CN114441296A - 用于定位一组碳纤维复合棒的夹具及其夹装方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于定位一组碳纤维复合棒的夹具及其夹装方法，该夹具由互相平行的两根长边和短边围成框式长方形本体，在两根长边上分别设有等间距的定位口，在所述的定位口内均安装有弹簧夹，该弹簧夹与定位口形成抱合碳棒的抱合点，在两根短边的中心位置处标记有中心点。本发明在整个制样过程中，起到定位夹持碳棒，实现一次移位夹具，完成一组试样的同步移位，且通过定位设计和弹簧夹的被吸附动作，辅助实现碳棒被自动化移位、被自动化定位夹持在测试仪器夹具的中心位置。
Description
技术领域
本发明涉及碳纤维复丝强伸性能测试领域，具体是一种定位一组碳纤维复合棒的夹具。实现在不同工序的相同步骤中，一次移位一组碳棒，降低同一步骤的反复操作过程；通过定位及弹簧夹的吸附功能设计，辅助碳棒移位至测试仪器的夹具中心位置。实现生产型批量测试碳纤维复丝强伸性能的操作简化和辅助自动化过程，满足工业化不同K数碳纤维复丝强伸性能测试工作的简化需要。
背景技术
低成本大丝束碳纤维的生产和应用是发展低成本复合材料技术研究的关键，国内对于大丝束碳纤维生产技术的研发起步晚，与国际先进的大丝束碳纤维生产企业差距大。近几年，上海石化、吉林石化和蓝星碳纤维等碳纤维生产企业开展了对大丝束碳纤维生产技术的攻关，并取得了一定的成效。
随着国内成功研制48K碳纤维束丝，逐步进入扩大规模的生产规划，结合当前的测试方法标准ASTM D5018《碳和石墨连续纤维丝束性能标准试验方法》、GB/T3362《碳纤维复丝拉伸性能测试方法》，碳纤维强伸性能的质量检测工作成批量式的增加。国标中规定了将碳纤维复丝制成由环氧树脂复合而成的碳棒，并在碳棒的两端用加强片加固，然后测试其力学性能，每个试样测试10根碳棒，因此，测试碳纤维复丝力学性能是一个先制样后测试的过程。为了适应规模型批量测试碳纤维复丝力学性能的工作，适应不同K数，尤其是大K数碳纤维复丝力学性能的测试工作，特设计一种定位夹具，解决在制样过程中多次移位一组各自独立的碳棒的重复过程。即用一种特制定位夹具，夹住一组碳棒，然后进行不同制样工序的移位，实现在相同步骤中一次移位一组碳棒；并在夹具上设计定位点，用于自动定位碳棒，辅助碳棒被夹持在测试仪器夹具的中心位置。
发明内容
本发明的目的：克服当前没有适合规模型生产不同K数碳纤维复丝所需的力学性能批量测试工作所需的辅助设备，实现高效地完成批量测试碳纤维复丝力学性能的工作。本发明提供一种特制定位夹具，夹住一组碳棒；借助夹具实现一组碳棒的一次性移位，即在相同步骤中一次移位一组碳棒；并在夹具上设计定位点和被吸附功能，用于定位、移动单根碳棒，辅助碳棒被夹持移位至测试仪器夹具的中心位置，实现碳棒按方法标准要求夹持在夹具中。
本发明技术解决方案如下：
一种用于定位一组碳纤维复合棒的夹具，其特点在于：该夹具由互相平行的两根长边和短边围成框式长方形本体，在两根长边上分别设有等间距的定位口，在所述的定位口内均安装有弹簧夹，该弹簧夹与定位口形成抱合碳棒的抱合点，在两根短边的中心位置处标记有中心点。
等间距的定位口，该间距满足每根碳棒两端贴合加强片所需的宽度，两根长边上的定位口的对称分布，且互相垂直，使碳棒被弹簧夹握持后，碳棒与长边形成工字型。
在所述的定位口边缘设有弹簧夹片，供所述的弹簧夹***，并固定。
所述的中心点,用于定位碳棒的纵向中心点。
所述本体的材料厚度小于碳棒两端粘贴好加强片的总厚度。
所述的抱合点的总厚度小于碳棒两端粘贴好加强片的总厚度。
所述的弹簧夹***短边定位点内，并通过短边定位点处的弹簧夹片固定住，所述的弹簧夹供碳纤维复合棒***并抱合住；移出时，通过外部吸附装置，吸附弹簧夹，从而实现碳纤维复合的移出。
所述的短边的长度小于仪器的夹持器面间距。
所述的本体和弹簧夹由塑料膜或聚四氟乙烯膜包裹，弹簧夹可通过塑料薄膜或聚四氟乙烯膜，间接夹持住碳棒，起到保护碳棒的作用。
利用上述用于定位一组碳纤维复合棒的夹具夹装碳纤维复合棒的方法，其特点在于：该方法包括如下步骤：
步骤1)用记号笔标识出碳纤维复合棒的纵向中心位置；
步骤2)将弹簧夹***两条长边处等间距的定位口内，并由定位口的弹簧片卡
住弹簧夹；
步骤3)将装好弹簧夹的定位夹具放置在有标识线的操作平台上，使短边的中
心定位点与标识线重叠；
步骤4)逐一将碳纤维复合棒的中心位置对应标识线位置并***弹簧夹内。
步骤5)将夹好碳纤维复合棒的夹具，进入碳纤维复丝力学性能试样制样的下一工序，依次可以是切断超出250mm的碳棒两端；可以是一次性将一组碳棒放在带固化剂的连续性加强片上，用以碳棒两端粘合加强片；可以是加强片固化住碳棒后，一次性地等间距地切断连续型加强片，使带加强片的碳棒分离开，成一个个碳纤维复丝力学性能试样；
步骤6)通过移位设备上吸附装置，吸附夹具上的弹簧夹，从定位夹具中带出碳棒，移位碳棒至仪器的夹持器中，并吸附地移出弹簧夹。实现自动化地定位碳棒被夹持在仪器的夹持器中。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.在整个制样过程中，夹具起到定位夹持碳棒，每个步骤都实现：一次移位夹具，完成一组试样的同步移位；整个制样过程包括：剪一组碳纤维棒、加固一组碳纤维棒的两端、剪断一组碳纤维棒两端的加强片、夹持一组碳纤维棒完成测试工作。
2.通过定位设计和弹簧夹的被吸附动作，辅助实现碳棒被自动化移位、被自动化定位夹持在测试仪器夹具的中心位置。
附图说明
图1是本发明的一种定位一组碳纤维复合棒的夹具的结构示意图。
图2是与本发明的图1配套使用的弹簧夹。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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。
本发明提供一种定位一组碳纤维复合棒的夹具，应用于碳纤维力学性能测试工作。在国标《GB/T 3362碳纤维复丝拉伸性能试验方法》中规定：将碳纤维复丝制成由环氧树脂复合而成的碳纤维复合棒(以下简称碳棒)，碳棒的两端用加强片加固，由仪器夹具夹持住碳棒两端的加强片，拉伸碳棒测试其力学性能，每个试样测试10根碳棒，因此，测试碳纤维复丝力学性能是一个先制样后测试的过程。为适应规模型批量测试碳纤维复丝力学性能的工作，适应不同K数，尤其是大K数碳纤维复丝力学性能的测试工作，特设计一种特制定位夹具，夹住一组碳棒；借助夹具实现一组碳棒的一次性移位，即在相同步骤中一次移位一组碳棒；并在夹具上设计定位点，用于定位碳棒，辅助碳棒被夹持在测试仪器夹具的中心位置，实现碳棒按方法标准要求夹持在夹具中。
请参阅图1和图2，图1是本发明的一种定位一组碳纤维复合棒的夹具的结构示意图，如图所示；图2是与本发明的图1配套使用的弹簧夹如图所示。一种用于定位一组碳纤维复合棒的夹具，由互相平行的两根长边1和短边2围成框式长方形本体，在两根长边1上分别设有等间距的定位口3，在所述的定位口3内均安装有弹簧夹4，该弹簧夹4与定位口3形成抱合碳棒的抱合点5，在两根短边2的中心位置处标记有中心点6。所述的等间距的定位口3，该间距满足每根碳棒两端贴合加强片所需的宽度，两根长边上的定位口3的对称分布，且互相垂直，使碳棒被弹簧夹4握持后，碳棒与长边1形成工字型。在所述的定位口3边缘设有弹簧夹片，供所述的弹簧夹4***，并固定。
所述的中心点6,用于定位碳棒的纵向中心点。所述本体的材料厚度小于碳棒两端粘贴好加强片的总厚度。所述的抱合点5的总厚度小于碳棒两端粘贴好加强片的总厚度。所述的弹簧夹4***短边定位点3内，并通过短边定位点3处的弹簧夹片固定住，所述的弹簧夹4供碳纤维复合棒***并抱合住；移出时，通过外部吸附装置，吸附弹簧夹，从而实现碳纤维复合的移出。所述的短边3的长度小于仪器的夹持器面间距。所述的本体和弹簧夹4由塑料膜或聚四氟乙烯膜包裹，弹簧夹4可通过塑料薄膜或聚四氟乙烯膜，间接夹持住碳棒，起到保护碳棒的作用。
本发明具体操作过程是：将弹簧夹，先已***本发明特制定位夹具的定位口内；然后将本发明夹具放置在有标识线的操作平台上，定位夹具的短边中心定位点与标识线叠放；将已标识好纵向中心位置的碳棒，对应好标识线，逐一***本发明夹具的弹簧夹内。使一组碳棒排成等间距、平放、中心位置一致的组合排列，然后进入制样过程中下一道的工序。
Claims (11)
1.一种用于定位一组碳纤维复合棒的夹具，其特征在于：该夹具由互相平行的两根长边(1)和短边(2)围成框式长方形本体，在两根长边(1)上分别设有等间距的定位口(3)，在所述的定位口(3)内均安装有弹簧夹(4)，该弹簧夹(4)与定位口(3)形成抱合碳棒的抱合点(5)，在两根短边(2)的中心位置处标记有中心点(6)。
2.根据权利要求1所述的用于定位一组碳纤维复合棒的夹具，其特征在于：等间距的定位口(3)，该间距满足每根碳棒两端贴合加强片所需的宽度，两根长边上的定位口(3)的对称分布，且互相垂直，使碳棒被弹簧夹(4)握持后，碳棒与长边(1)形成工字型。
3.根据权利要求2所述的用于定位一组碳纤维复合棒的夹具，其特征在于：在所述的定位口(3)边缘设有弹簧夹片，供所述的弹簧夹(4)***，并固定。
4.根据权利要求1所述的用于定位一组碳纤维复合棒的夹具，其特征在于：所述的中心点(6),用于定位碳棒的纵向中心点。
5.根据权利要求1所述的用于定位一组碳纤维复合棒的夹具，其特征在于：所述本体的材料厚度小于碳棒两端粘贴好加强片的总厚度。
6.根据权利要求1所述的用于定位一组碳纤维复合棒的夹具，其特征在于：所述的抱合点(5)的总厚度小于碳棒两端粘贴好加强片的总厚度。
7.根据权利要求1-6任一所述的用于定位一组碳纤维复合棒的夹具，其特征在于：所述的弹簧夹(4)***短边定位点(3)内，并通过短边定位点(3)处的弹簧夹片固定住，所述的弹簧夹(4)供碳纤维复合棒***并抱合住；移出时，通过外部吸附装置，吸附弹簧夹，从而实现碳纤维复合的移出。
8.根据权利要求1-6任一所述的用于定位一组碳纤维复合棒的夹具，其特征在于：所述的短边(3)的长度小于仪器的夹持器面间距。
9.根据权利要求1-6任一所述的用于定位一组碳纤维复合棒的夹具，其特征在于：所述的本体和弹簧夹(4)由塑料膜或聚四氟乙烯膜包裹，弹簧夹(4)可通过塑料薄膜或聚四氟乙烯膜，间接夹持住碳棒，起到保护碳棒的作用。
10.利用权利要求1-6任一所述的用于定位一组碳纤维复合棒的夹具夹装碳纤维复合棒的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
步骤1)用记号笔标识出碳纤维复合棒的纵向中心位置；
步骤2)将弹簧夹***两条长边处等间距的定位口内，并由定位口的弹簧片卡住弹簧夹；
步骤3)将装好弹簧夹的定位夹具放置在有标识线的操作平台上，使短边的中心定位点与标识线重叠；
步骤4)逐一将碳纤维复合棒的中心位置对应标识线位置并***弹簧夹内。
11.根据权利要求10所述的夹装碳纤维复合棒的方法，其特征在于：
步骤5)将夹好碳纤维复合棒的夹具，进入碳纤维复丝力学性能试样制样的下一工序，依次可以是切断超出250mm的碳棒两端；可以是一次性将一组碳棒放在带固化剂的连续性加强片上，用以碳棒两端粘合加强片；可以是加强片固化住碳棒后，一次性地等间距地切断连续型加强片，使带加强片的碳棒分离开，成一个个碳纤维复丝力学性能试样；
步骤6)通过移位设备上吸附装置，吸附夹具上的弹簧夹，从定位夹具中带出碳棒，移位碳棒至仪器的夹持器中，并吸附地移出弹簧夹。实现自动化地定位碳棒被夹持在仪器的夹持器中。
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