CN111098195A - 一种端面磨平夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种端面磨平夹具，包括上模座和下模座，模座呈长方体，四角分别通过螺栓连接；上模座的下表面和下模座的上表面中心分别设有凹槽，凹槽关于夹具中心对称，形状一致。本发明底面和侧面垂直，提高端面磨平的质量，保证岩样的端面与轴线垂直；模具内侧具有凹槽便于对试样更好地固定，且保护端面侧边处磨平时不受损，尤其适用于较软岩石试样的磨平；夹具由多个部件组成，生产容易，安装简单，保存方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种端面磨平夹具。
背景技术
在开展岩石力学室内试验过程中，诸如岩石的单轴压缩试验、三轴压缩试验等，需要采用经过加工的圆柱体试样进行试验。圆柱体试样端面是否垂直于轴线、是否光滑、是否完好直接关系着试验的精确度。在制作圆柱体试样的过程中，先用钻石机钻下圆柱体岩芯，然后用切石机切割，最后用磨石机磨平端面。现有磨平圆柱体试样端面的方法：一种是采用小型磨石机，手持试件打磨；一种是使用大型磨石机，将多块切割后的岩样立于机床之上，四周只做简单围挡，上部用砂轮打磨。对于小型磨石机打磨方法，一次只能打磨一块儿，且手用力不均无法保证端面与轴线的垂直度；对于采用大型磨石机，只起试样端面磨平的作用，端面与轴线的垂直度完全由切割时决定，若切割时没有完全垂直，打磨也不能使其垂直，并且对于一些软弱岩石，在端面边缘处十分容易破损。通过以上方法打磨后的试件，常常不能完全达标。
发明内容
发明目的：本发明旨在提供一种既可保证样品端面与轴线的垂直度，又可保证端面完好不受破损的端面磨平夹具，以解决上述问题。
技术方案：本发明的端面磨平夹具，包括上模座和下模座，模座呈长方体，四角分别通过螺栓连接，螺栓下端与下模座底边平齐；上模座的下表面和下模座的上表面中心分别设有凹槽，所述凹槽关于夹具中心对称，形状一致；所述上、下模座的凹槽与磨平端面垂直。
所述凹槽呈弧形，该弧形的锥角小于180°。
本发明所述的组合式端面磨平夹具，由上述的端面磨平夹具沿水平方向和/或竖直方向排列组合而成，单元夹具的下模座通过卡合结构相互连接。
所述夹具沿水平方向排列时，相邻下模座侧壁设有梯形凸起或凹槽，凸起和凹槽相互卡合使相邻下模座固定。
所述夹具沿竖直方向排列时，下模座底部设有梯形凸起或凹槽，凸起和凹槽相互卡合使相邻下模座相对于底面对称固定。
所述螺栓为两端均带有螺纹的双头螺栓。
所述螺栓上端设有羊角螺母，拧紧并固定模座。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：本发明底面和侧面垂直，提高端面磨平的质量，保证岩样的端面与轴线垂直；模具内侧具有凹槽便于对试样更好地固定，且保护端面侧边处磨平时不受损，尤其适用于较软岩石试样的磨平；夹具由多个部件组成，生产容易，安装简单，保存方便；夹具可以组合拼装，既可以组装一套对一个试样进行固定，也可以多套拼装起来对多个试样进行固定。
附图说明
图1为本发明的单个夹具结构示意图；
图2为本发明的组合式夹具结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
如图1所示，本发明包括上模座1和下模座2，模座呈长方体，四角分别通过贯穿的螺栓4连接，螺栓下端与下模座底边平齐。在发明人的研究过程中发现，对岩石试样打磨时，没有很好的固定，有些直接放到打磨机器上进行打磨，无法保证端面的水平，甚至会有一些倾斜。当模座为长方体时，底面和侧面垂直，夹持试样的待研磨端面与侧面平行，保证岩石试样的稳定性与垂直度，确保端面打磨后达到试验的要求。
螺栓为两端均带有螺纹的双头螺栓，两端分别设有螺母7，通过螺栓4上的螺母固定模座，并调节上、下模座之间距离，控制其夹试样时的松紧程度。螺母可以为羊角螺母，便于操作人员手动拧紧。
上模座1的下表面和下模座2的上表面中心分别设有凹槽3，上层凹槽301与下层凹槽302关于夹具中心对称，相互平行，形状一致，上、下模座的凹槽与磨平端面垂直。凹槽3为长方体或弧形，根据岩石试样的的形状调整凹槽形状，岩石试样的端面形状由采样钻取工具决定。当凹槽3为弧形时，弧形的锥角小于180°，当锥角越小时，能方便夹持较大尺寸的试样，而不至于夹具本身的尺寸过大，节省了夹具生产成本。同时，传统方式试样在打磨时由于缺少固定，侧面会有不小的磨损，尤其是对软岩的打磨，破坏尤其严重。该凹槽能够使贴合试样，保证试样打磨时不会受损。
图2为本发明的组合式夹具结构示意图，由上述的单个夹具沿水平方向和/或竖直方向排列组合而成，单元夹具的下模座通过卡合结构相互连接。组合式夹具能够一次加工多个试样，提高加工效率。夹具沿水平方向排列时，端部的下模座侧壁设有梯形凸起或凹槽6，中间部位的下模座侧壁设有梯形凸起602和凹槽601，相邻的凸起和凹槽相互卡合使相邻下模座固定。夹具沿竖直方向排列时，上排夹具的下模座201底部和下排夹具的下模座102底部设有梯形凸起或凹槽5，凸起和凹槽相互卡合使上排和下排下模座相对于底面对称固定。
组合式夹具的最外侧的相邻模座之间不固定，即上排夹具的相邻上模座101和下排夹具的相邻上模座202之间不固定，以便于一次进行不同直径的试样加工。
本发明可同时适用于小型磨石机和大型磨石机，操作方法分别如下：
单个夹板适用于小型磨石机，包括以下步骤：
(1)将四根双头螺栓分别对应下模座的四个孔，进行拧紧，保证双头螺栓垂直的与下模座固定住。
(2)将上模座四个孔对准四根双头螺栓，直接插入，前提是模座的凹槽对应，保证两侧的模座平行，并保证垂直度以及打磨时端面的平整度。
(3)在将试样放在两侧模座中间后，将羊角螺母拧入双头螺栓，固定两侧的模具，保证岩石样本不会滑落。
组合式夹具适用于大型磨石机，包括以下步骤：
(1)将四根双头螺栓分别对应下模座的四个孔，进行拧紧，保证双头螺栓垂直的与下模座固定住。
(2)将上模座四个孔对准四根双头螺栓，直接插入，前提是模座的凹槽对应，保证两侧的模座平行，并保证垂直度以及打磨时端面的平整度。
(3)在将试样放在两侧模座中间后，将羊角螺母拧入双头螺栓，固定两侧的模具，保证岩石样本不会滑落。
(4)每组夹具安装好后，通过梯形凹槽和凸起按照需要的夹具个数一一组装卡紧。
Claims (7)
1.一种端面磨平单元夹具，其特征在于，包括上模座(1)和下模座(2)，模座呈长方体，四角分别通过螺栓(4)连接，螺栓下端与下模座底边平齐；上模座(1)的下表面和下模座(2)的上表面中心分别设有凹槽(3)，所述凹槽相对于夹具中心对称，形状一致；所述上、下模座的凹槽与磨平端面垂直。
2.根据权利要求1所述的端面磨平单元夹具，其特征在于，所述凹槽(3)呈弧形，该弧形的锥角小于180°。
3.一种端面磨平组合夹具，其特征在于，由权利要求1所述的单元夹具沿水平方向和/或竖直方向排列组合而成，单元夹具的下模座通过卡合结构相互连接。
4.根据权利要求3所述的端面磨平组合夹具，其特征在于，所述夹具沿水平方向排列时，相邻下模座侧壁设有梯形凸起或凹槽(6)，凸起和凹槽相互卡合使相邻下模座固定。
5.根据权利要求3所述的端面磨平组合夹具，其特征在于，所述夹具沿竖直方向排列时，下模座底部设有梯形凸起或凹槽(5)，凸起和凹槽相互卡合使相邻下模座相对于底面对称固定。
6.根据权利要求1或3所述的端面磨平组合夹具，其特征在于，所述螺栓(4)为两端均带有螺纹的双头螺栓。
7.根据权利要求1或3所述的端面磨平组合夹具，其特征在于，所述螺栓(4)上端设有羊角螺母(7)，拧紧并固定模座。
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