針/齒形零件韌性測(cè)試儀設(shè)計(jì)

薛 慶

(金輪針布(江蘇)有限公司，江蘇 南通 226100)

隨著紡織、針織和非織造行業(yè)設(shè)備的升級(jí)換代，其速度和產(chǎn)量進(jìn)一步提高，越來(lái)越多的新型針/齒形零件被廣泛應(yīng)用，對(duì)其綜合性能也提出更高要求，既要有較高硬度、耐磨性，又要具有較高的韌性和抗變形能力。隨著針/齒形零件種類(lèi)和規(guī)格型號(hào)不斷增加，精梳整體錫林齒片，頂梳梳針、梳齒，各種織針、非織造用刺針以及縫紉機(jī)用針等的性能測(cè)試要求將越來(lái)越規(guī)范，測(cè)試數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)更貼近產(chǎn)品實(shí)際使用的承載狀況，且能更直觀地反映出針/齒形零件實(shí)際使用時(shí)的性能特點(diǎn)[1-3]。

1 常用針/齒形零件韌性判定方法及存在問(wèn)題

傳統(tǒng)針/齒形零件韌性測(cè)試方法有3種：一是將針/齒基部用夾具固定，用鑷子夾持齒尖部位，手工折彎，根據(jù)折彎角度判定韌性；二是用鑷子沿齒尖方向下壓，根據(jù)手感判定齒尖部位強(qiáng)度及韌性；三是采用簡(jiǎn)易工裝，用普通千分尺測(cè)砧壓齒尖變形、配合目視方式進(jìn)行測(cè)量。第3種測(cè)試方法相比前2種有所改進(jìn)。

但是，這3種方法存在以下不足。

a) 手工檢測(cè)尺寸較小的針/齒形零件，每個(gè)操作者的夾持位置、彎曲和受力部位很難保持一致，不同力度、不同操作者測(cè)試結(jié)果一致性差，無(wú)法真實(shí)體現(xiàn)齒片或齒尖部位的韌性。

b) 手工檢測(cè)對(duì)操作工的動(dòng)作規(guī)范性要求高，憑借實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行判定，無(wú)法進(jìn)行精確的定量對(duì)比分析。

c) 采用第3種方法測(cè)量時(shí)齒片接觸與分離把控較為困難，普通千分尺測(cè)砧轉(zhuǎn)動(dòng)與齒片為動(dòng)態(tài)接觸，影響測(cè)試的穩(wěn)定性和測(cè)試精度。

2.1 韌性指標(biāo)測(cè)試原理

d) 手工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大，手指易受傷。

4.1定制葉片千分尺的測(cè)砧通過(guò)線切割方式加工修正，以確保針/齒形零件的安裝空間，測(cè)砧形狀可根據(jù)被測(cè)試針/齒形零件的形狀及尺寸設(shè)計(jì)為圓錐形、球形或V形等，滿足與針/齒形零件測(cè)試部位的接觸要求。

2 針/齒形零件韌性測(cè)試原理及評(píng)價(jià)指標(biāo)

近年來(lái)，諸城市將造林綠化、美化環(huán)境作為實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要內(nèi)容，深入開(kāi)展綠滿城鄉(xiāng)五大行動(dòng)，鼓勵(lì)工商資本下鄉(xiāng)造綠，持續(xù)發(fā)力經(jīng)濟(jì)林基地建設(shè)，促進(jìn)鄉(xiāng)村振興。2017年，諸城擁有林地面積45萬(wàn)畝，林木覆蓋率、城市建成區(qū)綠化覆蓋率分別達(dá)到39.8%和44.6%。該市扎實(shí)推進(jìn)綠滿城鄉(xiāng)五大行動(dòng)，規(guī)劃布局了300多個(gè)造林綠化項(xiàng)目，注重發(fā)揮工商資本在資金、技術(shù)、管理、人力要素的優(yōu)勢(shì)，示范引領(lǐng)特色經(jīng)濟(jì)林向規(guī)?；l(fā)展。

綜上所述，在舞臺(tái)燈具表現(xiàn)手段日益增多的現(xiàn)今，不論是傳統(tǒng)燈具還是電腦搖頭燈具，它們的功能值得舞臺(tái)燈光設(shè)計(jì)工作者研究和思考。最基本的特性光斑與光束便是這個(gè)可利用性中典型的例子，通過(guò)對(duì)光斑的切割雕刻，可以表達(dá)出很多不同的情緒，也能夠跟隨情節(jié)更貼切地將時(shí)間空間傳達(dá)給觀眾。而光束的運(yùn)用，也不僅僅只停留在做造型的表面用途上，它也可以更多地去傳達(dá)時(shí)間人物的指向性，或者豐富整個(gè)舞臺(tái)空間的色彩及美感。隨著如今舞臺(tái)表演形式越來(lái)越多種多樣，舞臺(tái)燈具不只停留在傳統(tǒng)的照明以及渲染顏色的功能上，而是應(yīng)該更多地通過(guò)各種技術(shù)手段以及功能性，為作品的藝術(shù)表現(xiàn)起到更為關(guān)鍵的作用。

將測(cè)量葉片千分尺測(cè)砧接觸齒尖，并下壓齒尖直至齒尖部位斷裂時(shí)測(cè)砧的位移值，即為斷裂位移值D；葉片千分尺測(cè)砧接觸齒尖并下壓齒尖部位變形至設(shè)定數(shù)值時(shí)，保持一定時(shí)間，記錄向下變形數(shù)值X2，緩慢向上提升測(cè)砧至與齒尖接觸部位剛好分離，讀取變形值X1，即齒片彈性變形量ΔX為X2-X1，單位為毫米。

由上可見(jiàn)，“巧”“拙”字均有不少義項(xiàng)，兩個(gè)詞的較早義、引申義等均與道德倫理、心性問(wèn)題等沒(méi)有什么關(guān)系。那么問(wèn)題由此而來(lái)：“拙”、“巧”的義項(xiàng)如此之多，為何后世儒者卻偏偏把這兩個(gè)詞與道德倫理問(wèn)題聯(lián)系到一起？而且，由前文考察可知，“拙”的“質(zhì)樸、原始”義與“巧”的“人為、做作”義，都是后來(lái)才有的引申義，而非其原始義或者較早義。那么，“巧”“拙”與道德發(fā)生關(guān)聯(lián)的路徑是什么呢？

2.2 韌性測(cè)試評(píng)價(jià)指標(biāo)確定

4.4數(shù)顯葉片千分尺、工作臺(tái)、橫向移動(dòng)裝置及齒片定位機(jī)構(gòu)均為導(dǎo)體，滑動(dòng)支架的緊固螺釘緊固葉片千分尺的絕緣手柄，正極接頭與千分尺導(dǎo)電部分連接，負(fù)極接頭與支承座導(dǎo)電部分連接，便于光電顯示裝置設(shè)置。

為了更好地衡量針/齒形零件韌性，實(shí)際工作中，針/齒尖工作部位受擠壓力作用產(chǎn)生變形及恢復(fù)變形的能力，筆者建立了斷裂位移值和彈性變形量的韌性指標(biāo)，以評(píng)價(jià)針/齒形零件的韌性。

3 針/齒形零件韌性測(cè)試儀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

針/齒形零件韌性測(cè)試儀結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。主要有定制葉片千分尺、底座、工作臺(tái)、橫向移動(dòng)裝置(包括支承座、滑動(dòng)支架、調(diào)節(jié)螺桿、緊固螺釘、鎖緊螺栓)、齒片定位機(jī)構(gòu)、壓板、緊固螺釘和光電顯示裝置等。

工作臺(tái)上部針/齒形零件夾具可根據(jù)零件外形及尺寸設(shè)置；固定定位塊和活動(dòng)定位塊作用不同，當(dāng)齒片定位壓緊后活動(dòng)定位塊可移開(kāi)，便于葉片千分尺測(cè)砧測(cè)試齒尖部位[5-7]。齒片定位結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

〔設(shè)計(jì)意圖：此環(huán)節(jié)是本節(jié)作文訓(xùn)練課的重點(diǎn)，結(jié)合教師提供的作文范例，具體訓(xùn)練，歸納方法，落實(shí)“言之有物，言之有序，言之有情，言之有趣”的訓(xùn)練目標(biāo)。〕

①治愈：吞咽障礙消失，可正常進(jìn)食，飲水試驗(yàn)1級(jí)。②有效：吞咽障礙顯著改善，可口腔置管后進(jìn)食，飲水試驗(yàn)2級(jí)。③無(wú)效：吞咽障礙無(wú)改善，需間歇經(jīng)口腔進(jìn)食，飲水試驗(yàn)3級(jí)。

4 關(guān)鍵部位設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在核心數(shù)據(jù)庫(kù)中，每個(gè)元數(shù)據(jù)都對(duì)應(yīng)了一個(gè)數(shù)據(jù)模式，剛開(kāi)始創(chuàng)建數(shù)據(jù)集的時(shí)候，應(yīng)該先把相同的文件模式進(jìn)行解析，并把獲得的數(shù)據(jù)加入到數(shù)據(jù)元庫(kù)中。在入庫(kù)的過(guò)程中還應(yīng)該提供詳細(xì)的日志信息，對(duì)數(shù)據(jù)的類(lèi)型、格式以及時(shí)間等內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，達(dá)到大幅度提高數(shù)據(jù)錄入的效率和準(zhǔn)確性[4]。

橫向移動(dòng)裝置包括固定在底座上的支承座，支承座的上端連接滑動(dòng)支架，滑動(dòng)支架內(nèi)螺紋連接調(diào)節(jié)螺桿，滑動(dòng)支架的底部與支承座的上表面通過(guò)設(shè)置滑軌和滑槽進(jìn)行導(dǎo)向。

4.2橫向移動(dòng)裝置的滑動(dòng)支架內(nèi)，采用細(xì)牙M18螺紋連接調(diào)節(jié)螺桿，以滿足橫向調(diào)節(jié)的精度要求。

圖3是定制數(shù)顯葉片千分尺，通過(guò)緊固螺釘固定在滑動(dòng)支架上，滑動(dòng)支架上部設(shè)置有鎖緊螺栓，通過(guò)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)螺桿，使滑動(dòng)支架在滑軌和滑槽的作用下左右移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)顯葉片千分尺左右移動(dòng)進(jìn)行測(cè)量位置的調(diào)節(jié)。圖4為光電顯示裝置原理圖。

4.3工作臺(tái)上的針/齒形零件裝夾，可根據(jù)針/齒形零件的形狀特點(diǎn)設(shè)計(jì)專(zhuān)用夾具，滿足定位精度要求，裝夾牢固可靠。

斷裂韌性表征材料阻止裂紋擴(kuò)展的能力，是度量材料韌性的一個(gè)定量指標(biāo)。常用的壓痕法(IM)、拉伸試驗(yàn)及沖擊韌性試驗(yàn)[4]，均不經(jīng)濟(jì)、不方便，且與形狀尺寸較小的針/齒形零件實(shí)際使用狀態(tài)存在較大差異，難以高效準(zhǔn)確地反映針/齒形零件實(shí)際使用時(shí)的性能特點(diǎn)。

4.5采用葉片千分尺替代普通外徑千分尺，葉片千分尺的測(cè)砧僅作縱向上下位移，測(cè)砧無(wú)軸向轉(zhuǎn)動(dòng)，測(cè)砧與被測(cè)齒部為靜態(tài)接觸，有利于測(cè)砧與齒片測(cè)試部位接觸的穩(wěn)定性，提高測(cè)試精度。

4.6采用葉片千分尺，斷裂位移值與彈性變形量的測(cè)試精度可達(dá)0.01 mm。

5 使用方法

5.1 斷裂位移值測(cè)試

如圖1和圖2所示，首先松開(kāi)工作臺(tái)壓板，將被測(cè)齒片放置在活動(dòng)定位塊和固定定位塊之間，再通過(guò)壓板將被測(cè)齒片壓緊固定，移開(kāi)活動(dòng)定位塊，微松橫向移動(dòng)裝置鎖緊螺栓，轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)螺桿，調(diào)整數(shù)顯葉片千分尺測(cè)砧位置至要求的、與齒片齒尖間的橫向位置，通過(guò)鎖緊螺栓鎖緊滑動(dòng)支架，完成齒片裝夾和測(cè)量位置調(diào)節(jié)。接著轉(zhuǎn)動(dòng)快速驅(qū)動(dòng)手輪，使測(cè)砧接近被測(cè)齒片齒尖部位時(shí)，改用微調(diào)驅(qū)動(dòng)滾花筒，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)驅(qū)動(dòng)滾花筒至與齒尖部位接觸，電路接通、指示燈亮，按歸零按鈕使液晶顯示屏顯示值歸零，慢慢轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)驅(qū)動(dòng)滾花筒，測(cè)砧下壓至齒尖部位斷裂，電路斷開(kāi)、指示燈滅，讀取液晶顯示屏讀數(shù)，即為齒片斷裂位移值D。

3.2.3 探索主題特色文化農(nóng)莊建設(shè)。張掖市是古絲綢之路重鎮(zhèn)，亦是現(xiàn)代絲綢之路節(jié)點(diǎn)城市之一，文化積淀博大、厚重，全市五縣一區(qū)都各自具有非常豐富多彩的地域文化內(nèi)涵。因此，張掖市鄉(xiāng)村文化建設(shè)應(yīng)充分考慮因地制宜的鄉(xiāng)村文化發(fā)展思路，結(jié)合各縣區(qū)鄉(xiāng)村的民俗、節(jié)日、飲食文化等特色，從中挖掘經(jīng)典的傳統(tǒng)文化元素，嘗試建立民俗文化主題特色農(nóng)莊、美食主題特色文化農(nóng)莊等。根據(jù)鄉(xiāng)村所處的地理位置、鄉(xiāng)村文化特征、文化風(fēng)俗、鄉(xiāng)村文化建設(shè)需求等，發(fā)掘適合各自的發(fā)展主題。找準(zhǔn)定位、整合資源、優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，充分利用各具特色的文化農(nóng)莊進(jìn)行鄉(xiāng)村文化、鄉(xiāng)村精神的傳承發(fā)展，彰顯張掖市鄉(xiāng)村文化建設(shè)特色。

5.2 彈性恢復(fù)殘余變形量測(cè)試

齒片固定及位置調(diào)節(jié)操作同5.1所述。接著轉(zhuǎn)動(dòng)快速驅(qū)動(dòng)手輪，使測(cè)砧接近被測(cè)齒片齒尖部位時(shí)，改用微調(diào)驅(qū)動(dòng)滾花筒，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)驅(qū)動(dòng)滾花筒至與齒尖部位接觸，電路接通、指示燈亮，按歸零按鈕使液晶顯示屏顯示值歸零，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)驅(qū)動(dòng)滾花筒，測(cè)砧下壓齒尖部位變形至設(shè)定數(shù)值，保持一定時(shí)間，記錄液晶顯示屏數(shù)值X2，緩慢反向轉(zhuǎn)動(dòng)微調(diào)驅(qū)動(dòng)滾花筒，測(cè)砧與齒尖接觸部位分離、指示燈滅，記錄液晶顯示屏數(shù)值X1，即齒片彈性變形量ΔX為X2-X1。

6 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及光電接觸顯示裝置，使調(diào)試過(guò)程簡(jiǎn)單，員工操作技能要求大幅降低，只需更換工作臺(tái)夾持工裝，即可完成同類(lèi)型針/齒形零件的批量測(cè)試或抽檢。該測(cè)試儀具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)試精度高，操作簡(jiǎn)單、方便、快捷等優(yōu)點(diǎn)；測(cè)試狀態(tài)更貼近針/齒形零件實(shí)際使用狀態(tài)，適用于小型針/齒形零件韌性測(cè)試，以及紡織、針織行業(yè)針/齒形零件、縫紉機(jī)針及非織造行業(yè)刺針等的斷裂位移值和彈性恢復(fù)殘余變形量的測(cè)試。經(jīng)使用驗(yàn)證，該測(cè)試儀能較好地指導(dǎo)生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量控制、材料選用和熱處理工藝改進(jìn)(本設(shè)計(jì)已獲實(shí)用新型國(guó)家專(zhuān)利，專(zhuān)利號(hào)：ZL 2019 21843543.4)。