本发明涉及金属材料检测取样技术领域，特别提供一种药型罩的高效快速取样用辅具及取样方法。
背景技术：
药型罩作为破甲战斗部的核心部件，其材料和性能对战斗部的侵彻威力有重要影响。药型罩作为聚能装药战斗部的关键构件已有50多年的发展历史，现役98％的破甲弹战斗部采用纯铜药型罩。
随着新一代爆炸式反应装甲、陶瓷装甲、复合装甲的发展，纯铜药型罩已不能满足高性能战斗部研制需求。近年来，国外已经陆续开发成功钽合金、钨合金、铀合金等高密度功能性药型罩材料。
大量弹道试验研究表明，不仅罩的几何尺寸及精度以及表面质量对破甲性能有影响，其晶粒的大小、晶粒的取向以及结构等内部冶金学指标对破甲性能也有很大影响。故而药型罩成型过程中，各工序组织形态和晶粒控制显得尤为重要。
所以，不论是药型罩旧型号的工艺优化还是新型号预研开发，都需要对药型罩性能进行大量的检测评估，同时需要大量的检测试样，故药型罩的高效快速取样可为药型罩的研究开发节约时间。
目前药型罩采用最多的取样方法为以下两种：一是电火花钼丝切割，该方法经程序设定后便可进行自动切割，但切割时间较长，不利于提高效率；二是采用人工手动切割，该方法效率约为电火花钼丝切割的一倍，但是耗费人力，并且所切割试样尺寸有时达不到标准甚至报废。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决现有方法在药型罩研制过程中取样效率低的问题，提供了用于带锯床加工药型罩检测试样的辅具，在不改变已有的锯床设备的基础上，可以进行快速方便易操作的试样切取方法，提高效率。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种药型罩的高效快速取样用辅具，包括：纵向切割支撑辅具及横向切割夹紧辅具；
所述纵向切割支撑辅具包括：放置块1、支撑基体ⅰ2及垫块ⅰ3；所述垫块ⅰ3上部设有支撑基体ⅰ2，所述支撑基体ⅰ2与垫块ⅰ3通过燕尾键槽连接方式4连接；所述支撑基体ⅰ2上表面中部开设有凹槽2a，所述凹槽2a内设有放置块1，所述放置块1与支撑基体ⅰ2通过键槽连接方式5连接；所述放置块1上表面中部开设有半圆形凹槽1a；所述纵向切割支撑辅具用于纵向切割时支撑与固定药型罩加工杆一端；
所述横向切割夹紧辅具包括：2个顶杆6、支撑基体ⅱ7及垫块ⅱ8；所述垫块ⅱ8上部设有支撑基体ⅱ7，所述支撑基体ⅱ7与垫块ⅱ8通过燕尾键槽连接方式4连接；所述支撑基体ⅱ7开设有贯通左右两侧的通孔，所述支撑基体ⅱ7前侧面设有与通孔连通的带有圆弧形凹槽7a的开口7b；所述2个顶杆6为倒t型，对称插入在支撑基体ⅱ7的通孔两端；所述顶杆6的插入端粘接有硬橡胶9，外部通过弹簧10与支撑基体ⅱ7左右两侧面连接；所述横向切割夹紧辅具用于横向切割时夹紧与固定药型罩。
为了进一步实现本发明的目的，本发明还提供了一种使用上述辅具进行药型罩的高效快速取样方法，包括以下步骤：
步骤一：将制备好的药型罩毛坯件进行表面清洁去油去渍，保证无飞边、毛刺；
步骤二：通过锯床手轮调节夹紧距离，夹紧距离大于药型罩纵向水平长度l即可；
步骤三：根据药型罩加工杆半径r选择放置块1，根据药型罩加工杆底端到水平面高度h，确定垫块ⅰ3，而后将清理好的药型罩纵向放置于锯床置样台上，药型罩加工杆一端放置于纵向切割支撑辅具中的半圆形凹槽1a处用于固定位置，纵向切割支撑辅具右侧紧靠锯床右钳；
步骤四：调节药型罩的锯切位置，进行紧钳，选择锯切速度为35-45m/min，锯切效率为20-30cm2/min，切割至药型罩加工杆上端部时退锯，松钳；
步骤五：根据所取试样宽度水平调整药型罩锯切位置，重复步骤四；
步骤六：纵向锯切完成后，调节横向切割夹紧辅具高度h1与h相同，将步骤五后药型罩旋转90°横向放置，药型罩加工杆置于横向切割夹紧辅具的圆弧形凹槽7a处，步骤五切割终点位置为该步的切割位置，进行紧钳，选择锯切速度为35-45m/min，锯切效率为20-30cm2/min，切割完成后松钳；
步骤七：步骤六切取完成的试样块呈长方体状，便可用锯床灵活切取尺寸；根据检测要求，将步骤六切好的方体状试样块进行进一步切割成所需尺寸要求；
步骤八：取样完毕后将辅具取下，以备下次使用。
本发明具有以下有益的效果：
(1)利用纵向切割支撑辅具及横向切割夹紧辅具，采用锯床对空锥形药型罩进行取样，无需对锯床进行改造，操作简便，提升效率。
(2)相比于传统两种取样方法：一是与电火花钼丝切割相比，切割速度快，效率约是钼丝切割的3-4倍；与手锯人工切割相比，减少人工误差提高取样精度，减少人工劳动强度，提高切割效率，效率约是人工切割1.5-3倍。
(3)辅具配有高度调节部分，针对不同型号药型罩更换垫块高度，垫块与支撑基体采用燕尾键槽连接方式连接，连接紧密可靠；该辅具具有灵活、快捷且易操作的特性。
(4)纵向切割支撑辅具中用于固定药型罩加工杆端的放置块与支撑基体ⅰ采用键槽连接方式连接，可根据不同型号药型罩灵活更换，操作简便。
(5)横向切割夹紧辅具顶杆端部采用硬橡胶，与顶杆进行粘接，可以避免紧钳过程中顶杆材质过硬对药型罩加工杆造成损坏。
(6)横向切割夹紧辅具中顶杆与支撑基体ⅱ外部用弹簧连接，锯切完成松钳后顶杆在弹簧作用下可自动复位，省时省力。
附图说明
图1为本发明中药型罩毛坯件示意图：l为药型罩纵向水平长度，r为药型罩加工杆半径，h为药型罩加工杆底端到水平面高度；
图2为本发明中纵向切割支撑辅具的结构示意图；
图3为本发明中横向切割夹紧辅具的结构示意图；
图4为图3中顶杆6与支撑基体ⅱ7插入连接处的剖视图；
图5为本发明中燕尾键槽连接方式4及键槽连接方式5的示意图；
图中：1、放置块；1a、半圆形凹槽；2、支撑基体ⅰ；2a、凹槽；3、垫块ⅰ；4、燕尾键槽连接方式；5、键槽连接方式；6、顶杆；7、支撑基体ⅱ；7a、圆弧形凹槽；7b、开口；8、垫块ⅱ；9、硬橡胶；10、弹簧。
具体实施方式
为使本发明更加清楚明白，下面结合附图对本发明的一种药型罩的高效快速取样用辅具及取样方法进一步说明。
实施例1
如图1-5所示，一种药型罩的高效快速取样用辅具，包括：纵向切割支撑辅具及横向切割夹紧辅具。
纵向切割支撑辅具包括：放置块1、支撑基体ⅰ2及垫块ⅰ3；垫块ⅰ3上部设有支撑基体ⅰ2，支撑基体ⅰ2与垫块ⅰ3通过燕尾键槽连接方式4连接；支撑基体ⅰ2上表面中部开设有凹槽2a，凹槽2a内设有放置块1，放置块1与支撑基体ⅰ2通过键槽连接方式5连接；放置块1上表面中部开设有半圆形凹槽1a；纵向切割支撑辅具用于药型罩纵向切割时支撑与固定药型罩加工杆一端，放置块1上的半圆型凹槽1a的半径r与所要放置药型罩加工杆半径r相匹配，根据不同型号药型罩可灵活更换放置块1，支撑基体ⅰ2及放置块1两部分采用键槽连接方式5进行连接组合，垫块ⅰ3用于调整药型罩加工杆一端高度，为保证试样的精准度，纵向切割时药型罩需纵向水平放置，选择合适高度的垫块ⅰ3可实现h与h相等，从而实现切割件的水平放置，垫块ⅰ3与支撑基体ⅰ2采用燕尾键槽连接方式4连接。
横向切割夹紧辅具包括：2个顶杆6、支撑基体ⅱ7及垫块ⅱ8；垫块ⅱ8上部设有支撑基体ⅱ7，支撑基体ⅱ7与垫块ⅱ8通过燕尾键槽连接方式4连接；支撑基体ⅱ7开设有贯通左右两侧的通孔，支撑基体ⅱ7前侧面设有与通孔连通的带有圆弧形凹槽7a的开口7b；2个顶杆6为倒t型，对称插入在支撑基体ⅱ7的通孔两端；顶杆6的插入端粘接有硬橡胶9，外部通过弹簧10与支撑基体ⅱ7左右两侧面连接；横向切割夹紧辅具用于横向切割时夹紧与固定药型罩，圆弧形凹槽7a用于固定和放置药型罩加工杆，在锯床紧钳时，推动顶杆6即可实现夹紧工序，松钳后，在弹簧10作用下，顶杆6即可马上复位，选择合适高度的垫块ⅱ8使h1与h相等，从而实现切割件的水平放置，垫块ⅱ8与支撑基体ⅱ7采用燕尾键槽连接方式4连接。
实施例2
本实施例提供了一种使用实施例1所述辅具进行药型罩拉伸试样车削成型前的预切试样切取的方法。
以长度l为220mm，高度h为90mm，加工杆半径30mm的药型罩为例，所要切割的试样为拉伸试样车削成型前的预切试样，尺寸为15mm×60mm×药型罩壁厚的长方体，数量为5个。
包括以下步骤：
步骤一：将制备好的药型罩毛坯件进行表面清洁去油去渍，保证无飞边、毛刺；
步骤二：以试样宽度15mm为单位，将药型罩等分划线；
步骤三：通过锯床手轮调节夹紧距离，夹紧距离略大于药型罩纵向水平长度220mm；
步骤四：根据药型罩加工杆半径30mm选择可更换放置块1，根据药型罩加工杆底端到水平面高度90mm，确定垫块ⅰ3，而后将清理好的药型罩纵向放置于锯床置样台上，药型罩加工杆一端放置于纵向切割支撑辅具中的半圆形凹槽1a处用于固定位置，纵向切割支撑辅具右侧紧靠锯床右钳；
步骤五：根据步骤二所划线调节药型罩的锯切位置，进行紧钳，选择锯切速度为35-45m/min，锯切效率为20-30cm2/min，切割至药型罩加工杆上端部时退锯，松钳；
步骤六：根据步骤二所划线路水平调整药型罩锯切位置，重复步骤五。
步骤七：纵向锯切完成后，调节横向切割夹紧辅具高度h1＝90mm，将步骤六后药型罩旋转90°横向放置，药型罩加工杆置于横向切割夹紧辅具的圆弧形凹槽7a处，步骤六切割终点位置为该步的切割位置，进行紧钳，选择锯切速度为35-45m/min，锯切效率为20-30cm2/min，切割完成后松钳；
步骤八：步骤七切取完成的试样块为宽度15mm的长方体状，根据检测要求，将步骤七切好的方体状试样块进行进一步切割成长为60mm的预切试样；
步骤九：用砂纸将试样毛边打磨，做好标记以备下道工序进行加工；
步骤十：取样完毕后将辅具取下，以备下次使用。
实施例3
本实施例提供了一种使用实施例1所述辅具进行药型罩晶粒度检测试样切取的方法。
以长度l为220mm，高度h为90mm，加工杆半径30mm的药型罩为例，所要切割的试样为药型罩晶粒度检测试样，数量为6个，要求在药型罩对称位置各取一块长方体，在长方体对应的药型罩口、中、顶部三个部位各取一块尺寸为12mm×12mm×药型罩壁厚金属块。
包括以下步骤：
步骤一：将制备好的药型罩毛坯件进行表面清洁去油去渍，保证无飞边、毛刺；
步骤二：以试样宽度12mm为单位，分别在药型罩对称的位置划线；
步骤三：通过锯床手轮调节夹紧距离，夹紧距离略大于药型罩纵向长度220mm；
步骤四：根据药型罩加工杆半径30mm选择放置块1，根据药型罩加工杆底端到水平面高度90mm，确定垫块ⅰ3，而后将清理好的药型罩纵向放置于锯床置样台上，药型罩加工杆一端放置于纵向切割支撑辅具中的半圆形凹槽1a处用于固定位置，纵向切割支撑辅具右侧紧靠锯床右钳；
步骤五：根据步骤二所划线调节药型罩的锯切位置，进行紧钳，选择锯切速度为35-45m/min，锯切效率为20-30cm2/min，切割至药型罩加工杆上端部时退锯，松钳；
步骤六：根据步骤二所划线路水平调整药型罩锯切位置，重复步骤五。
步骤七：纵向锯切完成后，调节横向切割夹紧辅具高度h1＝90mm，将步骤六后药型罩旋转90°横向放置，药型罩加工杆置于横向切割夹紧辅具的圆弧形凹槽7a处，步骤六切割终点位置为该步的切割位置，进行紧钳，选择锯切速度为35-45m/min，锯切效率为20-30cm2/min，切割完成后松钳；
步骤八：步骤七切取完成的试样块为2块宽度12mm的长方体状，根据尺寸要求，分别在步骤七切好的长方体块的对应位置切取口、中、顶部试样块；
步骤九：用砂纸将试样毛边打磨，做好标记以备下道工序进行加工；
步骤十：取样完毕后将辅具取下，以备下次使用。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
1.一种药型罩的高效快速取样用辅具，其特征在于，包括：纵向切割支撑辅具及横向切割夹紧辅具；
所述纵向切割支撑辅具包括：放置块(1)、支撑基体ⅰ(2)及垫块ⅰ(3)；所述垫块ⅰ(3)上部设有支撑基体ⅰ(2)，所述支撑基体ⅰ(2)与垫块ⅰ(3)通过燕尾键槽连接方式(4)连接；所述支撑基体ⅰ(2)上表面中部开设有凹槽(2a)，所述凹槽(2a)内设有放置块(1)，所述放置块(1)与支撑基体ⅰ(2)通过键槽连接方式(5)连接；所述放置块(1)上表面中部开设有半圆形凹槽(1a)；
所述横向切割夹紧辅具包括：2个顶杆(6)、支撑基体ⅱ(7)及垫块ⅱ(8)；所述垫块ⅱ(8)上部设有支撑基体ⅱ(7)，所述支撑基体ⅱ(7)与垫块ⅱ(8)通过燕尾键槽连接方式(4)连接；所述支撑基体ⅱ(7)开设有贯通左右两侧的通孔，所述支撑基体ⅱ(7)前侧面设有与通孔连通的带有圆弧形凹槽(7a)的开口(7b)；所述2个顶杆(6)为倒t型，对称插入在支撑基体ⅱ(7)的通孔两端；所述顶杆(6)的插入端粘接有硬橡胶(9)，外部通过弹簧(10)与支撑基体ⅱ(7)左右两侧面连接。
2.一种根据权利要求1所述的药型罩的高效快速取样用辅具的取样方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将制备好的药型罩毛坯件进行表面清洁去油去渍，保证无飞边、毛刺；
步骤二：通过锯床手轮调节夹紧距离，夹紧距离大于药型罩纵向水平长度l即可；
步骤三：根据药型罩加工杆半径r选择放置块(1)，根据药型罩加工杆底端到水平面高度h，确定垫块ⅰ(3)，而后将清理好的药型罩纵向放置于锯床置样台上，药型罩加工杆一端放置于纵向切割支撑辅具中的半圆形凹槽(1a)处用于固定位置，纵向切割支撑辅具右侧紧靠锯床右钳；
步骤四：调节药型罩的锯切位置，进行紧钳，选择锯切速度为35-45m/min，锯切效率为20-30cm2/min，切割至药型罩加工杆上端部时退锯，松钳；
步骤五：根据所取试样宽度水平调整药型罩锯切位置，重复步骤四；
步骤六：纵向锯切完成后，调节横向切割夹紧辅具高度h1与h相同，将步骤五后药型罩旋转90°横向放置，药型罩加工杆置于横向切割夹紧辅具的圆弧形凹槽(7a)处，步骤五切割终点位置为该步的切割位置，进行紧钳，选择锯切速度为35-45m/min，锯切效率为20-30cm2/min，切割完成后松钳；
步骤七：步骤六切取完成的试样块呈长方体状，便可用锯床灵活切取尺寸；根据检测要求，将步骤六切好的方体状试样块进行进一步切割成所需尺寸要求；
步骤八：取样完毕后将辅具取下，以备下次使用。
技术总结