CN111843752B - 一种棒型试样的纵向抛光机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及试样加工设备领域，具体的说是一种棒型试样的纵向抛光机。包括水平底座以及设置在水平底座上的夹持装置和抛光装置；抛光装置包括抛光砂带、供抛光砂带卷绕存储的滚筒以及用于将抛光将砂带从滚筒上拉出的砂带更新机构，滚筒和砂带更新机构分别位于试样轴向的两侧，滚筒和砂带更新机构之间的抛光砂带绕设在试样上并形成抛光部，并在对应抛光部两端的抛光砂带位置均设有压紧轮，以通过两个压紧轮将抛光砂带的抛光部紧密贴合在试样的圆周面上，进而通过试样随夹持装置的往复滑动与抛光砂带的抛光部配合进行试样的纵向抛光。本发明的抛光效率、安全性及质量与传统抛光方式相比均大幅度提升。

Description

一种棒型试样的纵向抛光机

技术领域

本发明涉及试样加工设备领域，具体的说是一种棒型试样的纵向抛光机。

背景技术

棒型试样广泛应用于金属材料的拉拔实验中，用于表征金属材料的强度、硬度、刚性、塑性和韧性等力学性能。用于实验的标注棒型试样需要先通过机加工制作棒材，然后对棒材的圆周面进行抛光加工，降低其表面粗糙度，不仅获得光亮、平整的光滑表面，提高标准试样外观的美感，而且可以提高标准试样的本身的机械性能。

由于棒材上需抛光面为圆周面，故不能通过现有技术中的金相平面抛光设备进行抛光。现有技术中往往将晒带卷绕在棒材上后，由手握持砂带并推拉棒材进行手工纵向抛光。此种抛光方式不仅效率低下，易伤手，而且容易因手部握持力度不统一造成棒材周面上形成细小的棱角或台阶，从而在拉拔实验中不能正确表征金属材料自身性能。

发明内容

本发明旨在提供一种棒型试样的纵向抛光机，抛光效率、安全性及质量均大幅度提升。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案为：一种棒型试样的纵向抛光机，包括水平底座以及设置在水平底座上的夹持装置和抛光装置；

夹持装置用于夹持固定试样并可沿直线水平方向在水平底座上往复滑动，夹持装置包括滑动设置在水平底座上的滑板、设置在滑板一端的卡盘以及设置在滑板另一端的顶尖，卡盘和顶尖之间形成供试样固定并与滑板的滑动方向平行的夹持位；

抛光装置包括抛光砂带、供抛光砂带卷绕存储的滚筒以及用于将抛光将砂带从滚筒上拉出的砂带更新机构，滚筒和砂带更新机构分别位于试样轴向的两侧，滚筒和砂带更新机构之间的抛光砂带绕设在试样上并形成抛光部，并在对应抛光部两端的抛光砂带位置均设有压紧轮，以通过两个压紧轮将抛光砂带的抛光部紧密贴合在试样的圆周面上，进而通过试样随夹持装置的往复滑动与抛光砂带的抛光部配合进行试样的纵向抛光。

优选的，砂带更新机构包括并列设置的主动输送轮和被动输送轮，抛光砂带远离滚筒的端部夹设在主动输送轮和被动输送轮的轮缘之间，并可通过主动输送轮和被动输送轮的同步反向转动以将抛光砂带从滚筒上拉出；主动输送轮和被动输送轮均具有轮轴，主动输送轮的轮轴上设有第一齿轮，被动输送轮的轮轴上设有第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮啮合连接，主动输送轮的轮轴还与第一伺服电机的输出轴传动连接。

优选的，夹持装置由设置在水平底座上的第二伺服电机驱动以沿水平直线方向往复滑动，第二伺服电机的输出轴上设有凸轮，凸轮上铰连有连杆，连杆远离凸轮的端部铰连在滑板上；

两个压紧轮均设置在一个沿竖直方向滑动分布于水平底座上的升降架的下沿位置，升降架和滚筒均由第一伺服电机控制；

第一伺服电机的输出轴上连接有丝杠，丝杠与设置在升降架上的丝母配合安装；

第一伺服电机的输出轴上还设有第三齿轮，第三齿轮与设置在主动输送轮轮轴上的第四齿轮和设置在滚筒的滚轴上的第五齿轮分别传动连接，第四齿轮和第五齿轮分别具有外齿圈和单向转动设置在外齿圈中的内圈，外齿圈与第三齿轮传动连接，内圈中部开设有轴孔并与主动输送轮的轮轴或滚筒的滚轴通过平键配合，内圈的外缘开设有多个楔形槽，楔形槽中均设有仅供外齿圈和内圈单向相对转动的销轴，从而实现由第一伺服电机输出轴的正向转动即同步控制两个压紧轮放松抛光砂带、滚筒将抛光砂带送向试样方向以及砂带更新机构将抛光砂带拉离试样，并由第一伺服电机输出轴的反向转动即控制两个压紧轮压紧抛光砂带并维持滚筒和砂带更新机构的静止状态。

优选的，两个压紧轮均设置在一个沿竖直方向滑动分布于水平底座上的升降架的下沿位置，升降架、滚筒以及夹持装置均由第一伺服电机驱动；

第一伺服电机的输出轴通过连接柄设有用于驱动夹持装置往复滑动的拨杆，在水平底座上位于滑板一侧位置设有可滑动的第一齿条，在滑板上朝向第一齿条一侧的位置设有第二齿条，第一齿条和第二齿条通过转动设置在水平底座上的惰轮啮合传动连接，在第一齿条上还设有垂直于第一齿条的滑动方向分布的滑槽，滑槽上设有供拨杆插入并滑动配合的条形孔；

第一伺服电机的输出轴上设有光杆，光杆的下端与第一伺服电机的输出轴连接，上端连接有丝杠，丝杠与设置在升降架上的丝母配合安装；在光杆上靠近光杆与丝杠连接处的位置设有弹簧座并在光杆上套设有支撑弹簧，支撑弹簧的下端与弹簧座的上沿接触配合，支撑弹簧的上端与升降架的下沿接触配合；

第一伺服电机的输出轴上还设有第三齿轮，第三齿轮与设置在主动输送轮轮轴上的第四齿轮和设置在滚筒的滚轴上的第五齿轮分别传动连接，第四齿轮和第五齿轮分别具有外齿圈和单向转动设置在外齿圈中的内圈，外齿圈与第三齿轮传动连接，内圈中部开设有轴孔并与主动输送轮的轮轴或滚筒的滚轴通过平键配合，内圈的外缘开设有多个楔形槽，楔形槽中均设有仅供外齿圈和内圈单向相对转动的销轴，从而实现由第一伺服电机输出轴的正向转动即同步控制两个压紧轮放松抛光砂带、滚筒将抛光砂带送向试样以及砂带更新机构将抛光砂带拉离试样，并由第一伺服电机输出轴的反向转动即控制两个压紧轮压紧抛光带并维持滚筒和砂带更新机构的静止状态。

优选的，连接柄固定在第一伺服电机的输出轴上，以使第一伺服电机输出轴的正向和反向转动均驱动夹持装置的直线往复滑动。

优选的，连接柄转动设置在第一伺服电机的输出轴上，并在拨杆和第一伺服电机的输出轴之间设有棘轮，以使第一伺服电机仅可通过输出轴的反向转动以驱动夹持装置的直线往复滑动。

优选的，惰轮的数量为两个，两个惰轮的轮径不同。

优选的，两个压紧轮均设置在一个沿竖直方向滑动分布于水平底座上的升降架的下沿位置，升降架、滚筒以及夹持装置均由第一伺服电机驱动；

第一伺服电机的输出轴上设有用于驱动夹持装置往复滑动的第六齿轮，第六齿轮为扇形齿轮，在滑板的一侧设有可与第六齿轮啮合连接的第三齿条，在滑板的一端还设有用于将滑板在第三齿条脱离第六齿轮后回弹的回位弹簧；

第一伺服电机的输出轴上设有光杆，光杆的下端与第一伺服电机的输出轴连接，上端连接有丝杠，丝杠与设置在升降架上的丝母配合安装；在光杆上靠近光杆与丝杠连接处的位置设有弹簧座，在光杆上还套设有支撑弹簧，支撑弹簧的下端与弹簧座的上沿接触配合，支撑弹簧的上端与升降架的下沿接触配合；

第一伺服电机的输出轴上还设有第三齿轮，第三齿轮与设置在主动输送轮轮轴上的第四齿轮和设置在滚筒的滚轴上的第五齿轮分别通传动连接，第四齿轮、第五齿轮以及第六齿轮分别具有外齿圈和单向转动设置在外齿圈中的内圈，内圈的外缘开设有多个楔形槽，楔形槽中均设有仅供外齿圈和内圈单向相对转动的销轴，从而实现由第一伺服电机输出轴的正向转动即同步控制两个压紧轮放松抛光砂带、滚筒将抛光砂带送向试样以及砂带更新机构将抛光砂带拉离试样，并由第一伺服电机输出轴的反向转动即控制两个压紧轮压紧抛光带并维持滚筒和砂带更新机构的静止状态，第一伺服电机可通过输出轴的反向转动与回位弹簧配合以驱动夹持装置的直线往复滑动。

优选的，支撑弹簧的下端与弹簧座固定连接，支撑弹簧的上端通过推力轴承与升降架连接。

优选的，抛光部为并列绕设在试样圆周面上的多圈抛光砂带，或抛光部为重叠绕设在试样圆周面上的单圈抛光砂带，抛光砂带对应砂带更新机构的端部具有开口，且抛光砂带上沿自身长度方向设有与开口相连的易撕线。

有益效果

本发明中具有可直线往复滑动的夹持装置和位置相对固定的抛光装置，抛光装置中具有绕设在试样周面上的抛光砂带，且抛光砂带通过压紧轮紧压在抛光砂带上，使抛光砂带与试样周面紧密接触，从而使试样随夹持装置的往复直线运动与相对静止的抛光砂带配合进行试样的总线抛光作业。在抛光过程中，抛光砂带与试样周面各处均匀接触使得试样受力均匀，避免在抛光中产生棱角，与传统的手工抛光方式相比，抛光质量大大提高。

本发明的抛光装置中还包括供抛光砂带卷绕存储的滚筒和用于将抛光砂带从滚筒上拉出的砂带更新机构。当抛光部的砂带经试样往复相对运动若干次后，可由砂带更新机构将未使用的抛光砂带有滚筒上拉出，对使用后的抛光部进行更新，从而避免抛光砂带局部与试样反复持续摩擦，使试样经摩擦产生的金属颗粒进入抛光砂带中，不能保证抛光过程中试样和抛光砂带保持在一个相对近似的状态的问题，进一步提高了本发明对于试样纵向抛光的抛光质量。

在本发明的优选实施方式中，压紧轮、滚筒以及砂带更新机构联动，在砂带更新机构将砂带拉出以进行抛光部的抛光砂带更新的过程中，压紧轮自动放松，从而避免了在砂带更新过程终因抛光砂带始终与试样周面接触而使试样周面上产生沿试样轴向分布的横向抛光纹理，进而实现了彻底的试样纵向抛光，大幅度提高了抛光质量。

附图说明

图1为本发明实施例1的主视结构示意图；

图2为图1中B-B向剖视结构示意图；

图3为实施例1试样上的抛光砂带的第一种卷绕方式；

图4为实施例1试样上的抛光砂带的第二种卷绕方式；

图5为实施例1中砂带更新机构部分的前视结构示意图；

图6为实施例1中的第四砂轮的结构示意图；

图7为本发明实施例2的主视结构示意图；

图8为实施例2中夹持装置中的滑板及其驱动系统的俯视结构示意图；

图9为图7中C-C向剖视结构示意图；

图10为图9中的E部分的剖视及放大结构示意图；

图11为本发明实施例3的主视结构示意图；

图12为实施例3中夹持装置中的滑板及其驱动系统的俯视结构示意图；

图中标记：1、水平底座，2、试样，201、开口，202、易撕线，A、抛光装置，3、连杆，4、凸轮，5、第二伺服电机，6、夹持装置，601、顶尖，602、卡盘，603、滑板，7、抛光部，8、压紧轮，9、砂带更新机构，901、第一齿轮，902、主动输送轮，903、被动输送轮，904、第二齿轮，10、第四齿轮，11、升降架，12、丝母，13、丝杠，14、第一伺服电机，15、第三齿轮，16、第五齿轮，17、抛光砂带，18、滚筒，19、内圈，20、外齿圈，21、轴孔，22、销轴，23、楔形槽，24、第二齿条，25、惰轮，26、第一齿条，27、连接柄，28、拨杆，29、条形孔，30、滑槽，31、支撑弹簧，32、弹簧座，33、光杆，34、第三齿条，35、第六齿轮，36、回位弹簧。

具体实施方式

以下以3个实施例对本发明的技术方案进行进一步的详细说明：

实施例1

如图1所示，本实施例的一种棒型试样2的纵向抛光机，主体结构为水平底座1以及设置在水平底座1上的夹持装置6和抛光装置A。

水平底座1固定在稳固的地面或工作台上，其上沿为平整的水平面。

夹持装置6用于夹持固定试样2，并可载运试样2同步沿图1中的水平左右直线方向在水平底座1上往复滑动。夹持装置6包括滑动设置在水平底座1上的滑板603、设置在滑板603一端的卡盘602以及设置在滑板603另一端的顶尖601。滑板603通过两根线轨与水平底座1的上沿滑动配合。卡盘602和顶尖601之间形成供试样2固定的夹持位，且该夹持位与滑板603的滑动方向平行。本实施例中滑板603沿线轨水平滑动的驱动力来自于第二伺服电机5。第二伺服电机5固定在水平底座1上并位于滑板603滑动方向的右侧位置。第二伺服电机5的输出轴上设有凸轮4，凸轮4上设有连杆3，连杆3的两端分别与滑板603和凸轮4铰接连接，从而在第二伺服电机5输出轴转动过程中，由连杆3对滑板603形成连续交替的推拉作用，使滑板603左右往复滑动。并在将试样2夹持固定在夹持位后，由夹持装置6带动试样2同步往复滑动。

抛光装置A与夹持固定在夹持装置6上的试样2垂直交叉分布。如图2所示，抛光装置A包括抛光砂带17、滚筒18以及砂带更新机构9。滚筒18和砂带更新机构9分别位于试样2轴向的两侧。抛光砂带17的一端固定在滚筒18上并卷绕储存在滚筒18上，另一端卷绕过试样2的圆周面后连接在砂带更新机构9上。抛光砂带17卷绕在试样2圆周面上的部分形成用于对试样2进行抛光的抛光部7，在抛光部7的两端位置即抛光砂带17由试样2上绕出的两端位置分别设有压紧轮8。两个压紧轮8分别连接在一个升降架11上，升降架11可沿竖直方向滑动分布于水平底座1上（因图中产生遮挡且升降架11的滑动设置方式常规，故图2中未示出）。两个压紧轮8可随升降架11下降至图2所示状态后紧压抛光砂带17的背侧，使得抛光部7对应的抛光砂带17的内侧紧贴试样2的外圆周面，从而使抛光过程中试样2外圆周受力均匀，避免抛光棱角的产生。砂带更新机构9用于将抛光砂带17从滚筒18上抽出一部分，以对抛光部7的砂带进行更新，保证抛光过程中试样2和抛光砂带17保持在一个相对近似的状态，避免抛光砂带17长时间使用导致的问题。

如图5所示，砂带更新机构9包括并列设置的主动输送轮902和被动输送轮903。主动输送轮902和被动输送轮903均具有柱状的内芯和固定在内芯外周的橡胶圈，且主动输送轮902和被动输送轮903上橡胶圈的外缘位置紧密接触配合，从而使抛光砂带17远离滚筒18的端部夹设在主动输送轮902和被动输送轮903的轮缘之间后，即可通过主动输送轮902和被动输送轮903的同步反向转动将抛光砂带17从滚筒18上拉出。主动输送轮902和被动输送轮903均具有轮轴，主动输送轮902的轮轴上设有第一齿轮901，被动输送轮903的轮轴上设有第二齿轮904，第一齿轮901和第二齿轮904啮合连接。

仍如图2所示，本实施例中的主动输送轮902和被动输送轮903的轮轴以及滚筒18的滚轴均沿竖直方向分布，主动输送轮902和被动输送轮903的轮轴以及滚筒18的滚轴的下端均转动设置在水平底座1上，而试样2沿水平方向分布，滚筒18和砂带更新机构9中的抛光砂带17均处于立式状态，抛光部7中对应的抛光砂带17处于平卧状态。抛光砂带17在试样2上的卷绕方式多种多样，以抛光砂带17的内侧至少与试样2外周接触至少一周为最低限度。图3及图4中示出了两种优选方式，图3中的抛光砂带17并列绕设在试样2的圆周面上。此种绕设方式中，并列设置的两圈抛光砂带17的侧缘相触，抛光砂带17的厚度或抛光砂带17两侧的厚度保证在3mm以上，优选为3-5mm，从而可避免在抛光作业和砂带更新过程中抛光砂带17产生的重叠，造成重叠部分抛光砂带17不与试样2接触而产生浪费。图4中抛光砂带17单圈重叠绕设在试样2圆周面上。此种绕设方式中，抛光砂带17对应砂带更新机构9的端部即图4中抛光砂带17的右端具有开口201，且抛光砂带17上沿自身长度方向设有与开口201相连的易撕线202，抛光砂带17对应滚筒18即图4中抛光砂带17的左端部分绕过试样2的底部后插入开口201中且一侧与和开口201相连的易撕线202接触，从而在砂带更新机构9和滚筒18配合抽出抛光砂带17的过程中，可由抛光晒带的侧部将易撕线202扯开，达到抛光砂带17由其自身中部穿过的效果，保证了砂带更新机构9和滚筒18配合的连续性。

本实施例中的压紧轮8、滚筒18以及砂带更新机构9通过同一个第一伺服电机14驱动，达到压紧轮8的压紧放松过程和抛光部7的抛光砂带17更新同步联动配合且互不干涉的效果。具体的：

第一伺服电机14设置在水平底座1上位于试样2上方的位置（其电机座及相关支撑架为常规结构并因遮挡而未示出）。第一伺服电机14的输出轴沿竖直向下方向分布，在第一伺服电机14的输出轴上连接有丝杠13，丝杠13与设置在升降架11上的丝母12配合安装。通过第一伺服电机14输出轴的转动以控制升降架11沿竖直方向上的移动，并通过第一伺服电机14的正反转控制升降架11的升降，对应控制压紧轮8的升降。在控制压紧轮8上升后使压紧轮8放松抛光砂带17的背侧，便于砂带更新机构9更新抛光砂带17；在控制压紧轮8下降后紧触抛光砂带17的背侧，使抛光部7对应的抛光砂带17的内侧与试样2圆周紧密接触，从而进行试样2的纵向抛光作业。

第一伺服电机14的输出轴上还设有第三齿轮15，第三齿轮15与设置在主动输送轮902轮轴上的第四齿轮10和设置在滚筒18的滚轴上的第五齿轮16分别传动连接，以使第一伺服电机14同步驱动滚筒18和砂带更新机构9。如图6所示，第四齿轮10和第五齿轮16分别具有外齿圈20和仅能单向转动设置在外齿圈20中的内圈19。其中的外齿圈20与第三齿轮15传动连接，内圈19中部开设有轴孔21并与主动输送轮902的轮轴或滚筒18的滚轴通过平键配合。内圈19的外缘开设有多个楔形槽23，楔形槽23中均设有仅供外齿圈20和内圈19单向相对转动的销轴22。使得图6中的外齿圈20仅可相对于内圈19逆时针单向转动，使外齿圈20与内圈19分离，达到切断传动的目的；而在外齿圈20产生相对于内圈19顺时针转动的趋势时，销轴22滚动至鞋型槽的小端位置，阻碍二者的相对转动，将外齿圈20和内圈19接合，达到传动的目的。

本实施例中，在第一伺服电机14输出轴正向转动的过程中，丝杠13和丝母12配合驱动升降架11和压紧轮8上升，使压紧轮8放松抛光砂带17，抛光部7松弛；同时第四齿轮10和第五齿轮16的外齿圈20和内圈19分别接合传动，使滚筒18和主动输送轮902同步转动，由滚筒18将更新用的抛光砂带17送至试样2方向，由砂带更新机构9将用过的抛光晒带从试样2上拉离，完成抛光部7对应的抛光砂带17的更新。在第一伺服电机14输出轴反向转动的过程中，丝杠13和四配合驱动升降架11和压紧轮8下降，使压紧轮8重新接触抛光砂带17并使其张紧；同时第四齿轮10和第五齿轮16的外齿圈20和内圈19相对转动并分离阻断传动，使滚筒18和主动输送轮902保持静止而不产生转动，从而维持抛光部7抛光砂带17的张紧状态，由第二伺服电机5驱动的试样2轴向方向上的往复移动与抛光部7抛光砂带17配合进行轴向抛光打磨。

为进一步提高本实施例的自动化程度并便于操作，第一伺服电机14和第二伺服电机5均连接在一个单片机控制器上。一方面，通过控制器控制第一伺服电机14运行过程中，即抛光部7的抛光砂带17更新的过程中第二伺服电机5停止转动，避免产生横向的抛光纹路，降低抛光质量；另一方面，通过控制器控制第一伺服电机14输出轴分别正反转动固定的角度，以使在第一伺服单机输出轴正向转动时，砂带更新机构9和滚筒18能够正好将对应抛光部7的抛光砂带17长度的抛光砂带17抽出，达到完全更新抛光部7的抛光砂带17且不产生浪费的效果；并使在第一伺服电机14输出轴返现转动时，压紧轮8恰好下压抛光砂带17至张紧，避免压紧轮8不受控下压将抛光砂带17拉断的情况，并避免需要给压紧轮8单独设置限位形成开关以避免压断抛光砂带17引入的成本增加问题。本实施例中第四齿轮10和第五齿轮16的外齿圈20分别通过齿轮组与第三齿轮15传动连接，通过齿轮组使得轮径不同的第四齿轮10和第五齿轮16的配合使滚筒18和主动输送轮902转动速度相对应，从而使滚筒18转动送出抛光砂带17的速度和砂带更新机构9抽离抛光砂带17的速度近似相同。第一伺服电机14和滚筒18滚轴即主动输送轮902轮轴之间的传动方式也可采用现有技术中的链轮传动、带轮传动或其它方式达到上述相同的技术效果。

实施例2

如图7所示，本实施例与实施例1的主体结构相同，均包括水平底座1以及设置在水平底座1上的夹持装置6和抛光装置A，水平底座1、夹持装置6以及装置的结构也近似。本实施例与实施例1的主要区别为本实施例中省去了第二伺服电机5，并由第一伺服电机14不仅驱动压紧轮8的压紧放松过程和抛光砂带17的更新，且由第一伺服电机14驱动夹持装置6的往复滑动，进一步降低了生产成本，省去了实施例1中第一伺服电机14和第二伺服电机5的配合难度和第一伺服电机14与第二伺服电机5配合过程中产生的偏差，从而降低了本实施例的操作执行难度，具体的：

如图8所示，第一伺服电机14的输出轴上（图8中仅示出了第一伺服电机14的输出轴）通过水平分布的连接柄27连接有竖向分布的拨杆28，该拨杆28为圆柱形。在水平底座1上位于滑板603一侧的右侧位置设有可滑动的第一齿条26，在滑板603上朝向第一齿条26一侧的位置设有第二齿条24，第一齿条26和第二齿条24通过转动设置在水平底座1上的惰轮25啮合传动连接。在第一齿条26上还设有垂直于第一齿条26的滑动方向分布的滑槽30，滑槽30上设有供拨杆28插入并滑动配合的条形孔29。拨杆28由上至下插设配合在该条形孔29中，并随着第一伺服电机14输出轴的转动带动拨杆28转动，并由拨杆28和条形孔29的配合驱动第一齿条26在图8中上下运动，进一步由惰轮25的啮合传动使滑板603往复移动。

本实施例中的惰轮25数量为两个且两个惰轮25的轮径不同，其中左侧惰轮25与第二齿条24啮合，右侧惰轮25与第一齿条26啮合，两个惰轮25相互啮合，从而在第一伺服电机14输出轴转动速度固定的情况下，通过采用不同轮径的惰轮25调整滑板603的移速，满足不同材质试样2对于打磨抛光相对速度的需求。

本实施例中由第一伺服电机14驱动压紧轮8、滚筒18、砂带更新机构9以及滑板603的传动结构如下：

如图9所示，第一伺服电机14设置在水平底座1的空心内腔中，且输出轴竖直向上分布。第一伺服电机14的输出轴上设有竖向分布的光杆33，光杆33的下端与第一伺服电机14的输出轴连接，上端连接有丝杠13，丝杠13与固定在升降架11右侧的丝母12配合安装。在光杆33上靠近光杆33与丝杠13连接处的位置设有弹簧座32并在光杆33上套设有支撑弹簧31。支撑弹簧31的下端固设于固定在光杆33上的弹簧座32上，支撑弹簧31的上端通过推力轴承与升降架11连接。

与实施例1相同的，第一伺服电机14的输出轴上还设有第三齿轮15，第三齿轮15与设置在主动输送轮902轮轴上的第四齿轮10和设置在滚筒18的滚轴上的第五齿轮16分别传动连接，第四齿轮10和第五齿轮16分别具有外齿圈20和单向转动设置在外齿圈20中的内圈19，外齿圈20与第三齿轮15传动连接，内圈19中部开设有轴孔21并与主动输送轮902的轮轴或滚筒18的滚轴通过平键配合，内圈19的外缘开设有多个楔形槽23，楔形槽23中均设有仅供外齿圈20和内圈19单向相对转动的销轴22。

通过以上结构，在第一伺服电机14输出轴的正向转动中，由丝杠13和丝母12配合使升降架11上移放松抛光砂带17。同时第五齿轮16的外齿圈20和内圈19接合传动，滚筒18将抛光砂带17送向试样2；第四齿轮10的外齿圈20和内齿圈接合传动，砂带更新机构9将抛光砂带17拉离试样2，完成抛光部7的抛光砂带17的更新。在第一伺服电机14输出轴反向转动的过程中，两个压紧轮8在丝杠13和丝母12的配合作用下下压使抛光砂带17达到张紧状态，第四齿轮10和第五齿轮16的外齿圈20和内圈19相对转动分离传动，滚筒18和砂带更新机构9静止不动。

本实施例中的连接柄27转动设置在第一伺服电机14的输出轴上，并在拨杆28和第一伺服电机14的输出轴之间设有棘轮，以使第一伺服电机14仅可通过输出轴的反向转动以驱动夹持装置6的直线往复滑动，而在第一伺服电机14输出轴的正向转动过程中使连接柄27和拨杆28与第一伺服电机14输出轴保持相对转动，不去动夹持装置6移动。在第一伺服电机14输出轴持续反向转动的过程中，在随第一伺服电机14输出轴同步转动的丝杠13的作用下，丝母12和与丝母12固定连接的升降架11下降至如图10所示的状态，此时丝母12已向下脱离丝杠13后滑入光杆33的上端，并因脱离了丝母12而被支撑弹簧31支撑在特定的高度。该特定高度使两个压紧轮8恰好将抛光部7的抛光砂带17两端达到张紧状态。此时的支撑弹簧31呈压缩状态，一旦第一伺服电机14的输出轴开始正转，则在支撑弹簧31的推力作用下丝母12又可与丝杠13的下端接合，继而由第一伺服电机14输出轴的正向转动带动丝杠13和与丝杠13固连的升降架11再次上升。

实施例3

如图11所示，本实施例实施例2结构基本相同，同样仅通过一个第一伺服电机14不仅驱动压紧轮8的压紧放松过程和抛光砂带17的更新，且由第一伺服电机14驱动夹持装置6的往复滑动。本实施例与实施例2的区别在于第一伺服电机14驱动夹持装置6往复移动的方式不同：

如图12所示，第一伺服电机14的输出轴上设有用于驱动夹持装置6往复滑动的第六齿轮35，第六齿轮35为扇形齿轮。在滑板603的一侧设有可与第六齿轮35啮合连接的第三齿条34，在滑板603的一端还设有用于将滑板603在第三齿条34脱离第六齿轮35后回弹的回位弹簧36。当第一伺服电机14输出轴反向转动即图12中的第一伺服电机14输出轴顺时针转动过程中，即由第六齿轮35与第三齿条34配合推动滑板603向上运动，并在运动过程中压缩回位弹簧36。当第一伺服电机14输出轴持续反向转动至第六齿轮35脱离第三齿条34后，滑板603即在回味弹簧积蓄的弹性势能作用下快速向下回弹，并如此往循环实现滑板603的往复移动。

为避免在压紧轮8松开抛光砂带17并进行抛光砂带17更新的第一伺服电机14输出轴正向转动中滑板603仍旧往复移动，在试样2上产生横向的抛光打磨纹。本实施例中的第六齿轮35与第四齿轮10和第五齿轮16类似的，也同样具有外齿圈20和单向转动设置在外齿圈20中的内圈19。内圈19的外缘开设有多个楔形槽23，楔形槽23中均设有仅供外齿圈20和内圈19单向相对转动的销轴22。通过销轴22与楔形槽23的配合，使第六齿轮35的外齿圈20和内圈19在第一伺服电机14输出轴反向转动的过程中接合以传递动力，在第一伺服电机14输出轴正向转动的过程中分离动力。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种棒型试样的纵向抛光机，其特征在于：包括水平底座(1)以及设置在水平底座(1)上的夹持装置(6)和抛光装置(A)；

夹持装置(6)用于夹持固定试样(2)并可沿直线水平方向在水平底座(1)上往复滑动，夹持装置(6)包括滑动设置在水平底座(1)上的滑板(603)、设置在滑板(603)一端的卡盘(602)以及设置在滑板(603)另一端的顶尖(601)，卡盘(602)和顶尖(601)之间形成供试样(2)固定并与滑板(603)的滑动方向平行的夹持位；

抛光装置(A)包括抛光砂带(17)、供抛光砂带(17)卷绕存储的滚筒(18)以及用于将抛光将砂带从滚筒(18)上拉出的砂带更新机构(9)，滚筒(18)和砂带更新机构(9)分别位于试样(2)轴向的两侧，滚筒(18)和砂带更新机构(9)之间的抛光砂带(17)绕设在试样(2)上并形成抛光部(7)，并在对应抛光部(7)两端的抛光砂带(17)位置均设有压紧轮(8)，以通过两个压紧轮(8)将抛光砂带(17)的抛光部(7)紧密贴合在试样(2)的圆周面上，进而通过试样(2)随夹持装置(6)的往复滑动与抛光砂带(17)的抛光部(7)配合进行试样(2)的纵向抛光；

砂带更新机构(9)包括并列设置的主动输送轮(902)和被动输送轮(903)，抛光砂带(17)远离滚筒(18)的端部夹设在主动输送轮(902)和被动输送轮(903)的轮缘之间，并可通过主动输送轮(902)和被动输送轮(903)的同步反向转动以将抛光砂带(17)从滚筒(18)上拉出；主动输送轮(902)和被动输送轮(903)均具有轮轴，主动输送轮(902)的轮轴上设有第一齿轮(901)，被动输送轮(903)的轮轴上设有第二齿轮(904)，第一齿轮(901)和第二齿轮(904)啮合连接，主动输送轮(902)的轮轴还与第一伺服电机(14)的输出轴传动连接；

夹持装置(6)由设置在水平底座(1)上的第二伺服电机(5)驱动以沿水平直线方向往复滑动，第二伺服电机(5)的输出轴上设有凸轮(4)，凸轮(4)上铰连有连杆(3)，连杆(3)远离凸轮(4)的端部铰连在滑板(603)上；两个压紧轮(8)均设置在一个沿竖直方向滑动分布于水平底座(1)上的升降架(11)的下沿位置，升降架(11)和滚筒(18)均由第一伺服电机(14)控制；

第一伺服电机(14)的输出轴上连接有丝杠(13)，丝杠(13)与设置在升降架(11)上的丝母(12)配合安装；

第一伺服电机(14)的输出轴上还设有第三齿轮(15)，第三齿轮(15)与设置在主动输送轮(902)轮轴上的第四齿轮(10)和设置在滚筒(18)的滚轴上的第五齿轮(16)分别传动连接，第四齿轮(10)和第五齿轮(16)分别具有外齿圈(20)和单向转动设置在外齿圈(20)中的内圈(19)，外齿圈(20)与第三齿轮(15)传动连接，内圈(19)中部开设有轴孔(21)并与主动输送轮(902)的轮轴或滚筒(18)的滚轴通过平键配合，内圈(19)的外缘开设有多个楔形槽(23)，楔形槽(23)中均设有仅供外齿圈(20)和内圈(19)单向相对转动的销轴(22)，从而实现由第一伺服电机(14)输出轴的正向转动即同步控制两个压紧轮(8)放松抛光砂带(17)、滚筒(18)将抛光砂带(17)送向试样(2)方向以及砂带更新机构(9)将抛光砂带(17)拉离试样(2)，并由第一伺服电机(14)输出轴的反向转动即控制两个压紧轮(8)压紧抛光砂带(17)并维持滚筒(18)和砂带更新机构(9)的静止状态。

2.根据权利要求1所述的一种棒型试样的纵向抛光机，其特征在于：抛光部(7)为并列绕设在试样(2)圆周面上的多圈抛光砂带(17)，或抛光部(7)为重叠绕设在试样(2)圆周面上的单圈抛光砂带(17)，抛光砂带(17)对应砂带更新机构(9)的端部具有开口(201)，且抛光砂带(17)上沿自身长度方向设有与开口(201)相连的易撕线(202)。

3.一种棒型试样的纵向抛光机，其特征在于：包括水平底座(1)以及设置在水平底座(1)上的夹持装置(6)和抛光装置(A)；

夹持装置(6)用于夹持固定试样(2)并可沿直线水平方向在水平底座(1)上往复滑动，夹持装置(6)包括滑动设置在水平底座(1)上的滑板(603)、设置在滑板(603)一端的卡盘(602)以及设置在滑板(603)另一端的顶尖(601)，卡盘(602)和顶尖(601)之间形成供试样(2)固定并与滑板(603)的滑动方向平行的夹持位；

抛光装置(A)包括抛光砂带(17)、供抛光砂带(17)卷绕存储的滚筒(18)以及用于将抛光将砂带从滚筒(18)上拉出的砂带更新机构(9)，滚筒(18)和砂带更新机构(9)分别位于试样(2)轴向的两侧，滚筒(18)和砂带更新机构(9)之间的抛光砂带(17)绕设在试样(2)上并形成抛光部(7)，并在对应抛光部(7)两端的抛光砂带(17)位置均设有压紧轮(8)，以通过两个压紧轮(8)将抛光砂带(17)的抛光部(7)紧密贴合在试样(2)的圆周面上，进而通过试样(2)随夹持装置(6)的往复滑动与抛光砂带(17)的抛光部(7)配合进行试样(2)的纵向抛光；

砂带更新机构(9)包括并列设置的主动输送轮(902)和被动输送轮(903)，抛光砂带(17)远离滚筒(18)的端部夹设在主动输送轮(902)和被动输送轮(903)的轮缘之间，并可通过主动输送轮(902)和被动输送轮(903)的同步反向转动以将抛光砂带(17)从滚筒(18)上拉出；主动输送轮(902)和被动输送轮(903)均具有轮轴，主动输送轮(902)的轮轴上设有第一齿轮(901)，被动输送轮(903)的轮轴上设有第二齿轮(904)，第一齿轮(901)和第二齿轮(904)啮合连接，主动输送轮(902)的轮轴还与第一伺服电机(14)的输出轴传动连接；

两个压紧轮(8)均设置在一个沿竖直方向滑动分布于水平底座(1)上的升降架(11)的下沿位置，升降架(11)、滚筒(18)以及夹持装置(6)均由第一伺服电机(14)驱动；

第一伺服电机(14)的输出轴通过连接柄(27)设有用于驱动夹持装置(6)往复滑动的拨杆(28)，在水平底座(1)上位于滑板(603)一侧位置设有可滑动的第一齿条(26)，在滑板(603)上朝向第一齿条(26)一侧的位置设有第二齿条(24)，第一齿条(26)和第二齿条(24)通过转动设置在水平底座(1)上的惰轮(25)啮合传动连接，在第一齿条(26)上还设有垂直于第一齿条(26)的滑动方向分布的滑槽(30)，滑槽(30)上设有供拨杆(28)插入并滑动配合的条形孔(29)；

第一伺服电机(14)的输出轴上设有光杆(33)，光杆(33)的下端与第一伺服电机(14)的输出轴连接，上端连接有丝杠(13)，丝杠(13)与设置在升降架(11)上的丝母(12)配合安装；在光杆(33)上靠近光杆(33)与丝杠(13)连接处的位置设有弹簧座(32)并在光杆(33)上套设有支撑弹簧(31)，支撑弹簧(31)的下端与弹簧座(32)的上沿接触配合，支撑弹簧(31)的上端与升降架(11)的下沿接触配合；

第一伺服电机(14)的输出轴上还设有第三齿轮(15)，第三齿轮(15)与设置在主动输送轮(902)轮轴上的第四齿轮(10)和设置在滚筒(18)的滚轴上的第五齿轮(16)分别传动连接，第四齿轮(10)和第五齿轮(16)分别具有外齿圈(20)和单向转动设置在外齿圈(20)中的内圈(19)，外齿圈(20)与第三齿轮(15)传动连接，内圈(19)中部开设有轴孔(21)并与主动输送轮(902)的轮轴或滚筒(18)的滚轴通过平键配合，内圈(19)的外缘开设有多个楔形槽(23)，楔形槽(23)中均设有仅供外齿圈(20)和内圈(19)单向相对转动的销轴(22)，从而实现由第一伺服电机(14)输出轴的正向转动即同步控制两个压紧轮(8)放松抛光砂带(17)、滚筒(18)将抛光砂带(17)送向试样(2)以及砂带更新机构(9)将抛光砂带(17)拉离试样(2)，并由第一伺服电机(14)输出轴的反向转动即控制两个压紧轮(8)压紧抛光带并维持滚筒(18)和砂带更新机构(9)的静止状态。

4.根据权利要求3所述的一种棒型试样的纵向抛光机，其特征在于：连接柄(27)固定在第一伺服电机(14)的输出轴上，以使第一伺服电机(14)输出轴的正向和反向转动均驱动夹持装置(6)的直线往复滑动。

5.根据权利要求3所述的一种棒型试样的纵向抛光机，其特征在于：连接柄(27)转动设置在第一伺服电机(14)的输出轴上，并在拨杆(28)和第一伺服电机(14)的输出轴之间设有棘轮，以使第一伺服电机(14)仅可通过输出轴的反向转动以驱动夹持装置(6)的直线往复滑动。

6.根据权利要求3所述的一种棒型试样的纵向抛光机，其特征在于：惰轮(25)的数量为两个，两个惰轮(25)的轮径不同。

7.根据权利要求3所述的一种棒型试样的纵向抛光机，其特征在于：支撑弹簧(31)的下端与弹簧座(32)固定连接，支撑弹簧(31)的上端通过推力轴承与升降架(11)连接。

8.一种棒型试样的纵向抛光机，其特征在于：包括水平底座(1)以及设置在水平底座(1)上的夹持装置(6)和抛光装置(A)；

夹持装置(6)用于夹持固定试样(2)并可沿直线水平方向在水平底座(1)上往复滑动，夹持装置(6)包括滑动设置在水平底座(1)上的滑板(603)、设置在滑板(603)一端的卡盘(602)以及设置在滑板(603)另一端的顶尖(601)，卡盘(602)和顶尖(601)之间形成供试样(2)固定并与滑板(603)的滑动方向平行的夹持位；

抛光装置(A)包括抛光砂带(17)、供抛光砂带(17)卷绕存储的滚筒(18)以及用于将抛光将砂带从滚筒(18)上拉出的砂带更新机构(9)，滚筒(18)和砂带更新机构(9)分别位于试样(2)轴向的两侧，滚筒(18)和砂带更新机构(9)之间的抛光砂带(17)绕设在试样(2)上并形成抛光部(7)，并在对应抛光部(7)两端的抛光砂带(17)位置均设有压紧轮(8)，以通过两个压紧轮(8)将抛光砂带(17)的抛光部(7)紧密贴合在试样(2)的圆周面上，进而通过试样(2)随夹持装置(6)的往复滑动与抛光砂带(17)的抛光部(7)配合进行试样(2)的纵向抛光；

砂带更新机构(9)包括并列设置的主动输送轮(902)和被动输送轮(903)，抛光砂带(17)远离滚筒(18)的端部夹设在主动输送轮(902)和被动输送轮(903)的轮缘之间，并可通过主动输送轮(902)和被动输送轮(903)的同步反向转动以将抛光砂带(17)从滚筒(18)上拉出；主动输送轮(902)和被动输送轮(903)均具有轮轴，主动输送轮(902)的轮轴上设有第一齿轮(901)，被动输送轮(903)的轮轴上设有第二齿轮(904)，第一齿轮(901)和第二齿轮(904)啮合连接，主动输送轮(902)的轮轴还与第一伺服电机(14)的输出轴传动连接；

两个压紧轮(8)均设置在一个沿竖直方向滑动分布于水平底座(1)上的升降架(11)的下沿位置，升降架(11)、滚筒(18)以及夹持装置(6)均由第一伺服电机(14)驱动；

第一伺服电机(14)的输出轴上设有用于驱动夹持装置(6)往复滑动的第六齿轮(35)，第六齿轮(35)为扇形齿轮，在滑板(603)的一侧设有可与第六齿轮(35)啮合连接的第三齿条(34)，在滑板(603)的一端还设有用于将滑板(603)在第三齿条(34)脱离第六齿轮(35)后回弹的回位弹簧(36)；第一伺服电机(14)的输出轴上设有光杆(33)，光杆(33)的下端与第一伺服电机(14)的输出轴连接，上端连接有丝杠(13)，丝杠(13)与设置在升降架(11)上的丝母(12)配合安装；在光杆(33)上靠近光杆(33)与丝杠(13)连接处的位置设有弹簧座(32)，在光杆(33)上还套设有支撑弹簧(31)，支撑弹簧(31)的下端与弹簧座(32)的上沿接触配合，支撑弹簧(31)的上端与升降架(11)的下沿接触配合；

第一伺服电机(14)的输出轴上还设有第三齿轮(15)，第三齿轮(15)与设置在主动输送轮(902)轮轴上的第四齿轮(10)和设置在滚筒(18)的滚轴上的第五齿轮(16)分别通传动连接，第四齿轮(10)、第五齿轮(16)以及第六齿轮(35)分别具有外齿圈(20)和单向转动设置在外齿圈(20)中的内圈(19)，内圈(19)的外缘开设有多个楔形槽(23)，楔形槽(23)中均设有仅供外齿圈(20)和内圈(19)单向相对转动的销轴(22)，从而实现由第一伺服电机(14)输出轴的正向转动即同步控制两个压紧轮(8)放松抛光砂带(17)、滚筒(18)将抛光砂带(17)送向试样(2)以及砂带更新机构(9)将抛光砂带(17)拉离试样(2)，并由第一伺服电机(14)输出轴的反向转动即控制两个压紧轮(8)压紧抛光带并维持滚筒(18)和砂带更新机构(9)的静止状态，第一伺服电机(14)可通过输出轴的反向转动与回位弹簧(36)配合以驱动夹持装置(6)的直线往复滑动。

9.根据权利要求8所述的一种棒型试样的纵向抛光机，其特征在于：支撑弹簧(31)的下端与弹簧座(32)固定连接，支撑弹簧(31)的上端通过推力轴承与升降架(11)连接。

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