一種金屬管材試驗試樣制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種金屬管材試驗試樣制備方法，其特征在于，本方法借助于沖床實現(xiàn)，包括在沖床中靠管材定位機構(gòu)實現(xiàn)管材水平定位的步驟，還包括采用管材沖切機構(gòu)實現(xiàn)對管材試樣沖切制得的步驟，管材沖切機構(gòu)的管材沖壓刀具有兩條水平并列的切割刃，切割刃間距和試樣寬度一致，切割刃長度大于被切割管材直徑，制備時先調(diào)整切割刃方向和被定位管材徑向一致，靠一次沖壓切割出管材段，再90度改變切割刃方向后再次沖壓切割出試樣。本發(fā)明具有實施簡單，操作方便快捷，管材取樣效率高，取得試樣變形少，質(zhì)量高等優(yōu)點。
【專利說明】
_種金屬管材試驗試樣制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及金屬管材性能測試領(lǐng)域，具體是一種金屬管材試驗試樣制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著金屬管材的應(yīng)用越來越廣泛，客戶對金屬管材產(chǎn)品的質(zhì)量，如力學(xué)強度和耐腐蝕等性能的要求也越來越高，因此在生產(chǎn)過程或者管材使用之前，均常常需要對管材進行取樣檢測，測試其力學(xué)性能，耐腐蝕性能以及水流環(huán)境中生物掛膜性能等等。
[0003]但在管材取樣檢測過程中，尤其是金屬薄壁管徑管材，如果采用整根管材進行力學(xué)測試和耐腐蝕試驗，不僅降低了測試試驗的效率，同時也造成了較大的浪費。為了提高效率和減少浪費，通常需將管材試樣沿著管材軸線方向切割取長條的片材試樣進行性能測試。目前，主要采用機加設(shè)備進行的制樣操作且操作如下:首先，金屬薄壁管材采用砂輪切片機或帶鋸機床進行切割，將管材試樣切割成一定長度的一節(jié)管材試樣，因切割下的試樣管端面有毛刺或不平整等，然后需要在車床上車加工管材試樣的兩個切割面，以保證兩個切割斷面與管材軸向垂直，其次，用記號筆在管材試樣外壁沿軸線方向劃等間隔的平行線，然后，將該試樣夾持在刨床上，最后，用刨床依次沿著畫好的平行線切割下所需的片材試樣。上述現(xiàn)有的管材取樣技術(shù)存在以下幾點缺陷:1、管材試樣夾持端面需上車床車加工夾持端面，車加工一根管材試樣一個端面后需要重新夾持和定位試樣，工序較復(fù)雜，制樣效率較低。2、管材試樣外壁需要劃平行線，夾持管材端面定位，以及切割一條片材試樣后需要試樣重新夾持和定位試樣，工序較復(fù)雜，制樣效率較低。3、刨床裝置刨加工進行片材試樣取樣時，采用管材的端面和劃線來定位管材的切割位置，因此取制試樣的尺寸精度不高。4、刨床裝置刨加工進行片材試樣取樣時，對于薄壁管件往往在加工過程中試樣變形嚴(yán)重，很多時不能直接刨切下試樣，還需要后續(xù)鉗工用夾鉗等將片材試樣與樣管分離，然后又展平試樣，耗時耗力。且試樣件表面質(zhì)量受到一定影響，導(dǎo)致測試結(jié)果不準(zhǔn)確影響試樣檢測精度。5、該套制樣過程使用機床種類多，加工步驟繁瑣，耗時耗力。人工和設(shè)備作用的成本較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:怎樣提供一種結(jié)構(gòu)簡單，操作方便快捷，提高管材取樣效率的金屬管材試驗試樣制備方法。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案:
一種金屬管材試驗試樣制備方法，其特征在于，本方法借助于沖床實現(xiàn)，包括在沖床中靠管材定位機構(gòu)實現(xiàn)管材水平定位的步驟，還包括采用管材沖切機構(gòu)實現(xiàn)對管材試樣沖切制得的步驟，管材沖切機構(gòu)的管材沖壓刀具有兩條水平并列的切割刃，切割刃間距和試樣寬度一致，切割刃長度大于被切割管材直徑，制備時先調(diào)整切割刃方向和被定位管材徑向一致，靠一次沖壓切割出管材段，再90度改變切割刃方向后再次沖壓切割出試樣。
[0006]這樣，借助沖床采用沖切的方式，對管材一次裝夾，然后靠調(diào)整切割刃角度，進行兩次沖切即可制得管材試樣，簡單方便快捷，極大地降低了試樣制備難度并提高了試樣制備效率。
[0007]作為優(yōu)化，本方法靠以下的金屬管材試樣沖切設(shè)備制得，所述金屬管材試樣沖切設(shè)備包括沖床，沖床具有位于下方的工作臺，具有位于工作臺上方豎向設(shè)置的沖床主軸，沖床主軸下端具有安裝接口，沖床主軸上端和沖壓動力裝置相連并能夠受其控制下行實現(xiàn)沖壓，還包括管材定位機構(gòu)和管材沖切機構(gòu)，管材定位機構(gòu)包括固定于工作臺的底座，底座上設(shè)置有夾持定位結(jié)構(gòu)用于實現(xiàn)對管材沿前后方向的水平定位夾持，并使得管材被定位夾持后上表面中部上方能夠留出沖壓通道;所述管材沖切機構(gòu)包括一個沖床連接推桿，沖床連接推桿上端具有一個錐形的主軸連接頭并用于和沖床主軸下端的安裝接口對接相連，沖床連接推桿下端設(shè)置有管材沖壓刀具，管材沖壓刀具下端左右兩側(cè)具有豎直向下的兩個矩形塊狀的切割部，切割部下端為沿前后方向的水平設(shè)置的切割刃，兩個切割部正對沖壓通道設(shè)置且兩側(cè)間距小于沖壓通道寬度；
所述管材沖壓刀具包括一個矩形體結(jié)構(gòu)的刀具本體，還包括靠固定螺釘安裝在刀具本體左右兩側(cè)的切割刀片，切割刀片下部向下延伸出刀具本體并構(gòu)成用于切割的切割部，切割部下端的切割刃長度大于被切割管材直徑，刀具本體前后兩側(cè)距離大于底座上夾持定位結(jié)構(gòu)前后兩側(cè)距離;所述刀具本體前后兩側(cè)側(cè)面上還設(shè)置有用于和固定螺釘配合以實現(xiàn)對切割刀片換位固定的刀片換位固定用螺孔。
[0008]這樣，本設(shè)備使用前，管材定位機構(gòu)是安裝固定于沖床工作臺上并正對沖床主軸位置，管材沖切機構(gòu)的沖床連接推桿上端安裝到?jīng)_床主軸下端的安裝接口上。管材取樣時，將已沿長度方向被截為小段的管材沿前后方向安裝到管材定位機構(gòu)中，然后啟動沖壓動力裝置帶動管材沖切機構(gòu)下沖，靠管材沖壓刀具穿過沖壓通道，使其切割刃沖切管材上部兩側(cè)并沖切出管材試樣。這樣和現(xiàn)有技術(shù)相比，試樣切割更加快捷方便，而且無需對小段管道兩端進行端面處理，極大地提高了試樣制備效率，特別適合在進行管材性能組別對比試驗時，對試樣的批量制取。同時該設(shè)備使用時，只需將切割刀片拆卸下來并重新靠固定螺釘配合固定到刀具本體前后兩側(cè)側(cè)面上，就能夠?qū)崿F(xiàn)對整體管材沿長度方向截取小段的切斷操作，先截斷獲得管材小段后，再將切割刀片調(diào)整到刀具本體左右了位置以沖切獲得管材試樣，這樣就更加地方便管材試樣的制備獲取。
[0009]作為優(yōu)化，所述管材定位機構(gòu)中，夾持定位結(jié)構(gòu)包括豎向固定設(shè)置在底座上方左右間隔相對設(shè)置的一對夾持定位塊，夾持定位塊相對側(cè)側(cè)壁上設(shè)置有夾頭安裝腔，夾頭安裝腔內(nèi)設(shè)置有V形夾頭，V形夾頭相對側(cè)的側(cè)面整體呈沿上下方向張開的V形，使得兩個V形夾頭相對側(cè)之間形成管材夾持定位空腔，夾持定位塊上還設(shè)置有用于調(diào)節(jié)V形夾頭水平夾緊的夾緊調(diào)節(jié)機構(gòu)。
[0010]這樣，靠V形夾頭實現(xiàn)對管材的定位，管材左右兩側(cè)上下各有兩處線接觸的定位處，使其定位方便快捷且提高定位可靠性，定位時可以依靠夾緊調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)保證定位夾緊效果。
[0011]進一步地，所述夾緊調(diào)節(jié)機構(gòu)包括水平設(shè)置的調(diào)節(jié)螺栓，調(diào)節(jié)螺栓螺紋旋接配合在夾持定位塊外側(cè)位于夾頭安裝腔位置的螺紋孔內(nèi)，調(diào)節(jié)螺栓內(nèi)端和夾持定位塊抵接配合且外端設(shè)置有調(diào)節(jié)把手。這樣具有結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)方便的優(yōu)點。
[0012]作為優(yōu)化，所述調(diào)節(jié)螺栓內(nèi)端設(shè)置有螺旋彈簧并通過螺旋彈簧和夾持定位塊抵接配合。這樣，可以依靠螺旋彈簧的彈性保證更好地定位夾緊；同時更加重要的是可以通過對夾緊力的調(diào)整，改變管材定位時所受壓力的大小，進而調(diào)節(jié)管材受壓后其被沖切位置的自身內(nèi)應(yīng)力的大小，使其切割時切割刃能夠更好地破開管材表面，提高切割的順暢性并保證切割出試樣的完整效果。
[0013]作為優(yōu)化，每塊夾持定位塊上均設(shè)置四個調(diào)節(jié)螺栓，調(diào)節(jié)螺栓位置對應(yīng)夾持定位塊外側(cè)側(cè)面四個角落位置設(shè)置。
[0014]這樣，更加保證夾緊力施力調(diào)節(jié)的平衡性，保證管材被切割位置直線方向上各處內(nèi)應(yīng)力均比較均衡，保證切割效果。
[0015]作為優(yōu)化，所述兩個夾持定位塊之間的底座上還向上固定設(shè)置有一個下料切割支撐臺，下料切割支撐臺上表面設(shè)置有彈性材料層用于和夾持定位后的管材下表面接觸實現(xiàn)支承。這樣，增設(shè)的下料切割支撐臺使得管材被夾持定位時，是受到左右和下部三個方向上的夾持合力，該合力會使得管材上表面被切割位置形成方向為向兩側(cè)上方張開的預(yù)緊力，這樣就使得在沖切過程中，管材不易被壓癟變形，保證沖切的順利和沖切質(zhì)量，保證了取得管材樣件的質(zhì)量。進一步地，所述下料切割支撐臺和左右兩個夾持定位塊之間留有二次沖切縫隙，該二次沖切縫隙和管材沖壓刀具的切割刃正對設(shè)置。這樣，管材沖壓刀具向下沖切時，可以控制延長管材沖壓刀具下行的行程，使其完成管材上部表面的試樣沖切后繼續(xù)下行并將管材下部位于下料切割支撐臺上方的管材一起沖切開，這樣一次沖切可以獲得上下左右供四塊試樣，極大地提高了試樣制備效率，并依靠管材定位時的受力平衡可以保證四塊試樣的完整效果，避免試樣變形對試樣結(jié)果造成的影響，保證試樣試驗的可靠性。
[0016]作為優(yōu)化，管材沖壓刀具中，位于兩個切割部之間的空間內(nèi)還設(shè)置有一個切割壓塊，切割壓塊上端通過退樣彈簧連接在管材沖壓刀具上，切割壓塊不受外力時下表面向下超出切割部下端切割刃位置。這樣，切割壓塊和退樣彈簧配合能夠起到退樣功能方便沖切后實現(xiàn)被切割試樣的退樣；另外更重要的是，切割壓塊不受外力時下表面向下超出切割部下端切割刃位置使得沖切過程中，在切割部的切割刃接觸到管材之前切割壓塊先接觸到管材上表面并靠退樣彈簧對被切割管材上表面中部施加向下的較大的壓力，該壓力和管材兩側(cè)夾持壓力共同作用使得管材被切割部位能夠恰好形成斜向上的和切割方向大致相反的應(yīng)力，能夠更好地利于切割刃破開管材完成切割，提高切割的順暢性。同時，該壓力可以抵消管材上部兩側(cè)被切割過程中對試樣兩側(cè)形成的向內(nèi)合力，避免切割過程中試樣被壓彎拱起變形，提高試樣質(zhì)量。作為優(yōu)化，該切割壓塊下表面為水平設(shè)置，使得其正對試樣上端中部位置施力，保證上述效果更加明顯。更加具體地說，本申請中由于被切割的管材為中空圓形的特殊結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部中空不能承力，所以沖壓切割時，容易導(dǎo)致管材被壓扁進而影響切割的順利和切割質(zhì)量。而本設(shè)備中管材在切割前是處于上下和左右四個方向上均施加有壓緊力的狀態(tài)，故管材周向上受到的壓緊力相對均衡，切割時不會因為壓力不均而導(dǎo)致變形，同時切割時由于切割的位置的管材兩側(cè)均對管材施加有壓緊力，其合力能夠?qū)懿谋磺懈钗恢眯纬上蛲獾膬?nèi)應(yīng)力，使得切割時切割刃更容易破開管材，故能夠更加順暢地完成切割并提高了試樣質(zhì)量。
[0017]作為優(yōu)化，所述切割刃為切割部內(nèi)側(cè)的豎向側(cè)面和位于切割部外側(cè)下端的一個斜面相交得到。這樣該切割刃形成的結(jié)構(gòu)，使得切割時隨著切割刃破開管材表面并深入管材過程中，被切割試樣兩側(cè)不會因受到過多擠壓而變形，提高試樣質(zhì)量;同時該結(jié)構(gòu)更加利于切割后刀具向上退刀。
[0018]作為優(yōu)化，還包括導(dǎo)向機構(gòu)，導(dǎo)向機構(gòu)包括兩塊導(dǎo)向板，導(dǎo)向板豎向設(shè)置于沖壓通道兩側(cè)上方且相對固定于管材定位機構(gòu)上，兩塊導(dǎo)向板內(nèi)側(cè)面和管材沖壓刀具左右兩側(cè)面配合實現(xiàn)對管材沖壓刀具的導(dǎo)向。
[0019]這樣，能夠依靠導(dǎo)向機構(gòu)實現(xiàn)對管材沖壓刀具左右方向的導(dǎo)向，保證切割的順暢進行。
[0020]進一步地，所述管材沖壓刀具左右兩側(cè)面各自和對應(yīng)的導(dǎo)向板內(nèi)側(cè)面之間還設(shè)置有由對應(yīng)的第一豎向?qū)虬疾酆偷谝回Q向?qū)蛲箟K配合形成的第一導(dǎo)向限位結(jié)構(gòu)。這樣，依靠第一豎向?qū)蛲箟K和第一豎向?qū)虬疾鄣呐浜蠈崿F(xiàn)對管材沖壓刀具豎向?qū)虻耐瑫r，對管材沖壓刀具的前后方向和左右方向均實現(xiàn)了限位，保證了沖壓的順暢性和準(zhǔn)確性。進一步地，第一導(dǎo)向限位結(jié)構(gòu)設(shè)置于下端用于形成切割部的切割刀片外側(cè)表面和對應(yīng)的導(dǎo)向板內(nèi)側(cè)面之間，切割刀片內(nèi)側(cè)表面和管材沖壓刀具的刀具本體左右兩側(cè)面之間還設(shè)置有由對應(yīng)的第二豎向?qū)虬疾酆偷诙Q向?qū)蛲箟K配合形成的第二導(dǎo)向限位結(jié)構(gòu);第二導(dǎo)向限位結(jié)構(gòu)的外形和前后位置與第一導(dǎo)向限位結(jié)構(gòu)一致，導(dǎo)向板下端通過導(dǎo)向板安裝座安裝固定在管材定位機構(gòu)上端，導(dǎo)向板安裝座包括一個豎向的安裝支架和水平的安裝底座，安裝支架上端和導(dǎo)向板固定，下端和安裝底座固定，安裝底座上沿左右方向設(shè)置有長條安裝孔并通過安裝螺釘穿過長條安裝孔壓緊固定在管材定位機構(gòu)上端，所述長條安裝孔的長度等于或大于切割刀片左右方向的厚度。這樣，當(dāng)切割刀片從刀具本體的左右兩側(cè)拆卸下來并調(diào)整安裝固定到刀具本體前后兩側(cè)并用于實現(xiàn)管材長度方向的切斷時，能夠松開安裝螺釘，重新調(diào)整安裝底座左右位置，使得導(dǎo)向板內(nèi)側(cè)面重新和刀具本體左右兩側(cè)面完成導(dǎo)線限位結(jié)構(gòu)的配合，保證在實現(xiàn)管材長度方向的切斷操作時，也能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)向限位，保證切斷順暢。
[0021 ]綜上所述，本發(fā)明具有實施簡單，操作方便快捷，管材取樣效率高，取得試樣變形少，質(zhì)量高等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明實施時采用的金屬管材試樣沖切設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖2為圖1中單獨管材定位機構(gòu)和管材沖切機構(gòu)部分結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0024]圖3為圖2另一方向能夠顯示卸料裝置部分結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細(xì)說明。
[0026]具體實施時:一種金屬管材試驗試樣制備方法，其特點在于，本方法借助于沖床實現(xiàn)，包括在沖床中靠管材定位機構(gòu)實現(xiàn)管材水平定位的步驟，還包括采用管材沖切機構(gòu)實現(xiàn)對管材試樣沖切制得的步驟，管材沖切機構(gòu)的管材沖壓刀具有兩條水平并列的切割刃，切割刃間距和試樣寬度一致，切割刃長度大于被切割管材直徑，制備時先調(diào)整切割刃方向和被定位管材徑向一致，靠一次沖壓切割出管材段，再90度改變切割刃方向后再次沖壓切割出試樣。
[0027]這樣，借助沖床采用沖切的方式，對管材一次裝夾，然后靠調(diào)整切割刃角度，進行兩次沖切即可制得管材試樣，簡單方便快捷，極大地降低了試樣制備難度并提高了試樣制備效率。
[0028]具體地說，實施時，本方法靠如圖1-3所示的金屬管材試樣沖切設(shè)備制得，所述金屬管材試樣沖切設(shè)備，包括沖床I，沖床I具有位于下方的工作臺2，具有位于工作臺2上方豎向設(shè)置的沖床主軸3，沖床主軸3下端具有安裝接口，沖床主軸3上端和沖壓動力裝置4相連并能夠受其控制下行實現(xiàn)沖壓，還包括管材定位機構(gòu)和管材沖切機構(gòu)，管材定位機構(gòu)包括固定于工作臺I的底座5，底座5上設(shè)置有夾持定位結(jié)構(gòu)用于實現(xiàn)對管材沿前后方向的水平定位夾持，并使得管材被定位夾持后上表面中部上方能夠留出沖壓通道;所述管材沖切機構(gòu)包括一個沖床連接推桿，沖床連接推桿上端具有一個錐形的主軸連接頭6并用于和沖床主軸下端的安裝接口對接相連，沖床連接推桿下端設(shè)置有管材沖壓刀具，管材沖壓刀具下端左右兩側(cè)具有豎直向下的兩個矩形塊狀的切割部，切割部下端為沿前后方向的水平設(shè)置的切割刃，兩個切割部正對沖壓通道設(shè)置且兩側(cè)間距小于沖壓通道寬度。
[0029]這樣，本設(shè)備使用前，管材定位機構(gòu)是安裝固定于沖床工作臺上并正對沖床主軸位置，管材沖切機構(gòu)的沖床連接推桿上端安裝到?jīng)_床主軸下端的安裝接口上。管材取樣時，將已沿長度方向被截為小段的管材沿前后方向安裝到管材定位機構(gòu)中，然后啟動沖壓動力裝置帶動管材沖切機構(gòu)下沖，靠管材沖壓刀具穿過沖壓通道，使其切割刃沖切管材上部兩側(cè)并沖切出管材試樣。這樣和現(xiàn)有技術(shù)相比，試樣切割更加快捷方便，而且無需對小段管道兩端進行端面處理，極大地提高了試樣制備效率，特別適合在進行管材性能組別對比試驗時，對試樣的批量制取。
[0030]其中，所述管材定位機構(gòu)中，夾持定位結(jié)構(gòu)包括豎向固定設(shè)置在底座上方左右間隔相對設(shè)置的一對夾持定位塊7，夾持定位塊7相對側(cè)側(cè)壁上設(shè)置有夾頭安裝腔，夾頭安裝腔內(nèi)設(shè)置有V形夾頭8，V形夾頭8相對側(cè)的側(cè)面整體呈沿上下方向張開的V形，使得兩個V形夾頭相對側(cè)之間形成管材夾持定位空腔，夾持定位塊上還設(shè)置有用于調(diào)節(jié)V形夾頭水平夾緊的夾緊調(diào)節(jié)機構(gòu)。
[0031]這樣，靠V形夾頭實現(xiàn)對管材的定位，管材左右兩側(cè)上下各有兩處線接觸的定位處，使其定位方便快捷且提高定位可靠性，定位時可以依靠夾緊調(diào)節(jié)機構(gòu)調(diào)節(jié)保證定位夾緊效果。
[0032]其中，所述夾緊調(diào)節(jié)機構(gòu)包括水平設(shè)置的調(diào)節(jié)螺栓9，調(diào)節(jié)螺栓9螺紋旋接配合在夾持定位塊外側(cè)位于夾頭安裝腔位置的螺紋孔內(nèi)，調(diào)節(jié)螺栓9內(nèi)端和夾持定位塊抵接配合且外端設(shè)置有調(diào)節(jié)把手。這樣具有結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)節(jié)方便的優(yōu)點。
[0033]其中，所述調(diào)節(jié)螺栓9內(nèi)端設(shè)置有螺旋彈簧23并通過螺旋彈簧23和夾持定位塊8抵接配合。這樣，可以依靠螺旋彈簧的彈性保證更好地定位夾緊；同時更加重要的是可以通過對夾緊力的調(diào)整，改變管材定位時所受壓力的大小，進而調(diào)節(jié)管材受壓后其被沖切位置的自身內(nèi)應(yīng)力的大小，使其切割時切割刃能夠更好地破開管材表面，提高切割的順暢性并保證切割出試樣的完整效果。
[0034]其中，每塊夾持定位塊上均設(shè)置四個調(diào)節(jié)螺栓9，調(diào)節(jié)螺栓位置對應(yīng)夾持定位塊外側(cè)側(cè)面四個角落位置設(shè)置。
[0035]這樣，更加保證夾緊力施力調(diào)節(jié)的平衡性，保證管材被切割位置直線方向上各處內(nèi)應(yīng)力均比較均衡，保證切割效果。
[0036]其中，所述兩個夾持定位塊之間的底座上還向上固定設(shè)置有一個下料切割支撐臺10，下料切割支撐臺10上表面設(shè)置有彈性材料層用于和夾持定位后的管材下表面接觸實現(xiàn)支承。這樣，增設(shè)的下料切割支撐臺使得管材被夾持定位時，是受到左右和下部三個方向上的夾持合力，該合力會使得管材上表面被切割位置形成方向為向兩側(cè)上方張開的預(yù)緊力，這樣就使得在沖切過程中，管材不易被壓癟變形，保證沖切的順利和沖切質(zhì)量，保證了取得管材樣件的質(zhì)量。實施時可以進一步地，所述下料切割支撐臺和左右兩個夾持定位塊之間留有二次沖切縫隙11，該二次沖切縫隙11和管材沖壓刀具的切割刃正對設(shè)置。這樣，管材沖壓刀具向下沖切時，可以控制延長管材沖壓刀具下行的行程，使其完成管材上部表面的試樣沖切后繼續(xù)下行并將管材下部位于下料切割支撐臺上方的管材一起沖切開，這樣一次沖切可以獲得上下左右供四塊試樣，極大地提高了試樣制備效率，并依靠管材定位時的受力平衡可以保證四塊試樣的完整效果，避免試樣變形對試樣結(jié)果造成的影響，保證試樣試驗的可靠性。
[0037]其中，管材沖壓刀具中，位于兩個切割部之間的空間內(nèi)還設(shè)置有一個切割壓塊12，切割壓塊12上端通過退樣彈簧13連接在管材沖壓刀具上，切割壓塊12不受外力時下表面向下超出切割部下端切割刃位置。這樣，切割壓塊和退樣彈簧配合能夠起到退樣功能方便沖切后實現(xiàn)被切割試樣的退樣；另外更重要的是，切割壓塊不受外力時下表面向下超出切割部下端切割刃位置使得沖切過程中，在切割部的切割刃接觸到管材之前切割壓塊先接觸到管材上表面并靠退樣彈簧對被切割管材上表面中部施加向下的較大的壓力，該壓力和管材兩側(cè)夾持壓力共同作用使得管材被切割部位能夠恰好形成斜向上的和切割方向大致相反的應(yīng)力，能夠更好地利于切割刃破開管材完成切割，提高切割的順暢性。同時，該壓力可以抵消管材上部兩側(cè)被切割過程中對試樣兩側(cè)形成的向內(nèi)合力，避免切割過程中試樣被壓彎拱起變形，提高試樣質(zhì)量。作為優(yōu)化，該切割壓塊下表面為水平設(shè)置，使得其正對試樣上端中部位置施力，保證上述效果更加明顯。更加具體地說，本申請中由于被切割的管材為中空圓形的特殊結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部中空不能承力，所以沖壓切割時，容易導(dǎo)致管材被壓扁進而影響切割的順利和切割質(zhì)量。而本設(shè)備中管材在切割前是處于上下和左右四個方向上均施加有壓緊力的狀態(tài)，故管材周向上受到的壓緊力相對均衡，切割時不會因為壓力不均而導(dǎo)致變形，同時切割時由于切割的位置的管材兩側(cè)均對管材施加有壓緊力，其合力能夠?qū)懿谋磺懈钗恢眯纬上蛲獾膬?nèi)應(yīng)力，使得切割時切割刃更容易破開管材，故能夠更加順暢地完成切割并提高了試樣質(zhì)量。
[0038]其中，所述切割刃為切割部內(nèi)側(cè)的豎向側(cè)面和位于切割部外側(cè)下端的一個斜面相交得到。這樣該切割刃形成的結(jié)構(gòu)，使得切割時隨著切割刃破開管材表面并深入管材過程中，被切割試樣兩側(cè)不會因受到過多擠壓而變形，提高試樣質(zhì)量;同時該結(jié)構(gòu)更加利于切割后刀具向上退刀。
[0039]其中，所述管材沖壓刀具包括一個矩形體結(jié)構(gòu)的刀具本體14，還包括靠固定螺釘安裝在刀具本體左右兩側(cè)的切割刀片15，切割刀片15下部向下延伸出刀具本體并構(gòu)成用于切割的切割部，切割部下端的切割刃長度大于被切割管材直徑，刀具本體14前后兩側(cè)距離大于底座上夾持定位結(jié)構(gòu)前后兩側(cè)距離;所述刀具本體14前后兩側(cè)側(cè)面上還設(shè)置有用于和固定螺釘配合以實現(xiàn)對切割刀片換位固定的刀片換位固定用螺孔16。
[0040]這樣，本設(shè)備使用時，只需將切割刀片拆卸下來并重新靠固定螺釘配合固定到刀具本體前后兩側(cè)側(cè)面上，就能夠?qū)崿F(xiàn)對整體管材沿長度方向截取小段的切斷操作，先截斷獲得管材小段后，再將切割刀片調(diào)整到刀具本體左右了位置以沖切獲得管材試樣，這樣就更加地方便管材試樣的制備獲取。
[0041]其中，還包括導(dǎo)向機構(gòu)，導(dǎo)向機構(gòu)包括兩塊導(dǎo)向板17，導(dǎo)向板17豎向設(shè)置于沖壓通道兩側(cè)上方且相對固定于管材定位機構(gòu)上，兩塊導(dǎo)向板內(nèi)側(cè)面和管材沖壓刀具左右兩側(cè)面配合實現(xiàn)對管材沖壓刀具的導(dǎo)向。
[0042]這樣，能夠依靠導(dǎo)向機構(gòu)實現(xiàn)對管材沖壓刀具左右方向的導(dǎo)向，保證切割的順暢進行。
[0043]實施時，還可以進一步地，所述管材沖壓刀具左右兩側(cè)面各自和對應(yīng)的導(dǎo)向板內(nèi)側(cè)面之間還設(shè)置有由對應(yīng)的第一豎向?qū)虬疾酆偷谝回Q向?qū)蛲箟K配合形成的第一導(dǎo)向限位結(jié)構(gòu)。這樣，依靠第一豎向?qū)蛲箟K和第一豎向?qū)虬疾鄣呐浜蠈崿F(xiàn)對管材沖壓刀具豎向?qū)虻耐瑫r，對管材沖壓刀具的前后方向和左右方向均實現(xiàn)了限位，保證了沖壓的順暢性和準(zhǔn)確性。進一步地，第一導(dǎo)向限位結(jié)構(gòu)設(shè)置于下端用于形成切割部的切割刀片外側(cè)表面和對應(yīng)的導(dǎo)向板內(nèi)側(cè)面之間，切割刀片內(nèi)側(cè)表面和管材沖壓刀具的刀具本體左右兩側(cè)面之間還設(shè)置有由對應(yīng)的第二豎向?qū)虬疾酆偷诙Q向?qū)蛲箟K配合形成的第二導(dǎo)向限位結(jié)構(gòu);第二導(dǎo)向限位結(jié)構(gòu)的外形和前后位置與第一導(dǎo)向限位結(jié)構(gòu)一致，導(dǎo)向板17下端通過導(dǎo)向板安裝座安裝固定在管材定位機構(gòu)上端，導(dǎo)向板安裝座包括一個豎向的安裝支架18和水平的安裝底座19，安裝支架18上端和導(dǎo)向板17固定，下端和安裝底座19固定，安裝底座19上沿左右方向設(shè)置有長條安裝孔20并通過安裝螺釘穿過長條安裝孔壓緊固定在管材定位機構(gòu)上端，所述長條安裝孔20的長度等于或大于切割刀片15左右方向的厚度。這樣，當(dāng)切割刀片從刀具本體的左右兩側(cè)拆卸下來并調(diào)整安裝固定到刀具本體前后兩側(cè)并用于實現(xiàn)管材長度方向的切斷時，能夠松開安裝螺釘，重新調(diào)整安裝底座左右位置，使得導(dǎo)向板內(nèi)側(cè)面重新和刀具本體左右兩側(cè)面完成導(dǎo)線限位結(jié)構(gòu)的配合，保證在實現(xiàn)管材長度方向的切斷操作時，也能夠?qū)崿F(xiàn)導(dǎo)向限位，保證切斷順暢。另外，實施時安裝支架18中部向兩側(cè)外方彎曲設(shè)置且上端固定連接在導(dǎo)向板的外側(cè)面，這樣使得左右兩個安裝支架之間能夠留出較大的空間位置，以方便實現(xiàn)切割壓塊和退樣彈簧的檢修裝卸。
[0044]實施時，還設(shè)置有卸料裝置，卸料裝置包括所述切割壓塊12和所述下料切割支撐臺10，還包括正對設(shè)置在管材夾持定位空腔后側(cè)位置且和管材夾持定位空腔豎向截面外形匹配的推板，推板后側(cè)和一個固定在沖床工作臺上的推送機構(gòu)21相連，所述推送機構(gòu)21能夠帶動推板向前推動并穿過管材夾持定位空腔。這樣，使用沖切完畢后，可以啟動卸料裝置，靠推送機構(gòu)帶動推板向前將沖切得到的試樣推出管材夾持定位空腔，完成卸料，提高卸料方便性。實施時作為優(yōu)選，所述推送機構(gòu)21采用氣缸裝置得到，具有結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，推動快捷可靠等優(yōu)點。實施時作為優(yōu)化，可以進一步在管材定位機構(gòu)前側(cè)相鄰位置的沖床工作臺上設(shè)置一個接料盤22，方便接料，避免試樣掉出工作臺而摔壞變形。
【主權(quán)項】
1.一種金屬管材試驗試樣制備方法，其特征在于，本方法借助于沖床實現(xiàn)，包括在沖床中靠管材定位機構(gòu)實現(xiàn)管材水平定位的步驟，還包括采用管材沖切機構(gòu)實現(xiàn)對管材試樣沖切制得的步驟，管材沖切機構(gòu)的管材沖壓刀具有兩條水平并列的切割刃，切割刃間距和試樣寬度一致，切割刃長度大于被切割管材直徑，制備時先調(diào)整切割刃方向和被定位管材徑向一致，靠一次沖壓切割出管材段，再90度改變切割刃方向后再次沖壓切割出試樣。2.如權(quán)利要求1所述的金屬管材試驗試樣制備方法，其特征在于，靠以下的金屬管材試樣沖切設(shè)備制得，所述金屬管材試樣沖切設(shè)備包括沖床，沖床具有位于下方的工作臺，具有位于工作臺上方豎向設(shè)置的沖床主軸，沖床主軸下端具有安裝接口，沖床主軸上端和沖壓動力裝置相連并能夠受其控制下行實現(xiàn)沖壓，還包括管材定位機構(gòu)和管材沖切機構(gòu)，管材定位機構(gòu)包括固定于工作臺的底座，底座上設(shè)置有夾持定位結(jié)構(gòu)用于實現(xiàn)對管材沿前后方向的水平定位夾持，并使得管材被定位夾持后上表面中部上方能夠留出沖壓通道;所述管材沖切機構(gòu)包括一個沖床連接推桿，沖床連接推桿上端具有一個錐形的主軸連接頭并用于和沖床主軸下端的安裝接口對接相連，沖床連接推桿下端設(shè)置有管材沖壓刀具，管材沖壓刀具下端左右兩側(cè)具有豎直向下的兩個矩形塊狀的切割部，切割部下端為沿前后方向的水平設(shè)置的切割刃，兩個切割部正對沖壓通道設(shè)置且兩側(cè)間距小于沖壓通道寬度； 所述管材沖壓刀具包括一個矩形體結(jié)構(gòu)的刀具本體，還包括靠固定螺釘安裝在刀具本體左右兩側(cè)的切割刀片，切割刀片下部向下延伸出刀具本體并構(gòu)成用于切割的切割部，切割部下端的切割刃長度大于被切割管材直徑，刀具本體前后兩側(cè)距離大于底座上夾持定位結(jié)構(gòu)前后兩側(cè)距離;所述刀具本體前后兩側(cè)側(cè)面上還設(shè)置有用于和固定螺釘配合以實現(xiàn)對切割刀片換位固定的刀片換位固定用螺孔。3.如權(quán)利要求2所述的金屬管材試驗試樣制備方法，其特征在于，所述管材定位機構(gòu)中，夾持定位結(jié)構(gòu)包括豎向固定設(shè)置在底座上方左右間隔相對設(shè)置的一對夾持定位塊，夾持定位塊相對側(cè)側(cè)壁上設(shè)置有夾頭安裝腔，夾頭安裝腔內(nèi)設(shè)置有V形夾頭，V形夾頭相對側(cè)的側(cè)面整體呈沿上下方向張開的V形，使得兩個V形夾頭相對側(cè)之間形成管材夾持定位空腔，夾持定位塊上還設(shè)置有用于調(diào)節(jié)V形夾頭水平夾緊的夾緊調(diào)節(jié)機構(gòu)。4.如權(quán)利要求3所述的金屬管材試驗試樣制備方法，其特征在于，所述夾緊調(diào)節(jié)機構(gòu)包括水平設(shè)置的調(diào)節(jié)螺栓，調(diào)節(jié)螺栓螺紋旋接配合在夾持定位塊外側(cè)位于夾頭安裝腔位置的螺紋孔內(nèi)，調(diào)節(jié)螺栓內(nèi)端和夾持定位塊抵接配合且外端設(shè)置有調(diào)節(jié)把手。5.如權(quán)利要求4所述的金屬管材試驗試樣制備方法，其特征在于，所述調(diào)節(jié)螺栓內(nèi)端設(shè)置有螺旋彈簧并通過螺旋彈簧和夾持定位塊抵接配合。6.如權(quán)利要求4所述的金屬管材試驗試樣制備方法，其特征在于，每塊夾持定位塊上均設(shè)置四個調(diào)節(jié)螺栓，調(diào)節(jié)螺栓位置對應(yīng)夾持定位塊外側(cè)側(cè)面四個角落位置設(shè)置。7.如權(quán)利要求3所述的金屬管材試驗試樣制備方法，其特征在于，所述兩個夾持定位塊之間的底座上還向上固定設(shè)置有一個下料切割支撐臺，下料切割支撐臺上表面設(shè)置有彈性材料層用于和夾持定位后的管材下表面接觸實現(xiàn)支承。8.如權(quán)利要求2所述的金屬管材試驗試樣制備方法，其特征在于，管材沖壓刀具中，位于兩個切割部之間的空間內(nèi)還設(shè)置有一個切割壓塊，切割壓塊上端通過退樣彈簧連接在管材沖壓刀具上，切割壓塊不受外力時下表面向下超出切割部下端切割刃位置。9.如權(quán)利要求2所述的金屬管材試驗試樣制備方法，其特征在于，所述切割刃為切割部內(nèi)側(cè)的豎向側(cè)面和位于切割部外側(cè)下端的一個斜面相交得到。10.如權(quán)利要求2所述的金屬管材試驗試樣制備方法，其特征在于，金屬管材試樣沖切設(shè)備還包括導(dǎo)向機構(gòu)，導(dǎo)向機構(gòu)包括兩塊導(dǎo)向板，導(dǎo)向板豎向設(shè)置于沖壓通道兩側(cè)上方且相對固定于管材定位機構(gòu)上，兩塊導(dǎo)向板內(nèi)側(cè)面和管材沖壓刀具左右兩側(cè)面配合實現(xiàn)對管材沖壓刀具的導(dǎo)向。
【文檔編號】G01N1/28GK106092680SQ201610393500
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月2日 公開號201610393500.5, CN 106092680 A, CN 106092680A, CN 201610393500, CN-A-106092680, CN106092680 A, CN106092680A, CN201610393500, CN201610393500.5
【發(fā)明人】吳建軍, 趙偉, 肖都躍
【申請人】重慶鋼鐵(集團)有限責(zé)任公司