一种裂纹预制器的制作方法

1.本技术涉及材料性能测试技术领域，具体涉及一种裂纹预制器。


背景技术：

2.随着科学技术和国民经济的发展，胶粘剂正被广泛应用于各个行业及高科技等领域，采用胶粘剂进行胶接的连接方法已成为各个部门产品设计指定的连接方法之一，特别是用于飞机类，它与传统的焊接、机械连接方法相比，具有众多优势如减轻结构重量，灵活的可调合性，接头应力分布均匀等。而胶粘剂对环境也比较敏感，因此对胶粘剂粘合后进行环境耐久性实验是考察胶粘剂对环境敏感性的一项重要指标。
3.目前，国内外相关胶粘剂粘合的环境耐久性实验方法中，尚无一种标准的或统一的裂纹开启方式，传统的裂纹开启方式是利用人工通过重锤敲击美工刀以及楔子，将楔子打入测试试样内部。可知此方法依赖人力操作，在敲击过程中，形成的冲击力大小因人而异无法控制，导致开启的裂纹质量较低，进而影响最终结果的准确性和稳定性。


技术实现要素：

4.本技术的主要目的在于提供一种裂纹预制器，旨在解决现有技术中开启的裂纹质量较低的问题。
5.本技术采用的技术方案如下：
6.一种裂纹预制器，包括：
7.底座；
8.立柱，立柱设置在底座上，立柱垂直于底座所在平面；
9.水平移动机构，水平移动机构滑动设置在底座上，水平移动机构上设置有夹持单元，夹持单元用于夹持试样；
10.垂直移动机构，垂直移动结构上设置刀片与楔子，垂直移动机构滑动设置在立柱上，使得垂直移动机构滑动时，刀片与楔子沿平行于立柱的轴线方向靠近或远离夹持单元。
11.可选的，还包括缓冲组件，缓冲组件连接垂直移动结构与底座。
12.可选的，缓冲组件包括导套、导柱以及弹簧，其中，导柱的一端与底座连接，导柱的另一端与导套的一端配合，导套的另一端与垂直移动机构连接，弹簧套设在导柱上。
13.可选的，垂直移动机构包括安装板与安装块，安装板的第二板面与立柱滑动连接，安装块设置在安装板的第一面板上，安装块靠近夹持单元；安装块上设置刀片与楔子。
14.可选的，还包括驱动机构，驱动机构包括转动臂、齿轮以及齿条，其中，齿轮与立柱转动连接，转动臂与齿轮连接，齿条设置在垂直移动结构上，齿条的延伸方向与立柱的轴线平行，齿条与齿轮啮合。
15.可选的，驱动机构设置两个，两个驱动机构关于立柱的轴线对称，两个转动臂之间连接把手。
16.可选的，还包括限位机构，限位机构设置在底座上，限位机构用于将水平移动机构
固定在其滑动路径上的任一位置。
17.可选的，限位机构包括在底座上相对设置的两个限位单元，每个限位单元均包括挡块与限位杆，限位杆活动贯穿挡块，并与挡块螺纹连接，水平移动机构固定时，两个限位杆相互靠近的一端分别与水平移动机构抵接。
18.可选的，夹持单元包括安装座、第一夹持臂以及第二夹持臂，其中，第一夹持臂与第二夹持臂的第二端与安装座连接，安装座与水平移动机构连接，第一夹持臂与第二夹持臂相对设置，并形成用于夹持试样的间隙，刀片与楔子的间距大于第一夹持臂的水平长度。
19.可选的，夹持单元还包括锁紧件，锁紧件包括连接杆与摇杆，第一夹持臂与第二夹持臂上均开设水平的螺纹通孔，连接杆的一端与任一螺纹通孔螺纹连接，连接杆的另一端连接摇杆。
20.与现有技术相比，本技术的有益效果是：
21.本技术实施例提出的一种裂纹预制器，通过将各部件整合到底座上实现稳定安装，垂直于底座的立柱上滑动设置有垂直移动机构，垂直移动机构上搭载的刀片与楔子可分别用于将试样剖开形成裂纹以及插入裂纹中，水平移动机构上设置的夹持单元用于夹持试样，并在底座上滑动调整试样位置使其位于垂直移动机构的下方，在使用时首先利用垂直移动机构的移动使刀片与试样接触，完成裂纹开启，然后再通过水平移动机构的移动调整，使楔子与开启的裂纹对齐，并在垂直移动机构的带动下使楔子插入裂纹中，本技术通过机械控制的方式完成裂纹预制与楔子的打入，避免了人工操作的力度大小无法控制、裂纹开启时施加力度的不稳定，以机械部件带动刀片与楔子工作，既能节约人工完成高效预制，又能避免人工锤击方式的不安全，有效提升了开启的裂纹的质量，为后续检测结果的准确性与稳定性提供了保障。
附图说明
22.图1为本技术实施例提供的裂纹预制器正视方向的结构示意图；
23.图2为本技术实施例提供的裂纹预制器后视方向的结构示意图；
24.附图中标号说明：
25.1-把手，2-安装板，3-楔子，4-刀片，5-夹持单元，6-摇杆，7-弹簧，8-限位杆，9-滑动导轨，10-底座，11-齿条，12-齿轮，13-立柱，14-挡块，15-导套。
具体实施方式
26.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
27.需要说明，本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
28.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是
电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
29.另外，若本技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“a和/或b”为例，包括a方案、或b方案、或a和b同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本技术要求的保护范围之内。
30.参照附图1-2，本技术实施例提供了一种裂纹预制器，包括底座10、立柱13、水平移动机构以及垂直移动机构，其中，立柱13设置在底座10上，并且立柱13垂直于底座10所在平面，底座10上滑动设置有水平移动机构，水平移动机构上设置夹持单元5用于夹持试样，立柱13上滑动设置有垂直移动机构，垂直移动结构上设置的楔子3与刀片4，垂直移动结构在滑动时，刀片4与楔子3沿平行于立柱13的轴线方向靠近或远离夹持单元5。
31.在本实施例中，通过滑动设置的水平移动机构与垂直移动机构，分别使试样、刀片4以及楔子3可以发生相对运动，水平移动机构搭载夹持单元5在底座10水平移动，使试样可调整到能够配合刀片4与楔子3进行裂纹预制的位置，刀片4与楔子3能够在垂直移动机构的带动下，沿垂直于底座10方向靠近或远离夹持单元5，以实现进刀或退刀。按照进行裂纹预制的工艺要求，先利用水平移动机构调整试样位置，使刀片4可在垂直移动时在试样上开启裂纹，待裂纹开启后，使垂直移动机构回移，刀片4与试样分离，此时调整水平移动机构，使得楔子3替代原刀片4的位置与试样已开启的裂纹配合，在垂直移动机构下移的过程中，楔子3进一步插入裂纹中，完成测试试验中的预制工作。本实施例通过机械部件的引入，能够减轻人工劳动强度，增加安全性，机械加压的方式能够有效控制冲击压力，不会造成冲击塑性变形，保证试样的不受损坏，进而确保裂纹预制的质量，为后续测试结果的准确性与稳定性提供保障。
32.在一种实施例中，如附图1所示，提供一种垂直移动机构的实施方式，具体来说，垂直移动机构包括安装板2与安装块，安装板2的第二板面与立柱13滑动连接，安装块设置在安装板2的第一面板上，安装块靠近夹持单元5；安装块上设置刀片4与楔子3。
33.本实施例中，通过安装块搭载刀片4与楔子3，能够对工作部位进行快速定位，而安装板2在沿立柱13垂直移动的过程中，其所产生的压力能够经安装块集中至刀片4或楔子3上，进一步稳定裂纹开启以及楔子3插入时的压力，确保裂纹的开启平稳且均匀，提高裂纹开启的质量，垂直移动机构与立柱13的滑动连接方式如：滑槽滑块配合、滑轨滑轮配合，相互配合的滑动件分别设置在垂直移动机构与立柱13上即可，也可以是气缸带动活塞牵引垂直移动机构的方式，还可以是电机带动垂直移动机构升降的方式，与之前述方式类似的，能够使得垂直移动机构实现沿立柱13轴线方向的移动即可，在本技术其他实施例中，水平移动机构在底座10上的滑动设置方式与垂直移动机构的滑动设置方式类似，如附图1中示出的是其中一种采用设置滑动导轨9的方式实现移动，在其他实施方式中，也可以是滑槽的方式、设置气缸推动其滑动的方式。
34.需要说明的是，本实施例中所述的安装板2的第一面板与第二面板，是以附图所示为基准，正式方向为安装板2的第一面板，后视方向为安装板的第二面板。
35.在一种实施例中，如附图1所示，由于在裂纹预制过程中可能产生硬性接触损伤部件，还可能因为试样硬度较大，导致裂纹开启的速度较慢，垂直移动机构与试样之间长时间处于抵接状态，有损坏的风险，为裂纹预制器设置缓冲组件，缓冲组件连接垂直移动结构与底座10，当垂直移动机构搭载刀片4或楔子3下移工作的时候，缓冲组件对垂直移动机构与底座10之间的压力进行吸收缓冲，提升使用寿命，降低损伤风险，同时由于缓冲组件对加压形成缓冲，避免了冲击力突变、冲击力过大造成试样的塑性变形，有效提升了裂纹开启质量。
36.在一种实施例中，如附图1所示，提供一种缓冲组件的实施方式，具体来说，缓冲组件包括导套15、导柱以及弹簧7，其中，导柱的一端与底座10连接，导柱的另一端与导套15的一端配合，导套15的另一端与垂直移动机构连接，弹簧7套设在导柱上,进一步的，为使缓冲组件受力均匀，将缓冲组件设置为关于立柱13的轴线对称的两组。
37.本实施例中通过弹簧7实现对加压的缓冲，并将其套设在导柱上进行限位，避免其产生径向的偏移，有效的缓冲轴线方向的压力，并且导柱导套15的配合方式，能够对垂直移动机构进行辅助支撑，以提升裂纹预制器的整体稳定性，进而达到提升裂纹预制质量的目的。在其他实施例中，缓冲组件还可以是伸缩杆，如液压式伸缩杆、机械式伸缩杆以及气动式伸缩杆，也可以是剪叉机构，此时需要注意剪叉机构的两端要进行铰接以确保其在压缩、伸长时的自由度。
38.在一种实施例中，如附图2所示，提供一种采用人力对垂直移动机构进行驱动的方式，在裂纹开启过程中，机械化处理确实能够保证压力输出的稳定，但是要想得到高质量的裂纹，还是需要人工操作，在裂纹开启工程中根据人工经验判断抵接的状态，在适当时候进行加压减压，才能开启高质量的裂纹，具体来说，为裂纹预制器增加驱动机构，驱动机构包括转动臂、齿轮12以及齿条11，其中，齿轮12与立柱13转动连接，转动臂与齿轮12转动连接，齿条11设置在垂直移动结构上，齿条11的延伸方向与立柱13的轴线平行，齿条11与齿轮12啮合。
39.本实施例中，通过齿轮12与齿条11的配合，以齿轮12的转动带动垂直移动机构平稳的上下移动，而齿轮12与转动臂连接，也即在下压转动臂活动端时，转动臂带动齿轮12发生转动，随即实现垂直移动机构的移动，并且通过杠杆的方式，一方面，实现移动只需要施加较小的力，另一方面，在进行裂纹开启时，人工输出的力可以放大并施加到试样上，人工可以根据转动臂下压的难易程度，及时获取到试样与刀片4抵接的状态。
40.进一步的，驱动机构设置两个，两个驱动机构关于立柱13的轴线对称，两个转动臂之间连接把手1，一方面，两组驱动机构的设置能够提升稳定性，另一方面，通过增加把手1连接之后，可通过把手1较为容易的实现转动臂的下压、抬升，降低操作难度。
41.在一种实施例中，如附图1所示，虽然试样是接受垂直方向的受力，施压方向较正的情况下，水平移动机构可在该垂直压力的作用下与底座10抵接实现稳固，但为了避免出现偏移的可能，为裂纹预制器增加限位机构，限位机构设置在底座10上，限位机构用于将水平移动机构固定在其滑动路径上的任一位置。
42.本实施例中的限位机构如螺栓，通过螺栓的旋入、旋出实现垂直移动机构与导轨
的滑动配合件的锁紧与松开，实现任意位置的固定，还可以是一些扣件、卡件，能够实现其固定，不发生位移即可，在其他实施例中，限位机构还可以是抵接件进行抵接限位，具体如下：
43.限位机构包括在底座10上相对设置的两个限位单元，每个限位单元均包括挡块14与限位杆8，限位杆8活动贯穿挡块14，并与挡块14螺纹连接，水平移动机构固定时，两个限位杆8相互靠近的一端分别与水平移动机构抵接，如上方式，通过限位杆8对称地进行抵接，如附图1所示出的采用滑动导轨9的滑动设置方式时，夹持单元5进行如图所示中底座10长度方向的移动调整，通过螺纹调整限位杆8与挡块14的配合长度，即可适应滑动导轨9上夹持单元5的移动。
44.在一种实施例中，如附图1所示，夹持单元5可以是夹持臂、抓手、带固定功能的工作台等，能够实现对试样的夹持固定即可，在本实施例中提供一种夹持单元5的实施方式，具体如下，夹持单元5包括安装座、第一夹持臂以及第二夹持臂，其中，第一夹持臂与第二夹持臂的第二端与安装座连接，安装座与水平移动机构连接，第一夹持臂与第二夹持臂相对设置，并形成用于夹持试样的间隙，刀片4与楔子3的间距大于第一夹持臂的水平长度。
45.本实施例中，所述的部件的第一端、第二端，以附图所示的竖直方向为基准，位于上方的是部件的第一端，下方的为其第二端。为了配合刀片4与楔子3的插入，设置了第一夹持臂与第二夹持臂相互配合的方式，在夹持臂之间预留间隙以便刀片4与楔子3的插入，调整夹持臂的位置，夹持试样后，试样的粘接面垂直于底座10所在平面，刀片4或楔子3在插入试样后位于夹持臂之间，而刀片4与楔子3的间距大于第一夹持臂的水平长度，则是为了保证在裂纹开启以及楔子3打入时，工作件均能够顺利插入。
46.进一步的，为了配合夹持臂的使用，避免由于试样过薄，在夹持臂不能有效夹持，在第一夹持臂与第二夹持臂上均开设水平的螺纹通孔，并为夹持单元5增加锁紧件，锁紧件由连接杆与摇杆6连接组成，并成垂直状态，连接杆的一端与任一螺纹通孔螺纹连接，连接杆的另一端连接摇杆6,如上设置，以便于转动摇杆6，并在摇杆6的带动下，连接杆能够改变旋入螺纹通孔的长度，连接杆插入螺纹通孔的一端在第一夹持臂与第二夹持臂之间的间隙中对试样进行抵接，完成夹持固定。
47.综上，本技术实施例提出的一种裂纹预制器，能够有效的降低人工劳动强度，增加预制工作的安全性，裂纹开启过程中的压力稳定，避免了冲击造成的塑性变形，确保了裂纹在均匀、稳定的状态下开启，提升了预制裂纹的质量，对于测试工作、测试结果都带了积极效果。
48.以上所述仅为本技术的较佳实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。