖圖2為本實用新型結(jié)構(gòu)示意仰視圖圖3為本實用新型結(jié)構(gòu)示意左視圖圖4為本實用新型試驗裝配圖圖5為本實用新型應(yīng)用時試驗機輸出的載荷一位移曲線圖圖中1-基座，2-L形支座，3-T形壓刀，4-定位螺孔，5-螺柱，6-螺栓，7-底座，8-試樣夾緊片，9-試樣定位螺栓，10-試樣。
具體實施方式
參照圖1、2、3，可控制深度的組合式壓刀，由基座1、L形支座2、T形壓刀3和螺柱5構(gòu)成，螺柱5沿徑向安裝在基座1中部，在基座底部螺柱兩側(cè)橫向設(shè)有兩排徑向定位螺孔4，左右對稱相對的L形支座2通過螺栓6固定在基座定位螺孔4內(nèi)，T形壓刀3采用滑動裝配的方式固定在左右L形支座與基座所構(gòu)成的T形滑槽內(nèi)，基座1可以通過螺柱5與試驗機連接。
缺口壓制方法參照圖4，將組合式壓刀通過螺柱5固定在試驗機上平臺，試樣10安置在試樣夾緊裝置中并固定于試驗機下平臺上，其中試樣夾緊裝置由底座7、兩塊L形試樣夾緊片8構(gòu)成。底座7開有兩條倒T形槽，便于試樣夾緊片8根據(jù)試樣的厚度調(diào)節(jié)相對距離。試樣夾緊片8與底座7通過兩對試樣定位螺栓9連接。在試樣夾緊片8上畫有對中標(biāo)線，便于保證缺口壓制位置的對中性。根據(jù)壓制缺口的形狀及缺口頂端距離試樣壓制面的深度，選擇合適的L形支座2與T形壓刀3裝配，并與電子拉伸試驗機或萬能材料試驗機相聯(lián)接，采用載荷控制的方式使試驗機上下平臺相對移動，即組合式壓刀向試樣夾緊裝置發(fā)生相對位移，并使刀刃與試樣厚度面接觸以壓制缺口。
例如加工GB 8363《鐵素體鋼落錘撕裂試驗方法》的缺口試樣時，采用規(guī)定的“刃口角度為45±2°特制工具鋼”制成的T形壓刀，并裝配成組合式壓刀。采用端面定位的方式使壓刀支座與T形壓刀壓頭裝配后的高度差控制在5±0.5毫米。
將本裝置裝配在100kN電子拉伸試驗機上，設(shè)置壓制載荷達到200-400N左右為試驗開始時刻，并采用800N/s的載荷控制速度使壓刀與試樣接觸受力，采用試驗機實時輸出的載荷-位移曲線記錄刀刃接觸(a)、刀刃壓入(b)、支座與試樣接觸(c)三段過程。當(dāng)記錄曲線由b段向c段轉(zhuǎn)變時即卸除試驗機載荷，此時壓制深度可以控制在5毫米左右，且缺口形狀如標(biāo)準(zhǔn)所述。更換壓刀時僅需從L形壓刀支座與基座構(gòu)成的滑槽中抽出即可。
根據(jù)不同形狀的缺口與缺口壓制深度h，選擇合適的L形支座2與T形壓刀3，并以載荷-位移曲線bc轉(zhuǎn)換點作為壓制結(jié)束時刻是本實用新型裝置的關(guān)鍵。試驗機實時輸出載荷-位移的關(guān)系曲線，如圖5所示，bc轉(zhuǎn)換點即為控制深度結(jié)束點。
權(quán)利要求1.可控制深度的組合式壓刀，其特征是，由基座、L形支座、T形壓刀和螺柱構(gòu)成，螺柱沿徑向安裝在基座中部，在基座底部螺柱兩側(cè)設(shè)有徑向定位螺孔，左右對稱相對的L形支座通過螺栓固定在基座定位螺孔內(nèi)，T形壓刀采用滑動裝配的方式固定在左右L形支座與基座所構(gòu)成的T形滑槽內(nèi)，基座通過螺柱與試驗機連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控制深度的組合式壓刀，其特征是，在基座底部螺柱兩側(cè)橫向設(shè)有兩排徑向定位螺孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可控制深度的組合式壓刀，其特征是，L形支座底端與T形壓刀尖端的高度差即壓制缺口的控制深度。
專利摘要本實用新型涉及一種沖擊試樣的缺口加工工具，特別涉及一種可控制深度的組合式壓刀。解決現(xiàn)有機械加工缺口不符合標(biāo)準(zhǔn)要求以及壓刀壓制無法控制加工深度的技術(shù)問題。本實用新型的技術(shù)方案為可控制深度的組合式壓刀，由基座、L形支座、T形壓刀和螺柱構(gòu)成，螺柱沿徑向安裝在基座中部，在基座底部螺柱兩側(cè)設(shè)有徑向定位螺孔，左右對稱相對的L形支座通過螺栓固定在基座定位螺孔內(nèi)，T形壓刀采用滑動裝配的方式固定在左右L形支座與基座所構(gòu)成的T形滑槽內(nèi)，基座可以通過螺柱與試驗機連接。本實用新型用于為評測低合金高強結(jié)構(gòu)鋼及其焊接接頭沖擊韌性時，制備出符合落錘撕裂(DWTT)試驗、動態(tài)撕裂(DT)試驗等標(biāo)準(zhǔn)要求的壓制缺口試樣。
文檔編號G01N3/00GK2874470SQ200620040498
公開日2007年2月28日 申請日期2006年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月24日
發(fā)明者方健, 魏毅靜, 孫國強 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司