一种适用于金刚石线切割机的岩石标准试样辅助夹具的制作方法

本发明属于岩石力学技术领域，特别是涉及一种适用于金刚石线切割机的岩石标准试样辅助夹具。

背景技术：

地下采场、水电站、地下隧道等工程领域都与岩石力学息息相关，为了测试岩石的力学性质或进行相似材料试验，通常会以岩石力学室内试验作为研究手段，例如岩石单轴压缩试验、岩石真三轴试验或相似材料压缩试验等，而试验中对岩石试样的精度要求非常高。

现阶段最常用的岩石标准试样的形状为长方体，其尺寸为100mm×50mm×50mm，对岩石标准试样的尺寸精度要求为：试样端面不平整度误差≤0.05mm，试样长/宽/高尺寸误差≤0.3mm。

目前，岩石标准试样主要由金刚石线切割机进行切割制作，但是金刚石线切割机的切割灵活性不强，试样每完成一个端面的切割加工后，都需要人为翻面再进行另一个端面的切割加工，不但切割效率低下，而且试样端面不平整度误差和试样长/宽/高尺寸误差很容易超差，从而降低了岩石标准试样的制作质量。另外，每当试样装夹固定到金刚石线切割机的工作台上后，试样将无法任意调整其装夹位置和装夹角度，也就无法在试样上按照不同角度、不同位置切割预制结构面。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种适用于金刚石线切割机的岩石标准试样辅助夹具，试样通过夹具安装在金刚石线切割机的工作台上，当试样固定在夹具上之后，试样可通过夹具实现高精度的水平位置的调整，同时可实现高精度的旋转角度的调整，具备了在试样上按照不同角度、不同位置切割预制结构面的能力，而且有效提高了切割精度和切割效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种适用于金刚石线切割机的岩石标准试样辅助夹具，包括底座、电动转台、支撑板、导轨、滑台、滑台驱动电机、丝杆、固定块及限位螺钉；所述底座水平固装在金刚石线切割机的工作台上，所述电动转台竖直固装在底座上，所述支撑板水平固装在电动转台顶部，支撑板在电动转台上具有360°回转自由度；所述导轨水平固装在支撑板上表面，导轨采用平行双轨结构，所述滑台通过滑块安装在导轨上，滑台在导轨上具有直线移动自由度；所述滑台驱动电机水平固装在两根导轨之间的支撑板上，所述丝杆一端通过联轴器与滑台驱动电机的电机轴相固连，丝杆与导轨相平行；在所述滑台上开设有螺纹孔，所述丝杆穿过螺纹孔，且丝杆与螺纹孔螺纹连接配合；所述固定块固装在滑台上表面，固定块数量为两个，两个固定块之间作为试样夹持空间，在两个固定块上水平安装有数量相等的限位螺钉，通过限位螺钉对试样进行夹持固定；所述滑台的上表面作为试样的定位基准面。

本发明的有益效果：

本发明的适用于金刚石线切割机的岩石标准试样辅助夹具，试样通过夹具安装在金刚石线切割机的工作台上，当试样固定在夹具上之后，试样可通过夹具实现高精度的水平位置的调整，同时可实现高精度的旋转角度的调整，具备了在试样上按照不同角度、不同位置切割预制结构面的能力，而且有效提高了切割精度和切割效率。

附图说明

图1为本发明的一种适用于金刚石线切割机的岩石标准试样辅助夹具的立体图；

图2为本发明的一种适用于金刚石线切割机的岩石标准试样辅助夹具的正视图；

图中，1—限位螺钉，2—固定块，3—滑台，4—丝杆，5—导轨，6—支撑板，7—底座，8—电动转台，9—滑块，10—滑台驱动电机，11—联轴器。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

如图1、2所示，一种适用于金刚石线切割机的岩石标准试样辅助夹具，包括底座7、电动转台8、支撑板6、导轨5、滑台3、滑台驱动电机10、丝杆4、固定块2及限位螺钉1；所述底座7水平固装在金刚石线切割机的工作台上，所述电动转台8竖直固装在底座7上，所述支撑板6水平固装在电动转台8顶部，支撑板6在电动转台8上具有360°回转自由度；所述导轨5水平固装在支撑板6上表面，导轨5采用平行双轨结构，所述滑台3通过滑块9安装在导轨5上，滑台3在导轨5上具有直线移动自由度；所述滑台驱动电机10水平固装在两根导轨5之间的支撑板6上，所述丝杆4一端通过联轴器11与滑台驱动电机10的电机轴相固连，丝杆4与导轨5相平行；在所述滑台3上开设有螺纹孔，所述丝杆4穿过螺纹孔，且丝杆4与螺纹孔螺纹连接配合；所述固定块2固装在滑台3上表面，固定块2数量为两个，两个固定块2之间作为试样夹持空间，在两个固定块2上水平安装有数量相等的限位螺钉1，通过限位螺钉1对试样进行夹持固定；所述滑台3的上表面作为试样的定位基准面。

下面结合附图说明本发明的一次使用过程：

首先将本发明的岩石标准试样辅助夹具固定到金刚石线切割机的工作台上，然后将事先准备好的试样粗坯放置到两个固定块2之间的试样夹持空间内，然后旋紧限位螺钉1，直到试样粗坯被固定在电动滑台3的顶部。

本实施例中，试样粗坯可以是天然岩石，也可以是3d打印的相似材料。

当试样粗坯完成夹持固定后，启动电动转台8，使支撑板6和滑台3同步转动，直到滑台3顶部的试样粗坯的预制结构面处于设定切割角度下，然后启动滑台驱动电机10，带动丝杆4转动，进而带动滑台3沿着丝杆4和导轨5移动设定距离，直到试样粗坯处于设定切割位置，此时启动金刚石线切割机，完成试样上第一个端面的切割。

松开限位螺钉1，调整试样后重新对其夹持固定，参照第一个端面的切割过程，完成第二个端面的切割。依次类推，可完成其余四个端面的切割，直到制作出岩石标准试样，对岩石标准试样的端面不平整度和试样长/宽/高尺寸进行检验，全部满足精度要求。

实施例中的方案并非用以限制本发明的专利保护范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均包含于本案的专利范围中。