CN101417406B - 金相自动研磨抛光机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种金相自动研磨抛光机，包括电气控制单元、液压单元、冷却水单元、抛光主轴单元、旋转磨盘单元，抛光主轴单元(1)置于旋转磨盘单元(2)的上方。抛光主轴单元(1)与旋转磨盘单元(2)分别采用独立的电机进行转动控制，并且通过电气控制单元控制输出加工参数作用到抛光主轴单元(1)上，来实现对铝合金、钛铝合金、铌硅合金等高硬度金属进行表面研磨抛光处理。

Description

金相自动研磨抛光机

技术领域

本发明涉及一种研磨抛光机，更特别地说，是指一种能够对铝合金、钛铝合金、铌硅合金等高硬度金属进行表面研磨抛光处理的金相自动研磨抛光机。

背景技术

金相观察是进行金属材料或合金性能研究的重要手段，是进行材料加工、制定热处理工艺的重要参考数据。金相试样的制备质量直接影响金相观察的结果。

通常的金相试样抛光机结构中，电机带动磨盘旋转，转速较快，一般设有一个或几个固定转速，工作时需手持试样或载料块，在砂纸或者抛光布上进行研磨抛光。这种抛光机主要研磨硬度较低的金属或者陶瓷试样，结构简单，操作方便。由于人工手持试样，易造成试样磨偏，磨削量也难于精确控制。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够对高硬度金属进行表面研磨抛光处理的金相自动研磨抛光机，该金相自动研磨抛光机包括有电气控制单元、冷却水控制单元、抛光主轴单元、旋转磨盘单元。本发明金相自动研磨抛光机根据待加工试样的材料性能，通过电气控制单元控制输出加工参数作用到抛光主轴单元上，来实现对铝合金、钛铝合金、铌硅合金等高硬度金属进行表面研磨抛光处理。

本发明的一种能够对高硬度金属进行表面研磨抛光处理的金相自动研磨抛光机，包括电气控制单元、液压单元、冷却水单元、抛光主轴单元、旋转磨盘单元，其特征在于：抛光主轴单元(1)置于旋转磨盘单元(2)的上方，且抛光主轴单元(1)与旋转磨盘单元(2)之间设有A支撑柱(12)、B支撑柱(13)，A支撑柱(12)的上端安装在导轨板(14)的左端，A支撑柱(12)的下端安装在底板(11)的左端，B支撑柱(13)的上端安装在导轨板(14)的右端，B支撑柱(13)的下端安装在底板(11)的右端；手轮(15)与丝杠(16)的一端连接，丝杠(16)安装在导轨板(14)上；

抛光主轴单元(1)的外部设有外壳，外壳的下端与导轨板(14)固定；试样夹具(101)、下拉套(102)置于外壳的下方外部，且试样夹具(101)的上端凸起套接在下拉套(102)的下端孔内，下拉套(102)的上端套接在主轴(104)上；

主轴(104)上先安装下轴承(106)、上轴承(107)，然后在主轴(104)的外部套装轴套(103)，轴套(103)的下端安装在导轨板(14)上，轴套(103)的上端安装在液压架(109)上，且轴套(103)的外部套接有压簧(105)；

A压杆(113)的一端、B压杆(114)的一端分别安装在液压架(109)上，A压杆(113)的另一端插入A气缸(111)中，B压杆(114)的另一端插入B气缸(112)中，A气缸(111)、B气缸(112)分别安装在导轨板(14)上；

A电机(115)安装在液压架(109)上，A电机(115)的输出轴上连接有变频器(108)，变频器(108)与主轴(104)的上端连接；

旋转磨盘单元(2)包括有磨盘、载物台(201)、转动轴(202)、B电机(204)、从动带轮(203)、主动带轮(205)、传输带(206)，磨盘安装在载物台(201)上，载物台(201)的中心位置设有凹槽，载物台(201)的底部与转动轴(202)的上端活动连接，转动轴(202)上套接有从动带轮(203)，转动轴(202)的下端通过轴承安装在底板(11)上，从动带轮(203)与主动带轮(205)之间连接有传输带(206)，主动带轮(205)通过联轴器连接在B电机(204)的输出轴上。

本发明金相自动研磨抛光机的优点：(1)抛光主轴单元采用气缸带动压力杆的升降运动，减小了试样与磨盘之间的间隙。(2)抛光主轴单元采用气缸、电机、丝杠的组合旋转运动，提高了试样与磨盘之间的研磨精度。(3)旋转磨盘单元采用电机、皮带、带轮的传动方式，提高了转动轴的升降精度。

附图说明

图1是本发明金相自动研磨抛光机的主视图。

图2是本发明金相自动研磨抛光机的左视图。

图中：       1.抛光主轴单元     101.试样夹具      102.下拉套     103.轴套

104.主轴     105.压簧           106.下轴承        107.上轴承     108.变速器

109.液压架   111.A气缸          112.B气缸         113.A压力杆    114.B压力杆

115.A电机    2.旋转磨盘单元     201.载物台        202.转动轴     203.从动带轮

204.B电机    205.主动带轮       206.传输带        11.底板        12.A支撑柱

13.B支撑柱   14.导轨板          15.手轮           16.丝杠

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。

本发明是一种能够对铝合金、钛铝合金、铌硅合金等高硬度金属进行表面研磨抛光处理的金相自动研磨抛光机，该金相自动研磨抛光机包括有电气控制单元、液压单元、冷却水单元、抛光主轴单元、旋转磨盘单元，且抛光主轴单元与旋转磨盘单元为分体结构。

在本发明中，电气控制单元采用PLC(可编程逻辑控制器)进行控制，具有良好的人机界面，能够对不同种类的金属或合金进行研磨和抛光。具有无级调速的功能，能够适应硬度不同的材料。润滑剂和冷却水能够方便的通过PLC(可编程逻辑控制器)调节，试样夹具101的旋转速度和研磨时间也可以通过PLC(可编程逻辑控制器)进行设定。具有可编程功能，具备研磨工艺数据库，可以储存不同金属或合金材料的研磨参数。可以方便的与电脑进行连接，对机器硬件的参数以及工艺数据库进行升级。

在本发明中，液压单元能够带动轴套(下轴承106、上轴承107)在压杆运动方向上作垂直运动，从而实现主轴104的上升与下降。所述液压单元由A气缸111与A压杆113、B气缸112与B压杆114组成，A气缸111与A压杆113为一组液压源，B气缸112与B压杆114为另一组液压源。两组液压源安装在主轴104的两侧，且A压杆113、B压杆114分别安装在液压架109上，A气缸111、B气缸112分别安装在导轨板14上。液压单元下降运动的压力可以通过电气控制单元上的减压阀进行调节，压力表显示的为向下运动的压力，单位为MPa。电磁阀在正常状态下为常开，可以通过调节节流阀进行气流量的调整。当闭合的时候，压缩空气通过电磁阀进入气缸，实现气缸的运动。气缸的上升和下降运动的速度可以通过节流阀进行一定的调整，但是要达到预期的运动稳定性要进行软件和硬件的协同作用。上升的速度与节流阀直接相关，调节节流阀可以在一定程度上调节气缸的运动情况。当设备没有通电时，气缸内没有压缩空气，气缸的自身重量将与压簧105的支撑作用平衡，停留在中间位置。压缩空气进入气缸前，经过油水分离器的处理，基本可以保证气体清洁。

在本发明中，冷却水控制单元用于提供抛光主轴单元与旋转磨盘单元进行试样研磨时所需的润滑性。该冷却水控制单元受控于电气控制单元输出的指令。

参见图1所示的抛光主轴单元与旋转磨盘单元的主视图，即是本发明金相自动研磨抛光机的机械结构部分。在本发明中，机械结构部分中包括有提供动力源的电机、气缸、以及让抛光主轴单元横向运动的手轮与丝杠的组合。

抛光主轴单元1置于旋转磨盘单元2的上方，且抛光主轴单元1与旋转磨盘单元2之间设有A支撑柱12、B支撑柱13，A支撑柱12的上端安装在导轨板14的左端，A支撑柱12的下端安装在底板11的左端，B支撑柱13的上端安装在导轨板14的右端，B支撑柱13的下端安装在底板11的右端；手轮15与丝杠16的一端连接，丝杠16安装在导轨板14上；在手轮15的调节下带动丝杠16的横向(左右)运动来调节抛光主轴单元1在横向方向上的距离微调。

抛光主轴单元1的外部设有外壳，外壳的下端与导轨板14固定；试样夹具101、下拉套102置于外壳的下方外部，且试样夹具101的上端凸起套接在下拉套102的下端孔内，下拉套102的上端套接在主轴104上；在本发明中，试样夹具101用于将试样固定夹紧，在A电机115带动主轴104作旋转运动的条件下，使得试样也作旋转运动，试样在转动过程与磨盘单元2中的研磨介质接触，使自身表面被抛光。主轴104上先安装下轴承106、上轴承107，然后在主轴104的外部套装轴套103，轴套103的下端安装在导轨板14上，轴套103的上端安装在液压架109上，轴套103的外部套接有压簧105，压簧105在A气缸111与A压杆113、B气缸112与B压杆114的上升与下降运动中实现压簧105的伸长与收缩，压簧105的随动能够实现试样夹具101与磨盘之间的缓慢接触；轴套103的外部设有A气缸111、A压杆113、B气缸112、B压杆114，A气缸111与A压杆113为一组液压源，B气缸112与B压杆114为另一组液压源，A压杆113的一端、B压杆114的一端分别安装在液压架109上，A压杆113的另一端插入A气缸111中，B压杆114的另一端插入B气缸112中，A气缸111、B气缸112分别安装在导轨板14上。抛光主轴单元1从下至上分布有试样夹具101、下拉套102、主轴104、下轴承106、上轴承107、轴套103、压簧105、变频器108、A电机115、液压架109。试样夹具101、下拉套102、主轴104、下轴承106、上轴承107、轴套103、压簧105的连接(装配)构成研磨抛光的运动组件。A电机115安装在液压架109上，A电机115的输出轴上连接有变频器108，变频器108与主轴104的上端连接。

旋转磨盘单元2包括有磨盘、载物台201、转动轴202、B电机204、从动带轮203、主动带轮205、传输带206，磨盘安装在载物台201上，载物台201的中心位置设有凹槽，载物台201的底部与转动轴202的上端活动连接，转动轴202上套接有从动带轮203，转动轴202的下端通过轴承安装在底板11上，从动带轮203与主动带轮205之间连接有传输带206，主动带轮205通过联轴器连接在B电机204的输出轴上。

本发明设计的金相研磨抛光机的上部分抛光主轴单元1中的主轴104用A电机15进行支撑(即A电机115安装在液压架109上，液压架109设置在抛光主轴单元1的顶部)。A电机15通过与变频器108的配合使用具有无极调速的能力。但由于电机特性的原因，电机转速应控制在400r/min。可以保证足够电机扭矩的输出。

试样夹具盘101与主轴104连接，主轴104上采用轴承与轴套的配合，使得轴套103可以上下滑动，达到升降试样夹具盘101的目的。轴套103的下端安装在一个可以水平滑动的金属导轨板14上。

导轨板14由A支撑柱12、B支撑柱13支撑，可以通过旋转手轮15达到调节偏心距的目的。调节完毕后，可以用两个五星把手进行固定，防止偏心位置的移动。研磨抛光的运动组件在轴套103与A电机115作用下，可以通过气缸实现升降运动，这部分垂直可移动的重量通过压簧105进行支撑。

在本发明中，A电机115、B电机204采用交流伺服电机。

金相自动研磨抛光机是一种由PLC(可编程逻辑控制器)控制的集研磨和抛光于一体的自动化机器。研磨和抛光通过试样夹具盘和磨盘的偏心旋转来实现的。

Claims (3)

1.一种金相自动研磨抛光机，包括电气控制单元、液压单元、冷却水单元、抛光主轴单元、旋转磨盘单元，其特征在于：抛光主轴单元(1)置于旋转磨盘单元(2)的上方，且抛光主轴单元(1)与旋转磨盘单元(2)之间设有A支撑柱(12)、B支撑柱(13)，A支撑柱(12)的上端安装在导轨板(14)的左端，A支撑柱(12)的下端安装在底板(11)的左端，B支撑柱(13)的上端安装在导轨板(14)的右端，B支撑柱(13)的下端安装在底板(11)的右端；手轮(15)与丝杠(16)的一端连接，丝杠(16)安装在导轨板(14)上；

抛光主轴单元(1)的外部设有外壳，外壳的下端与导轨板(14)固定；试样夹具(101)、下拉套(102)置于外壳的下方外部，且试样夹具(101)的上端凸起套接在下拉套(102)的下端孔内，下拉套(102)的上端套接在主轴(104)上；

主轴(104)上先安装下轴承(106)、上轴承(107)，然后在主轴(104)的外部套装轴套(103)，轴套(103)的下端安装在导轨板(14)上，轴套(103)的上端安装在液压架(109)上，且轴套(103)的外部套接有压簧(105)；

A压杆(113)的一端、B压杆(114)的一端分别安装在液压架(109)上，A压杆(113)的另一端插入A气缸(111)中，B压杆(114)的另一端插入B气缸(112)中，A气缸(111)、B气缸(112)分别安装在导轨板(14)上；

A电机(115)安装在液压架(109)上，A电机(115)的输出轴上连接有变频器(108)，变频器(108)与主轴(104)的上端连接；

旋转磨盘单元(2)包括有磨盘、载物台(201)、转动轴(202)、B电机(204)、从动带轮(203)、主动带轮(205)、传输带(206)，磨盘安装在载物台(201)上，载物台(201)的中心位置设有凹槽，载物台(201)的底部与转动轴(202)的上端活动连接，转动轴(202)上套接有从动带轮(203)，转动轴(202)的下端通过轴承安装在底板(11)上，从动带轮(203)与主动带轮(205)之间连接有传输带(206)，主动带轮(205)通过联轴器连接在B电机(204)的输出轴上。

2.根据权利要求1所述的金相自动研磨抛光机，其特征在于：试样夹具(101)、下拉套(102)、主轴(104)、下轴承(106)、上轴承(107)、轴套(103)、压簧(105)的装配构成研磨抛光的运动组件。

3.根据权利要求1所述的金相自动研磨抛光机，其特征在于：A电机(115)、B电机(204)采用交流伺服电机。

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