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電子式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

日期：2025-08-17 11:30

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摘要：

電子式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
電子式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)夾具的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

這里所說(shuō)的電子式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)是用來(lái)對(duì)金屬材料和非金屬材料進(jìn)行拉伸、壓縮、彎曲、剪切、剝離等力學(xué)性能試驗(yàn)用的機(jī)械加力的試驗(yàn)機(jī)。三維|cad|機(jī)械|汽車(chē)|技術(shù)|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa1L8 L! P2 I& c2 `* f
電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)的使用范圍：科研院所、商檢仲裁機(jī)構(gòu)、大專(zhuān)院校以及橡膠、輪胎、塑料、金屬、電線電纜、制鞋、皮革、紡織、包裝、建材、石化、航空…..等行業(yè)，為材料開(kāi)發(fā)、物性試驗(yàn)、教學(xué)研究、品質(zhì)管制、進(jìn)料檢驗(yàn)、生產(chǎn)線的隨機(jī)檢驗(yàn)等不可缺少的檢測(cè)設(shè)備。
我們知道試驗(yàn)機(jī)必須具備三個(gè)要素：                                三維|cad|機(jī)械|汽車(chē)|技術(shù)|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa)^/ Y2 W- M. j' f& X, z8 z
  a、有加力裝置9 q3 a, |- B8 h' Y-W
  b、有夾具三維網(wǎng)技術(shù)論壇& _! d& A4 @+ ]4[
  c、有力值顯示裝置和記錄
可見(jiàn)夾具在試驗(yàn)機(jī)中的重要性，我們通過(guò)夾具夾持試樣（或產(chǎn)品），通過(guò)加力裝置，力值顯示裝置和記錄來(lái)判斷材料（或成品）是否合格和達(dá)到預(yù)定的性能指標(biāo)，沒(méi)有可靠的夾具，這些就無(wú)法判斷。夾具是試驗(yàn)機(jī)中根據(jù)材料試樣變化而經(jīng)常變化的一個(gè)部分，不同的材料需要不同的夾具，它是試驗(yàn)?zāi)芊耥樌M(jìn)行及試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確度高低的一個(gè)重要因素。合理正確的使用夾具有利于試驗(yàn)順利的進(jìn)行。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)材料的要求越來(lái)越高，致使新材料不斷的出現(xiàn),對(duì)夾具的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。( p% \. j' z# C/ E
  夾具根據(jù)試驗(yàn)方法不同，大致可分為：拉伸類(lèi)夾具、壓縮類(lèi)夾具、彎曲類(lèi)夾具、剝離類(lèi)夾具、剪切類(lèi)夾具等，其中拉伸類(lèi)夾具約占夾具總量的80％左右。三維,cad,機(jī)械,技術(shù),汽車(chē),catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,時(shí)空,鎮(zhèn)江/s" o$ \, k) Y4 a( t+ r
1、  夾具的特點(diǎn)三維網(wǎng)技術(shù)論壇+ f1 h" T; Z, Z2T
a．我們知道通過(guò)夾具夾持試樣（或產(chǎn)品）對(duì)試樣進(jìn)行加力，夾具所能承受的試驗(yàn)力的大小是夾具的一個(gè)很重要的指標(biāo)。它決定了夾具結(jié)構(gòu)的大小及夾具操作的勞動(dòng)強(qiáng)度的大小，試樣材質(zhì)有金屬和非金屬之分，形狀有大小之分。材料的成分組成各種各樣，試樣所能承受的試驗(yàn)力小到幾十厘牛（如紡織用氨綸絲），大到幾十噸(如普通鋼材等；國(guó)內(nèi)*大的電子式萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)試驗(yàn)力為600KN,0.5級(jí)機(jī))，試樣尺寸小到直徑φ0.006mm的金絲，大到直徑1m的PVC管材等。這就要求根據(jù)不同的試驗(yàn)力、試樣的形狀大小選擇設(shè)計(jì)不同的夾具。
．對(duì)夾具材料的要求：三維網(wǎng)技術(shù)論壇3 D% \7 b# v8 X/ \; }, B3_& n; k8 k
①.對(duì)一般的金屬及非金屬試樣,夾具的鉗口直接與試樣接觸，一般都選用上等合金結(jié)構(gòu)鋼，合金高碳鋼(或低碳合金鋼)、冷作模具鋼等，通過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に?淬回火、滲碳淬火等)增加其強(qiáng)度、耐磨性.有時(shí)也在鉗口處鑲裝特種鋼材,或在鉗口表面噴涂金鋼砂等.
②.對(duì)一些小試驗(yàn)力的夾具，與試樣接觸的表面采用粘軟質(zhì)膠皮等。（例如：塑料薄膜、纖維絲等試樣的夾具夾持面。）
夾具體一般采用上等中碳鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼，通過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に囋黾悠淞W(xué)性能。有時(shí)為了減輕重量也采用鋁合金等有色金屬及特種金屬。有時(shí)也采用鑄造結(jié)構(gòu)(鑄鋼,鑄鋁等)
c．對(duì)夾具結(jié)構(gòu)的要求：
①.夾具的設(shè)計(jì)主要依據(jù)材料的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及試樣（特指成品及半成品）的型狀及材質(zhì)。以上所說(shuō)的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是指ISO、ASTM、DIN、GB、BS、JIS…等，還有企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等，這些標(biāo)準(zhǔn)中一般都對(duì)試樣制樣及試驗(yàn)方法都有嚴(yán)格的規(guī)定，我們可以根據(jù)試樣及試驗(yàn)方法的不同設(shè)計(jì)不同的夾具。對(duì)于特殊試樣（成品及半成品的）使用的夾具，主要根據(jù)試樣的型狀及材質(zhì)設(shè)計(jì)夾具。三維|cad|機(jī)械|汽車(chē)|技術(shù)|catia|pro/e|ug|inventor|solidedge|solidworks|caxa8]* u# L' C8 \2 q5 @& Y- G
②.夾具本身沒(méi)有固定的結(jié)構(gòu)（如金屬絲可采用纏繞方式夾緊,也可采用兩個(gè)平板夾緊，金屬薄板試樣可采用楔形夾緊方式，也可采用對(duì)夾夾緊方式），這和主機(jī)有明顯的區(qū)別。主機(jī)國(guó)內(nèi)、國(guó)外的大同小異，而夾具國(guó)外的、國(guó)內(nèi)的區(qū)別很大，不同公司間也有大的區(qū)別。這主要取決于公司的整體水平，設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)的積累。國(guó)外的夾具，如INSTRON、MTS、ZWICK等公司的夾具一般做工細(xì)致，可靠性較高，但價(jià)格較高，處在**市場(chǎng)；而我們的夾具，由于涉足行業(yè)廣，在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)份額大，在一定程度上可以取代部分國(guó)外的夾具，處在中**市場(chǎng)。但在一些新材料、特種材料用夾具上，國(guó)內(nèi)與國(guó)外水平還有一定差距。
夾具本身就是一個(gè)鎖緊機(jī)構(gòu)，我們知道機(jī)械上的鎖緊結(jié)構(gòu)有：縲紋（即螺紋，螺釘，螺母）、斜面、偏心輪、杠桿等，夾具就是這些結(jié)構(gòu)的組合體。試驗(yàn)機(jī)用夾具在結(jié)構(gòu)上沒(méi)有固定的模式,根據(jù)不同的試樣及試驗(yàn)力大小,在結(jié)構(gòu)上差別很大.(大試驗(yàn)力的試樣一般采用斜面夾緊結(jié)構(gòu),隨試驗(yàn)力的增加,夾緊力隨之增加，臺(tái)肩試樣采用懸掛結(jié)構(gòu)等)，如果夾具按結(jié)構(gòu)劃分，可分為楔形類(lèi)夾具（指采用斜面鎖緊原理結(jié)構(gòu)的夾具）、對(duì)夾類(lèi)夾具（指采用單面或雙面螺紋頂緊原理結(jié)構(gòu)的夾具）、纏繞類(lèi)夾具（指試樣通過(guò)纏繞方式鎖緊的夾具）、偏心類(lèi)夾具指采用（偏心鎖緊原理結(jié)構(gòu)的夾具）、杠桿類(lèi)夾具（指采用杠桿力放大原理結(jié)構(gòu)的夾具）、臺(tái)肩類(lèi)夾具（指適用于臺(tái)肩試樣的夾具）、螺栓類(lèi)夾具（指適用于螺栓、螺釘、螺柱等測(cè)試螺紋強(qiáng)度的夾具）、90°剝離類(lèi)夾具（指適用于兩試樣進(jìn)行垂具，直剝離的夾具）等。這些夾具的結(jié)構(gòu)各有各的優(yōu)缺點(diǎn)，例如：楔形夾具，初始夾緊力小，隨試驗(yàn)力增加。夾緊力隨之增加。對(duì)夾夾具，初始夾緊力大，隨試驗(yàn)力增加。夾緊力隨之減小。
．如何判斷夾具是否適用
對(duì)夾具適用性的判定很難界定，由于夾具結(jié)構(gòu)的特殊性,對(duì)一種夾具,有時(shí)我們很難確定它到底更適合那種試樣，但不能說(shuō)沒(méi)有辦法，有以下幾點(diǎn)供參考：三維網(wǎng)技術(shù)論壇1 `' ]4 J% N2 y* C
a．夾具是否使用方便、**。三維網(wǎng)技術(shù)論壇1 C& ~6 w$ ~6 ?* B&J3 P
b．夾持是否可靠，不能有打滑現(xiàn)象。
．做試驗(yàn)過(guò)程中，試樣斷點(diǎn)好。數(shù)據(jù)離散性小。（即試樣不斷鉗口、鉗口內(nèi)、平行段或標(biāo)距外）
．如何選擇夾具
主要從以下幾方面考慮：
a．根據(jù)主機(jī)*大試驗(yàn)力選擇主要夾具。夾具所能承受的*大力必須大于等于主機(jī)的*大試驗(yàn)力。三維網(wǎng)技術(shù)論壇4 u$ [9 {: s+ q* W0 d
b．根據(jù)非標(biāo)配置、或擴(kuò)展配置選一些次要夾具。（例如：擴(kuò)展配置傳感器為10kN，所選次要夾具所能承受的*大試驗(yàn)力也要為10kN。）
．根據(jù)客戶(hù)試樣選夾具。（例如：客戶(hù)提供試樣的形狀，*大試驗(yàn)力等。）
．建議客戶(hù)用什么樣的夾具。（例如：直徑小于1mm的繩類(lèi)試樣，包括鋼絲、鐵絲、細(xì)線等。你應(yīng)該明確告訴客戶(hù)這種試樣只能采用纏繞式夾持方法，但試樣延伸率誤差大）。
4．正確裝夾試樣3dportal.cn. @  _% ^; Q.D
試樣的正確裝夾對(duì)試驗(yàn)很重要，直接影響試驗(yàn)的成敗及測(cè)試數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。總的原則是：使試樣（或成品、半成品）的受力作用線盡量與傳感器的力作用線重合。! }. a( K! `6 r8 E* [7 F3 }
a.對(duì)矩形試樣、脆性試樣來(lái)說(shuō)，裝夾更為重要。對(duì)楔形夾具來(lái)說(shuō)，試樣的左、右對(duì)中是由夾具保證的，但前后卻容易裝斜，裝斜后在拉伸過(guò)程中試樣兩側(cè)受力不均勻，有可能撕裂試樣或斷點(diǎn)差。在裝夾時(shí)盡可能的將試樣前后裝平行，平行后再做拉伸。
b.在鋼絲類(lèi)纏繞夾具中，不能出現(xiàn)線壓線的情況，這樣會(huì)造成局部的應(yīng)力集中，往往會(huì)從壓線處斷，造成斷點(diǎn)差。) V) N$ Z6 K0 R
c.對(duì)于搭接試樣，應(yīng)使搭接面通過(guò)傳感器的力作用中心，這里就不一一舉例說(shuō)明了。- a5 a5 B0 Z" V9 _+ F
5．夾具現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
a.試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展方向是由制樣檢測(cè)向制品（即成品、半成品）檢測(cè)方向發(fā)展,這就要求與之相適應(yīng)的夾具由原用于標(biāo)準(zhǔn)試樣試驗(yàn)的夾具向用于成品檢測(cè)的夾具發(fā)展.
夾具的使用向高效率，低勞動(dòng)強(qiáng)度的方向發(fā)展。過(guò)去的夾具一般采用機(jī)械鎖緊，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低。隨著工作環(huán)境的改善，及大批量試驗(yàn)(生產(chǎn)流水線隨機(jī)抽檢的)需要，夾具的夾緊方式由原來(lái)的機(jī)械夾緊向氣壓夾緊、液壓夾緊等方向發(fā)展。3dportal.cn' m  R! t9 N. q8 I4 }( H( `,a
c.全自動(dòng)夾具：從試樣尺寸測(cè)量到裝夾，再到開(kāi)始試驗(yàn)，*后出測(cè)試報(bào)告一次完成。此類(lèi)夾具成本很高，僅適用于大批量的相同試樣或成品的測(cè)試和檢驗(yàn)。三維,cad,機(jī)械,技術(shù),汽車(chē),catia,pro/e,ug,inventor,solidedge,solidworks,caxa,時(shí)空,鎮(zhèn)江:F) K% h5 D9 R( u2 C7 p5 P
d.環(huán)境試驗(yàn)（高低溫試驗(yàn)）的增多，使用于高低溫的夾具增多。環(huán)境試驗(yàn)（高低溫箱）的增多，給夾具的設(shè)計(jì)增加了難度。我們知道高溫拉伸試驗(yàn)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)都有規(guī)定：圓試樣用螺紋，板試樣上有孔。由于連接方式固定，所以?shī)A具的設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單。但高低溫試驗(yàn)卻不同，它一般是在高低溫箱中做試驗(yàn)，它的試樣一般標(biāo)距短（一般為常溫試樣）。這樣一來(lái)夾具就必須裝在高低溫箱內(nèi)，高低溫試驗(yàn)一般由于試驗(yàn)機(jī)行程受限制（試驗(yàn)機(jī)在裝標(biāo)準(zhǔn)夾具時(shí)行程），這就要求夾具體積小，又要滿(mǎn)足試驗(yàn)力，又要耐高溫、低溫,一般比較難設(shè)計(jì)。. d* s! ?; D7 V# C! q) d: l
e.連續(xù)試驗(yàn)夾具增多。由于過(guò)去一般是制樣檢測(cè)，試樣的拉伸、壓縮是分開(kāi)進(jìn)行的（即拉伸、壓縮是用不同的夾具進(jìn)行的），而現(xiàn)在成品檢測(cè)越來(lái)越多，試樣在同一次試驗(yàn)中又要受拉伸，又要受壓縮，又要有高的效率，只能用同一種夾具既做拉伸又做壓縮。
f.特殊行業(yè)用試驗(yàn)夾具增多。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，一些新興的行業(yè)對(duì)試驗(yàn)用夾具提出了新的要求，例如要求夾具結(jié)構(gòu)小、無(wú)磁性，耐腐蝕（在溶液中做試驗(yàn)）等等。
由于試驗(yàn)機(jī)夾具使用的特殊性，以及新材料的不斷出現(xiàn)，夾具的設(shè)計(jì)一直處在被動(dòng)的局面。我們每天都會(huì)碰到新材料，需要設(shè)計(jì)新的夾具。我們只有總結(jié)過(guò)去的成功經(jīng)驗(yàn)，來(lái)順應(yīng)新的發(fā)展趨勢(shì)。

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