专利名称：塑料片材拉伸试验机的片材夹具的制作方法
技术领域：
本发明涉及可将塑料片材拉伸成塑料薄膜的塑料片材拉伸试验机，具体地说，涉及一种用于塑料片材拉伸试验机的片材夹具。
背景技术：
在开发新的塑料薄膜产品时，必须检验原料配方是否准确。为了节省开发过程中的原料用量，降低开发成本，目前，塑料薄膜生产厂家和研发机构广泛采用塑料片材拉伸试验机进行试验，根据新原料配方配备少量原料，制成一定厚度的塑料片材(或称厚膜片)，接着在塑料片材拉伸试验机上将塑料片材拉伸成塑料薄膜，然后测试塑料薄膜的物理性能、机械性能等是否符合要求，以检验原料配方是否准确。拉伸机构是塑料片材拉伸试验机中的关键部分之一，中国实用新型专利说明书CN2835987公告的双向拉伸试验机的拉伸机构，其结构简单，运行较为可靠，在双向拉伸试验机其它机构的配合下，可准确完成不同倍数的拉伸操作，将塑料片材拉伸成厚度均匀的塑料薄膜，为塑料薄膜性能测试提供质量优良的样品，确保测试的准确性，为新型塑料薄膜产品的开发提供极大的帮助。这种拉伸机构包括两对导轨及其驱动组件、四组夹具及其驱动组件。使用时，将按新配方制成的厚度合适的矩形(最好为正方形)塑料片材安装到拉伸机构上，也就是将矩形塑料片材安放到四组夹具之间，并使四组夹具分别夹紧矩形塑料片材的四边边缘；双向拉伸试验机将塑料片材加热至合适的温度；然后通过导轨驱动组件驱动成对的导轨相背向平移，并通过夹具驱动组件，使同组夹具中各夹具之间的距离逐渐增大，并始终保持夹具均匀排布，完成塑料片材的拉伸，将塑料片材拉伸成预定形状和大小的塑料薄膜。其中，夹具优选气动夹具，所有气动夹具由同一压缩空气源控制，动作一致。现有的拉伸机构中，用于夹紧塑料片材边缘的夹具(即片材夹具)包括夹具体、夹片气缸、下夹板和上夹板；下夹板固定设于夹具体的内侧(夹具体的内侧是指使用时夹具体靠近塑料片材的一侧)，下夹板可与夹具体制成一体或者通过连接件与夹具体固定连接；夹片气缸的缸体固定安装在夹具体上，并且夹片气缸的活塞杆朝下，上夹板固定安装在夹片气缸的活塞杆上，上夹板处于下夹板的正上方。夹片气缸的活塞杆伸出时，驱动上夹板下降并与下夹板共同将塑料片材的边缘夹紧。然而，在拉伸塑料片材的过程中，会出现夹具与塑料片材边缘相脱离的情况(通常称为脱夹现象)，其原因在于夹具与塑料片材之间的摩擦力过小，以致夹具与塑料片材边缘之间出现打滑而相脱离。为了解决上述问题，可提高驱动夹片气缸的压缩空气的气压，且/或采用活塞面积更大的夹片气缸，以增大夹片气缸的输出力，从而增大夹片气缸施加在上夹板上的压力。但是，夹片气缸的耐受气压是有限的，为了确保安全，驱动夹片气缸的压缩空气的气压只能控制在一定范围之内，夹片气缸的输出力受到限制；而增大夹片气缸的活塞杆面积，必然增大夹片气缸的体积，占用更大的空间，使得拉伸机构中同组夹具无法充分合拢，降低了拉伸倍数
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种塑料片材拉伸试验机的片材夹具，这种片材夹具结构简单紧凑，并且在拉伸塑料片材的过程中能够将塑料片材边缘可靠夹紧。采用的技术方案如下
一种塑料片材拉伸试验机的片材夹具，包括夹具体和水平夹板，水平夹板固定设于夹具体的内侧，其特征是所述片材夹具还包括压片杆以及能够驱动压片杆往复摆动的压片杆位置切换气缸，压片杆位置切换气缸安装在夹具体上，压片杆可转动安装在夹具体上，压片杆的转动轴与水平夹板的上表面相互平行，压片杆上部与压片杆位置切换气缸的活塞杆配合；压片杆下端具有止转部，所述止转部的下端面上各点与压片杆的转动轴之间的距离大于压片杆的转动轴与水平夹板的上表面之间的距离，止转部处于水平夹板的上方，并且止转部处于压片杆的转动轴的外侧。本发明中，内侧是指使用时靠近所要拉伸的塑料片材的一侧，外侧是指使用时远离所要拉伸的塑料片材的一侧。上述水平夹板可与夹具体制成一体，也可以通过连接件将水平夹板与夹具体固定连接。一种优选方案中，上述压片杆位置切换气缸的缸体固定安装在夹具体上，压片杆上部(即压片杆上处于其转动轴以上的部分)设有条形孔，压片杆位置切换气缸的活塞杆上设有第一销钉，该第一销钉处于所述条形孔中。压片杆位置切换气缸通常沿水平方向固定安装在夹具体上。上述条形孔通常沿压片杆上部的长度方向延伸。另一种优选方案中，上述压片杆位置切换气缸的缸体与夹具体铰接，压片杆位置切换气缸的活塞杆与压片杆上端铰接。一种具体方案中，上述夹具体上固定设有销轴座，销轴座处于水平夹板的上方，压片杆通过定位销轴可转动安装在销轴座上(定位销轴的轴线即为压片杆的转动轴)。这种情况下，压片杆的下端处在销轴座与水平夹板之间；销轴座的内侧端与水平夹板的内侧端之间构成可供塑料片材边缘插入的片材插入口。优选上述压片杆上部与压片杆位置切换气缸的活塞杆配合的部位至压片杆的转动轴的距离大于压片杆的转动轴至压片杆下端的距离，这样，利用杠杆原理，可降低对压片杆位置切换气缸输出力的要求，可选用更小的气缸。上述压片杆的下端面与水平夹板的上表面配合，将塑料片材的边缘夹紧。一种具体方案中，上述压片杆下端具有止转部和夹持部，夹持部处在止转部的内侧，夹持部的下端面上各部分与压片杆的转动轴之间的距离小于压片杆的转动轴与水平夹板的上表面之间的距离，此时夹持部的下端面及止转部的下端面作为与塑料片材边缘配合的夹持面；更优选夹持部的下端面上各部分与压片杆的转动轴之间的距离自压片杆内侧至压片杆外侧逐渐增大。另一种具体方案中，上述止转部位于压片杆下端靠内侧部位，此时止转部的下端面作为与塑料片材边缘配合的夹持面。预备安装待拉伸的塑料片材时，压片杆下端向夹具体外侧摆动，在压片杆下端与水平夹板的上表面之间形成可供塑料片材边缘插入的间隙；塑料片材边缘插入压片杆下端与水平夹板的上表面之间的间隙并到达预定位置后，压片杆位置切换气缸动作，向外侧拉动压片杆上端，使压片杆下端向夹具体内侧摆动，压片杆下端下降并压向水平夹板的上表面，压片杆下端对塑料片材边缘施加向下的压力，由压片杆下端与水平夹板共同将塑料片材边缘对应的部位夹紧。随后，在拉伸过程中，塑料片材对压片杆下端施加作用力(该作用力为摩擦力)，同时压片杆位置切换气缸可持续保持对压片杆上端施加向外侧的拉力，使压片杆下端具有向夹具体内侧摆动的趋势；在压片杆下端向夹具体内侧摆动的过程中，压片杆下端对塑料片材边缘施加的向下压力逐渐增大，更紧地将塑料片材压向水平夹板，从而将塑料片材的边缘夹得更紧。由于压片杆下端具有止转部，当该止转部顶住水平夹板时，水平夹板可阻止压片杆下端进一步向内摆动(也就是说片材夹具中，水平夹板与压片杆之间具有自锁功能)，并且压片杆下端对塑料片材边缘施加的向下压力更大，因此压片杆下端与塑料片材边缘之间的摩擦力更大，在拉伸过程中不会出现片材夹具与塑料片材边缘相脱离的情况。本发明中，压片杆位置切换气缸起到切换压片杆位置的作用，并在预备拉伸时为压片杆下端提供初始压力，使压片杆下端与水平夹板共同将塑料片材边缘对应的部位夹紧；而在拉伸过程中，依靠塑料片材边缘对压片杆下端施加的作用力以及压片杆位置切换气缸对压片杆上端施加的拉力，带动压片杆下端向夹具体内侧摆动，使压片杆下端使压片杆下端更紧地将塑料片材压向水平夹板，使压片杆下端与水平夹板共同将塑料片材边缘对应的部位夹紧。因此，本发明对压片杆位置切换气缸的输出力要求不高，可采用较小的气缸，使片材夹具的结构更加简单紧凑。压片杆下端的止转部可防止拉伸过程中压片杆下端脱离水平夹板，避免发生脱夹现象，确保片材夹具能够将塑料片材边缘可靠夹紧。


图1是本发明优选实施例的结构示意 图2是图1所示的片材夹具另一工作状态的示意 图3是图2中A部分的放大图。
具体实施例方式如图1 一图3所示，这种塑料片材拉伸试验机的片材夹具包括夹具体1、水平夹板
2、压片杆3和压片杆位置切换气缸4。水平夹板2固定设于夹具体I的内侧(即夹具体I靠近所要拉伸的塑料片材5的一侧)。水平夹板2可与夹具体I制成一体，也可以通过连接件将水平夹板2与夹具体I固定连接。压片杆3可转动安装在夹具体I上，压片杆3的转动轴8与水平夹板2的上表面相互平行，本实施例中，夹具体I上固定设有销轴座6，销轴座6处于水平夹板2的上方，压片杆3通过定位销轴7可转动安装在销轴座6上(定位销轴7的轴线即为压片杆3的转动轴8);压片杆3的下端处在销轴座6与水平夹板2之间；销轴座6的内侧端与水平夹板2的内侧端之间构成可供塑料片材5边缘插入的片材插入口 9。压片杆位置切换气缸4能够驱动压片杆3往复摆动，本实施例中，压片杆位置切换气缸4的缸体41固定安装在夹具体I上，压片杆3上部(即压片杆3上处于其转动轴8以上的部分)设有条形孔10，条形孔10沿压片杆3上部的长度方向延伸，压片杆位置切换气缸4的活塞杆42上设有第一销钉11，第一销钉11处于条形孔10中。压片杆3上部与压片杆位置切换气缸4的活塞杆42配合的部位为条形孔10，条形孔10至压片杆3的转动轴8的距离大于压片杆3的转动轴8至压片杆3下端的距离，这样，利用杠杆原理，可降低对压片杆位置切换气缸4输出力的要求，可采用更小的气缸。压片杆3下端具有止转部31，参考图3，止转部31的下端面上各点与压片杆3的转动轴8之间的距离R1大于压片杆3的转动轴8与水平夹板2的上表面之间的距离Rtl，止转部31处于水平夹板2的上方(止转部31处在销轴座6与水平夹板2之间)，并且止转部31处于压片杆3的转动轴8的外侧(也就是说，止转部31处于转动轴8所在的垂直于水平夹板2上表面的平面的外侧)。另外，压片杆3下端还可具有夹持部32，夹持部32处在止转部31的内侧，夹持部32的下端面上各部分与压片杆3的转动轴8之间的距离R2小于压片杆3的转动轴8与水平夹板2的上表面之间的距离R0,并且夹持部32的下端面上各部分与压片杆3的转动轴8之间的距离R2自压片杆3内侧至压片杆3外侧逐渐增大。夹持部32的下端面及止转部31的下端面作为与塑料片材5边缘配合的夹持面，当片材厚度较大时夹持部32的下端面作为夹持面，当片材厚度较小时止转部31的下端面作为夹持面。下面简述一下本片材夹具的工作原理
参考图1，预备安装待拉伸的塑料片材时，压片杆位置切换气缸4的活塞杆42伸出，驱动压片杆3下端向夹具体I外侧摆动，在压片杆3下端与水平夹板2的上表面之间形成可供塑料片材边缘插入的间隙。参考图2和图3，塑料片材5边缘插入压片杆3下端与水平夹板2的上表面之间的间隙并到达预定位置后，压片杆位置切换气缸4的活塞杆42收缩，向外侧拉动压片杆3上端，使压片杆3下端向夹具体I内侧摆动，压片杆3下端下降并压向水平夹板2的上表面，压片杆3下端对塑料片材5边缘施加向下的压力，由压片杆3下端与水平夹板2共同将塑料片材5边缘对应的部位夹紧。随后，在拉伸过程中，塑料片材5对压片杆3下端施加作用力(该作用力为摩擦力)，同时压片杆位置切换气缸4持续保持对压片杆3上端施加向外侧的拉力，使压片杆3下端具有向夹具体I内侧摆动的趋势；在压片杆3下端向夹具体I内侧摆动的过程中，压片杆3下端对塑料片材5边缘施加的向下压力逐渐增大，更紧地将塑料片材5压向水平夹板2，从而将塑料片材5的边缘夹得更紧。由于压片杆3下端具有止转部31，当该止转部31顶住水平夹板2时(止转部31与水平夹板2之间夹有塑料片材5)，水平夹板2可阻止压片杆3下端进一步向内摆动(也就是说片材夹具中，水平夹板2与压片杆3之间具有自锁功能)，并且压片杆3下端对塑料片材5边缘施加的向下压力更大，使压片杆3下端与塑料片材5边缘之间的摩擦力更大，因而在拉伸过程中不会出现片材夹具与塑料片材边缘相脱离的情况。其他实施方案中，压片杆位置切换气缸的缸体与夹具体铰接，压片杆位置切换气缸的活塞杆与压片杆上端铰接。其他实施方案中，压片杆上的止转部也可位于压片杆下端靠内侧部位，此时止转部的下端面作为与塑料片材边缘配合的夹持面。
权利要求
1.一种塑料片材拉伸试验机的片材夹具，包括夹具体和水平夹板，水平夹板固定设于夹具体的内侧，其特征是所述片材夹具还包括压片杆以及能够驱动压片杆往复摆动的压片杆位置切换气缸，压片杆位置切换气缸安装在夹具体上，压片杆可转动安装在夹具体上，压片杆的转动轴与水平夹板的上表面相互平行，压片杆上部与压片杆位置切换气缸的活塞杆配合；压片杆下端具有止转部，所述止转部的下端面上各点与压片杆的转动轴之间的距离大于压片杆的转动轴与水平夹板的上表面之间的距离，止转部处于水平夹板的上方，并且止转部处于压片杆的转动轴的外侧。
2.根据权利要求1所述的塑料片材拉伸试验机的片材夹具，其特征是所述压片杆位置切换气缸的缸体固定安装在夹具体上，压片杆上部设有条形孔，压片杆位置切换气缸的活塞杆上设有第一销钉，该第一销钉处于所述条形孔中。
3.根据权利要求2所述的塑料片材拉伸试验机的片材夹具，其特征是所述条形孔沿压片杆上部的长度方向延伸。
4.根据权利要求1所述的塑料片材拉伸试验机的片材夹具，其特征是所述压片杆位置切换气缸的缸体与夹具体铰接，压片杆位置切换气缸的活塞杆与压片杆上端铰接。
5.根据权利要求1一 4任一项所述的塑料片材拉伸试验机的片材夹具，其特征是所述夹具体上固定设有销轴座，销轴座处于水平夹板的上方，压片杆通过定位销轴可转动安装在销轴座上；压片杆的下端处在销轴座与水平夹板之间。
全文摘要
一种塑料片材拉伸试验机的片材夹具，包括夹具体和水平夹板，水平夹板固定设于夹具体的内侧，其特征是所述片材夹具还包括压片杆以及能够驱动压片杆往复摆动的压片杆位置切换气缸，压片杆位置切换气缸安装在夹具体上，压片杆可转动安装在夹具体上，压片杆的转动轴与水平夹板的上表面相互平行，压片杆上部与压片杆位置切换气缸的活塞杆配合；压片杆下端具有止转部，所述止转部的下端面上各点与压片杆的转动轴之间的距离大于压片杆的转动轴与水平夹板的上表面之间的距离，止转部处于水平夹板的上方，并且止转部处于压片杆的转动轴的外侧。本发明结构简单紧凑，并且在拉伸塑料片材的过程中能够将塑料片材边缘可靠夹紧。
文档编号G01N3/04GK102998172SQ20121058198
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月28日 优先权日2012年12月28日
发明者蔡荣华 申请人:蔡荣华