CN103234800B - 一种金相试样预磨机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种金相试样预磨机，包括机架、曲柄、连杆、导轨、试样夹具、滑枕、托盘和托盘升降机构，导轨平行于机架底平面，滑枕通过燕尾槽与导轨相配合连接，连杆连接曲柄与滑枕，试样夹具置于滑枕上，托盘通过三个圆形孔套在托盘立柱上，托盘与托盘升降机构中的升降螺杆固定相连；使用本发明进行预磨试样时，磨制的试样面在同一平面上，且不会出现斜面，无倾斜和塌边现象；另外，本发明滑枕的往复运动保证了试样磨痕在同一直线方向上。
Description
技术领域
本发明属于金相试样制备领域，具体涉及一种金相试样预磨机。
背景技术
在科研和实验中，人们经常借助于金相显微镜对金属材料进行显微分析和检测，以控制金属材料的组织和性能。在进行显微分析前，首先必须制备金相试样，若试样制备不当，就不能看到真实的组织，也就得不到准确的结论。金相试样制备过程包括：取样、磨制、抛光和浸蚀。磨制的目的是得到一个平整光滑的试样表面，为试样的抛光做准备。试样在磨制阶段，要求试样面受理均匀，以防止出现塌边现象；每换一次砂纸，要将试样旋转90°，与旧划痕垂直，直到旧划痕消失为止，保证新的划痕沿同一直线方向。
目前的预磨阶段可分为手工预磨和机械预磨。手工预磨也即手持试样，在砂纸上磨制，这种做法难以保证对试样进行连续高效的研磨，费时费力，且难以保证试样表面平整，无倾斜和塌边现象。机械预磨主要采用盘式预磨机，虽简化了预磨过程，提高预磨精度，但不能满足较高精度金相实验的要求，划痕不沿同一方向，手持试样磨制时不能保证试样表面不出现塌边，且现有的试样夹持装置只是针对镶嵌后的圆形试样，对于未经镶嵌的或非圆形试样则不能夹持。如公开号为CN102528612A，专利名称为“一种直线往复式预磨机”的专利，利用往复式机构使切削平面做直线往复运动，保证了表面划痕沿着同一方向，但由于金相试样由手工夹持，无法保证试样表面粗糙度的均匀，也不能以防止出现塌边现象，限制了后续阶段制备的精度。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明提供一种金相试样预磨机，其试样磨制方便，操作简单，无需手持试样，省时省力，且能保证试样磨制面在同一平面上，无倾斜和塌边现象。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种金相试样预磨机，包括机架、曲柄、连杆、导轨、试样夹具、滑枕、托盘和托盘升降机构，机架上固定放置有与机架底平面垂直的两根导轨立柱和四根圆形托盘立柱；导轨与导轨立柱固定连接，导轨平行于机架底平面；滑枕通过燕尾槽与导轨相配合连接，滑枕可在导轨上相对滑动；连杆的一端与曲柄转动连接，另一端与滑枕通过销轴转动连接；滑枕上设置有试样夹具螺杆，两者呈转动连接形式；试样夹具包括滑板、支架、固定夹口、活动夹口和夹口螺杆；固定夹口通过支架与滑板固定相连，固定夹口与滑板平行；活动夹口呈L型，活动夹口底平面与固定夹口的底平面紧贴，活动夹口的侧面与夹口螺杆转动连接，夹口螺杆与固定夹口螺纹连接，旋动夹口螺杆可使活动夹口在固定夹口的底平面上滑动；托盘升降机构包括升降螺杆，锥齿轮A，锥齿轮B和手轮B；
试样夹具通过滑板置于滑枕上；试样夹具螺杆与滑板螺纹连接，组合成丝杠螺母形式，旋动试样夹具螺杆可使试样夹具在滑枕上往复滑动；
试样夹具配有多种尺寸的试样调整垫片，以配合不同尺寸的试样使用；
托盘通过三个圆形孔套在托盘立柱上，两者呈小间隙配合，可相对滑动，托盘与托盘立柱垂直；托盘下表面与升降螺杆上端固定连接托盘上置有比砂纸尺寸小的平台，砂纸通过砂纸箍卡紧在托盘的平台上，防止砂纸移动，该装置类似于常用预磨机上砂纸的固定装置；
由于，活动夹口底平面与固定夹口的底平面紧贴，固定夹口又与滑板平行，滑板放在滑枕上，滑枕放置在导轨上，导轨与机架底平面平行，所以活动夹口与机架底平面平行；由于托盘与托盘立柱垂直，托盘立柱垂直于机架底平面，所以托盘与机架底平面平行；上述位置关系保证了活动夹口底平面与托盘平行，从而可以保证夹持后的试样与托盘平行；
托盘升降机构中的升降螺杆垂直于机架底平面，两者固定连接；锥齿轮A中间为螺纹孔，其与升降螺杆相配合；锥齿轮A水平放置，其与垂直放置的锥齿轮B相啮合；锥齿轮B与手轮B固定连接，旋转手轮B，可通过锥齿轮B、锥齿轮A的传动，带动升降螺杆上升或下降，从而带动托盘上升或下降；
曲柄的一端固定设置有手轮A，摇动手轮A，可使曲柄转动，从而通过连杆带动滑枕在导轨上往复运动；
曲柄的一端还可以安装变频电机，通过变频电机的驱动，可使曲柄转动，从而通过连杆带动滑枕在导轨上往复运动。
本发明的有益效果是：试样的磨制无需手持试样，省事省力；适用于方形和圆形的试样；适用于不同厚度的试样，尤其是薄状试样；磨制的试样保证了磨制面在同一平面上，且与试样背面平行，无倾斜和塌边现象，预留的划痕沿同一直线方向。
附图说明
图1是本发明的轴测图；
图2是本发明的另一轴测图；
图3是试样夹具轴测图；
图4是试样夹具另一轴测图；
图5是机架轴测图；
图6是托盘升降机构原理示意图；
图中：1.机架，1-1.导轨立柱，1-2.托盘立柱，1-3.机架底平面，2.曲柄，3.连杆，4.导轨，5.试样夹具，5-1.滑板，5-2.支架，5-3.固定夹口，5-4.活动夹口，5-5.夹口螺杆，6.滑枕，7.销轴，8.试样夹具螺杆，9.托盘，10.砂纸箍，11.砂纸，12.手轮A，13.试样，14.试样调整垫片，15.托盘升降机构，15-1.升降螺杆，15-2.锥齿轮A，15-3.锥齿轮B，15-4.手轮B。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的阐述。
如图1-5所示，一种金相试样预磨机，包括机架1、曲柄2、连杆3、导轨4、试样夹具5、滑枕6、托盘9托盘升降机构15，机架1上固定放置有与机架底平面1-3垂直的两根导轨立柱1-1和四根圆形托盘立柱1-2；导轨4与导轨立柱1-1固定连接，导轨4平行于机架底平面1-3；滑枕6通过燕尾槽与导轨4相配合连接，滑枕6可在导轨4上相对滑动；连杆3的一端与曲柄2转动连接，另一端与滑枕6通过销轴7转动连接；滑枕6上设置有试样夹具螺杆8，两者呈转动连接形式；试样夹具5包括滑板5-1、支架5-2、固定夹口5-3、活动夹口5-4和夹口螺杆5-5；固定夹口5-3通过支架5-2与滑板5-1固定相连，固定夹口5-3与滑板5-1平行；活动夹口5-4呈L型，活动夹口5-4底平面与固定夹口5-3的底平面紧贴，活动夹口5-4的侧面与夹口螺杆5-5转动连接，夹口螺杆5-5与固定夹口5-3螺纹连接，旋动夹口螺杆5-5可使活动夹口5-4在固定夹口5-3的底平面上滑动；托盘升降机构15包括升降螺杆15-1，锥齿轮A15-2，锥齿轮B15-3和手轮B15-4；
试样夹具5通过滑板5-1置于滑枕6上；试样夹具螺杆8与滑板5-1螺纹连接，组合成丝杠螺母形式，旋动试样夹具螺杆8可使试样夹具5可在滑枕6上往复滑动；
试样夹具5配有多种尺寸的试样调整垫片14，以配合不同尺寸的试样13使用；
托盘9通过三个圆形孔套在托盘立柱1-2上，两者呈小间隙配合，可相对滑动，托盘9与托盘立柱1-2垂直；托盘9下表面与升降螺杆上端固定连接；托盘9上置有比砂纸11尺寸小的平台，砂纸11通过砂纸箍10卡紧在托盘9的平台上，防止砂纸11移动，该装置类似于常用预磨机上砂纸的固定装置；
由于，活动夹口5-4底平面与固定夹口5-3的底平面紧贴，固定夹口5-3又与滑板5-1平行，滑板5-1放在滑枕6上，滑枕6放置在导轨4上，导轨4与机架底平面1-3平行，所以活动夹口5-4与机架底平面1-3平行；由于托盘9与托盘立柱1-2垂直，托盘立柱1-2垂直于机架底平面1-3，所以托盘9与机架底平面1-3平行；上述位置关系保证了活动夹口5-4底平面与托盘9平行，从而可以保证夹持后的试样13与托盘9平行；
托盘升降机构15中的升降螺杆15-1垂直于机架底平面1-3，两者固定连接；锥齿轮A15-2中间为螺纹孔，其与升降螺杆15-1相配合；锥齿轮A15-2水平放置，其余垂直放置的锥齿轮B15-3相啮合；锥齿轮B15-3与手轮B15-4固定连接，旋转手轮B15-4，可通过锥齿轮B15-3、锥齿轮A15-2的传动，带动升降螺杆15-1上升或下降，从而带动托盘9上升或下降；
曲柄2的一端固定设置有手轮12A，摇动手轮12A，可使曲柄2转动，从而通过连杆3带动滑枕6在导轨4上往复运动；
曲柄2的一端还可以安装变频电机，通过变频电机的驱动，可使曲柄2转动，从而通过连杆3带动滑枕6在导轨4上往复运动。
预磨试样步骤，固定砂纸：取下砂纸箍10，在托盘9的平台上铺上砂纸11，之后把砂纸箍10套在托盘9上压紧砂纸11。装夹试样：旋转夹口螺杆5-5，使活动夹口5-4和固定夹口5-5远离，根据试样13的尺寸在活动夹口5-4的底部垫衬不同尺寸的试样调整垫片14，从而使试样13定位，且保证待磨试样面略高出活动夹口5-4的上表面，旋转夹口螺杆5-5从而把试样13夹持在活动夹口5-4和固定夹口5-5之间。磨制试样：旋动手轮B15-4，通过锥齿轮B15-3和锥齿轮A15-2的齿轮传动，以及锥齿轮A15-2和升降螺杆15-1的螺旋传动，使托盘9上升到与试样13紧贴，旋转手轮B15-4可调整砂纸11和试样13之间的夹紧力；转动手轮A12，从而使滑枕6在导轨4上往复移动，预磨试样13，磨制出平整的平面，且划痕均沿同一方向；待砂纸11的某处磨损后，旋动手轮B15-4使托盘9与试样13分离，再旋转试样夹具螺杆8，使试样夹具5在滑枕6上滑动，使试样移动到砂纸11的新位置，旋转手轮B15-4使托盘9与试样13接触，转动手轮A12，从而使滑枕6在导轨4上往复移动，继续磨制试样13；待试样沿一个方向磨制完成后，旋动手轮B15-4使托盘9与试样13分离，旋动夹口螺杆5-5，取下试样13，将试样13转动90度方向，重新夹持在试样夹具5上，再旋动手轮B15-4使托盘9上升与试样13接触，转动手轮A12，继续磨制试样。
使用本发明进行预磨试样时，由于本发明保证了夹持后的试样与托盘平行，所以磨制的试样面在同一平面上，且不会出现斜面，无倾斜和塌边现象；另外本发明滑枕的往复运动保证了试样磨痕在同一直线方向上。
Claims (4)
1.一种金相试样预磨机，包括机架（1）、曲柄（2）、连杆（3）、导轨（4）、试样夹具（5）、滑枕（6）、托盘（9）和托盘升降机构（15），其特征在于，所述机架（1）上固定放置有与机架底平面（1-3）垂直的两根导轨立柱（1-1）和四根圆形托盘立柱（1-2）；所述导轨（4）与导轨立柱（1-1）固定连接，导轨（4）平行于机架底平面（1-3）；所述滑枕（6）通过燕尾槽与导轨（4）相配合连接，滑枕（6）可在导轨（4）上相对滑动；滑枕（6）上设置有试样夹具螺杆（8），两者呈转动连接形式；所述连杆（3）的一端与曲柄（2）转动连接，另一端与滑枕（6）通过销轴（7）转动连接；所述试样夹具（5）包括滑板（5-1）、支架（5-2）、固定夹口（5-3）、活动夹口（5-4）和夹口螺杆（5-5）；固定夹口（5-3）通过支架（5-2）与滑板（5-1）固定相连，固定夹口（5-3）与滑板（5-1）平行；活动夹口（5-4）呈L型，活动夹口（5-4）底平面与固定夹口（5-3）的底平面紧贴，活动夹口（5-4）的侧面与夹口螺杆（5-5）转动连接，夹口螺杆（5-5）与固定夹口（5-3）螺纹连接，旋动夹口螺杆（5-5）可使活动夹口（5-4）在固定夹口（5-3）的底平面上滑动；试样夹具（5）通过滑板（5-1）置于滑枕（6）上；试样夹具螺杆（8）与滑板（5-1）螺纹连接，组合成丝杠螺母形式，旋动试样夹具螺杆（8）可使试样夹具（5）可在滑枕（6）上往复滑动；且试样夹具（5）配有多种尺寸的试样调整垫片（14）；所述托盘升降机构（15）包括升降螺杆（15-1），锥齿轮A（15-2），锥齿轮B（15-3）和手轮B（15-4），托盘（9）通过三个圆形孔套在托盘立柱（1-2）上，两者呈小间隙配合，可相对滑动；托盘（9）下表面与升降螺杆上端固定连接；托盘（9）上置有比砂纸（11）尺寸小的平台，砂纸（11）通过砂纸箍（10）卡紧在托盘（9）的平台上。
2.根据权利要求1所述的一种金相试样预磨机，其特征在于，所述托盘升降机构（15）中的升降螺杆（15-1）垂直于机架底平面（1-3），两者固定连接；锥齿轮A（15-2）中间为螺纹孔，其与升降螺杆（15-1）相配合；锥齿轮A（15-2）水平放置，其与垂直放置的锥齿轮B（15-3）相啮合；锥齿轮B（15-3）与手轮B（15-4）固定连接，旋转手轮B（15-4），可通过锥齿轮B（15-3）、锥齿轮A（15-2）的传动，带动升降螺杆（15-1）上升或下降，从而带动托盘（9）上升或下降。
3.根据权利要求1所述的一种金相试样预磨机，其特征在于，所述曲柄（2）的一端固定设置有手轮A（12），摇动手轮A（12），可使曲柄（2）转动，从而通过连杆（3）带动滑枕（6）在导轨（4）上往复运动。
4.根据权利要求1所述的一种金相试样预磨机，其特征在于，所述曲柄（2）的一端还可以安装变频电机，通过变频电机的驱动，可使曲柄（2）转动，从而通过连杆（3）带动滑枕（6）在导轨（4）上往复运动。
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