上海千实精密机电有限公司讲述金属线材电子拉力机夹具的材质与特点

金属线材电子拉力机是检验小规格线材（包括铜丝、钢丝、金属帘线等材料）力学性能的重要方法之一，拉伸曲线真实地反映了材料在弹性变形阶段、屈服变形阶段和塑性变形阶段抵抗外力的形变过程。

金属线材拉力试验是在轴向应力、恒温环境及0.0001～0.01s应变速率的条件下进行的，由于金属线材的直径细小，通常采用原始尺寸试样进行拉伸试验，目前没有符合直径5.5mm以下金属丝试样拉伸要求的专用夹具。

根据对多家金属线材生产厂家的要求，设计了与此设备相匹配的金属线材电子拉力机夹具。

按照GB/T228.1-2010《金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》的要求，利用该套夹具可以对直径为0.6～8mm的金属线材进行拉伸试验，并根据试样的尺寸特点，对夹持力、拉伸速率等影响因素进行了参数调整，分析了这些参数对金属丝拉伸试验结果的影响，确定了试验夹具和拉伸机的参数调整范围，从而得到了高可靠性、高稳定性和高准确性的试验结果。

拉力试验机夹具的特点：

我们知道通过夹具夹持试样(或产品)对试样进行加力，夹具所能承受的试验力的大小是夹具的一个很重要的指标。它决定了夹具结构的大小及夹具操作的劳动强度的大小，试样材质有金属和非金属之分，形状有大小之分。

材料的成分组成各种各样，试样所能承受的试验力小到几十厘牛(如纺织用氨纶丝)，大到几十吨(如普通钢材等）；国内的电子式拉力试验机试验力为600千牛,0.5级机，试样尺寸小到直径φ0.006mm的金丝，大到直径1m的PVC管材等。这就要求根据不同的试验力、试样的形状大小选择设计不同的夹具。

对夹具材料的要求：

①对一般的金属及非金属试样,夹具的钳口直接与试样接触，一般都选用优质合金结构钢，合金高碳钢(或低碳合金钢)、冷作模具钢等，通过适当的热处理工艺(淬回火、渗碳淬火等)增加其强度、耐磨性.有时也在钳口处镶装特种钢材,或在钳口表面喷涂金钢砂等.

②对一些小试验力的夹具，与试样接触的表面采用粘软质胶皮等。(例如：塑料薄膜、纤维丝等试样的夹具夹持面。)

③夹具体一般采用优质中碳钢、合金结构钢，通过适当的热处理工艺增加其力学性能。有时为了减轻重量也采用铝合金等有色金属及特种金属。有时也采用铸造结构(铸钢,铸铝等)

对夹具结构的要求：

①夹具的设计主要依据材料的试验标准及试样(特指成品及半成品)的型状及材质。以上所说的试验标准是指ISO、ASTM、DIN、GB、BS、JIS…等，还有企业标准、行业标准等，这些标准中一般都对试样制样及试验方法都有严格的规定，我们可以根据试样及试验方法的不同设计不同的夹具。对于特殊试样(成品及半成品的)使用的夹具，主要根据试样的型状及材质设计夹具。

②夹具本身没有固定的结构(如金属丝可采用缠绕方式夹紧,也可采用两个平板夹紧，金属薄板试样可采用楔形夹紧方式，也可采用对夹夹紧方式)，这和主机有明显的区别。主机国内、国外的大同小异，而夹具国外的、国内的区别很大，不同公司间也有大的区别。

这主要取决于公司的整体水平，设计人员的经验的积累。国外的夹具，如INSTRON、MTS、ZWICK等公司的夹具一般做工细致，可用性较高，但价格较高，处在高端市场；而我们的夹具，由于涉足行业广，在国内的市场份额大，在一定程度上可以取代部分国外的夹具，处在中高端市场。但在一些新材料、特种材料用夹具上，国内与国外水平还有一定差距。

③夹具本身就是一个锁紧机构，我们知道机械上的锁紧结构有：缧纹(即螺纹，螺钉，螺母)、斜面、偏心轮、杠杆等，夹具就是这些结构的组合体。试验机用夹具在结构上没有固定的模式,根据不同的试样及试验力大小,在结构上差别很大。

(大试验力的试样一般采用斜面夹紧结构,随试验力的增加,夹紧力随之增加，台肩试样采用悬挂结构等)，如果夹具按结构划分，可分为楔形类夹具(指采用斜面锁紧原理结构的夹具)、对夹类夹具(指采用单面或双面螺纹顶紧原理结构的夹具)、缠绕类夹具(指试样通过缠绕方式锁紧的夹具)、偏心类夹具指采用(偏心锁紧原理结构的夹具)、杠杆类夹具(指采用杠杆力放大原理结构的夹具)、台肩类夹具(指适用于台肩试样的夹具)、螺栓类夹具(指适用于螺栓、螺钉、螺柱等测试螺纹强度的夹具)、90°剥离类夹具(指适用于两试样进行垂具，直剥离的夹具)等。

这些夹具的结构各有各的优缺点，例如：楔形夹具，初始夹紧力小，随试验力增加。夹紧力随之增加。对夹夹具，初始夹紧力大，随试验力增加。夹紧力随之减小。

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