CN109459285A - 一种固定不规则金相试样的装置及固定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种固定不规则金相试样的装置，包括底座、压紧机构和环形固定单元，环形固定单元具有用于放置试样的竖孔；压紧机构设置在环形固定单元上方，压紧机构具有上下活动的压头，压头下压将试样压住并固定在竖孔内；环形固定单元还包括围绕竖孔设置的若干伸缩杆组，若干伸缩杆组的伸缩杆均能够沿着竖孔的径向作伸缩动作，从而对竖孔内的试样形成包围式固定。本申请对试样的固定能够不受试样形状的限制，且试样受力均匀，不易发生偏移。
Description
技术领域
本发明涉及一种检测试样的固定装置，尤其是涉及一种能够可靠固定尤其是不规则试样的装置以及固定方法。
背景技术
随着钢铁制造业的发展，钢材的金相检验已成为重要的一环。与此同时，金相试样的固定与研磨也成了从业者不可或缺的工作。为提高工作效率，实验室一般采用自动磨样机进行研磨。但固定金相试样的夹具目前还处于传统阶段，目前的夹具往往只能固定尺寸合适的圆柱形试样，对于很多不规则形状的试样必须配合塑料外壳(镶嵌)才能在夹具中达到所需要的固定尺寸，而镶嵌一块试样往往需要等待较长时间，而且目前对试样夹紧还采用螺丝旋紧的人工方法，不同试样受到的螺丝的压力也不同，这在很大程度上限制了科研效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种用于固定不规则金相试样的装置，代替人工操作，不受试样的形状大小的影响，固定可靠，提高操作效率。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种固定不规则金相试样的装置，包括包括底座、压紧机构和环形固定单元，环形固定单元具有用于放置试样的竖孔；所述压紧机构设置在环形固定单元上方，压紧机构具有上下活动的压头，压头下压将试样压住并固定在竖孔内；所述环形固定单元还包括围绕竖孔设置的若干伸缩杆组，若干伸缩杆组的伸缩杆均能够沿着竖孔的径向作伸缩动作，从而对竖孔内的试样形成包围式固定。
优选地，所述环形固定单元有多个，环向设置在所述底座的转台上，转台旋转使若干环形固定单元能够依次转至压紧机构正下方。从而可以一次固定多个试样。
具体地，所述底座上设立支撑臂，所述压紧机构设置在支撑臂上，压头配置有动力装置，在动力装置的驱动下压头作下压和上抬动作。
一般地，动力装置选自伸缩缸或伸缩电机。
优选地，所述压头的端部设置有第一压力传感器，第一压力传感器感应压头对试样的压力，当感应压力达到预设值后，动力装置控制压头停止下压趋势并保持当前按压动作。第一压力传感器设置预设值，用于感应压头下压的压力，即能够保证固定可靠，又避免压力过大而破坏试样。
优选地，所述若干伸缩杆组按圆周矩阵方式排列，从而能够对竖孔内的试样形成包围式固定。
具体地，任一伸缩杆组包括伸缩套和位于伸缩套内的伸缩杆，所述伸缩套内设置有伸缩驱动机构，伸缩驱动机构作用于伸缩杆使伸缩杆相对伸缩套伸出或退回。为了减小伸缩杆的运动阻力，对伸缩杆的主体进行减径，使伸缩杆的主体和伸缩套之间形成间歇。
具体地，所述伸缩驱动机构包括设置在伸缩套后端的塞柱，且塞柱上缠绕有电磁线圈，和设置在伸缩杆上的磁块，在电磁线圈通电的情况下形成磁场，在磁场与磁块相互吸引的状态下所述伸缩杆后退缩回伸缩套内，在磁场与磁块相互排斥的状态下所述伸缩杆的前端从伸缩套伸出直至抵住竖孔内的试样。电磁线圈产生的磁场强度和磁性变换可通过改变通电电流调节。
优选地，所述伸缩杆的前端设置有第二压力传感器，第二压力传感器感应伸缩杆对试样的压力，当感应压力达到预设值后，伸缩驱动机构控制伸缩杆停止继续伸出趋势并保持当前动作。从而使试样受到的来自不同伸缩杆相同的压力。
本申请固定装置的固定方法：在控制系统的统一控制下，运行前压紧机构的压头和环形固定单元的伸缩杆均处于缩回的状态。当试样放入竖孔后，压紧机构首先动作，压头下压将试样固定，以此确定试样的位置，保证后续动作过程中试样位置不变。当压头上的第一压力传感器检测到下压的压力达到合适的感应值(预设值)之后，压头停止继续下压动作并保持当前的按压动作。然后伸缩杆组开始动作，首先，位于竖孔周围的支伸缩杆组内的电磁线圈导通正向电流，此时局部形成磁场，该磁场与伸缩杆上的磁块产生相斥力，使伸缩杆从伸缩套内伸出，直至伸缩杆的前端被试样挡住。随着电流的增大，排斥力也随之增大，第二传感器感应到的压力也越大，当位于伸缩杆头部的压力传感器感应值达到预设值时，电磁线圈的电流值不再增大并保持当前值。所有伸缩杆组均进行相同的动作，这样，试样受到的伸缩杆的压力均相同，使试样固定在该位置上，不偏移。
本申请设计的环形固定单元不受试样形状的限制，能够对形状不规则的试样也很好的固定，伸缩杆组会根据实验外形自动啮合。每个伸缩杆组内线圈的电流值可能是不同的，这取决于对伸缩杆弹出的长度。待试样稳定固定后，压缩机构启动，压头上抬，完成试样的最终固定。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本申请的固定装置能够不受形状的限制对试样有效固定，属于一种通用的智能固定方案，同时采用了电控技术，避免固定过程中对试样造成破坏，使试样受力均匀，避免在过程过程中发生位置移动，提高了自动化程度，提高了工作效率。
本申请利用磁性的吸引和排斥力来控制伸缩杆的进退，力量轻柔，避免对试样的破坏，且操作体验更好，给人更加高级的操作体验。
附图说明
图1为本发明实施例中金相试样固定装置的立体图；
图2为本发明实施例中金相试样固定装置的另一视角的立体图；
图3为本发明实施例中包含六个环形固定单元的转台的结构示意图；
图4为本发明实施例中单个环形固定单元的结构示意图；
图5为本发明实施例中环形固定单元的剖视图；
图6为本发明实施例中伸缩杆组的结构示意图；
图7为本发明实施例中伸缩杆组的剖视图；
图8为本发明实施例中伸缩杆半弹出状态下的环形固定单元的俯视图；
图9为本发明实施例中固定圆形试样状态下的环形固定单元的剖视图；
图10为本发明实施例中固定方形试样状态下的环形固定单元的剖视图；
图11为本发明实施例中固定不规格试样状态下的环形固定单元的剖视图。
1底座、2转台、3夹具、4环形固定单元、5支撑臂、6动力装置、7压头、8试样、9伸缩杆组、10伸缩套、11伸缩杆、12第二压力传感器、13塞柱、14磁块、15圆形试样、16方形试样、17不规则试样、18电磁线圈、19第一压力传感器。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
本实施例公开一种用于固定金相试样的装置，包括底座1、压紧机构，底座1上设置有转台2，转台上设置六工位夹具3，每个工位上安装一环形固定单元4，六个环形固定单元4环向设置，任一环形固定单元4具有用于放置试样的竖孔。
底座1上设立支撑臂5，所述压紧机构设置在支撑臂5上，压紧机构位于环形固定单元上方，转台2旋转使六个环形固定单元能够依次转至压紧机构正下方。压紧机构由压头7和动力装置6组成，在动力装置6的驱动下压头7作下压和上抬动作，下压时，压头能够将试样固定在竖孔内，防止试样晃动。该动力装置6为伸缩电机。
此外，环形固定单元还包括围绕竖孔设置的若干伸缩杆组9，若干伸缩杆组9按圆周矩阵方式围绕竖孔排列，任一伸缩杆组9均能够沿着竖孔的径向作伸缩动作，从而对竖孔内的试样形成包围式固定。
伸缩杆组9的具体结构为包括伸缩套10和位于伸缩套10内的伸缩杆11，伸缩杆能够从伸缩套10前端出口伸出或退回。为了对伸缩杆的伸缩动作进行控制，在伸缩套10的后端设置塞柱13，且塞柱13上缠绕有电磁线圈18，电磁线圈18接通电源，流经电磁线圈的电流大小、电流方向可调节。另外在伸缩杆11的末端设置一磁块14，在电磁线圈通电的情况下可形成磁场，通过控制磁场的磁性和大小可使伸缩杆与塞柱13形成相互吸引或相互排斥的作用力，在磁场与磁块相互吸引的状态下所述伸缩杆后退缩回伸缩套10内，在磁场与磁块相互排斥的状态下所述伸缩杆的前端从伸缩套10伸出直至抵住竖孔内的试样。
为了进一步对压紧机构有效控制，防止压头将试样压坏，在压头7的端部设置第一压力传感器19，第一压力传感器19感应压头7对试样的压力，当感应压力达到预设值后，动力装置6控制压头7停止下压趋势并保持当前按压动作，使试样受到的压力相同。此外，为了让试样受力均匀，在伸缩杆的前端设置第二压力传感器12，第二压力传感器12感应伸缩杆11对试样的压力，当感应压力达到预设值后，控制感应线圈中的电流使磁场稳定从而让伸缩杆停止继续伸出的趋势并保持当前动作，通过在伸缩杆的前端设置第二压力传感器能够让试样收到来自伸缩杆相同的抵紧力，使试样稳定。
上述固定装置的动作过程为：
首先将所有伸缩杆组的电流通电，让感应线圈产生与磁块相互吸引的磁力，让伸缩杆全部退回至伸缩套内，压紧机构的伸缩电机启动，让压头上抬，将试样放入环形固定单元的竖孔内，伸缩电机启动让压头下压直至试样被固定。在压头下压的过程中通过第一压力传感器控制压头的下压动作，当感应的压力达到第一压力传感器的预设值后，伸缩电机停止，完成下压固定。
然后，伸缩杆组开始作用，让感应线圈的电流反向，产生与磁块相同的磁力，此时伸缩杆受排斥，随着磁力的加大伸缩杆从伸缩套的前端弹出直至抵住试样，此时试样受到来自轴向的伸缩杆的压力，在第二压力传感器感应到伸缩杆对试样的压力达到预设值后，电流停止变化并保持当前的状态，每个伸缩杆组的第二压力传感器的预设值相同，就能够让试样受到来自不同方位的相同的压力，从而让试样均匀受力。
最后，待试样周围的伸缩杆组的第二压力传感器均达到预设值后，压紧机构的伸缩电机启动，压头上抬，即完成试样的固定。
上述固定方式可以不受试样形状的制约，整个试样固定过程中，又能够保护试样，防止遭受破坏的，操作简单，效率更高。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种固定不规则金相试样的装置，其特征在于：包括底座(1)、压紧机构和环形固定单元(4)，环形固定单元具有用于放置试样的竖孔；所述压紧机构设置在环形固定单元上方，压紧机构具有上下活动的压头(7)，压头(7)下压将试样压住并固定在竖孔内；所述环形固定单元还包括围绕竖孔设置的若干伸缩杆组(9)，若干伸缩杆组的伸缩杆均能够沿着竖孔的径向作伸缩动作，从而对竖孔内的试样形成包围式固定。
2.根据权利要求1所述的固定不规则金相试样的装置，其特征在于：所述环形固定单元(4)有多个，环向设置在所述底座(1)的转台(2)上，转台(2)旋转使若干环形固定单元能够依次转至压紧机构正下方。
3.根据权利要求1所述的固定不规则金相试样的装置，其特征在于：所述底座(1)上设立支撑臂(5)，所述压紧机构设置在支撑臂(5)上，压头(7)配置有动力装置(6)，在动力装置(6)的驱动下压头(7)作下压和上抬动作。
4.根据权利要求3所述的固定不规则金相试样的装置，其特征在于：所述动力装置(6)选自伸缩缸或伸缩电机。
5.根据权利要求3所述的固定不规则金相试样的装置，其特征在于：所述压头(7)的端部设置有第一压力传感器(19)，第一压力传感器(19)感应压头(7)对试样的压力，当感应压力达到预设值后，动力装置控制压头(7)停止下压趋势并保持当前按压动作。
6.根据权利要求1所述的固定不规则金相试样的装置，其特征在于：所述若干伸缩杆组(9)按圆周矩阵方式排列。
7.根据权利要求1所述的固定不规则金相试样的装置，其特征在于：任一伸缩杆组(9)包括伸缩套(10)和位于伸缩套(10)内的伸缩杆(11)，所述伸缩套(10)内设置有伸缩驱动机构，伸缩驱动机构作用于伸缩杆使伸缩杆相对伸缩套(10)伸出或退回。
8.根据权利要求7所述的固定不规则金相试样的装置，其特征在于：所述伸缩驱动机构包括设置在伸缩套(10)后端的塞柱(13)，且塞柱(13)上缠绕有电磁线圈(18)，和设置在伸缩杆上的磁块(14)，在电磁线圈通电的情况下形成磁场，在磁场与磁块相互吸引的状态下所述伸缩杆后退缩回伸缩套(10)内，在磁场与磁块相互排斥的状态下所述伸缩杆的前端从伸缩套(10)伸出直至抵住竖孔内的试样。
9.根据权利要求7所述的固定不规则金相试样的装置，其特征在于：所述伸缩杆的前端设置有第二压力传感器(12)，第二压力传感器(12)感应伸缩杆对试样的压力，当感应压力达到预设值后，伸缩驱动机构控制伸缩杆停止继续伸出趋势并保持当前动作。
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| CN110355646A (zh) * | 2019-07-11 | 2019-10-22 | 江阴兴澄特种钢铁有限公司 | 一种金相试样的智能磨削装置及方法 |
| CN110355646B (zh) * | 2019-07-11 | 2024-05-17 | 江阴兴澄特种钢铁有限公司 | 一种金相试样的智能磨削装置及方法 |
| CN114264524A (zh) * | 2021-11-09 | 2022-04-01 | 湖南有色金属职业技术学院 | 一种地质样品分析用的预处理碾碎机 |
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