CN114952578B - 一种现场金相检验用抛光打磨装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种现场金相检验用抛光打磨装置，其底座上设有用于打磨时固定工件的升降台，升降台的上方设有打磨机构，打磨机构包括打磨动力件、打磨组件以及打磨件锁定组件，其中打磨动力件包括打磨转轴和动力电机；打磨组件包括打磨件限位盘、多个打磨件、软轴、步进电机等；打磨件锁定组件包括弹性升降机构，弹性升降机构设于打磨转轴上，弹性升降机构与按压架连接，按压架用于打磨时按压各打磨件，从而使得各打磨件固定于打磨件限位盘上，且弹性升降机构上设有锁定结构。本发明在现场金相检验时能够同时对多个工件进行打磨、抛光，并能在打磨过程中方便的切换粗打磨、细打磨以及抛光打磨各工序。

Description

一种现场金相检验用抛光打磨装置

技术领域

本发明涉及现场金相检验设备技术领域，特别是一种现场金相检验用抛光打磨装置。

背景技术

金相检验在材料研究中的地位非常重要性，物理冶金学的任务在于研究金属及合金的成分、组织和性能之间的关系，而这些研究的深度和广度则主要依赖于对金属内在组织结构的识别，即金相检验。在材料的研究过程中：首先，材料的确切组成、结构和性能结果的获得是通过大量的理化检验研究和测试工作完成的；其次，其材料的组成、结构和性能之间相互关系及变化规律的研究和确定也是通过大量的理化试验研究和测试工作的参与来实现的。因此，金相检验占有极其重要的地位，只有通过金相检验才能完整解释组成、结构和性能之间的相互关系。金相学的进步与发展对机械制造、冶金、动力、能源、建筑、国防等领域无论现在还是将来都产生巨大的影响。由此可见，在材料的研究与发展中，金相检验是不可或缺的，是材料研究的重要组成部分。

现场金相是指在工件上观察金相组织的现场金相检验的新技术。它不用切割取样，直接在工件上打磨、抛光，并现场直接利用金相显微镜对抛光后的工件表面进行观察分析的技术。它可广泛的应用在工厂、实验室进行铸件质量的鉴定、原材料检验或对材料处理后金相组织的研究分析等工作。

现场金相检验的打磨一般需要依次经过粗打磨、细打磨以及抛光打磨三个工序，三个工序完成后才能进行金相检验，现场金相检验时往往需要对多个工件进行抽样并检验，而对每个工件在金相检验前均需要进行粗打磨、细打磨以及抛光打磨操作，各打磨工序在切换时不但非常麻烦，而且往往需要对多个工件进行打磨、检验，使得整个打磨抛光过程不但程序繁琐，还浪费人力物力，导致工作效率低下。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种现场金相检验用抛光打磨装置，在现场金相检验时能够同时对批量的工件进行打磨、抛光，并能在打磨过程中能够方便的同时切换粗打磨、细打磨以及抛光打磨各工序。

本发明的技术方案是：一种现场金相检验用抛光打磨装置，包括底座，底座上设有用于打磨时固定工件的升降台，升降台的上方设有打磨机构，所述打磨机构包括：

打磨动力件，包括打磨转轴，打磨转轴下端转动连接于支撑架上；

打磨组件，包括：打磨件限位盘，与所述打磨转轴相固定，且打磨件限位盘沿其周向设有多个打磨窗口；多个打磨件，每个所述打磨窗口上方均设置一所述打磨件，各打磨件均为三棱柱结构，三棱柱结构的三个侧壁依次设为粗打磨面、细打磨面以及抛光打磨面，各打磨件相同类型的打磨面处于各自打磨件上的同一位置；软轴，依次贯穿各打磨件三棱柱结构的中心线与各打磨件固定连接，其中软轴的一端与步进电机的输出轴连接，软轴与步进电机通过架体与纵向弾升机构连接，纵向弾升机构设于所述打磨转轴上；

打磨件锁定组件，包括弹性升降机构，弹性升降机构设于所述打磨转轴上，并与按压架连接，所述按压架用于打磨时使得各打磨件被按压固定于所述打磨件限位盘上。

上述软轴上还套设有多个轴承，所述软轴的一端转动连接于轴座上，所述轴座、步进电机以及轴承均固定于架体上。

上述纵向弾升机构包括分别套设于所述打磨转轴上的第一套筒和第一复位弹簧，所述架体固定于第一套筒上，第一复位弹簧的一端与第一套筒连接，第一复位弹簧的另一端与打磨转轴连接，当所述第一复位弹簧处于自由状态时，各所述打磨件处于被弹起的状态，其向下的用于打磨的打磨面离开对应的打磨窗口。

上述弹性升降机构包括分别套设于所述打磨转轴上的第二套筒和第二复位弹簧，第二复位弹簧的一端与第二套筒连接，第二复位弹簧的另一端与打磨转轴连接，所述按压架与第二套筒固定连接；所述第二套筒上设置有锁定结构，所述锁定结构为锁定螺栓，所述锁定螺栓用于打磨时按压到位后锁定第二套筒和打磨转轴的相对位置。

上述按压架包括连接件，连接件固定于所述第二套筒的侧壁上，连接件与多个按压杆的上端固定连接，各按压杆的下端均固定有一横截面为“∧”形的板体，各板体的“∧”形夹角结构用于按压对应的打磨件的三棱柱结构的上棱，从而使得该三棱柱结构的下侧壁固定于打磨窗口处。

上述打磨转轴侧壁上开设有第一纵向导向槽，第一纵向导向槽与第一导向滑块滑动连接，第一导向滑块固定于所述第一套筒的内侧壁上；所述打磨转轴侧壁上还开设有第二纵向导向槽，第二纵向导向槽与第二导向滑块滑动连接，第二导向滑块固定于所述第二套筒的内侧壁上。

上述各所述打磨件均为正三棱柱结构；所述打磨转轴侧壁上固定有位于第二套筒上方的限位块，限位块的下表面设有压力传感器，所述步进电机与步进电机控制器信号连接，所述压力传感器、步进电机控制器分别与控制器信号连接；所述压力传感器用于检测所述第二套筒向上滑动后的对限位块所产生的压力值，所述控制器用于接收所述压力值，当所述控制器接收到一次所述压力值时，通过所述步进电机控制器控制所述步进电机转动120度，使所述软轴转动120度，从而使得各所述打磨件统一转动120度，实现同时转换一次打磨面；各打磨面在打磨件的三棱柱结构的相应侧壁上均设为凸出的打磨板结构，所述打磨板结构的边缘均设为弧形面结构。

上述升降台包括设于底座中部的升降气缸，升降气缸的活塞杆端头通过连接头与支架连接，支架上固定有固定盘，固定盘上表面的周向设有多个用于夹持工件的工件夹持件。

上述打磨转轴的下端转动连接于支撑轴座内，支撑轴座固定于所述支撑架上；所述动力电机通过电机开关与所述电源模块电连接。

上述固定盘与底座之间连接有多个导向伸缩杆；所述连接件上还固定有多个纵向按压杆，各纵向按压杆的下端均设有一用于打磨按压时按压所述架体的按压头。

本发明的有益效果：本发明公开了一种现场金相检验用抛光打磨装置，在现场金相检验时能够同时对批量的工件进行打磨、抛光，并能在打磨过程中能够方便的同时切换粗打磨、细打磨以及抛光打磨各工序。具体地，本发明通过打磨动力件一次同时能够带动多个打磨件同时转动，能够实现同时打磨多个工件的功能，通过本发明的步进电机一次转动120度，则实现软轴转动120度，则在软轴的转动下，便能够在打磨前统一使各打磨件的同一精度的打磨面统一向下转动至面向打磨窗口，从而实现方便统一的更换打磨面，通过打磨件锁定组件能够同时实现对各打磨件的同时按压锁定，本发明在锁定好各打磨件后，通过动力电机的转动，能够实现各打磨件同时转动对各工件同时实现同一精度的打磨、抛光操作。本发明在打磨前，通过弹性升降机构的弾升，则通过压力传感器的压力检测便能够自动确定各打磨件在纵向弾升机构的带动下已离开打磨窗口，能够使得步进电机根据传感器的压力检测结果来自动转动120角度而实现各打磨件的打磨面统一更换，从而实现自动、统一的打磨面更换调整操作，本发明能够显著的减少现场金相检验的前期打磨工作量。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的打磨件结构示意图；

图3为本发明的打磨件横截面结构示意图；

图4为本发明的横截面为“∧”形的板体的结构示意图；

图5为本发明的打磨件限位盘结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本发明的技术方案和简化描述，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发明的限制。

参见图1-图5，本发明实施例提供了一种现场金相检验用抛光打磨装置，包括底座1，底座1上设有用于打磨时固定工件的升降台，升降台的上方设有打磨机构，所述打磨机构包括：打磨动力件、打磨组件以及打磨件锁定组件等，其中打磨动力件包括：打磨转轴2和动力电机3等，打磨转轴2下端转动连接于支撑架34上，支撑架34固定于所述底座1上，具体地，所述打磨转轴2的下端转动连接于支撑轴座12内，支撑轴座12固定于所述支撑架34上；所述动力电机3通过电机开关与所述电源模块电连接。所述动力电机3的输出轴通过联轴器28与打磨转轴2上端连接，动力电机3通过支撑杆4固定于所述底座1上。打磨组件包括：打磨件限位盘6、多个打磨件5以及软轴9等，其中打磨件限位盘6上固定有多个连接杆36（参见图5所示），各所述连接杆36固定于所述打磨转轴2上，且打磨件限位盘6沿其周向设有多个打磨窗口6-1；每个所述打磨窗口6-1上方均设置一所述打磨件5，各打磨件5均为三棱柱结构，各三棱柱结构沿其中心线均开设有贯穿该三棱柱结构的通道5-2，三棱柱结构的三个侧壁依次设为粗打磨面、细打磨面以及抛光打磨面，各打磨件5相同类型的打磨面在所在打磨件5上位置对应一致，各打磨窗口6-1用于使与其对应的三棱柱结构的其中一个侧壁做为打磨面；软轴9依次穿过各打磨件5上所开设的通道5-2并与各打磨件5固定连接，其中软轴9的一端与步进电机8的输出轴连接，所述软轴9与步进电机8均设于架体21上；在软轴9转动带动下，各打磨件5能够同步翻转而同时更换打磨面，各打磨件5的相同类型的打磨面能够同时处于同一打磨平面内，所述架体21与纵向弾升机构连接，纵向弾升机构设于所述打磨转轴2上，且滑动连接于所述打磨转轴2上。所述打磨件锁定组件包括弹性升降机构，弹性升降机构设于所述打磨转轴2上，弹性升降机构与按压架23连接，按压架23用于打磨时按压各打磨件5，从而使得各打磨件5固定于所述打磨件限位盘6上，且弹性升降机构上设有锁定结构25。

进一步地，所述软轴9上还套设有多个轴承20，所述软轴9的一端转动连接于轴座10上，所述轴座10、步进电机8以及轴承20均固定于所述架体21上，其中轴座10和步进电机8均固定于固定件11上，固定件11固定于架体21上。本发明通过步进电机8转动带动软轴9转动，从而能够同步带动各打磨件5转动，能够同步转换各打磨件向下的打磨面，使得同时更换各打磨面变得方便简单，并且易于操控，只需控制步进电机转动所需角度即可。

进一步地，所述纵向弾升机构包括分别套设于所述打磨转轴2上的第一套筒18和第一复位弹簧19，所述架体21固定于第一套筒18上，第一复位弹簧19的一端与第一套筒18连接，第一复位弹簧19的另一端与打磨转轴2连接，当所述第一复位弹簧19处于自由状态时，各所述打磨件5的向下的打磨面向上离开对应的打磨窗口6-1，从而使得各打磨件在转换打磨面前能够转动而不受其下方的打磨件限位盘6的限位阻挡。

进一步地，所述弹性升降机构包括分别套设于所述打磨转轴2上的第二套筒27和第二复位弹簧24，第二复位弹簧24的一端与第二套筒27连接，第二复位弹簧24的另一端与打磨转轴2连接，所述按压架23与第二套筒27固定连接；所述第二套筒27上设置所述锁定结构25，所述锁定结构25为锁定螺栓，所述锁定螺栓用于打磨时按压到位后锁定第二套筒27和打磨转轴2的相对位置，操作上，在打磨时按压到位后，通过用手拧紧锁定螺栓，从而使得第二套筒27紧锁于打磨转轴2上。

进一步地，参见图4，所述按压架23包括连接件26，连接件26固定于所述第二套筒27的侧壁上，连接件26与多个按压杆的上端固定连接，各按压杆的下端均固定有一横截面为“∧”形的板体22，各板体22的“∧”形夹角结构用于按压对应的打磨件5的三棱柱结构的上棱，从而使得该三棱柱结构的下侧壁固定于打磨窗口6-1处。

进一步地，所述打磨转轴2侧壁上开设有第一纵向导向槽32，第一纵向导向槽32与第一导向滑块滑动连接，第一导向滑块固定于所述第一套筒18的内侧壁上；所述打磨转轴2侧壁上还开设有第二纵向导向槽30，第二纵向导向槽30与第二导向滑块滑动连接，第二导向滑块固定于所述第二套筒27的内侧壁上。

进一步地，各所述打磨件5均为正三棱柱结构；所述打磨转轴2侧壁上固定有位于第二套筒27上方的限位块31，限位块31的下表面设有压力传感器29，所述步进电机8与步进电机控制器信号连接，所述压力传感器29、步进电机控制器分别与控制器33信号连接，且所述步进电机控制器和控制器33分别与电源模块37电连接；所述压力传感器29用于检测所述第二套筒27向上滑动后的对限位块31所产生的压力值，所述控制器33用于接收所述压力值，当所述控制器33接收到一次所述压力值时，通过所述步进电机控制器控制所述步进电机8转动120度，使所述软轴9转动120度，从而使得各所述打磨件5统一转动120度，实现同时转换一次打磨面；参见图2，各打磨面在打磨件5的三棱柱结构的相应侧壁上均设为凸出的打磨板结构5-1，进一步，参见图3，所述打磨板结构5-1的边缘均设为弧形面结构5-1-1。当按压架23在打磨时将各打磨件5向下按压，从而使得各打磨件5固定于所述打磨件限位盘6的打磨窗口6-1上，则能够使得各打磨件5的凸出的打磨板结构5-1恰好向下伸出所对应的打磨窗口6-1，从而便于在各打磨件5随打磨件限位盘6同步转动时打磨下方的工件17；而将打磨板结构5-1的边缘均设为弧形面结构5-1-1则能够避免各打磨板结构5-1在转动打磨过程中其边缘与工件17发生磕碰。本发明通过打磨动力件一次同时能够带动多个打磨件同时转动，能够实现同时打磨多个工件的功能，通过本发明的步进电机一次转动120度，则实现软轴转动120度，则在软轴的转动下，便能够在打磨前统一使各打磨件的同一精度的打磨面统一向下转动至面向打磨窗口，从而实现方便统一的更换打磨面，通过打磨件锁定组件能够同时实现对各打磨件的同时按压锁定，本发明在锁定好各打磨件后，通过动力电机的转动，能够实现各打磨件同时转动对各工件同时实现同一精度的打磨、抛光操作。

进一步地，所述升降台包括设于底座1中部的升降气缸13，升降气缸13的活塞杆端头通过连接头14与支架15连接，支架15上固定有固定盘7，固定盘7上表面的周向设有多个用于夹持工件17的工件夹持件16，通过启动升降气缸13能够同时将夹持好的多个工件17同步向上升起，使其到达打磨面的高度，从而使其能够被随后转动起来的各向下的同一类型的打磨面统一打磨、抛光。

进一步地，所述固定盘7与底座1之间连接有多个导向伸缩杆，能够使得固定盘7稳定的实现竖直方向上的升降运动；所述连接件26上还固定有多个纵向按压杆35，各纵向按压杆35的下端均设有一用于打磨按压时按压所述架体21的按压头，且各纵向按压杆35均为弹性杆，避免按压刚性太强导致纵向按压杆35和按压架23向下按压时协调性变差。

综上所述，本发明公开的现场金相检验用抛光打磨装置，在现场金相检验时能够同时对批量的工件进行打磨、抛光，并能在打磨过程中能够方便的同时切换粗打磨、细打磨以及抛光打磨各工序。具体地，本发明通过打磨动力件一次同时能够带动多个打磨件同时转动，能够实现同时打磨多个工件的功能，通过本发明的步进电机一次转动120度，则实现软轴转动120度，则在软轴的转动下，便能够在打磨前统一使各打磨件的同一精度的打磨面统一向下转动至面向打磨窗口，从而实现方便统一的更换打磨面，通过打磨件锁定组件能够同时实现对各打磨件的同时按压锁定，本发明在锁定好各打磨件后，通过动力电机的转动，能够实现各打磨件同时转动对各工件同时实现同一精度的打磨、抛光操作。本发明在打磨前，通过弹性升降机构的弾升，则通过压力传感器的压力检测便能够自动确定各打磨件在纵向弾升机构的带动下已离开打磨窗口，能够使得步进电机根据传感器的压力检测结果来自动转动120角度而实现各打磨件的打磨面统一更换，从而实现自动、统一的打磨面更换调整操作，本发明能够显著的减少现场金相检验的前期打磨工作量。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种现场金相检验用抛光打磨装置，包括底座(1)，底座(1)上设有用于打磨时固定工件(17)的升降台，升降台的上方设有打磨机构，其特征在于，所述打磨机构包括：

打磨动力件，包括打磨转轴(2)，打磨转轴(2)下端转动连接于支撑架(34)上；

打磨组件，包括：打磨件限位盘(6)，与所述打磨转轴(2)相固定，且打磨件限位盘(6)沿其周向设有多个打磨窗口(6-1)；多个打磨件(5)，每个所述打磨窗口(6-1)上方均设置一所述打磨件(5)，各打磨件(5)均为三棱柱结构，三棱柱结构的三个侧壁依次设为粗打磨面、细打磨面以及抛光打磨面，各打磨件(5)相同类型的打磨面处于各自打磨件(5)上的同一位置；软轴(9)，依次贯穿各打磨件(5)三棱柱结构的中心线与各打磨件(5)固定连接，其中软轴(9)的一端与步进电机(8)的输出轴连接，软轴(9)与步进电机(8)通过架体(21)与纵向弾升机构连接，纵向弾升机构设于所述打磨转轴(2)上；

打磨件锁定组件，包括弹性升降机构，弹性升降机构设于所述打磨转轴(2)上，并与按压架(23)连接，所述按压架(23)用于打磨时使得各打磨件(5)被按压固定于所述打磨件限位盘(6)上。

2.如权利要求1所述的一种现场金相检验用抛光打磨装置，其特征在于，所述软轴(9)上还套设有多个轴承(20)，所述软轴(9)的一端转动连接于轴座(10)上，所述轴座(10)、步进电机(8)以及轴承(20)均固定于架体(21)上。

3.如权利要求2所述的一种现场金相检验用抛光打磨装置，其特征在于，所述纵向弾升机构包括分别套设于所述打磨转轴(2)上的第一套筒(18)和第一复位弹簧(19)，所述架体(21)固定于第一套筒(18)上，第一复位弹簧(19)的一端与第一套筒(18)连接，第一复位弹簧(19)的另一端与打磨转轴(2)连接，当所述第一复位弹簧(19)处于自由状态时，各所述打磨件(5)处于被弹起的状态，其向下的用于打磨的打磨面离开对应的打磨窗口(6-1)。

4.如权利要求3所述的一种现场金相检验用抛光打磨装置，其特征在于，所述弹性升降机构包括分别套设于所述打磨转轴(2)上的第二套筒(27)和第二复位弹簧(24)，第二复位弹簧(24)的一端与第二套筒(27)连接，第二复位弹簧(24)的另一端与打磨转轴(2)连接，所述按压架(23)与第二套筒(27)固定连接；所述第二套筒(27)上设置有锁定结构(25)，所述锁定结构(25)为锁定螺栓，所述锁定螺栓用于打磨时按压到位后锁定第二套筒(27)和打磨转轴(2)的相对位置。

5.如权利要求4所述的一种现场金相检验用抛光打磨装置，其特征在于，所述按压架(23)包括连接件(26)，连接件(26)固定于所述第二套筒(27)的侧壁上，连接件(26)与多个按压杆的上端固定连接，各按压杆的下端均固定有一横截面为“∧”形的板体(22)，各板体(22)的“∧”形夹角结构用于按压对应的打磨件(5)的三棱柱结构的上棱，从而使得该三棱柱结构的下侧壁固定于打磨窗口(6-1)处。

6.如权利要求5所述的一种现场金相检验用抛光打磨装置，其特征在于，所述打磨转轴(2)侧壁上开设有第一纵向导向槽(32)，第一纵向导向槽(32)与第一导向滑块滑动连接，第一导向滑块固定于所述第一套筒(18)的内侧壁上；所述打磨转轴(2)侧壁上还开设有第二纵向导向槽(30)，第二纵向导向槽(30)与第二导向滑块滑动连接，第二导向滑块固定于所述第二套筒(27)的内侧壁上。

7.如权利要求5-6任一权利要求所述的一种现场金相检验用抛光打磨装置，其特征在于，各所述打磨件(5)均为正三棱柱结构；所述打磨转轴(2)侧壁上固定有位于第二套筒(27)上方的限位块(31)，限位块(31)的下表面设有压力传感器(29)，所述步进电机(8)与步进电机控制器信号连接，所述压力传感器(29)、步进电机控制器分别与控制器(33)信号连接；所述压力传感器(29)用于检测所述第二套筒(27)向上滑动后的对限位块(31)所产生的压力值，所述控制器(33)用于接收所述压力值，当所述控制器(33)接收到一次所述压力值时，通过所述步进电机控制器控制所述步进电机(8)转动120度，使所述软轴(9)转动120度，从而使得各所述打磨件(5)统一转动120度，实现同时转换一次打磨面；各打磨面在打磨件(5)的三棱柱结构的相应侧壁上均设为凸出的打磨板结构(5-1)，所述打磨板结构(5-1)的边缘均设为弧形面结构(5-1-1)。

8.如权利要求7所述的一种现场金相检验用抛光打磨装置，其特征在于，所述升降台包括设于底座(1)中部的升降气缸(13)，升降气缸(13)的活塞杆端头通过连接头(14)与支架(15)连接，支架(15)上固定有固定盘(7)，固定盘(7)上表面的周向设有多个用于夹持工件(17)的工件夹持件(16)。

9.如权利要求8所述的一种现场金相检验用抛光打磨装置，其特征在于，所述固定盘(7)与底座(1)之间连接有多个导向伸缩杆；所述连接件(26)上还固定有多个纵向按压杆(35)，各纵向按压杆(35)的下端均设有一用于打磨按压时按压所述架体(21)的按压头。

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