一种塑料拉伸测试装置的制作方法

本发明涉及材料力学性能检测设备，具体为一种塑料拉伸测试装置。

背景技术：

1、塑料材料拉伸性能测试是材料理化检测中的常规试验项目，通过对塑料试样施加轴向拉力，测定其拉伸强度、断裂伸长率等关键力学指标。在测试过程中，试样夹持的对中直接影响试验数据准确性，若试样发生横向偏移、夹持两侧动作不同步，会引入附加侧向应力，造成试验结果离散度大、数据失真，严重时会导致试样提前非正常断裂。

2、现有常规拉伸夹具的侧向限位结构多为固定式刚性挡面，仅能实现极限位置的简单阻挡，无法对试样的微小偏移进行矫正，限位方式单一；同时，现有夹具的滑动导向结构普遍存在装配间隙，使得夹具夹持部件在开合运动及受力过程中容易产生偏摆、晃动，进一步加剧试样夹持歪斜和偏移问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供了一种塑料拉伸测试装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种塑料拉伸测试装置，包括上夹具组件和下夹具组件，所述上夹具组件和下夹具组件均包括夹具基体，所述夹具基体具有贯通的内腔，所述夹具基体的前侧腔口的开口尺寸大于后侧腔口的开口尺寸，所述夹具基体的背面外壁开设有与内腔相通的导向槽，并位于导向槽内滑动连接有导向柱；

3、所述夹具基体的前侧腔口设置有试样对中限位组件a，所述夹具基体的后侧腔口设置有试样对中限位组件b；

4、所述试样对中限位组件a包括限位座、倾斜导向杆以及一对悬臂式弹性薄翅片a；所述限位座固定安装于夹具基体内腔正面，并且限位座开设有斜楔导向槽，所述倾斜导向杆穿设于斜楔导向槽内形成定位约束，所述侧向挡块滑动套设于倾斜导向杆外部，所述侧向挡块的配合斜面与斜楔导向槽的主驱动斜面构成斜楔副滑动贴合结构，依靠斜面的斜楔作用将侧向挡块沿倾斜导向杆的轴向位移转化为水平向的对中夹紧位移并形成自增力效应。

5、优选的，所述斜楔导向槽的槽壁开设有限位槽，所述限位槽内置有限位导杆，所述限位导杆的两端分别与滑动滑块、侧向挡块连接。

6、所述悬臂式弹性薄翅片采用根部连接、头部悬空的悬臂约束方式固定设置于侧向挡块靠近间隙的一侧，形成可弹性的浮动限位结构；

7、所述试样对中限位组件b包括开设于夹具基体后侧腔口侧壁处的移动槽以及一对悬臂式弹性薄翅片b，所述移动槽的内部滑动连接有移动块，所述移动槽对移动块形成滑移导向约束，所述移动块经连接臂与导向柱联动传力，所述移动块的底部固定连接有引针脚夹。

8、优选的，所述上夹具组件和下夹具组件还包括电动伸缩杆一对限位块以及一对滑动滑块；所述滑动滑块装配在夹具基体内腔，所述滑动滑块的背面与导向柱连接，所述滑动滑块外侧设有与夹具基体内腔壁匹配的斜面，所述滑动滑块相对一侧设置有试样夹持压块，所述试样夹持压块上设置有压力传感器，所述滑动滑块顶部通过固定销与限位块固定连接，所述限位块之间设置有中间传力块，所述中间传力块的顶部与电动伸缩杆的伸缩端固定连接，所述电动伸缩杆固定安装在夹具基体内腔顶部。电动伸缩杆作为夹紧动力源，驱动中间传力块向下进给，滑动滑块外侧设置与夹具基体内腔壁适配的斜面，在中间传力块的竖直下压载荷作用下，该斜面与内腔壁相互配合，将中间传力块施加的竖直向下驱动力分解转化为水平向的夹紧分力，带动两侧滑动滑块相向合拢，使试样夹持压块夹紧试样。

9、优选的，所述中间传力块与限位块之间设有活动缝隙，用于使中间传力块下行过程中仅下压滑动滑块、不与限位块发生接触干涉。该活动缝隙预留出中间传力块的独立进给行程，使中间传力块的作用力全部向下施加于滑动滑块，作用力不传递至限位块，限位块仅起连接定位作用，不承受楔块下压载荷；可规避限位块受力变形，防止限位块干涉中间传力块下压进给动作。

10、优选的，所述侧向挡块相对内侧壁均匀设置有弹性软质限位垫，两侧所述弹性软质限位垫随侧向挡块的闭合滑移运动相互贴合，实现双侧侧向挡块闭合到位后的周向锁止定位，消除侧向晃动间隙；试样预对中工况下，侧向挡块与试样表面保持预留间隙，规避刚性预压产生的初始侧向预应力。弹性软质限位垫啮合后，限制两块侧向挡块的横向错动，消除闭合状态下的配合间隙，维持v形导向斜面的同轴度；预对中阶段侧向挡块不直接接触试样，不会在试样装入阶段就施加侧向压力，避免初始预应力改变试样内部应力状态。

11、优选的，所述悬臂式弹性薄翅片a、b开设有长条形减重槽，通过改变翅片截面惯性矩，调控悬臂翅片的弯曲刚度，实现限位纠偏与弹性退让的力学匹配。

12、优选的，两侧所述悬臂式弹性薄翅片a、悬臂式弹性薄翅片b的限位端通过嵌合凸起与嵌合凹槽的对位嵌合配合形成整体式v形导向斜面结构，在试样产生横向偏移时，利用v形斜面的斜楔分力原理，将试样横向偏移扰动转化为指向夹具中心的轴向回中力，实现无动力被动纠偏限位。嵌合凸起与嵌合凹槽对位扣合，使左右两片薄翅片的端部对齐，形成连续完整的v形导向斜面，避免两片翅片端部错位产生定位台阶；试样送入时，一旦存在横向偏移，试样外壁接触斜面，斜面将横向位移载荷分解为向心分力，自动推回试样至中心轴线，全程无需额外动力；当试样受拉伸产生微量横向摆动时，悬臂翅片可弹性弯曲退让，不会锁死试样。

13、优选的，所述悬臂式弹性薄翅片b设置在两个引针脚夹之间，所述悬臂式弹性薄翅片b采用根部连接、头部悬空的悬臂约束方式固定设置于引针脚夹上，形成可弹性的浮动限位结构，试样对中限位组件a、试样对中限位组件b沿试样轴向形成前后协同约束链路。试样沿轴向依次穿过b组件的引针脚夹、a组件的悬臂式弹性薄翅片，形成试样尾部、试样前段的双点位定心约束；两点定位能够限制试样的摆动偏转，克服单点对中容易出现试样绕单点偏转的缺陷，保证试样轴线与整机拉伸加载轴线重合，消除偏心拉伸带来的附加弯矩。

14、优选的，还包括机架，所述机架的内部设置有驱动机构，并在机架之间设置有可沿机架竖向滑动的横梁，所述下夹具组件固定连接于机架下部，所述上夹具组件上夹具组件通过连接座连接有拉力传感器，拉力传感器固定连接于横梁底部。

15、优选的，所述机架底部设置控制底座，所述控制底座上设有触控屏与调节旋钮，所述控制底座内部设有测控单元，所述测控单元分别与驱动机构、拉力传感器、试样夹持压块的压力传感器电连接，用于控制拉伸动作并采集试样拉伸试验数。

16、本发明提供了一种塑料拉伸测试装置，具备以下有益效果：

17、1、本发明设置试样对中限位组件a与试样对中限位组件b，试样对中限位组件b通过导向柱与滑动滑块建立联动关系，由夹紧机构直接带动实现开合运动，无需额外独立驱动源；两套组件沿试样轴向构成前后协同约束链路，分别对试样前段、尾部形成约束，可限制试样装夹过程中的摆动偏转，减小偏心受载带来的附加弯矩。

18、2、本发明试样对中限位组件a采用侧向挡块、斜楔导向槽组成斜楔副结构，侧向挡块沿斜向滑移时，依靠斜楔副的几何传动关系，将斜向进给位移转化为水平向对中位移，产生斜楔自增力；侧向挡块闭合到位后，两侧弹性软质限位垫相互贴合，可约束侧向挡块之间的横向错动，消除装配配合间隙带来的晃动。

19、3、本发明悬臂式弹性薄翅片采用根部固接、头部悬空的悬臂约束形式，依靠v形导向斜面将试样横向偏移转化为指向中心的回推分力，实现被动纠偏；薄翅片开设长条形减重槽，通过改变截面惯性矩调节自身弯曲刚度，可同时满足装样纠偏与拉伸阶段弹性退让需求；拉伸过程中薄翅片可发生弹性弯曲，解除对试样的侧向硬约束，避免向试样持续施加侧向附加力。

20、4、本发明通过在中间传力块与限位块之间设置活动缝隙，可隔离下压载荷，使中间传力块的下压载荷仅作用于滑动滑块，限位块不承受下压冲击载荷，降低限位块受压变形的可能性，保证滑动滑块的运动基准不发生偏移；通过滑动滑块外侧斜面与夹具基体内腔壁相配合，将中间传力块输出的竖直下压载荷分解为水平夹紧分力，实现试样夹持。

21、5、本发明夹具基体采用前大后小的贯通腔口结构，前侧大腔口便于试样放入，同时为试样对中限位组件a预留装配与运动空间；后侧腔口尺寸收窄，可为试样对中限位组件b提供安装基准，对零部件形成限位，减少零部件装配后轴向窜动。