CN105834867B - 一种金相试样自动研磨抛光机 - Google Patents

一种金相试样自动研磨抛光机 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种金相试样自动研磨抛光机，包括机架以及设置在机架上的试样夹持装置、磨削装置和用于移动所述试样夹持装置的传输装置，试样夹持装置位于磨削装置上方，试样夹持装置将试样夹紧并将试样置于磨削装置上方进行磨削。本发明可以调节金相试样至所需磨削区进行磨削，而每次研磨均在同一个方向上进行，可以保证划痕方向的一致性。研磨与抛光结合于一体，一次装夹试样，即可完成粗磨、精磨和抛光，传动平稳，操作简单，节省时间与人力，通过研磨和抛光使得金相试样表面平整，质量好，同时本发明还具有效率高的优点。

Description

一种金相试样自动研磨抛光机
技术领域
本发明涉及一种研磨抛光装置，具体涉及一种金相试样自动研磨抛光机。
背景技术
在材料研究领域中，金相观察与分析是研究金属材料性能的重要方式之一，金相试样的制作质量对金相观察结果产生直接影响。现阶段，在高校或研究机构中，多数仍然采用手工操作的方法制作金相试样，对试样毛坯进行切割，利用镶样粉将试样镶嵌在外模中，待镶样粉固化，随后操作者手持镶嵌好的试样在砂纸上进行研磨。在研磨过程中，需按粗细顺序更换五次砂纸，每更换一次砂纸，试样研磨面旋转90°以将上一次研磨的划痕全部覆盖。研磨完成后，再手持试样在抛光机上进行抛光。整个过程需更换砂纸和抛光布等，操作繁琐、效率低且劳动强度大，并且金相试样的磨抛质量与操作者的熟练程度有很大关联，难以保证磨抛面的平面度。手持试样在研磨过程中，经验不足的操作者手指很容易触碰到砂纸，将指甲甚至手指磨伤；抛光时，由于抛光盘转速快，很容易导致试样飞出伤人，因此，传统手工操作安全系数低。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种金相试样自动研磨抛光机。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种金相试样自动研磨抛光机，包括机架以及设置在机架上的试样夹持装置、磨削装置和用于移动所述试样夹持装置的传输装置，试样夹持装置位于磨削装置上方，试样夹持装置将试样夹紧并将试样置于磨削装置上方进行磨削。
优选的，还设置有磨削退让装置，磨削退让装置包括退让架以及触发装置，磨削装置设置于退让架上，退让架包括支撑架、弹簧、限位螺母以及支撑柱，限位螺母、支撑架以及弹簧从上往下依次安装于支撑柱上；
触发装置包括凸轮组、驱动轴以及驱动机构，驱动机构与驱动轴连接，凸轮组分别安装在驱动轴上，驱动机构驱动凸轮组转动使凸轮组与支撑架接触并推动支撑架下降。
优选的，所述凸轮组为四个凸轮，驱动轴为两个，两个驱动轴通过同步带连接，驱动机构与其中一个驱动轴连接，支撑架四角处分别凸出有接触板，四个凸轮分别安装到两个驱动轴上且分别对应四个接触板设置。
优选的，所述磨削装置包括磨区切换辊、辊驱动装置以及砂带，辊驱动装置与磨区切换辊连接，砂带上设置有磨粒粗细不同的多个磨削区,磨削区按磨粒从粗到细依次沿砂带转动方向设置，砂带套装于支撑架上，磨区切换辊用于驱动砂带转动从而变换磨削区。
优选的，传输装置包括纵滑轨、纵向滑块、横向传送机构以及纵向传送机构，横向传送机构设置在纵向滑块上,纵滑轨固定于机架上，纵向滑块与纵滑轨连接；
横向传送机构包括传输电机以及横向丝杆，传输电机与横向丝杆连接，试样夹持装置安装于横向丝杆上并随横向丝杆转动而沿横向丝杆移动；
纵向传送机构包括纵向丝杆以及纵向丝杆驱动装置，纵向丝杆与纵向丝杆驱动装置连接，纵向滑块与纵向丝杆连接，纵向丝杆转动带动纵向滑块沿纵滑轨移动。
优选的，还设置有辅助架、横滑轨以及横向滑块、辅助架安装于横向滑块上，横向滑块与横滑轨连接，横滑轨固定于机架上，辅助架上设置有导向滑轨，试样夹持装置安装于导向滑轨上。
优选的，还设置有抛光装置，抛光装置包括驱动电机以及抛光盘，驱动电机与抛光盘连接，抛光盘设置于磨削装置的一侧，抛光盘高度等于磨削装置的高度。
优选的，所述试样夹持装置包括圆锥形夹具体以及夹紧套筒，圆锥形夹具体底部具有多个夹片，夹片上部具有螺纹面，下部为弧形斜面，多个夹片呈圆形排列设置使各螺纹面组成收紧螺纹，各弧形斜面组成倒锥形斜面，夹片内侧围成一矩形装夹口，各夹片间具有收紧间隙，夹片数量为两个以上，夹紧套筒上部为连接部，下部为锥形收紧部，连接部通过收紧螺纹连接到圆锥形夹具体上，倒锥形斜面与锥形收紧部相配合。
优选的，所述试样夹持装置还包括承载外壳，圆锥形夹具体上部呈十字形，承载外壳具有用于装入圆锥形夹具体的安装槽，安装槽上部为与圆锥形夹具体上部相连接的十字形槽口，承载外壳顶部具有盖体，盖体上具有压紧弹簧以及卡构部，压紧弹簧设置于十字形槽口上方，盖体一侧铰接于承载外壳上，盖体另一侧通过卡构部卡扣于承载外壳上将盖体固定于承载外壳上。
优选的，所述试样夹持装置底部设置有两个滚珠螺母，横向丝杆为两个，两个滚珠螺母分别与两个横向丝杆配合，试样夹持装置相对的两外侧壁上分别凸出有连接耳板组，连接耳板组为两个耳板，分别上下设置，两个耳板之间形成连接口，所述导向滑轨为两个，两导向滑轨平行设置，试样夹持装置的两个连接口分别连接到两导向滑轨上。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1、本发明可以调节金相试样至所需磨削区进行磨削，而每次研磨均在同一个方向上进行，可以保证划痕方向的一致性。研磨与抛光结合于一体，一次装夹试样，即可完成粗磨、精磨和抛光，传动平稳，操作简单，节省时间与人力，通过研磨和抛光使得金相试样表面平整，质量好，同时本发明还具有效率高的优点。
2、金相试样进行一次研磨后，返程时，凸轮组驱动支撑架下移，使金相试样与砂带脱离开来，不进行研磨从而保证每次研磨均在同一个方向上进行，可以保证划痕方向的一致性。
3、砂带上的磨削区沿砂带转动方向设置，按粗到细的等级分布在砂带上，当金相试样每完成一个磨削区的研磨，通过辊驱动装置使磨区切换辊转动带动砂带转动，从而使另一个不在磨削面里的磨粒更细的磨削区转到磨削面，即可进行下一次研磨，整个研磨过程无需更换砂纸。
4、本发明还具有金相试样装夹方便的效果，将金相试样装入夹片之间，拧紧夹紧套筒后再放入承载外壳中，盖上盖体即可，可见装夹迅速且易于装夹，此外，本发明的试样夹持装置可以装夹圆形和矩形的金相试样。
5、本发明集研磨与抛光于一体，一次装夹金相试样，即可完成粗磨、精磨和抛光，同时还具有传动平稳、操作简单、节省时间与人力、质量好且效率高的优点。
6、本发明采取金相试样为主动件的形式进行磨削，解决了砂带为主动件的形式会导致金相试样受力不均匀且研磨质量难以保证的问题，同时，砂带为主动件的形式还可能会造成金相试样边缘被磨掉的情况发生，本发明能使得金相试样受力均匀，从而使研磨质量易于控制，此外，还可避免金相试样边缘被磨掉的情况发生。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1另一视角的结构示意图。
图3是本发明的磨削装置安装到磨削退让装置上的示意图。
图4是本发明的磨削区分布在砂带上的结构示意图。
图5是本发明的传输装置的结构示意图。
图6是本发明的试样夹持装置的结构示意图。
图7是本发明的试样夹持装置的主视图。
图8是本发明的试样夹持装置的剖视图。
图9是本发明的圆锥形夹具体的结构示意图。
图10是本发明的圆锥形夹具体的俯视图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一：
一种金相试样自动研磨抛光机，包括机架1以及设置在机架上的试样夹持装置2、磨削装置和用于移动所述试样夹持装置的传输装置，试样夹持装置位于磨削装置上方，将试样夹紧并将试样置于磨削装置上方进行磨削。
优选的，还设置有磨削退让装置，磨削退让装置包括退让架以及触发装置，磨削装置设置于退让架上，退让架包括支撑架3、弹簧4、限位螺母5以及支撑柱6，限位螺母、支撑架以及弹簧从上往下依次安装于支撑柱上；
触发装置包括凸轮组、驱动轴7以及驱动机构8，驱动机构与驱动轴连接，凸轮组分别安装在驱动轴上，驱动机构驱动凸轮组转动使凸轮组与支撑架接触并推动支撑架下降。
优选的，所述凸轮组为四个凸轮9，驱动轴为两个，两个驱动轴通过同步带10连接，驱动机构与其中一个驱动轴连接，支撑架四角处分别凸出有接触板11，四个凸轮分别安装到两个驱动轴上且分别对应四个接触板设置。
优选的，所述磨削装置包括磨区切换辊12、辊驱动装置13以及砂带14，辊驱动装置与磨区切换辊连接，砂带上设置有磨粒粗细不同的多个磨削区15,磨削区按磨粒从粗到细依次沿砂带转动方向设置在砂带上，砂带套装于支撑架上，磨区切换辊用于驱动砂带转动从而变换磨削区。例如：各磨削区上的磨粒型号依次为：180目、300目、600目、1000目和1500目，且从粗到细依次沿砂带转动方向设置在砂带上。
优选的，传输装置包括纵滑轨16、纵向滑块17、横向传送机构以及纵向传送机构，横向传送机构设置在纵向滑块上,纵滑轨固定于机架上，纵向滑块与纵滑轨连接；
横向传送机构包括传输电机18以及横向丝杆19，传输电机与横向丝杆连接，试样夹持装置安装于横向丝杆上并随横向丝杆转动而沿横向丝杆移动；
纵滑轨和纵向滑块为三个，横向丝杆两端和传输电机分别通过支架39安装到纵向滑块上，三个纵向滑块分别配合到三个纵滑轨上，三个纵滑轨固定到机架上。
纵向传送机构包括纵向丝杆21以及纵向丝杆驱动装置20，纵向丝杆与纵向丝杆驱动装置连接，纵向滑块与纵向丝杆连接，纵向丝杆转动带动纵向滑块沿纵滑轨移动。
优选的，还设置有辅助架22、横滑轨23以及横向滑块24、辅助架安装于横向滑块上，横向滑块与横滑轨连接，横滑轨固定于机架上，辅助架上设置有导向滑轨25，试样夹持装置安装于导向滑轨上。
优选的，还设置有抛光装置，抛光装置包括驱动电机26以及抛光盘27，驱动电机与抛光盘连接，抛光盘设置于磨削装置的一侧，抛光盘高度等于磨削装置的高度。
优选的，所述试样夹持装置包括圆锥形夹具体28以及夹紧套筒29，圆锥形夹具体底部具有多个夹片30，夹片上部具有螺纹面40，下部为弧形斜面41，多个夹片呈圆形排列设置使各螺纹面组成收紧螺纹，各弧形斜面组成倒锥形斜面，夹片内侧围成一矩形装夹口，各夹片间具有收紧间隙42，夹片数量可以为两个或三个以上，夹紧套筒上部为连接部，下部为锥形收紧部，连接部通过收紧螺纹连接到圆锥形夹具体上，倒锥形斜面与锥形收紧部相配合。
优选的，所述试样夹持装置还包括承载外壳31，圆锥形夹具体上部呈十字形，承载外壳具有用于装入圆锥形夹具体的安装槽，安装槽上部为与圆锥形夹具体上部相连接的十字形槽口，承载外壳顶部具有盖体32，盖体上具有压紧弹簧33以及卡构部34，压紧弹簧设置于十字形槽口上方，盖体一侧铰接于承载外壳上，盖体另一侧通过卡构部卡扣于承载外壳上将盖体固定于承载外壳上。
优选的，所述试样夹持装置上设置有两个搭子35以及两个滚珠螺母38，两个滚珠螺母分别通过两个搭子连接到试样夹持装置底部，横向丝杆为两个，两个滚珠螺母分别与两个横向丝杆配合，试样夹持装置相对的两外侧壁上分别凸出有连接耳板组，连接耳板组为两个耳板36，分别上下设置，两个耳板之间形成连接口37，所述导向滑轨为两个，两导向滑轨平行设置，试样夹持装置的两个连接口分别连接到两导向滑轨上。
优选的，辊驱动装置和纵向丝杆驱动装置均为手轮。
本发明的工作过程及工作原理：此处以研磨为例进行说明，将金相试样装入夹片之间，然后旋转收紧夹紧套筒，借助锥形收紧部使夹片收拢将金相试样夹紧，再将圆锥形夹具体放入承载外壳的安装槽，此时的十字形槽口与圆锥形夹具体上部相配合从而将圆锥形夹具体定位于承载外壳中，借助于卡构部将盖体固定于承载外壳上，此时，压紧弹簧将圆锥形夹具体压紧，避免圆锥形夹具体在磨削过程中产生移动影响磨削效果，同时，呈十字形的圆锥形夹具体上部与十字形槽口相配合，可避免圆锥形夹具体在磨削过程中产生旋转。
完成夹持后，传输电机驱动横向丝杆转动，使试样夹持装置在所需的磨削区上进行研磨，当金相试样在一个较粗磨粒的磨削区完成研磨后，切换磨削区，具体的，通过转动辊驱动装置，使磨区切换辊旋转而带动砂带转动，将较细磨粒的磨削区转动至磨削面，即进行下一轮更精细的研磨；而在研磨过程中，传输电机驱动横向丝杆转动使试样夹持装置在所需的磨削区上进行往复研磨，当试样夹持装置返程时，驱动机构通过驱动轴使凸轮组转动，凸轮组在转动过程中，推动支撑架下移，弹簧收缩，使得金相试样与砂带分离，从而避免在试样夹持装置返程时产生磨削，因而保证每次研磨均在同一个方向上进行，可以保证划痕方向的一致性，当试样夹持装置返程完成瞬间，凸轮组转动，支撑架在弹簧的作用下上升，使得金相试样再次与砂带接触，进行下一次的研磨。
当完成上述研磨过程后，纵向丝杆驱动装置驱动纵向丝杆，使纵向滑块带动横向传送机构向抛光装置移动，而试样夹持装置随横向传送机构纵向移动，在纵向移动过程中，试样夹持装置沿滑槽纵向移动；当试样夹持装置随横向传送机构纵向移动到抛光装置上方，驱动电机启动，抛光盘转动对金相试样进行抛光，抛光完成后即可取出金相试样，完成金相试样的研磨抛光过程。
还需要说明的是当完成一个粗细粒度的磨粒研磨后，将圆锥形夹具体取出并在同一个平面内转动90°后再次装入承载外壳内并切换磨削区，进行新一轮研磨，使得上一轮研磨产生的划痕被掩盖。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种金相试样自动研磨抛光机，其特征在于：包括机架以及设置在机架上的试样夹持装置、磨削装置和用于移动所述试样夹持装置的传输装置，试样夹持装置位于磨削装置上方，试样夹持装置将试样夹紧并将试样置于磨削装置上方进行磨削；
还设置有磨削退让装置，磨削退让装置包括退让架以及触发装置，磨削装置设置于退让架上，退让架包括支撑架、弹簧、限位螺母以及支撑柱，限位螺母、支撑架以及弹簧从上往下依次安装于支撑柱上；
触发装置包括凸轮组、驱动轴以及驱动机构，驱动机构与驱动轴连接，凸轮组分别安装在驱动轴上，驱动机构驱动凸轮组转动使凸轮组与支撑架接触并推动支撑架下降。
2.根据权利要求1所述的金相试样自动研磨抛光机，其特征在于：所述凸轮组为四个凸轮，驱动轴为两个，两个驱动轴通过同步带连接，驱动机构与其中一个驱动轴连接，支撑架四角处分别凸出有接触板，四个凸轮分别安装到两个驱动轴上且分别对应四个接触板设置。
3.根据权利要求1所述的金相试样自动研磨抛光机，其特征在于：所述磨削装置包括磨区切换辊、辊驱动装置以及砂带，辊驱动装置与磨区切换辊连接，砂带上设置有磨粒粗细不同的多个磨削区,磨削区按磨粒从粗到细依次沿砂带转动方向设置，砂带套装于支撑架上，磨区切换辊用于驱动砂带转动从而变换磨削区。
4.根据权利要求1所述的金相试样自动研磨抛光机，其特征在于：传输装置包括纵滑轨、纵向滑块、横向传送机构以及纵向传送机构，横向传送机构设置在纵向滑块上,纵滑轨固定于机架上，纵向滑块与纵滑轨连接；
横向传送机构包括传输电机以及横向丝杆，传输电机与横向丝杆连接，试样夹持装置安装于横向丝杆上并随横向丝杆转动而沿横向丝杆移动；
纵向传送机构包括纵向丝杆以及纵向丝杆驱动装置，纵向丝杆与纵向丝杆驱动装置连接，纵向滑块与纵向丝杆连接，纵向丝杆转动带动纵向滑块沿纵滑轨移动。
5.根据权利要求4所述的金相试样自动研磨抛光机，其特征在于：还设置有辅助架、横滑轨以及横向滑块、辅助架安装于横向滑块上，横向滑块与横滑轨连接，横滑轨固定于机架上，辅助架上设置有导向滑轨，试样夹持装置安装于导向滑轨上。
6.根据权利要求1所述的金相试样自动研磨抛光机，其特征在于：还设置有抛光装置，抛光装置包括驱动电机以及抛光盘，驱动电机与抛光盘连接，抛光盘设置于磨削装置的一侧，抛光盘高度等于磨削装置的高度。
7.根据权利要求1所述的金相试样自动研磨抛光机，其特征在于：所述试样夹持装置包括圆锥形夹具体以及夹紧套筒，圆锥形夹具体底部具有多个夹片，夹片上部具有螺纹面，下部为弧形斜面，多个夹片呈圆形排列设置使各螺纹面组成收紧螺纹，各弧形斜面组成倒锥形斜面，夹片内侧围成一矩形装夹口，各夹片间具有收紧间隙，夹片数量为两个以上，夹紧套筒上部为连接部，下部为锥形收紧部，连接部通过收紧螺纹连接到圆锥形夹具体上，倒锥形斜面与锥形收紧部相配合。
8.根据权利要求7所述的金相试样自动研磨抛光机，其特征在于：所述试样夹持装置还包括承载外壳，圆锥形夹具体上部呈十字形，承载外壳具有用于装入圆锥形夹具体的安装槽，安装槽上部为与圆锥形夹具体上部相连接的十字形槽口，承载外壳顶部具有盖体，盖体上具有压紧弹簧以及卡构部，压紧弹簧设置于十字形槽口上方，盖体一侧铰接于承载外壳上，盖体另一侧通过卡构部卡扣于承载外壳上将盖体固定于承载外壳上。
9.根据权利要求5所述的金相试样自动研磨抛光机，其特征在于：所述试样夹持装置底部设置有两个滚珠螺母，横向丝杆为两个，两个滚珠螺母分别与两个横向丝杆配合，试样夹持装置相对的两外侧壁上分别凸出有连接耳板组，连接耳板组为两个耳板，分别上下设置，两个耳板之间形成连接口，所述导向滑轨为两个，两导向滑轨平行设置，试样夹持装置的两个连接口分别连接到两导向滑轨上。
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