CN115958494A - 一种小冲杆试样打磨装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种小冲杆试样打磨装置，包括左、右分布的固定台和砂盘，砂盘上放置有基台，基台的右端下部设有试样凹槽，试样凹槽的底部和右端均为敞口，试样凹槽的顶部设有左端低、右端高的上滑动斜面，试样凹槽内滑动嵌设有用于将试样压设在砂盘的试样压紧滑块，试样压紧滑块的顶部设有与上滑动斜面滑动配合的下滑动斜面，试样压紧滑块的前侧面上端设有与下滑动斜面相平行的倾斜刻度；基台的上方设有基台压杆，基台压杆的左端与固定台转动连接，基台压杆的右端滑动压接在基台上。本发明结构设计合理，实现良好的协调试样厚度均匀性、厚度准确性、研磨速度三方面，保证研磨过程的平稳和研磨速度，同时可适用于多种小、薄试样的磨、抛操作。

Description

一种小冲杆试样打磨装置

技术领域：

本发明涉及一种小冲杆试样打磨装置。

背景技术：

在一些获得材料力学性能的试验中，常常需要对一些微小试样进行表面、厚度上的处理，使满足试验的要求，如小冲杆试样，试验要求的试样直径为10 mm，而厚度仅为0.5mm。微小的试样进行研磨处理，要确保试样的表面平行度，准确控制试样厚度，防止磨抛过度，存在巨大困难。目前较为普遍的是对小试样进行镶嵌，并采用人工手磨的方式对微小试样进行磨抛，耗时长且效率低。即使采用金相抛光机，也需要人为控制压紧夹具，人工手磨的试样厚度均匀性得不到较好的保证，容易受人为因素影响，并且不能在研磨过程中准确控制实际试样的厚度，成效低。

针对上述问题，目前前人发明了几种微小试样的磨具。主要分为需要单独设计夹具与装放磨砂纸转盘的混合结构与另外一类手持式、固定式的简单结构磨具。单独设计夹具与装放磨砂纸转盘的混合结构，不能适配市面上一般的金相抛光机，成本较高，结构复杂笨重。手持式磨具虽然可以适配各种金相抛光机，但在磨盘高速转动下存在夹具抛飞的危险，试样厚度均匀性得不到较好的保证，容易受人为因素影响，并且不能在研磨过程中准确控制实际试样的厚度。而固定式磨具采用固定力式压紧，在研磨过程中随试样厚度减小，如果提高磨抛速度可能发生过程不稳定，进而影响试样表面平整度。采用以上磨具，对于微小试样的磨抛，试样研磨安全简便性、厚度均匀准确性、磨抛稳定性三者得不到较好的统一，同时对于不规则的试样不能做到很好的随机适配。

发明内容：

本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种小冲杆试样打磨装置，设计合理，有效解决了微小试样制备过程中厚度不均匀、磨抛不平稳的问题，同时适用于多种形状的微小试样磨抛操作。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种小冲杆试样打磨装置，包括左、右分布的固定台和砂盘，所述砂盘上放置有基台，所述基台的右端下部设有试样凹槽，所述试样凹槽的底部和右端均为敞口，试样凹槽的顶部设有左端低、右端高的上滑动斜面，试样凹槽内滑动嵌设有用于将试样压设在砂盘的试样压紧滑块，所述试样压紧滑块的顶部设有与上滑动斜面滑动配合的下滑动斜面，试样压紧滑块的前侧面上端设有与下滑动斜面相平行的倾斜刻度；所述基台的上方设有基台压杆，所述基台压杆的左端与固定台转动连接，基台压杆的右端滑动压接在基台上。

进一步的，所述基台的右侧设有滑块压杆，所述滑块压杆的中下部与基台相铰接，滑块压杆的下端设有用于压设在试样压紧滑块右端面的滑块压头；所述基台的上方还设有连接杆，所述连接杆的左端与基台压杆滑动铰接，连接杆的右端与滑块压杆的上端相铰接。

进一步的，所述试样凹槽包括前、后分布的第一试样凹槽和第二试样凹槽，所述第一试样凹槽和第二试样凹槽的内部分别滑动嵌设有第一试样压紧滑块和第二试样压紧滑块，第一试样凹槽的前端为敞口；所述滑块压头为一对，一对滑块压头前、后分布并分别用于压设在第一试样压紧滑块和第二试样压紧滑块的右端面，一对滑块压头安装在压头连接块上，所述压头连接块与滑块压杆的下端相连接。

进一步的，所述基台的右侧面中部固定有铰接支块，所述铰接支块位于第一试样凹槽、第二试样凹槽中间的上方，铰接支块与滑块压杆的中下部相铰接。

进一步的，所述基台压杆上设有沿纵向贯通的横向滑槽，所述横向滑槽内活动贯穿有纵向滑杆，所述纵向滑杆与横向滑槽滑动配合，纵向滑杆与连接杆的左端相连接；所述横向滑槽的左端固定有横向设置的弹簧定位柱，所述弹簧定位柱的外侧套设有横向弹簧，所述横向弹簧的左端与横向滑槽的左端相抵接，横向弹簧的右端与纵向滑杆相抵接。

进一步的，所述基台的顶部设有左端低、右端高的下压接斜面；所述基台压杆的右端固定有用于罩设在下压接斜面外侧的倒U型状滑动压接头，所述滑动压接头的内部设有用于与下压接斜面滑动配合的上压接斜面。

进一步的，所述固定台中部上方竖设有转动杆，所述转动杆的下端与固定台相铰接；所述基台压杆的左端设有竖向通孔，所述转动杆活动贯穿竖向通孔。

进一步的，所述固定台的中部固定有卧式U型状的铰接座，所述转动杆的下端固定有半圆柱体状的铰接头，所述铰接头容置在铰接座，铰接头与铰接座之间通过纵向设置的铰接销轴相铰接。

进一步的，所述上滑动斜面上设有燕尾形滑槽；所述下滑动斜面上设有与燕尾形滑槽相配合的燕尾形凸部。

与现有技术相比，本发明具有以下效果：本发明结构设计合理，采用试样压紧滑块将试样压设在砂盘上，在试样研磨、抛光、厚度变化时，试样压紧滑块能自适应变化，并通过试样压紧滑块上的刻度控制试样的厚度，实现良好的协调试样厚度均匀性、厚度准确性、研磨速度三方面，保证研磨过程的平稳和研磨速度，同时可适用于多种小、薄试样的磨、抛操作。

附图说明：

图1是本发明实施例主视构造示意图；

图2是本发明实施例的立体构造示意图一；

图3是本发明实施例的立体构造示意图二；

图4是本发明实施例的分解状态示意图；

图5是图2中的A处放大示意图；

图6是本发明实施例中基台的立体构造示意图一；

图7是本发明实施例中基台的立体构造示意图二；

图8是本发明实施例中第一试样压紧滑块的立体构造示意图；

图9是本发明实施例中第二试样压紧滑块的立体构造示意图；

图10是本发明实施例中连接杆的立体构造示意图；

图11是本发明实施例中滑块压杆的立体构造示意图；

图12是本发明实施例中基台压杆的立体构造示意图。

图中：

1-固定台；2-砂盘；3-矩形试样；4-圆形试样；5-上滑动斜面；6-下滑动斜面；7-倾斜刻度；8-基台压杆；9-滑块压杆；10-滑块压头；11-连接杆；12-第二铰接销轴；13-第一试样凹槽；14-第二试样凹槽；15-第一试样压紧滑块；16-第二试样压紧滑块；17-压头连接块；18-第三铰接销轴；19-铰接支块；20-第一铰接销轴；21-横向滑槽；22-纵向滑杆；23-弹簧定位柱；24-横向弹簧；25-下压接斜面；26-滑动压接头；27-上压接斜面；28-转动杆；29-铰接座；30-铰接头；31-铰接销轴；32-燕尾形滑槽；33-燕尾形凸部；34-基台；35-竖向通孔；36-限位杆。

具体实施方式:

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“ 纵向”、“ 横向”、“ 上”、“ 下”、“ 前”、“ 后”、“ 左”、“ 右”、“ 竖直”、“ 水平”、“ 顶”、“ 底”、“ 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，仅是为了便于描述本发明，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。

如图1～12所示，本发明一种小冲杆试样打磨装置，包括左、右分布的固定台1和砂盘2，固定台位于砂盘的下方，砂盘为现有金相抛光机的部件，其可旋转；所述砂盘2上放置有基台34，所述基台34的右端下部设有试样凹槽，所述试样凹槽的底部和右端均为敞口，试样放置在砂盘2上且位于试样凹槽内侧，试样凹槽的顶部设有左端低、右端高的上滑动斜面5，试样凹槽内滑动嵌设有用于将试样压设在砂盘的试样压紧滑块，所述试样压紧滑块的顶部设有与上滑动斜面5滑动配合的下滑动斜面6，试样压紧滑块的前侧面上端设有与下滑动斜面相平行的倾斜刻度7，倾斜刻度用于观察试样的厚度变化；所述基台34的上方设有基台压杆8，所述基台压杆8的左端与固定台1转动连接，基台压杆8的右端滑动压接在基台34上。工作时，试样放置在砂盘2上且位于试样凹槽内侧，试样压紧滑块将试样压设在砂盘，之后砂盘逆时针旋转，基台会受到与砂盘转动方向一致的摩擦力，欲同砂盘同向运动，此时基台压杆起到对基台限位的作用，基台保持与固定台的相对静止，实现对试样定位，而砂盘旋转时对试样底面进行打磨。而试样压紧滑块上的倾斜刻度中，每个刻度线间的间距代表试样压紧滑块垂直位移变化，通过读取初始试样压紧滑块与基台重合的刻度线，再读取当前的刻度，能够准确得到试样厚度的变化。

本实施例中，所述基台34的右侧设有滑块压杆9，所述滑块压杆9的中下部与基台34相铰接，滑块压杆9的下端设有用于压设在试样压紧滑块右端面的滑块压头10；所述基台34的上方还设有连接杆11，所述连接杆11的左端与基台压杆9滑动铰接，连接杆11的右端与滑块压杆9的上端通过第二铰接销轴12相铰接。当砂盘2转动时，基台34会受到与转动方向一致的摩擦力，欲同砂盘2同向运动，传递给基台压杆8垂直于斜面的力，使基台压杆8有向上运动的趋势，这种趋势会通过连接杆11和滑块压杆9使滑块压头10对试样压紧滑块的压力增大，确保试样压紧滑块平稳地牢牢压住试样。

本实施例中，所述基台34的右端下部设有两个试样凹槽，两个试样凹槽包括前、后分布的第一试样凹槽13和第二试样凹槽14，所述第一试样凹槽13和第二试样凹槽14的内部分别滑动嵌设有第一试样压紧滑块15和第二试样压紧滑块16，第一试样凹槽的前端为敞口，如图6、7所示；所述滑块压头10为一对，一对滑块压头10前、后分布并分别用于压设在第一试样压紧滑块15和第二试样压紧滑块16的右端面，一对滑块压头10安装在压头连接块17上，所述压头连接块17与滑块压杆9的下端通过第三铰接销轴18相铰接，如图11所示。

本实施例中，所述基台34的右侧面中部固定有铰接支块19，所述铰接支块19位于第一试样凹槽13、第二试样凹槽14中间的上方，铰接支块19与滑块压杆9的中下部通过第一铰接销轴20相铰接。

本实施例中，所述基台压杆8上设有沿纵向贯通的横向滑槽21，所述横向滑槽21内活动贯穿有纵向滑杆22，所述纵向滑杆22与横向滑槽21滑动配合，纵向滑杆22与连接杆11的左端相连接；所述横向滑槽21的左端固定有横向设置的弹簧定位柱23，所述弹簧定位柱23的外侧套设有横向弹簧24，所述横向弹簧24的左端与横向滑槽21的左端相抵接，横向弹簧24的右端与纵向滑杆22相抵接，横向弹簧保持受压状态。通过设置横向弹簧，横向弹簧对纵向滑杆施加向右的弹力，使得连接杆具有向右移动的趋势，这种趋势会通过滑块压杆使滑块压头对试样压紧滑块保持一定压力，确保试样压紧滑块平稳地牢牢压住试样。

本实施例中，所述基台34的顶部设有左端低、右端高的下压接斜面25；所述基台压杆8的右端固定有用于罩设在下压接斜面25外侧的倒U型状滑动压接头26，所述滑动压接头26的内部设有用于与下压接斜面25滑动配合的上压接斜面27。进一步的，所述基台34的右端上部设有一对前后分布的限位杆36，限位杆用于对滑动压接头进行限位。

本实施例中，所述固定台1中部上方竖设有转动杆28，所述固定台1的中部固定有卧式U型状的铰接座29，所述转动杆28的下端固定有半圆柱体状的铰接头30，所述铰接头30容置在铰接座29，铰接头30与铰接座29之间通过纵向设置的铰接销轴31相铰接；所述基台压杆8的左端设有竖向通孔35，所述转动杆28活动贯穿竖向通孔35，形成转动配合。

本实施例中，为了提高第一试样压紧滑块15和第二试样压紧滑块16的移动平稳性，所述第一试样凹槽13和第二试样凹槽14的上滑动斜面上设有燕尾形滑槽32；所述第一试样压紧滑块15和第二试样压紧滑块16的下滑动斜面上设有与燕尾形滑槽32相配合的燕尾形凸部33。

本实施例中，倾斜刻度的每个刻度线间的间距代表试样压紧滑块垂直位移变化0.6 mm，通过读取初始滑块的与基台重合的刻度线，再读取当前的刻度，能够准确得到试样厚度的变化。

具体实施过程：

选择某个试样凹槽或者两个试样凹槽同时装入试样，基台34在任意金相抛光机放置砂纸的砂盘2上安放。工作时，将相应试样压紧滑块放入试样凹槽，使试样压紧滑块压紧底部试样。转动滑块压头10，使之压在两个试样压紧滑块的右端面，利用横向弹簧21弹力进一步自动压紧试样压紧滑块。安放好试样后，打开金相抛光机电源，安放砂纸的砂盘开始逆时针转动，转动切向方向沿基台压杆8朝固定台1，此时砂纸对基台的摩擦力会使基台有相对基台压杆方向的运动，基台34的下压接斜面25与滑动压接头26的上压接斜面27发生力的相互作用，作用力表现为使基台压杆8向上移动、基台34进一步受到向下的压力：基台压杆8上滑时会通过连接杆11向滑块压杆9传递斜向上的力，在铰接支块19作用下转化为让滑块压头10压紧试样压紧滑块的力；基台34进一步受到向下的力，确保基台34底面与砂纸间的平稳贴合同时使试样牢牢被压在砂纸上。以上两个力都能进一步保证试样厚度的均匀性，加快研磨速度，且随着试样厚度变化，整体结构压力随基台压杆上滑进行自适应。

对于试样厚度的控制，可以在研磨的过程中随时把控。试样压紧滑块侧面标注有倾斜刻度，每个刻度间隔1mm代表厚度实际变化0.6mm。通过测量试样初始厚度后，观察倾斜刻度现与基台重合的初始值，研磨过程中可随时根据刻度的变化，准确计算出此时试样实际的厚度，获得想要的试样厚度。如果想要获得更小精确位数的值，可以缩小刻度间隔，以获得更小的精确值。

本发明的优点在于：适用于多种小、薄试样（包括小冲杆试样）的磨、抛操作，同时能够很好地适配于市面上的各种金相抛光机，结构简单、轻便，装配试样后无需人为操作，其自紧式结构能够保证在高速磨抛的过程中始终保持试样磨抛的稳定性。该装置造价便宜，方便拆卸、搬运，能适用于各种场景，并且能够很好地自动协调试样厚度均匀性、厚度准确性、研磨速度三方面：确保试样研磨面平整、均匀；并在研磨过程中，通过试样压紧滑块上的倾斜刻度准确控制试样的厚度；随着试样研磨、抛光，厚度变化，滑块能自适应变化，进一步压紧试样，保证研磨过程的平稳和研磨速度。

本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (9)

1.一种小冲杆试样打磨装置，其特征在于：包括左、右分布的固定台和砂盘，所述砂盘上放置有基台，所述基台的右端下部设有试样凹槽，所述试样凹槽的底部和右端均为敞口，试样凹槽的顶部设有左端低、右端高的上滑动斜面，试样凹槽内滑动嵌设有用于将试样压设在砂盘的试样压紧滑块，所述试样压紧滑块的顶部设有与上滑动斜面滑动配合的下滑动斜面，试样压紧滑块的前侧面上端设有与下滑动斜面相平行的倾斜刻度；所述基台的上方设有基台压杆，所述基台压杆的左端与固定台转动连接，基台压杆的右端滑动压接在基台上。

2.根据权利要求1所述的一种小冲杆试样打磨装置，其特征在于：所述基台的右侧设有滑块压杆，所述滑块压杆的中下部与基台相铰接，滑块压杆的下端设有用于压设在试样压紧滑块右端面的滑块压头；所述基台的上方还设有连接杆，所述连接杆的左端与基台压杆滑动铰接，连接杆的右端与滑块压杆的上端相铰接。

3.根据权利要求2所述的一种小冲杆试样打磨装置，其特征在于：所述试样凹槽包括前、后分布的第一试样凹槽和第二试样凹槽，所述第一试样凹槽和第二试样凹槽的内部分别滑动嵌设有第一试样压紧滑块和第二试样压紧滑块，第一试样凹槽的前端为敞口；所述滑块压头为一对，一对滑块压头前、后分布并分别用于压设在第一试样压紧滑块和第二试样压紧滑块的右端面，一对滑块压头安装在压头连接块上，所述压头连接块与滑块压杆的下端相连接。

4.根据权利要求3所述的一种小冲杆试样打磨装置，其特征在于：所述基台的右侧面中部固定有铰接支块，所述铰接支块位于第一试样凹槽、第二试样凹槽中间的上方，铰接支块与滑块压杆的中下部相铰接。

5.根据权利要求2所述的一种小冲杆试样打磨装置，其特征在于：所述基台压杆上设有沿纵向贯通的横向滑槽，所述横向滑槽内活动贯穿有纵向滑杆，所述纵向滑杆与横向滑槽滑动配合，纵向滑杆与连接杆的左端相连接；所述横向滑槽的左端固定有横向设置的弹簧定位柱，所述弹簧定位柱的外侧套设有横向弹簧，所述横向弹簧的左端与横向滑槽的左端相抵接，横向弹簧的右端与纵向滑杆相抵接。

6.根据权利要求1所述的一种小冲杆试样打磨装置，其特征在于：所述基台的顶部设有左端低、右端高的下压接斜面；所述基台压杆的右端固定有用于罩设在下压接斜面外侧的倒U型状滑动压接头，所述滑动压接头的内部设有用于与下压接斜面滑动配合的上压接斜面。

7.根据权利要求1所述的一种小冲杆试样打磨装置，其特征在于：所述固定台中部上方竖设有转动杆，所述转动杆的下端与固定台相铰接；所述基台压杆的左端设有竖向通孔，所述转动杆活动贯穿竖向通孔。

8.根据权利要求7所述的一种小冲杆试样打磨装置，其特征在于：所述固定台的中部固定有卧式U型状的铰接座，所述转动杆的下端固定有半圆柱体状的铰接头，所述铰接头容置在铰接座，铰接头与铰接座之间通过纵向设置的铰接销轴相铰接。

9.根据权利要求1所述的一种小冲杆试样打磨装置，其特征在于：所述上滑动斜面上设有燕尾形滑槽；所述下滑动斜面上设有与燕尾形滑槽相配合的燕尾形凸部。

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