一种扩口试验工装

摘要

本发明涉及一种扩口试验工装，扩口试验工装包括支座、顶芯，支座设有用于向上定位支撑试样的支撑部，支座于支撑部的上方设置有顶芯穿孔；顶芯沿上下方向导向穿装于顶芯穿孔中，顶芯包括下端的扩口锥头，扩口锥头用于顶入试样中，顶芯相对于试样下移时扩口锥头对试样进行扩口，顶芯上端位于支座上端面上方；扩口试验工装还包括设于顶芯上的限位挡止件，限位挡止件用于与支座的上端面沿上下方向挡止配合，以对顶芯相对于试样的下移行程进行限制。试验前只需要保证限位挡止件与支座上端面之间的距离为设定值，就能保证试样的扩口量与预设扩口量一致，不受操作人员水平限制，且使用更加方便。

说明书

技术领域

本发明涉及一种扩口试验工装。

背景技术

发动机用扩口螺母验收时需将扩口端直径扩到原直径的1.2倍，如果产生裂纹，则说明扩口螺母未通过扩口试验，反之，说明扩口螺母通过了扩口试验。以往，扩口螺母扩口试验主要用锥形冲头、压力机进行冲压的方式，每冲一次后将扩口螺母取下，用游标卡尺进行测量，如果扩口量达不到则再进行冲压，直至合格为止，这种方式效率低且扩口尺寸难以保证。不仅是扩口螺母，对于其他的需扩口的试样也存在这种问题。

为此，授权公告号为CN204613020U的中国实用新型专利公开了一种万能材料试验机管扩口试验用具，包括支座和定位柱，试样（该专利中的管）定位放置在定位柱上，试验用具还包括扩口顶芯，扩口顶芯下端有锥头，用来对试样进行扩口，在扩口顶芯的外部设有刻度线，使用时，当试样的上端达到扩口顶芯上所设定的刻度线时完成扩口。

现有技术中通过在扩口顶芯上设置刻度线能够观察扩口顶芯的下移行程，下移行程与试样的扩口量一一对应，但是存在的问题在于：操作人员需要用肉眼观察试样上端与刻度线之间的相对位置，扩口量与操作人员的视角相关，容易出现实际扩口量与设计扩口量存在较大偏差的情况，从而导致扩口试验的结果不准确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种扩口试验工装，以解决现有技术中依靠肉眼进行观察来确定扩口顶芯的位置而导致实际扩口量与设计扩口量之间存在误差的技术问题。

为实现上述目的，本发明所提供的扩口试验工装的技术方案是：一种扩口试验工装，包括：

支座，设有用于向上定位支撑试样的支撑部，支座于支撑部的上方设置有顶芯穿孔；

顶芯，沿上下方向导向穿装于顶芯穿孔中，顶芯包括下端的扩口锥头，扩口锥头用于顶入试样中，顶芯相对于试样下移时扩口锥头对试样进行扩口，顶芯上端位于支座上端面上方；

限位挡止件，设于顶芯上，限位挡止件用于与支座的上端面沿上下方向挡止配合，以对顶芯相对于试样的下移行程进行限制。

有益效果：当限位挡止件与支座的上端面挡止时，顶芯相对于试样下移至极限位，由于锥头的锥度一定，顶芯的下移行程与试样的扩口量之间为一一对应的关系，能够对试样的扩口量进行有效的控制。试验前只需要保证限位挡止件与支座上端面之间的距离为设定值，就能保证试样的扩口量与预设扩口量一致，不受操作人员水平限制，且使用更加方便。本发明中，限位挡止件依托于顶芯布置，而顶芯与支座之间为导向配合的关系，限位挡止件不易相对于支座水平摆动，从而保证了限位挡止件与支座上端面之间的距离不变，提高扩口试验的准确性。

作为进一步优化的方案，所述限位挡止件沿上下方向位置可调地设于顶芯上。

有益效果：限位挡止件上下位置可调，通过改变限位挡止件的位置能够改变试样扩口量，提高扩口试样工装的通用性。

作为进一步优化的方案，所述限位挡止件为螺纹装配在顶芯上的限位螺母；

所述顶芯有与限位螺母配合的螺纹段，螺纹段与扩口锥头之间有导向段，导向段用于与顶芯穿孔孔壁导向配合。

有益效果：限位挡止件为限位螺母，实现了无级调节，而且限位螺母与顶芯同轴布置，不易发生摆动，与支座上端面的配合面积也较大。

作为进一步优化的方案，所述顶芯为一体式结构。

有益效果：顶芯为一体式结构，加工方便且精度较高。

作为进一步优化的方案，支座包括分体布置的上支座和下支座，所述上支座固设于或止转支撑于下支座上；

所述支撑部设于下支座上，所述顶芯穿孔设于上支座上。

有益效果：支座分体加工再组装，单独加工更加方便，且更易于装配。

作为进一步优化的方案，试验工装包括绕顶芯穿孔间隔分布的至少两个定位销，各定位销配合而使上支座止转支撑于下支座上。

作为进一步优化的方案，所述支撑部为分体穿装于下支座上的底座，所述底座上设有供试样适配穿入的定位孔，或者底座上设有供试验适配套装的定位柱。

有益效果：底座分体穿装于下支座上，针对不同规格的试样，只需要更换底座就可以，不需要将整个下支座进行更换，节约成本。

附图说明

图1为本发明扩口试验工装实施例1的示意图；

图2为本发明扩口试验工装实施例1的使用状态图；

图3为本发明扩口试验工装实施例1的原理图；

图4为本发明扩口试验工装实施例1中下支座与底座的配合示意图；

图5为本发明扩口试验工装实施例1中下支座、底座和定位销的配合示意图；

图6为本发明扩口试验工装实施例1中下支座、底座、定位销和扩口螺母的配合示意图；

图7为本发明扩口试验工装实施例1中下支座、底座、定位销、扩口螺母和上支座的配合示意图。

附图标记说明：

100、上支座；101、顶芯穿孔；200、下支座；201、定位销穿孔；300、底座；301、定位孔；400、定位销；500、顶芯；501、螺纹段；502、导向段；503、扩口锥头；600、限位螺母；700、扩口螺母；800、压力机。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明所提供的扩口试验工装的具体实施例1：

如图1至图7所示，扩口试验工装用来对试样进行定量扩口，既提高扩口效率，又保证达到设计的扩口量。本实施例中以对扩口螺母700的扩口端进行1.2倍扩口为例进行说明。

扩口试验工装包括支座，支座用来定位支撑扩口螺母700并供顶芯500导向穿入，如图1和图2所示，支座包括上支座100和下支座200，上支座100通过至少两个定位销400定位支撑在下支座200上，也就是说，上支座100不会在水平方向上相对于下支座200发生平动或转动。在下支座200中开设有上下贯通的底座穿孔（图中未标记），在上支座100中开设有上下贯通的顶芯穿孔101，底座穿孔和顶芯穿孔101同轴布置。在底座穿孔中穿装有底座300，此处底座300穿入下支座200中，但是底座300与下支座200之间并不存在连接关系，底座300与下支座200之间为间隙配合的关系。底座300中开设有上下贯通的定位孔301，定位孔301的尺寸与扩口螺母700下端的尺寸一致，能够使扩口螺母700定位放入定位孔301中。

如图4所示，为安装定位销400，在下支座200的顶面上开设有定位销穿孔201，定位销穿孔201为盲孔，定位销穿孔201的数量与定位销400的数量保持一致。

如图1和图2所示，上支座100的顶芯穿孔101中穿装有顶芯500，顶芯500为一体式的结构，顶芯500包括自上而下布置的螺纹段501、导向段502和扩口锥头503，螺纹段501处有外螺纹，导向段502处外壁面光滑，用来与顶芯穿孔101的内壁面导向配合，扩口锥头503为锥形结构，本实施例中扩口锥头503的锥角为60°。顶芯500的上端用来与压力机800配合，承受压力机800相对朝下的顶压作用力。顶芯500穿入顶芯穿孔101之后，顶芯500的上端位于上支座100上端面的上方。

如图1和图2所述，在螺纹段501上旋装有限位螺母600，此处的限位螺母600为六角螺母，限位螺母600的环形下端面用来与上支座100的顶面进行挡止配合，从而对顶芯500向下移动的距离进行限制。

本发明中，通过调节限位螺母600与上支座100顶面之间的距离Z来控制顶芯500向下的行程Y，由于扩口锥头503的锥度为60°，当扩口螺母700扩口端直径D扩到标准要求的1.2倍时，由正切三角函数可以得出Y=（1.2D-D）/2/tan30°。Z值为Y值相等，Z值通过调节限位螺母600在顶芯500上的位置进行控制。当压力机800相对向下压顶芯500时，会带动限位螺母600一起向下运动，当限位螺母600与上支座100的顶面接触后，限位螺母600起到对顶芯500进行限位的作用，使得扩口锥头503无法继续向下运动，此时扩口试验完成。

本实施例中，扩口试验工装的安装顺序如图4至图7所示，先将底座300穿入下支座200中；然后将定位销400穿入下支座200中；再将扩口螺母700定位放置在底座300上，其中，扩口螺母700的支撑面与底座300的顶面贴合，扩口端朝上；之后将上支座100定位放入定位销400（上支座100的底面上也开设有定位销穿孔）外，与下支座200贴合；装入顶芯500，顶芯500的扩口锥头503插入扩口螺母700中，然后旋入限位螺母600，通过公式算出调节高度，调整后进行试验。试验时，支座和压力机800相对上下移动，也就是说，可以支座不动，压力机800向下顶压顶芯500；也可以压力机800不动，支座带动扩口螺母700、顶芯500向上移动；或者压力机800和支座均移动。

应当说明的是，本实施例是以对扩口螺母700的扩口端进行扩口为例进行说明的，实际上，本实施例中的扩口试验工装适用于其他需要进行扩口的试样。

本实施例中，下支座200上的底座300用来定位支撑试样，从而形成支座上的支撑部。上支座100通过至少两个定位销400止转支撑于下支座200上。限位螺母600形成了用来与支座的上端面挡止配合的限位挡止件。

本发明扩口试验工装的具体实施例2：

实施例1中，底座上有定位孔，供试样适配穿入。本实施例中，定位孔可以为盲孔。当试样为管体/筒体且没有外挡止边时，将底座上的定位孔更换为定位柱，供管体/筒体适配套装。

本发明扩口试验工装的具体实施例3：

实施例1中，底座分体穿装于下支座上。本实施例中，底座可以一体成型在下支座上，也就是说， 此时的支撑部可以为下支座中设有定位孔或定位柱的部分。

本发明扩口试验工装的具体实施例4：

实施例1中，试样工装包括至少两个定位销，从而实现上支座止转支撑在下支座上。本实施例中，上支座和下支座之间可以固定装配在一起，具体可以采用螺栓螺母连接的方式。

本发明扩口试验工装的具体实施例5：

实施例1中，支座包括分体布置的上支座和下支座。本实施例中，支座可以为一体结构，将试样从上方的顶芯穿孔中放入支撑部处。

本发明扩口试验工装的具体实施例6：

实施例1中，顶芯为一体式的结构。本实施例中，顶芯可以为分体结构，具体地，顶芯包括螺纹连接的扩口锥头与直杆，其中直杆上有螺纹段和导向段。或者顶芯包括扩口锥头和直杆，扩口锥头与直杆之间仅具备顶压的关系也不进行相连。

本发明扩口试验工装的具体实施例7：

实施例1中，限位挡止件为限位螺母。本实施例中，限位挡止件可以为限位杆，其中限位杆由顶芯中贯穿。为使限位杆上下位置可调，可以在顶芯上设置一排多个上下间隔排布的穿孔。当然，限位杆也可以固定在顶芯上，不再上下可调。

本发明扩口试验工装的具体实施例8：

实施例1中，扩口锥头的锥度可以根据实际情况进行改变。

最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。