CN112146966A - 曲面金相制样的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种曲面金相制样的方法及装置，属于金相检测制样技术。曲面金相制样的方法，包括在磨抛盘的预设区域对试样的待磨抛曲面进行磨抛。其中，磨抛盘被配置为：磨抛表面具有环状凹陷部，且环状凹陷部的中轴线为磨抛盘的旋转轴线。预设区域与环状凹陷部对应，磨抛操作中，试样下压可变形的磨抛片至待磨抛曲面位于环状凹陷部，以使待磨抛曲面与磨抛片被下压变形的区域进行曲面接触。曲面金相制样的装置包括磨抛机体及可转动地设置于磨抛机体的磨抛盘。磨抛盘的磨抛表面具有环状凹陷部，环状凹陷部的中轴线为磨抛盘的旋转轴线。能够完成曲面试样的磨抛。

Description

曲面金相制样的方法及装置

技术领域

本申请涉及金相检测制样技术领域，具体而言，涉及一种曲面金相制样的方法及装置。

背景技术

随着金属材料深加工的发展，很多金属材料被加工成曲轴、蜗杆或轴承等零件，零件在验收检测过程中需要进行磁粉探伤等表面缺陷检测。当探伤不合格时，需要取金相试样进行探伤不合格的原因分析，此时金相试样需要在探伤不合格零件上取样，并且进行曲面金相制样抛光。

曲面试样与现有的平面磨抛盘属于线接触或点接触，只能磨抛出一条亮线或点。现有磨抛设备主要适用于磨制平面的金相试样，不适用于磨制圆柱曲面或球面的金相试样。

发明内容

本申请的目的在于提供一种曲面金相制样的方法及装置，能够完成曲面试样的磨抛。

本申请的实施例是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种曲面金相制样的方法，包括在磨抛盘的预设区域对试样的待磨抛曲面进行磨抛。其中，磨抛盘被配置为：磨抛表面具有环状凹陷部，且环状凹陷部的中轴线为磨抛盘的旋转轴线。预设区域与环状凹陷部对应，磨抛操作中，试样下压可变形的磨抛片至待磨抛曲面位于环状凹陷部，以使待磨抛曲面与磨抛片被下压变形的区域进行曲面接触。

上述技术方案中，采用磨抛表面具有环状凹陷部的磨抛盘，在与环状凹陷部对应的预设区域对待磨抛曲面进行磨抛，磨抛操作中位于环状凹陷部的待磨抛曲面将磨抛片下压至伸入环状凹陷部，以使待磨抛曲面与磨抛片进行曲面接触，此时能够对待磨抛曲面的曲面接触磨抛，从而能够完成曲面试样的磨抛。

第二方面，本申请实施例提供一种曲面金相制样的装置，包括磨抛机体及可转动地设置于磨抛机体的磨抛盘。磨抛盘的磨抛表面具有环状凹陷部，环状凹陷部的中轴线为磨抛盘的旋转轴线。

上述技术方案中，磨抛盘的磨抛表面具有环状凹陷部，磨抛操作中在与环状凹陷部对应的预设区域对待磨抛曲面进行磨抛，将待磨抛曲面下压入环状凹陷部，使得待磨抛曲面将磨抛片下压至伸入环状凹陷部，以使待磨抛曲面与磨抛片进行曲面接触，此时能够对待磨抛曲面的曲面接触磨抛，从而能够完成曲面试样的磨抛。

在一些可能的实施方案中，磨抛盘包括位于环状凹陷部内侧的轴心平台以及位于环状凹陷部外侧的环状平台，轴心平台的表面与环状平台的表面共面。

上述技术方案中，轴心平台的表面与环状平台的表面共面，使得位于环状凹陷部内侧和外侧的台面齐平，能够方便在磨抛盘的磨抛表面设置与磨抛盘外缘对应的磨抛片，并使得磨抛操作中能够有效地将与环状凹陷部对应的磨抛片下压实现与试样的待磨抛曲面的曲面接触。

在一些可能的实施方案中，装置还包括磨抛片，磨抛片可拆卸地覆盖于磨抛表面，磨抛片被配置与环状凹陷部对应的区域可被下压变形。

上述技术方案中，磨抛片可拆卸的设置方式，方便根据磨抛粒度需要和磨抛片的损耗情况进行磨抛片的更换。磨抛片覆盖于整个磨抛表面，使得磨抛片呈与磨抛盘对应的圆形，其在磨抛盘的安装和固定方便。

在一些可能的实施方案中，磨抛片的靠近磨抛片的一侧设置有背胶层，用于与轴心平台的表面和环状平台的表面粘接。

上述技术方案中，磨抛片通过背胶层与磨抛表面进行粘接，该可拆卸连接的方式操作简单。同时，背胶层与轴心平台的表面和环状平台的表面进行粘接固定，使得磨抛片与环状凹陷部对应的部分不会过度凹陷，能够较好地与待磨抛曲面进行曲面接触和磨抛。

在一些可能的实施方案中，磨抛盘具有与环状凹陷部连通的出水孔。

上述技术方案中，出水孔的设置能够防止环状凹陷部的内部积水，使得环状凹陷部能够提供较好的曲面磨抛环境。

在一些可能的实施方案中，装置还包括磨抛转台，磨抛转台可转动地设置于磨抛机体。磨抛转台的表面凸设有第一凸起和多个第二凸起，第一凸起与磨抛转台同轴设置，多个第二凸起绕沿磨抛转台的周向分布。磨抛盘的底部凹设有第一凹孔和多个第二凹孔，第一凹孔用于与第一凸起卡接，多个第二凹孔用于与多个第二凸起一一对应地卡接。

上述技术方案中，磨抛转台和磨抛盘通过相互配合的凸起和凹孔进行卡接，使得二者能够方便地进行可拆卸连接，方便根据需要对磨抛盘进行更换。其中，第二凸起和第二凹孔的配合能够实现磨抛转台和磨抛盘在周向上的相对固定，第一凸起和第一凹孔的配合能够提高第二凸起和第二凹孔连接的稳定性，使得磨抛盘能够稳定可靠地连接在磨抛转台。

在一些可能的实施方案中，装置还包括夹持组件；夹持组件包括支撑部、连接部、安装部、压样板和多个紧固件；支撑部与磨抛机体连接；连接部连接于支撑部的顶部与安装部的顶部之间，以使支撑部与安装部之间具有安装空隙；压样板位于安装部的底部远离安装空隙的一侧，压样板与安装部的底部之间围成用于固定试样的夹持腔；多个紧固件沿安装部的高度方向分布，每个紧固件均穿设于压样板与安装部。

上述技术方案中，压样板与安装部的底部之间围成用于固定试样的夹持腔，用于方便地对试样的两侧进行夹持；采用紧固件穿设于压样板与安装部的方式，同时将紧固件配置为沿安装部的高度方向分布的多个，方便根据试样所需的待磨抛面积调节在安装部的高度方向上对试样的夹持宽度，并能够保证对试样进行较为稳定的夹持。支撑部与安装部之间具有安装空隙，同时使得压样板位于安装部的底部远离安装空隙的一侧，在对试样进行夹持和调节的过程中该安装空隙能够提供操作空间，方便动作实施。

在一些可能的实施方案中，夹持组件还包括摆动部；摆动部连接于支撑部的底部，并朝向远离安装空隙的一侧延伸；摆动部的远离支撑部的一端具有与磨抛机体相对固定的第一工作状态以及与磨抛机体相对转动的第二工作状态，使得夹持组件具有避开磨抛盘上方的非工作位置和夹持腔位于环状凹陷部上方的工作位置。

上述技术方案中，在磨抛操作前，将摆动部的远离支撑部的一端调整至第二工作状态，然后将夹持组件转动至避开磨抛盘上方的非工作位置，方便根据需要对磨抛盘或者磨抛片进行更换。在需要进行磨抛操作时，将夹持组件转动至夹持腔位于环状凹陷部上方工作位置，使得夹持与夹持腔的试样的待磨抛曲面能够伸入环状凹陷部进行曲面磨抛。

在一些可能的实施方案中，安装部的顶部具有沿安装部的高度方向延伸的螺杆段，安装部开设有与螺杆段配合的螺孔，螺孔的轴向与磨抛盘的轴向平行，以使螺杆段在螺孔内转动时，能够使得安装部靠近和远离磨抛盘。

上述技术方案中，通过螺纹连接的方式调节安装部的高度，该调节方式的操作方便且精确度高。对安装部的高度的调节能够调节试样的待磨抛曲面伸入环状凹陷部的高度，从而能够调节待磨抛曲面与磨抛片的曲面接触面积和压力，能够根据磨抛需要对磨抛面积进行调节。

本申请实施例提供的曲面金相制样的方法及装置，有益效果包括：

磨抛操作中在与环状凹陷部对应的预设区域对待磨抛曲面进行磨抛，将待磨抛曲面下压入环状凹陷部，使得待磨抛曲面将磨抛片下压伸入环状凹陷部，以使待磨抛曲面与磨抛片进行曲面接触。此时能够对待磨抛曲面的曲面接触磨抛，从而能够完成曲面试样的磨抛。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的曲面金相制样的装置在第一视角的局部结构示意图；

图2为本申请实施例提供的曲面金相制样的装置在第二视角的局部结构示意图；

图3为本申请实施例提供的磨抛盘的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的磨抛机体的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的夹持组件的结构示意图；

图6为本申请实施例1使用的试样磨抛前的表面观察图；

图7为本申请实施例1使用的试样磨抛后的表面观察图

图8为本申请实施例1使用的试样磨抛前在100倍显微镜下的检测图；

图9为本申请实施例1使用的试样磨抛后在100倍显微镜下的检测图。

图标：100-曲面金相制样的装置；110-磨抛机体；111-转动间隙；112-转动轴；120-磨抛盘；121-环状凹陷部；122-轴心平台；123-环状平台；124-出水孔；125-第一凹孔；126-第二凹孔；130-磨抛转台；131-第一凸起；132-第二凸起；140-夹持组件；141-支撑部；142-连接部；143-安装部；1431-螺杆段；144-压样板；145-紧固件；146-安装空隙；147-夹持腔；148-摆动部；200-试样；210-待磨抛曲面。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“垂直”、“平行”等术语并不表示要求部件绝对垂直或平行，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

第一方面，本申请实施例提供一种曲面金相制样的方法，包括在磨抛盘120(如图1所示)的预设区域对试样200(如图5所示)的待磨抛曲面210(如图5所示)进行磨抛。

请参阅图1～图3，磨抛盘120被配置为：磨抛表面具有环状凹陷部121，且环状凹陷部121的中轴线为磨抛盘120的旋转轴线，该预设区域是指与环状凹陷部121对应的区域。

在磨抛操作中，通常先在磨抛盘120表面设置具有磨抛面的磨抛片，然后将样品的待磨抛面朝向磨抛片的磨抛面进行夹持，再将样品的待磨抛面与磨抛片的磨抛面进行接触实现磨抛。

在本申请的实施例中，先在试样200选取待磨抛曲面210，然后对试样200进行夹持，使得试样200的待磨抛曲面210位于试样200的朝向磨抛片的一侧。示例性的，在试样200的待磨抛曲面210的两侧确定切割边界，然后沿切割边界对试样200进行切割，方便对试样200的两侧进行夹持，且该夹持方式便于将试样200的待磨抛曲面210暴露在试样200的朝向磨抛片的一侧。在本申请的实施例中，磨抛片选择为可变形的磨抛片，其具有可变形的磨抛基体，该磨抛基体具有可用于进行材料磨抛的磨抛面。通过下压被夹持的试样200，使得试样200下压可变形的磨抛片，直至待磨抛曲面210从环状凹陷部121的开口伸入后位于环状凹陷部121，该状态下待磨抛曲面210将位于预设区域的磨抛片下压并伸入环状凹陷部121，以使待磨抛曲面210与磨抛片被下压变形的区域进行曲面接触。此时当磨抛盘120绕旋转轴线进行转动时，试样200的待磨抛曲面210在环状凹陷部121内，并与磨抛盘120沿环状凹陷部121的周向相对运动，使得磨抛片能够对待磨抛曲面210的曲面接触磨抛，从而能够完成曲面试样200的磨抛。

需要说明的是，在本申请的实施例中，磨抛片具有用于对试样200的待磨抛曲面210进行磨抛的表面，其可以根据磨抛粒度的需要进行选择。例如磨抛片用于对待磨抛曲面210进行磨削时，磨抛片可选择为砂纸；磨抛片用于对待磨抛曲面210进行抛光时，磨抛片可选择为抛光织物。

第二方面，本申请实施例提供一种曲面金相制样的装置100，其能够用于实施第一方面实施例提供的曲面金相制样的方法。

请参阅图1～图3，曲面金相制样的装置100包括磨抛机体110及可转动地设置于磨抛机体110的磨抛盘120。磨抛盘120的磨抛表面具有环状凹陷部121，环状凹陷部121的中轴线为磨抛盘120的旋转轴线。

关于磨抛结构：

请参阅图3，磨抛盘120包括位于环状凹陷部121内侧的轴心平台122以及位于环状凹陷部121外侧的环状平台123。可选的，环状凹陷的底部与轴心平台122的底部连接，使得环状凹陷部121位于轴心平台122和环状平台123之间，并使得该环状凹陷部121的上端开口且下端封闭。

在一些可能的实施方案中，轴心平台122的表面与环状平台123的表面共面，使得位于环状凹陷部121内侧和外侧的台面齐平。一方面，能够方便在磨抛盘120的磨抛表面设置与磨抛盘120外缘对应的磨抛片，即可使得磨抛片具有与环状凹陷部121对应的区域。另一方面，使得磨抛操作中能够有效地将与环状凹陷部121对应的磨抛片下压，以实现预设区域处的磨抛片与试样200的待磨抛曲面210的曲面接触。

示例性的，在磨抛盘120的径向上，环状凹陷部121的宽度为45～55mm，或50mm；轴心平台122的直径为45～55mm，或50mm；环状平台123的宽度为45～55mm，或50mm。可选的，在磨抛盘120的径向上，环状凹陷部121的宽度、轴心平台122的直径和环状平台123的宽度。上述规格的磨抛盘120结构稳定可靠，且经研究证明，在实施曲面金相制样的方法时，将试样200配置为在磨抛盘120的径向上的宽度为10～20mm，在上述规格的磨抛盘120进行试样200的待磨抛曲面210的曲面磨抛，具有较好的曲面磨抛效果；在磨抛盘120的径向上，磨抛得到的曲面的宽度能够达到8mm，能够方便地进行进一步的金相检测。

在一些可能的实施方案中，轴心平台122的顶部边缘设置为第一圆角(图未示)，环状平台123的顶部的靠近环状凹陷部121的一侧边缘设置为第二圆角(图未示)。由于将磨抛片下压至环状凹陷部121时，磨抛片与轴心平台122的顶部边缘之间具有较大的压力，且磨抛片与环状平台123的顶部的靠近环状凹陷部121的一侧边缘之间具有较大的压力，第一圆角和第二圆角的设置，能够减小磨抛片在该边缘处受到的压力，有利于减小磨抛片在磨抛过程中受到的磨损，而提高磨抛片的使用寿命。

可以理解的是，在本申请的实施例中，位于环状凹陷部121内侧和外侧的台面不限于齐平的方式，在磨抛盘120的轴向上，轴心平台122的表面可以高于环状平台123的表面共面，此时试样200靠近轴心平台122的一侧的曲面磨抛面积较大；轴心平台122的表面也可以低于环状平台123的表面共面，此时试样200靠近轴心平台122的一侧的曲面磨抛面积较小。

在一些可能的实施方案中，装置还包括与磨抛盘120的外缘匹配的磨抛片(图未示)，磨抛片可拆卸地覆盖于磨抛表面。磨抛片可拆卸的设置方式，方便根据磨抛粒度需要和磨抛片的损耗情况进行磨抛片的更换。磨抛片覆盖于整个磨抛表面，使得磨抛片呈与磨抛盘120对应的圆形，其在磨抛盘120的安装和固定方便。

进一步的，磨抛片的靠近磨抛片的一侧设置有背胶层，用于与轴心平台122的表面和环状平台123的表面粘接。磨抛片通过背胶层与磨抛表面进行粘接，该可拆卸连接的方式操作简单。同时，背胶层与轴心平台122的表面和环状平台123的表面进行粘接固定，使得磨抛片与环状凹陷部121对应的部分不会过度凹陷，能够较好地与待磨抛曲面210进行曲面接触和磨抛。

需要说明的是，在本申请的实施例中，磨抛片不限于采用背胶层进行粘接的方式与磨抛盘120可拆卸连接，磨抛片的边缘也可以通过安装环固定于磨抛盘120，安装环与磨抛盘120的连接方式例如为卡接、螺纹连接或紧固连接。另外，磨抛片不限于覆盖磨抛盘120的整个表面的形式，在其他实施方式中，磨抛片可以设置为与环状凹陷部121对应的环状，其内侧边缘和外侧边缘示例性地都通过安装环固定于磨抛盘120。

可选的，磨抛盘120具有与环状凹陷部121连通的出水孔124，该出水孔124例如设置为两个且沿轴心平台122对称设置。进一步可选的，每个出水孔124贯穿环状平台123设置，该出水孔124的第一端延伸至环状平台123的靠近环状凹陷部121的一侧壁面，该出水孔124的第二端延伸至环状平台123的远离环状凹陷部121的一侧壁面。由于在磨抛中会使用到冷却水，研究发现，虽然磨抛过程中，冷却水在磨抛盘120转动产生的离心力作用下能够大部分飞散出磨抛片表面，但是还是会存在部分冷却水的残留，在进行磨抛片的更换时，残留的水容易进入到环状凹陷部121中，出水孔124的设置能够防止环状凹陷部121的内部积水，使得环状凹陷部121能够提供较好的曲面磨抛环境。

关于磨抛盘120的安装：

请参阅图4，在本申请的实施例中，曲面金相制样的装置100还包括磨抛转台130，磨抛转台130可转动地设置于磨抛机体110。磨抛盘120安装于磨抛转台130，磨抛转台130在转动时带动磨抛盘120转动以实现磨抛。

在一些可能的实施方案中，磨抛转台130的表面凸设有第一凸起131和多个第二凸起132。第一凸起131与磨抛转台130同轴设置，可选的，在磨抛转台130的径向上，第一凸起131的直径大于第二凸起132的直径。多个第二凸起132绕沿磨抛转台130的周向分布，可选的，第二凸起132为三个并沿磨抛转台130的周向均匀分布。

适应性地，磨抛盘120的底部凹设有第一凹孔125和多个第二凹孔126，第一凹孔125用于与第一凸起131卡接，多个第二凹孔126用于与多个第二凸起132一一对应地卡接。磨抛转台130和磨抛盘120通过相互配合的凸起和凹孔进行卡接，使得二者能够方便地进行可拆卸连接，方便根据需要对磨抛盘120进行更换。其中，第二凸起132和第二凹孔126的配合能够实现磨抛转台130和磨抛盘120在周向上的相对固定，第一凸起131和第一凹孔125的配合能够提高第二凸起132和第二凹孔126连接的稳定性，使得磨抛盘120能够稳定可靠地连接在磨抛转台130。

其中，在进行磨抛盘120的更换时，例如，根据曲面磨抛需要更换为其他的用于进行曲面磨抛的磨抛盘120，以使得能够较好地进行曲面磨抛。可以理解的是，在其他实施方式中，也可以更换为具有相同凹孔结构平面磨抛结构，该平面磨抛结构与本申请实施例的磨抛盘120的区别例如仅为未设置环状凹陷部121，使得该曲面金相制样的装置100还能够适用于平面磨抛。

进一步的，磨抛机体110的台面凹设有安装腔室，磨抛转台130可转动地设置于安装腔室内。磨抛转台130与安装腔室的内壁之间具有转动间隙111，以使得磨抛转台130能够在安装腔室内顺畅地转动。

可选的，磨抛盘120安装于磨抛转台130后，磨抛盘120的表面与磨抛机体110的台面共面。在该实施方式中，曲面金相制样的装置100还包括固定环(图未示)，固定环的内缘抵靠于环状平台123的顶部的远离环状凹陷部121的边缘，固定环的外缘与磨抛机体110的台面例如卡接、螺纹连接或紧固连接，用于对磨抛盘120进行固定，使得磨抛盘120在转动磨抛时具有更好的稳定性。

关于试样200的夹持：

请参阅图5，在一些可能的实施方案中，曲面金相制样的装置100还包括夹持组件140，用于对试样200进行夹持，使得试样200与环状凹陷部121对应，并使得试样200的待磨抛曲面210朝向磨抛盘120且能够伸入环状凹陷部121。

示例性的，夹持组件140包括支撑部141、连接部142、安装部143、压样板144和多个紧固件145。

支撑部141与磨抛机体110连接，其例如与磨抛机体110的台面连接。可选的，支撑部141为支撑板结构，且该支撑部141沿磨抛盘120的轴向延伸，以使该支撑部141沿竖直方向设置，从而具有较好的支撑稳定性。

连接部142连接于支撑部141的顶部与安装部143的顶部之间，以使支撑部141与安装部143之间具有安装空隙146。可选的，该连接部142为连接板结构，该安装部143为安装板的结构，该安装部143与支撑部141平行，连接部142分别与安装部143与支撑部141垂直，使得支撑部141、连接部142和安装部143组成类似倒U形的稳定的框架结构。

压样板144位于安装部143的底部远离安装空隙146的一侧，压样板144与安装部143的底部之间围成用于固定试样200的夹持腔147。将试样200夹持于夹持腔147内时，安装部143的靠近夹持腔147的一侧和压样板144的靠近夹持腔147的一侧分别对试样200相对的两个侧壁进行夹持。

多个紧固件145沿安装部143的高度方向分布，在本申请的实施例中，安装部143的高度方向是指与磨抛盘120的轴向平行的方向。安装部143的底部具有与安装空隙146连通的多个第一安装孔，多个第一安装孔沿安装部143的高度方向间隔分布，压样板144具有与多个第一安装孔一一对应的多个第二安装孔。每个紧固件145依次穿过第一安装孔和第二安装孔，以使得每个紧固件145穿设于压样板144与安装部143。每个紧固件145穿出安装部143的端部和穿出压样板144的端部分别通过螺母进行锁定，从而将试样200锁定在压样板144与安装部143的底部之间。

上述设置方式中，采用紧固件145穿设于压样板144与安装部143的方式，同时将紧固件145配置为沿安装部143的高度方向分布的多个，方便根据试样200所需的待磨抛面积调节在安装部143的高度方向上对试样200的夹持宽度，并能够保证对试样200进行较为稳定的夹持。支撑部141与安装部143之间具有安装空隙146，同时使得压样板144位于安装部143的底部远离安装空隙146的一侧，在对试样200进行夹持和调节的过程中该安装空隙146能够提供操作空间，方便动作实施。

进一步的，夹持组件140还包括摆动部148，摆动部148连接于支撑部141的底部，并朝向远离安装空隙146的一侧延伸，支撑部141通过摆动部148间接连接在磨抛机体110的台面。可选的，摆动部148为摆动板且与连接部142平行，方便安装在磨抛机体110的台面。

示例性的，摆动部148的远离支撑部141的一端具有与磨抛机体110相对固定的第一工作状态以及与磨抛机体110相对转动的第二工作状态。使得夹持组件140具有避开磨抛盘120上方的非工作位置和夹持腔147位于环状凹陷部121上方的工作位置。在磨抛操作前，将摆动部148的远离支撑部141的一端调整至第二工作状态，然后将夹持组件140转动至避开磨抛盘120上方的非工作位置，方便根据需要对磨抛盘120或者磨抛片进行更换。在需要进行磨抛操作时，将夹持组件140转动至夹持腔147位于环状凹陷部121上方工作位置，使得夹持与夹持腔147的试样200的待磨抛曲面210能够伸入环状凹陷部121进行曲面磨抛。

可选的，磨抛机体110的台面设置有转动轴112，摆动部148的远离支撑部141的一端可转动地套设于转动轴112，以使摆动部148的远离支撑部141的一端具有第二状态。该转动轴112还配置有与其螺纹连接的固定件，该固定件例如为螺母，用于将摆动部148的远离支撑部141的一端锁紧在磨抛机体110的台面，以使摆动部148的远离支撑部141的一端具有第一状态。

进一步的，安装部143的顶部具有沿安装部143的高度方向延伸的螺杆段1431，安装部143开设有与螺杆段1431配合的螺孔。该螺孔的轴向与磨抛盘120的轴向平行，以使螺杆段1431在螺孔内转动时，能够使得安装部143靠近和远离磨抛盘120。通过螺纹连接的方式调节安装部143的高度，该调节方式的操作方便且精确度高。对安装部143的高度的调节，能够先将安装部143上升至试样200不与磨抛片接触的位置，方便进行试样200的夹持；然后将安装部143下降至能够实现对试样200曲面磨抛的位置。同时该调节方式还能够调节试样200的待磨抛曲面210伸入环状凹陷部121的高度，从而能够调节待磨抛曲面210与磨抛片的曲面接触面积和压力，能够根据磨抛需要对磨抛面积进行调节。

当对试样200的待磨抛曲面210完成曲面磨抛后，若需要对待磨抛曲面210的底部进行重点磨抛，可以调节安装部143上升预设高度，减小试样200与磨抛片的曲面接触面积，从而对试样200进行重点部位的曲面抛光。

可选的，安装部143的顶部还配置有第一螺母和第二螺母，第一螺母用于抵持安装部143的上表面，第二螺母用于抵持安装部143的下表面，实现螺杆段1431与安装部143的相对固定。

实施例1

一种曲面金相制样的方法，采用第二方面实施例提供的曲面金相制样的装置100进行。

S1.将具有环状凹陷部121的磨抛盘120可转动对安装在磨抛机体110；将具有背胶层的磨抛片粘贴在磨抛盘120表面，然后采用固定环对磨抛盘120进行固定。

S2.选择材质为40Cr、直径为26mm的圆棒零件，选取表面缺陷部位作为试样200。在试样200上选取具有表面缺陷的部位作为待磨抛曲面210，确定位于待磨抛曲面210的两侧的切割边界，沿切割边界对试样200进行切割，然后夹持切割后的试样200的两个切割面，并使得试样200的待磨抛曲面210朝向。

S3.调低安装部143的高度，使得试样200将磨抛片下压至伸入环状凹陷部121。控制试样200下压至环状凹陷部121的下压量，同时控制磨抛条件，对试样200进行曲面磨抛。

其中，磨抛包括粗磨、第一次细磨、第二次细磨和抛光。

粗磨采用直径为230mm且具有背胶层的金相水砂纸180#，其供应商为深圳市粤浩研磨材料有限公司。粗磨时，转速为1200rpm，时间为8～15s，下压量为1.5mm。

第一次细磨采用直径为230mm且具有背胶层的金相水砂纸500#，其供应商为深圳市粤浩研磨材料有限公司。第一次细磨时，转速为1200rpm，时间为8～15s，下压量为1.5mm。

第二次细磨采用直径为230mm且具有背胶层的金相水砂纸800#，其供应商为深圳市粤浩研磨材料有限公司。第二次细磨时，转速为1200rpm，时间为8～15s，下压量为1.5mm。

抛光采用采用直径为230mm且具有背胶层的呢绒抛光织物，抛光膏的抛光材料粒径为3.5μm，其供应商为武汉三灵新材料有限公司。抛光时，转速为1200rpm，时间为1～2min，下压量为1.8mm。

试验例

对试样200磨抛前后磨抛后的表面进行观察，其磨抛前的曲面表面如图6，其磨抛后的曲面表面如图7所示，其中框画区域内为曲面磨抛的位置。对试样200磨抛后的曲面进行显微检测，其磨抛后在100倍显微镜下的状态如图8所示。

图9为采用现有的平面磨抛方法磨抛平面，其磨抛后的平面在100倍显微镜下的状态图。其中，样品为检测夹杂物试样，视场上可见一条长约125μm的B类(氧化铝类)非金属夹杂物，评级为B1.0级；样品的材质，粗磨、第一次细磨、第二次细磨和抛光中所采用的磨抛材料、磨抛时间、磨抛转速，均和实施例1相同。

根据图6和图7可知，通过本申请实施例1提供的曲面金相制样的方法对试样200进行曲面磨抛，磨抛后试样200的曲面光亮如镜。根据图8和图9可知，通过本申请实施例1提供的曲面金相制样的方法对试样200进行曲面磨抛，在磨抛后的试样的曲面的非缺陷区域中无粗大划痕、无异物附着、无磨抛不良造成的孔洞或划伤；能够达到和现有技术中平面磨抛相当的磨抛效果。对磨抛后的曲面的粗糙度进行检测，其粗糙度能够达到Ra0.04。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种曲面金相制样的方法，其特征在于，包括：在磨抛盘的预设区域对试样的待磨抛曲面进行磨抛；

其中，所述磨抛盘被配置为：磨抛表面具有环状凹陷部，且所述环状凹陷部的中轴线为所述磨抛盘的旋转轴线；

所述预设区域与所述环状凹陷部对应，所述磨抛操作中，所述试样下压可变形的磨抛片至所述待磨抛曲面位于所述环状凹陷部，以使所述待磨抛曲面与所述磨抛片被下压变形的区域进行曲面接触。

2.一种曲面金相制样的装置，包括磨抛机体及可转动地设置于所述磨抛机体的磨抛盘，其特征在于，所述磨抛盘的磨抛表面具有环状凹陷部，所述环状凹陷部的中轴线为所述磨抛盘的旋转轴线。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述磨抛盘包括位于所述环状凹陷部内侧的轴心平台以及位于所述环状凹陷部外侧的环状平台，所述轴心平台的表面与所述环状平台的表面共面。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述装置还包括磨抛片，所述磨抛片可拆卸地覆盖于所述磨抛表面，所述磨抛片被配置与所述环状凹陷部对应的区域可被下压变形。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述磨抛片的靠近所述磨抛片的一侧设置有背胶层，用于与所述轴心平台的表面和所述环状平台的表面粘接。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述磨抛盘具有与所述环状凹陷部连通的出水孔。

7.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置还包括磨抛转台，所述磨抛转台可转动地设置于所述磨抛机体；

所述磨抛转台的表面凸设有第一凸起和多个第二凸起，所述第一凸起与所述磨抛转台同轴设置，所述多个第二凸起绕沿所述磨抛转台的周向分布；

所述磨抛盘的底部凹设有第一凹孔和多个第二凹孔，所述第一凹孔用于与所述第一凸起卡接，所述多个第二凹孔用于与所述多个第二凸起一一对应地卡接。

8.根据权利要求2～7任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括夹持组件；所述夹持组件包括支撑部、连接部、安装部、压样板和多个紧固件；所述支撑部与所述磨抛机体连接；所述连接部连接于所述支撑部的顶部与所述安装部的顶部之间，以使所述支撑部与所述安装部之间具有安装空隙；所述压样板位于所述安装部的底部远离所述安装空隙的一侧，所述压样板与所述安装部的底部之间围成用于固定试样的夹持腔；多个所述紧固件沿所述安装部的高度方向分布，每个所述紧固件均穿设于所述压样板与所述安装部。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述夹持组件还包括摆动部；所述摆动部连接于所述支撑部的底部，并朝向远离所述安装空隙的一侧延伸；所述摆动部的远离所述支撑部的一端具有与所述磨抛机体相对固定的第一工作状态以及与所述磨抛机体相对转动的第二工作状态，使得所述夹持组件具有避开所述磨抛盘上方的非工作位置和所述夹持腔位于所述环状凹陷部上方的工作位置。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述安装部的顶部具有沿所述安装部的高度方向延伸的螺杆段，所述安装部开设有与所述螺杆段配合的螺孔，所述螺孔的轴向与所述磨抛盘的轴向平行，以使所述螺杆段在所述螺孔内转动时，能够使得所述安装部靠近和远离所述磨抛盘。

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