CN113655000A - 合金化学成分光谱检测试件制备方法及夹持结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种合金化学成分光谱检测试件制备方法,包括如下步骤:合金液精炼完成后,将金属液浇入到模具中,获得圆柱台阶形状的试件;将圆柱台阶形状的试件夹持在三爪卡盘上,三爪卡盘中部固定有圆柱形的辅助夹持件,辅助夹持件中部设有一圆柱形凹槽,试件小头朝下,并置于凹槽中;铣加工试件大头的端面,加工完成后松开三爪卡盘,翻转试件,再用三爪卡盘夹紧试件,铣加工试件小头的端面。采用本发明,将合金试样的送样加工时间由原来1~2天缩短到3~5min,加工成功率、时间稳定,实现了试样的化学成分快速检测,满足高端铸件对合金液成分快速检测的需求。加工过程未出现崩刀现象,大大提高了安全性。
Description
技术领域
本发明涉及合金化学成分光谱检测试件制备技术领域,具体涉及一种合金化学成分光谱检测试件制备方法及夹持结构。
背景技术
航天航空的高端产品生产中,对结构铸件的质量要求越来越高。在铸件生产熔炼过程中,需要制备试件进行化学成分光谱检测。光谱检测对试件的表面精度要求很高,目前,合金成分试样的制备采用的是手工制样,先铸造若干个圆柱形的试件,然后送往指定部门或单位机加工上下端面,机加完成后再将试样送到检测中心进行检测。机加工过程耗时最长,至少耗费1~2天,使得检测效率低,等待时间长。而且圆柱形的合金试样在铸造完成时上下表面不平,难以保证表面精度,在加工过程中容易发生崩刀现象,因此成功率、加工时间均不稳定,无法加工完立即检测,只能批量加工完成后再送往检测部门,整个检测周期一般需要3~5天才能完成。因此该检测属于事后检测,存在一定的滞后性,无法满足高端铸件对合金液成分快速检测的需求。
化学成分试样一般在合金精炼完后进行取样,一般来说,合金液精炼完后到浇注一般需要在1小时内完成,因而需要在合金精炼完后的1小时内完成合金试样化学成分的检测。否则,只能按原有方案进行先浇铸,事后检测结果如果不合格,已浇铸的铸件只能报废,对高端铸件领域而言,合金液的制备成本昂贵,每报废一次都会带来巨大的成本浪费。
另外,上述崩刀现象容易对人及设备产生危险,加工时一般采用钢化玻璃将零件罩住,但有时发生崩刀甚至会将钢化玻璃击破,因此危险性较高。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明提供了一种合金化学成分光谱检测试件制备方法及夹持结构。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供了一种合金化学成分光谱检测试件制备方法,包括如下步骤:
步骤一、试件浇铸,合金液精炼完成后,将金属液浇入到模具中,模具中有圆柱台阶形状的成型腔,从而获得圆柱台阶形状的试件;
步骤二、第一次夹持,将圆柱台阶形状的试件夹持在三爪卡盘上,三爪卡盘中部固定有圆柱形的辅助夹持件,辅助夹持件中部设有一圆柱形凹槽,试件小头朝下,并置于凹槽中;
步骤三、铣加工及第二次夹持,铣加工试件大头的端面,加工完成后松开三爪卡盘,翻转试件,再用三爪卡盘夹紧试件,铣加工试件小头的端面。
所述步骤一中,模具包括两个半模,两个半模相对的一边中部分别设有第一半圆槽,第一半圆槽端面至半模的上端设有第二半圆槽,第二半圆槽与第一半圆槽同轴,第一半圆槽、第二半圆槽内涂有防粘涂料。
所述第二半圆槽的半径小于第一半圆槽。
所述两个半模底部还设有定位板,定位板上设有多根定位柱,两个半模底部设有与定位柱相对应的定位孔。
所述两个半模上均设有手柄。
所述步骤二、第一次夹持,试件小头与圆柱形凹槽为间隙配合。
所述步骤二、步骤三中,试件大头的侧面与辅助夹持件外侧平齐。
所述步骤三中,铣加工试件大头的端面,加工深度为2~3mm。
所述步骤三中,铣加工试件小头的端面,加工深度为3~5mm。
所述步骤三中,翻转试件时采用机械手臂完成。
本发明还提供了一种合金化学成分光谱检测试件制备夹持结构,包括三爪卡盘、试件、辅助夹持件,所述辅助夹持件为圆柱形,辅助夹持件固定于三爪卡盘中部,辅助夹持件上端设有一圆柱形凹槽,所述试件为圆柱台阶形状,试件的试件小头朝下,试件小头位于凹槽中,三爪卡盘夹持在试件大头上。
所述试件大头的侧面与辅助夹持件外侧平齐。
所述试件大头下端面与辅助夹持件上端接触。
所述试件小头与圆柱形凹槽为间隙配合。
本发明的有益效果在于:
采用本发明,将合金试样的送样加工时间由原来1~2天直接缩短到3~5min内完成,而且加工成功率、时间稳定,实现了试样的化学成分快速检测,完全能在合金精炼完后的1小时内完成合金试样化学成分的检测,检测过程中发现成分异常可及时调整,避免了材料和加工成本的浪费,满足高端铸件对合金液成分快速检测的需求。铣加工完成后即可将试件放置到合金制度光谱仪上进行合金元素分析,整个铣削过程试样的翻转可以由机械手臂完成,合金试样无需人工进行辅助夹持,整个操作过程适用于试样快速自动化的装夹铣削。加工过程中,未出现崩刀现象,大大提高了安全性。
附图说明
图1是本发明的模具的结构示意图。
图2是本发明的半模的结构示意图。
图3是本发明的定位板的结构示意图。
图4是本发明的三爪卡盘的结构示意图。
图5是本发明的第一次夹持的结构示意图。
图6是本发明的第二次夹持的结构示意图。
图中:1-模具;2-成型腔;3-三爪卡盘;4-辅助夹持件;5-试件小头;6-试件大头;7-半模;8-第一半圆槽;9-第二半圆槽;10-定位板;11-定位柱;12-定位孔;13-手柄。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案,但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1~6所示为本发明的结构示意图:
本发明提供了一种合金化学成分光谱检测试件制备方法,包括如下步骤:
步骤一、试件浇铸,合金液精炼完成后,将金属液浇入到模具1中,模具1中有圆柱台阶形状的成型腔2,从而获得圆柱台阶形状的试件;
模具1如图1所示。
步骤二、第一次夹持,将圆柱台阶形状的试件夹持在三爪卡盘3上,三爪卡盘3中部固定有圆柱形的辅助夹持件4,辅助夹持件4中部设有一圆柱形凹槽,试件小头5朝下,并置于凹槽中;
三爪卡盘3、辅助夹持件4的固定结构见图4,步骤二的第一次夹持试件夹持结构见图5。
步骤三、铣加工及第二次夹持,铣加工试件大头6的端面,加工完成后松开三爪卡盘3,翻转试件,再用三爪卡盘3夹紧试件,铣加工试件小头5的端面。
步骤三的第二次夹持试件夹持结构见图6。
采用本发明,将合金试样的送样加工时间由原来1~2天直接缩短到3~5min内完成,而且加工成功率、时间稳定,实现了试样的化学成分快速检测,完全能在合金精炼完后的1小时内完成合金试样化学成分的检测,检测过程中发现成分异常可及时调整,避免了材料和加工成本的浪费,满足高端铸件对合金液成分快速检测的需求。铣加工完成后即可将试件放置到合金制度光谱仪上进行合金元素分析,整个铣削过程试样的翻转可以由机械手臂完成,合金试样无需人工进行辅助夹持,整个操作过程适用于试样快速自动化的装夹铣削。加工过程中,未出现崩刀现象,大大提高了安全性。
所述步骤一中,模具1包括两个半模7,两个半模7相对的一边中部分别设有第一半圆槽8,第一半圆槽8端面至半模7的上端设有第二半圆槽9,第二半圆槽9与第一半圆槽8同轴,第一半圆槽8、第二半圆槽9内涂有防粘涂料。两个半模7上的第一半圆槽8、第二半圆槽9分别合围,形成圆柱台阶形状的成型腔2,便于将两个半模7分开取出,提高浇铸效率。
所述第二半圆槽9的半径小于第一半圆槽8。使金属液冷却均匀,减小加工量。
所述两个半模7底部还设有定位板10,定位板10上设有多根定位柱11,两个半模7底部设有与定位柱11相对应的定位孔12。浇铸时,只需将两个半模7通过定位柱11和定位孔12定位合模,浇铸后将两个半模7从定位板上取下,然后分开,即得试件,效率高,而且浇铸前方便涂布方粘涂料。
所述两个半模7上均设有手柄13。方便手持操作。
所述步骤二、第一次夹持,试件小头5与圆柱形凹槽为间隙配合。充分利用凹槽侧壁对试件周面限位,提高稳定性,加工精度高。
所述步骤二、步骤三中,试件大头6的侧面与辅助夹持件4外侧平齐。定位准确度高,使三爪卡盘3各方向的夹持力一致,稳定性好。
所述步骤三中,铣加工试件大头6的端面,加工深度为2~3mm。
所述步骤三中,铣加工试件小头5的端面,加工深度为3~5mm。
采用该设置,可以保证端面尺寸精度,并且加工时间短,效率高。
所述步骤三中,翻转试件时采用机械手臂完成。
本发明还提供了一种合金化学成分光谱检测试件制备夹持结构,包括三爪卡盘3、试件、辅助夹持件4,所述辅助夹持件4为圆柱形,辅助夹持件4固定于三爪卡盘3中部,辅助夹持件4上端设有一圆柱形凹槽,所述试件为圆柱台阶形状,试件的试件小头5朝下,试件小头5位于凹槽中,三爪卡盘3夹持在试件大头6上。
采用该夹持结构,实现了试件端面不平整时大端面的加工,加工效率高,成功率、时间稳定,将合金试样的送样加工时间由原来1~2天直接缩短到3~5min内完成;合金试样无需人工进行辅助夹持,整个操作过程适用于试样快速自动化的装夹铣削。加工过程中,未出现崩刀现象,大大提高了安全性。
所述试件大头6的侧面与辅助夹持件4外侧平齐。
所述试件大头6下端面与辅助夹持件4上端接触。
所述试件小头5与圆柱形凹槽为间隙配合。
Claims (10)
1.一种合金化学成分光谱检测试件制备方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤一、试件浇铸,合金液精炼完成后,将金属液浇入到模具(1)中,模具(1)中有圆柱台阶形状的成型腔(2),从而获得圆柱台阶形状的试件;
步骤二、第一次夹持,将圆柱台阶形状的试件夹持在三爪卡盘(3)上,三爪卡盘(3)中部固定有圆柱形的辅助夹持件(4),辅助夹持件(4)中部设有一圆柱形凹槽,试件小头(5)朝下,并置于凹槽中;
步骤三、铣加工及第二次夹持,铣加工试件大头(6)的端面,加工完成后松开三爪卡盘(3),翻转试件,再用三爪卡盘(3)夹紧试件,铣加工试件小头(5)的端面。
2.如权利要求1所述的合金化学成分光谱检测试件制备方法,其特征在于:所述步骤一中,模具(1)包括两个半模(7),两个半模(7)相对的一边中部分别设有第一半圆槽(8),第一半圆槽(8)端面至半模(7)的上端设有第二半圆槽(9),第二半圆槽(9)与第一半圆槽(8)同轴,第一半圆槽(8)、第二半圆槽(9)内涂有防粘涂料。
3.如权利要求2所述的合金化学成分光谱检测试件制备方法,其特征在于:所述第二半圆槽(9)的半径小于第一半圆槽(8)。
4.如权利要求2所述的合金化学成分光谱检测试件制备方法,其特征在于:所述两个半模(7)底部还设有定位板(10),定位板(10)上设有多根定位柱(11),两个半模(7)底部设有与定位柱(11)相对应的定位孔(12)。
5.如权利要求4所述的合金化学成分光谱检测试件制备方法,其特征在于:所述两个半模(7)上均设有手柄(13)。
6.如权利要求1所述的合金化学成分光谱检测试件制备方法,其特征在于:所述步骤二、第一次夹持,试件小头(5)与圆柱形凹槽为间隙配合。
7.如权利要求1所述的合金化学成分光谱检测试件制备方法,其特征在于:所述步骤二、步骤三中,试件大头(6)的侧面与辅助夹持件(4)外侧平齐。
8.如权利要求1所述的合金化学成分光谱检测试件制备方法,其特征在于:所述步骤三中,铣加工试件大头(6)的端面,加工深度为2~3mm。
9.如权利要求8所述的合金化学成分光谱检测试件制备方法,其特征在于:所述步骤三中,铣加工试件小头(5)的端面,加工深度为3~5mm。
10.一种合金化学成分光谱检测试件制备夹持结构,其特征在于:包括三爪卡盘(3)、试件、辅助夹持件(4),所述辅助夹持件(4)为圆柱形,辅助夹持件(4)固定于三爪卡盘(3)中部,辅助夹持件(4)上端设有一圆柱形凹槽,所述试件为圆柱台阶形状,试件的试件小头(5)朝下,试件小头(5)位于凹槽中,三爪卡盘(3)夹持在试件大头(6)上。
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