CN110987563A - 用于研磨金相样品的夹持装置、研磨系统及研磨方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于研磨金相样品的夹持装置、研磨系统及研磨方法，包括夹具体、刚性杆和支架，所述刚性杆通过第一铰接轴与支架铰接，所述夹具体通过第二铰接轴与刚性杆铰接；第一铰接轴的中心轴线、第二铰接轴的中心轴线与水平面相互平行；所述夹具体上设有铰接机构，所述金相样品可通过铰接机构与夹具体铰接，所述铰接机构的中心轴线与水平面相互平行，所述铰接机构的中心轴线与第二铰接轴的中心轴线相互垂直。本发明的夹持装置可替代人工夹持，且具有自平衡能力，可保证金相样品的研磨面均匀稳定，相比于现有方式，研磨更方便可靠，避免人为因素的影响，研磨质量更稳定且效率更高。

Description

用于研磨金相样品的夹持装置、研磨系统及研磨方法

技术领域

本发明涉及用于研磨金相样品的浮动平衡夹持装置、研磨系统及研磨方法。

背景技术

金相样品的一个端面往往需要经过研磨方可用于SEM等检测，现有的金相样品研磨方法是：研磨者用手抓住试样并保持试样状态的稳定，让需要研磨的一端始终与研磨盘面接触，并用适当的力度向下压，使试样研磨端紧贴研磨盘来进行研磨，如图1所示，手11抓住金相样品8用力向下在旋转的研磨盘7表面。手持金相样品不容易控制研磨力度与试样研磨状态（特别是新手）的稳定，导致试样表面研磨程度不均匀、研磨质量难以控制，也费时费力，效率低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供用于研磨金相样品的浮动平衡夹持装置、研磨系统，以实现金相样品研磨过程中金相样品的机械式自平衡夹持，保证研磨质量，提升研磨效率；本发明的目的之二在于提供用于研磨金相样品的研磨方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

用于研磨金相样品的夹持装置，包括夹具体、刚性杆和支架，所述夹具体为开口向下的筒状件或U型件，所述刚性杆一端通过第一铰接轴与支架铰接，所述夹具体上端通过第二铰接轴与刚性杆另一端铰接；第一铰接轴的中心轴线、第二铰接轴的中心轴线均与水平面相互平行；所述夹具体上设有铰接机构，所述金相样品可通过铰接机构与夹具体铰接，所述铰接机构的中心轴线与水平面相互平行，所述铰接机构的中心轴线与第二铰接轴的中心轴线相互垂直。

如此，刚性杆可绕第一铰接轴自由转动，夹具体可相对刚性杆转动（为方便描述，将该旋转方向记为X向，即具有X向的摆动自由度），金相样品可相对夹具体转动（为方便描述，将该旋转方向记为Y向，即具有Y向的摆动自由度），由于铰接机构的中心轴线与第二铰接轴的中心轴线相互垂直，X向、Y向相互垂直，夹具体、刚性杆具有一定重量，可对金相样品起到加压作用研磨过程中，金相样品可随夹具体下降，根据受力及研磨表面状态，金相样品可自动达到动态平衡，减少人为因素的影响，保证试样研磨面的质量，提升研磨效率。

进一步地，所述铰接机构的中心轴线与夹具体的重心在同一竖直平面内；所述第二铰接轴的中心轴线与夹具体的重心在同一竖直平面内，以进一步提升研磨过程中，金相样品的自平衡能力。

试样在夹具体和铰接机构的固定下，只能轻微摆动。

作为本发明的一种实施方式，所述铰接机构包括与夹具体活动连接的第一铰接件和与夹具体活动连接的第二铰接件，第一铰接件与第二铰接件相对设置，第一铰接件与第二铰接件相互靠近的一端具有尖端部，目的是提高动态平衡灵敏度，第一铰接件的中心轴线与第二铰接件的中心轴线在同一直线上。

进一步地，所述第一铰接件与夹具体螺纹连接，第二铰接件与夹具体螺纹连接；更进一步地，所述第一铰接件为第一螺钉，所述第二铰接件为第二螺钉，更进一步地，所述铰接机构包括与夹具体螺纹连接的第一螺钉和与夹具体螺纹连接的第二螺钉，第一螺钉与第二螺钉相对设置，第螺钉和第二螺钉的尖端部均位于靠近另一螺钉的一端，第一螺钉的中心轴线与第二螺钉的中心轴线在同一直线上。如此，可对金相样品侧面打两个共中心轴线且过金相样品中心轴线的孔，并保证孔的中心轴线与水平面平行，夹持时，可调整螺钉位置，使得螺钉尖端伸入相应侧的孔内，实现金相样品与夹角体之间的可转动铰接，一般而言，所述孔的深度达到0.2mm即可。可选地，由于金相样品一般由硬度不高的树脂材料成型而成，也可预先在金相样品相应位置做标记，然后直接通过尺寸比第一螺钉、第二螺钉大的螺钉打孔，随后按上述方法安装即可，实现金相样品与夹角体之间的可转动铰接。

作为本发明的一种实施方式，所述铰接机构包括一对夹持杆，两根夹持杆的中心轴线重合，两根夹持杆相互靠近的一端均设有可以夹持杆的中心轴线为中心轴旋转的夹持块；两根夹持杆均固定于夹具体上，其中，至少一根夹持杆与夹具体螺纹连接。如此，直接将金相样品夹持于两块夹持块之间即可。可选地，所述夹持块与金相样品接触的一面为与金相样品侧面匹配的弧面（一般而言，金相样品为直径一定的圆柱体，故具有某种弧面的夹持块具有一定通用性），以进一步提升夹持稳定性。如何实现金相样品的稳定夹持的现有技术已经存在较多，本申请可予以借鉴，此处不再进行赘述。

进一步地，夹持杆通过深沟球轴承与相应夹持块可旋转连接。

进一步地，所述刚性杆上设有第一配重块；和/或，所述夹具体（1）的顶部设有竖直向上延伸的滑竿，所述滑竿的中心轴线过夹具体的重心，所述滑竿上开拆卸地套有若干第二配重块。通过不同重量或数量的配重块的设置，可调整金相样品所受压力，满足不同研磨要求。

可选地，所述第一配重块为金属块，如铁块等。

可选地，所述第一配重块与刚性杆可拆卸连接。

进一步地，所述刚性杆上设有沿其长度方向分布的滑槽，所述第一配重块可在滑槽内移动并固定于滑槽内。

进一步地，所述夹具体为底部开口的筒状件，优选为圆筒件，金相样品可安装于筒状件腔体内，金相样品的底面向下伸出即可。

可选地，本申请的夹持装置在应用于研磨时，可固定于金相研磨设备上，也可固定于用于放置金相研磨设备的台面上。

基于同一发明构思，本发明还提供用于研磨金相样品的研磨系统，包括本体，本体上设有研磨盘，还包括如上所述的夹持装置，所述支架固定于本体上，夹具体位于研磨盘的正上方。

基于同一发明构思，本发明还提供用于研磨金相样品的研磨方法，包括如下步骤：

将待研磨的金相样品安装到如上所述的夹持装置上，使得金相样品可绕铰接机构的中心轴线自由摆动；

将夹具体放下，使得金相样品的底面与金相研磨设备的研磨盘抵接，研磨。

可选地，在将夹角放下时，启动金相样设备。

进一步地，研磨时间根据样品的材质不同而不同。

进一步地，研磨时间还与金相砂纸的粒度和磨盘转速有关。

本发明的夹持装置可替代人工夹持，且具有自平衡能力，可方便金相样品的研磨，相比于现有方式，研磨更方便可靠，研磨质量更稳定且效率更高；大大降低了劳动强度；可与现有金相研磨设备配合使用，适应性强；也可对现有金相研磨设备进行改进，使得金相研磨设备具有夹持能力。

附图说明

图1是现有技术中金相样品研磨过程示意图。

图2是本发明第一种实施方式的夹持装置的结构简图。

图3是本发明第二种实施方式的铰接机构部位的放大图。

具体实施方式

以下将结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

如图2所示，用于研磨金相样品的夹持装置，包括夹具体1、刚性杆3和支架6，所述夹具体为开口向下的筒状件，所述刚性杆3一端通过第一铰接轴10与支架6铰接，所述夹具体1上端通过第二铰接轴9与刚性杆3另一端铰接；第一铰接轴的中心轴线、第二铰接轴的中心轴线均与水平面相互平行；所述夹具体1上设有铰接机构2，所述金相样品可通过铰接机构2与夹具体1铰接，所述铰接机构2的中心轴线与水平面相互平行，所述铰接机构2的中心轴线与第二铰接轴的中心轴线相互垂直。

筒状件的顶部中心位置设有吊块，可选地，刚性杆与该吊块铰接，进而实现与夹具体的铰接。

所述铰接机构的中心轴线与夹具体的重心在同一竖直平面内。

所述铰接机构包括与夹具体螺纹连接的第一螺钉和与夹具体螺纹连接的第二螺钉，第一螺钉与第二螺钉相对设置，第一螺钉的中心轴线与第二螺钉的中心轴线在同一直线上。

所述刚性杆3上设有第一配重块4；所述夹具体1的顶部设有竖直向上延伸的滑竿13，所述滑竿13的中心轴线过夹具体的重心，所述滑竿13上开拆卸地套有若干第二配重块12。

所述刚性杆上设有沿其长度方向分布的滑槽5，所述第一配重块可活动地固定于滑槽内。

所述夹具体为底部开口的筒状件。

如图3所示，作为本发明的第二种实施方式，重复第一种实施方式，区别仅在于铰接机构，本实施方式中所述铰接机构包括一对夹持杆201，两根夹持杆201的中心轴线重合，两根夹持杆相互靠近的一端均设有可以夹持杆的中心轴线为中心轴旋转的夹持块202；两根夹持杆均固定于夹具体上，两夹持杆与夹具体螺纹连接。夹持杆通过深沟球轴承203与相应夹持块可旋转连接。夹持块与金相样品接触的表面为与金相样品匹配的弧面。

用于研磨金相样品的研磨系统，包括本体，本体上设有研磨盘7，还包括如权利要求1-8任一项所述的夹持装置，所述支架固定于本体上，夹具体位于研磨盘的正上方。

用于研磨金相样品的研磨方法，包括如下步骤：

将待研磨的金相样品8安装到如上所述的夹持装置上，使得金相样品可绕铰接机构的中心轴线自由摆动；

启动金相研磨设备；

将夹具体放下，使得金相样品的底面与金相研磨设备的研磨盘在配重的重力作用下抵接，研磨。

如图2所示，研磨时，当金相样品左侧部分研磨过多时，金相样品向左倾斜，由于金相样品与夹具体之间不具有X向的自由度，故夹具体也会向左倾斜相同的角度（实际会绕第二铰接轴逆时针转动相应角度），此时，夹具体有绕第二铰接轴顺时针转动以回到之前的平衡状态的趋势，金相样品底面右侧部分所受压力会稍大一些，加快该部分的研磨速度，使得金相样品平面往重归平整状态的方向发展。

上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明，而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。

Claims (9)

1.用于研磨金相样品的夹持装置，其特征在于，包括夹具体（1）、刚性杆（3）和支架（6），所述夹具体（1）为开口向下的筒状件或U型件，所述刚性杆（3）一端通过第一铰接轴（10）与支架（6）铰接，所述夹具体（1）通过固定支撑机构（9）与刚性杆（3）另一端铰接；第一铰接轴的中心轴线、固定支撑机构与水平面相互平行；所述夹具体（1）上设有铰接机构（2），所述金相样品可通过铰接机构（2）与夹具体（1）铰接，所述铰接机构（2）的中心轴线与水平面相互平行，所述铰接机构（2）的中心轴线与机构（9）中心轴线相互垂直。

2.根据权利要求1所述的夹持装置，其特征在于，所述铰接机构（2）的中心轴线与夹具体（1）的重心在同一竖直平面内；所述固定支撑机构（9）的中心轴线与夹具体的重心在同一竖直平面内。

3.根据权利要求1所述的夹持装置，其特征在于，所述铰接机构（2）包括与夹具体（1）活动连接的第一铰接件和与夹具体（1）活动连接的第二铰接件，第一铰接件与第二铰接件相对设置，第一铰接件与第二铰接件相互靠近的一端具有尖端部，第一铰接件的中心轴线与第二铰接件的中心轴线在同一直线上。

4.根据权利要求1所述的夹持装置，其特征在于，所述铰接机构包括一对夹持杆（201），两根夹持杆的中心轴线重合，两根夹持杆相互靠近的一端均设有可以夹持杆的中心轴线为中心轴旋转的夹持块（202）；两根夹持杆均固定于夹具体上，其中，至少一根夹持杆与夹具体螺纹连接。

5.根据权利要求4所述的夹持装置，其特征在于，夹持杆通过深沟球轴承与相应夹持块可旋转连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的夹持装置，其特征在于，所述刚性杆（3）上设有第一配重块（4）；和/或，所述夹具体（1）的顶部设有竖直向上延伸的滑竿（13），所述滑竿（13）的中心轴线过夹具体的重心，所述滑竿（13）上可拆卸地套有若干第二配重块（12）。

7.根据权利要求6任一项所述的夹持装置，其特征在于，所述刚性杆上设有沿其长度方向分布的滑槽（5），所述第一配重块可在滑槽内移动并固定于滑槽内。

8.用于研磨金相样品的研磨系统，包括本体，本体上设有研磨盘（7），其特征在于，还包括如权利要求1-7任一项所述的夹持装置，所述支架固定于本体上，夹具体位于研磨盘的正上方。

9.用于研磨金相样品的研磨方法，其特征在于，包括如下步骤：

将待研磨的金相样品（8）安装到如权利要求1-7任一项所述的夹持装置上，使得金相样品可绕铰接机构的中心轴线自由摆动；

将夹具体放下，使得金相样品的底面与金相研磨设备的研磨盘抵接，研磨。

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