一种微型试样磨抛机的制作方法

本发明属于磨抛机技术领域，特别是涉及一种微型试样磨抛机。

背景技术：

金相分析是检验分析材料的手段之一，旨在揭示材料的真实结构。要进行金相分析，就必须制备能用于微观观察检验的样品。磨抛机就是一种制备金相样品的研磨设备，它利用各种不同粒度的耐水研磨金相砂纸，对各种金属及其合金试样以及各种岩相试样进行粗磨、细磨等各道研磨工序。但是，现有磨抛机在研磨的过程中，其夹持头一般只能夹持一种结构统一的试样进行研磨，无法同时夹持多个不同结构的试样进行同时研磨，效率很低。同时试样与砂纸接触的点位固定，砂粒划痕始终在一个圆上，导致研磨不匀，研磨效果欠佳，砂纸更换频繁，浪费极大。

因此，如何解决上述现有技术存在的缺陷成为了该领域技术人员努力的方向。

技术实现要素：

本发明的目的就是提供一种微型试样磨抛机，能完全解决上述现有技术的不足之处。

本发明的目的通过下述技术方案来实现：

一种微型试样磨抛机，包括安装架以及设置在安装架上的传动机构和磨抛机构；所述传动机构连接有磨盘；所述磨抛机构包括位移机构以及连接在位移机构上的夹持机构；所述夹持机构包括夹持臂以及连接在夹持臂上的夹持头，夹持头对应在磨盘的前方；

所述夹持头包括夹持盘和夹持盘步进电机，夹持盘步进电机设置在夹持臂上，夹持盘步进电机的传动轴连接夹持盘；所述夹持盘上设置有多个矩形安装孔，矩形安装孔的长边上设置有弧形槽；所述夹持盘侧面对应矩形安装孔的位置设置有旋钮，旋钮的连接端与夹持盘螺纹配合，旋钮的连接端延伸至矩形安装孔内，连接端上设置有与弧形槽配合的弧形板；

所述夹持盘配套设置有定位卡盘，定位卡盘上设置有定位块，对应定位块位置的夹持盘上设置有定位槽，定位块对应配合在定位槽内，从而实现定位卡盘对夹持盘上的矩形安装孔进行定位。

进一步，所述安装架包括底板、竖直板和水平板，竖直板连接在底板上，水平板连接在竖直板上，从而形成双层安装架结构；所述竖直板上设置有夹持臂移动口，用于穿过夹持臂和便于夹持臂的移动。

进一步，所述磨盘包括粗磨盘、细磨盘和抛光盘；所述传动机构包括安装在底板上的电机和依次水平设置在竖直板上的第一皮带轮、第二皮带轮、第三皮带轮；所述电机通过皮带连接第一皮带轮，第一皮带轮通过皮带连接第二皮带轮，第二皮带轮通过皮带连接第三皮带轮；所述第一皮带轮连接粗磨盘，第二皮带轮连接细磨盘，第三皮带轮连接抛光盘。

进一步，所述位移机构包括x轴步进电机、y轴步进电机、x轴丝杠和y轴丝杠；所述x轴步进电机设置在水平板上，x轴步进电机连接x轴丝杠，x轴丝杠两侧设置有平行于x轴丝杠的x轴光杆，x轴丝杠和x轴光杆上设置有移动座；所述y轴步进电机设置在移动座上，y轴步进电机连接y轴丝杠，y轴丝杠两侧设置有平行于y轴丝杠的y轴光杆，y轴丝杠和y轴光杆与夹持臂相连。

进一步，所述底板上设置有水箱和抛光液容器；所述水箱连接有第一水泵，第一水泵安装有延伸至粗磨盘和细磨盘的第一水管，用于向粗磨盘和细磨盘喷水冷却；所述抛光液容器连接有第二水泵，第二水泵安装有延伸至抛光盘的第二水管，用于向抛光盘喷施抛光液；所述磨盘下方的底板上设置有集水槽，用于收集液体。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：结构简单，设计合理，通过对夹持头的创造性设计，不仅能够同时夹持多个不同结构的试样进行研磨，还能同时使所有试样研磨均匀，研磨出的效果一致，不会造成砂纸的浪费，有效节约了资源。在夹持多个试样时，能对所有试样进行同时定位，确保了所有试样具有相同的磨抛量，所有试样精度一致。本磨抛机功能性强大，可一次性完成试样粗磨、细磨和抛光的所有工序，工作效率高且过程简单方便。

附图说明

图1是本发明的结构示意图一；

图2是本发明的结构示意图二；

图3是传动机构与安装架连接的结构示意图；

图4是本发明除水箱和抛光液容器的结构示意图；

图5是夹持头的结构示意图；

图6是夹持盘的结构示意图；

图7是试样通过定位卡盘定位安装在夹持盘上的结构示意图；

图8是试样、旋钮和定位卡盘设置的结构示意图；

图9是定位卡盘和试样定位关系的结构示意图；

图10是传动机构的结构示意图；

图11是传动机构的主视图；

图12是传动机构的俯视图；

图13是传动机构的右视图；

图14是定位卡盘的结构示意图；

图15是夹持盘步进电机与电机套子连接关系的结构示意图。

附图标记：粗磨盘1、精磨盘2、抛光盘3、夹持臂4、夹持头5、底板6、竖直板7、水平板8、支撑座9、夹持臂移动口10、电机11、轴承12、第一皮带轮13、第二皮带轮14、第三皮带轮15、x轴步进电机16、y轴步进电机17、x轴丝杠18、y轴丝杠19、x轴光杆20、y轴光杆21、安装座22、移动座23、夹持盘24、夹持盘步进电机25、电机套子26、矩形安装孔27、弧形槽28、旋钮29、弧形板30、定位卡盘31、定位块32、定位槽33、水箱34、抛光液容器35、第一水泵36、第一水管37、第二水泵38、第二水管39、第二竖直板40、挡板41、条形孔42、连接杆43、集水槽44、滤网45、隔音玻璃罩46、操作屏47、控制器48、驱动器49、贴合边50、圆柱体结构的试样51、立方体结构的试样52。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。

如图1至图15所示，一种微型试样磨抛机，包括安装架以及设置在安装架上的传动机构和磨抛机构。传动机构连接有磨盘，磨盘包括粗磨盘1、精磨盘2和抛光盘3。磨抛机构包括位移机构以及连接在位移机构上的夹持机构。夹持机构包括夹持臂4以及连接在夹持臂4上的夹持头5，夹持头5对应在磨盘的前方。

安装架包括底板6、竖直板7和水平板8。底板6底部设置有支撑座9，优选可调试支座，利于磨抛机调平。底板6上连接竖直板7，竖直板7上连接水平板8，从而形成双层安装架结构。竖直板7上设置有夹持臂移动口10，用于穿过夹持臂4和便于夹持臂4在磨抛过程中的移动。

传动机构包括安装在底板6上的电机11和通过轴承12安装在竖直板7上的皮带轮，皮带轮位于水平板8的下方，皮带轮包括依次水平设置的第一皮带轮13、第二皮带轮14、第三皮带轮15。电机11通过皮带连接第一皮带轮13，第一皮带轮13通过皮带连接第二皮带轮14，第二皮带轮14通过皮带连接第三皮带轮15。对应皮带轮的竖直板7另一面依次安装粗磨盘1、细磨盘2和抛光盘3，第一皮带轮13用于带动粗磨盘1旋转，第二皮带轮14用于带动细磨盘2旋转，第三皮带轮15用于带动抛光盘3旋转。传动机构除采用皮带轮的方式外，还可采用齿轮啮合的方式等。

水平板8上安装位移机构，位移机构包括x轴步进电机16、y轴步进电机17、x轴丝杠18、y轴丝杠19、x轴光杆20和y轴光杆21。x轴丝杠18和x轴光杆20通过安装座22安装在水平板8上，x轴光杆20位于x轴丝杠18两侧，且x轴光杆20和x轴丝杠18相互平行设置。x轴步进电机16设置在水平板8上，位于x轴丝杠18的一端，用于连接x轴丝杠18，带动x轴丝杠18旋转。x轴丝杠18和x轴光杆20上设置有移动座23，移动座23可在x轴步进电机16带动x轴丝杠20旋转的过程中做x轴方向的位移。移动座23上设置y轴步进电机17，y轴步进电机17连接y轴丝杠19，用于带动y轴丝杠19旋转。y轴丝杠19两侧设置有平行于y轴丝杠19的y轴光杆21，y轴丝杠19和y轴光杆21安装在移动座23上。y轴丝杠19和y轴光杆21连接夹持臂4，夹持臂4可在y轴步进电机17带动y轴丝杠19旋转的过程中做y轴方向的位移。位移机构除了采用丝杠和光杆的方式外，还可采用链带的方式等。

夹持臂4的另一端连接夹持头5，夹持头5包括夹持盘24和夹持盘步进电机25。夹持盘步进电机25固定在电机套子26内，电机套子26连接夹持臂4。夹持盘步进电机25的传动轴连接夹持盘24，通过夹持盘步进电机25带动夹持盘24匀速旋转。夹持盘24上设置有多个矩形安装孔27，矩形安装孔27的长边设置有弧形槽28。夹持盘24侧面对应矩形安装孔27的位置设置有旋钮29，旋钮29的连接端与夹持盘24螺纹配合，旋钮29的连接端延伸至矩形安装孔27内，连接端上设置有与弧形槽28配合的弧形板30。

夹持盘24对应磨盘的一面配套设置有定位卡盘31，定位卡盘31上设置有定位块32，对应定位块32位置的夹持盘24上设置有定位槽33，定位块32对应配合在定位槽33内，从而实现定位卡盘31对夹持盘24上的矩形安装孔27进行定位安装试样。为了方便定位块32与定位槽33的迅速配合，可将定位块32设置在定位卡盘31的中部，对应的定位槽33设置在夹持盘24的中部，从而更容易实现快速有效配合定位。

底板6上设置有水箱34和抛光液容器35，水箱34和抛光液容器35与皮带轮位于竖直板7的同一侧。水箱34连接有第一水泵36，第一水泵36安装有延伸至粗磨盘1和细磨盘2的第一水管37，用于向粗磨盘1和细磨盘2喷水冷却。抛光液容器35连接有第二水泵38，第二水泵38安装有延伸至抛光盘3的第二水管39，用于向抛光盘3喷施抛光液。皮带轮与水箱34和抛光液容器35之间设置有第二竖直板40，第二竖直板40底部连接在底板6上，顶部连接在水平板8底部，用于隔断保护。竖直板7与第二竖直板40的左右两端设置有挡板41，有利于提高安全防护性能。挡板41上设置有若干条形孔42，有利于散热。为了增强底板6的承载能力，在底板6和第二竖直板40的左右两端设置有连接杆43。

磨盘下方的底板6上设置有集水槽44，用于收集磨抛过程中喷施的液体。集水槽44内设置有采用聚氨单丝纤维纺织滤料制成的滤网45，其阻力低，使用寿命长，可反复清洗，经济实用。集水槽44设置有排水管(图中未画出)，有利于及时排除液体。

为了减少磨抛带来的噪音，在竖直板7上设置有隔音玻璃罩46，用于罩住夹持机构和磨盘，使其整个磨盘过程能在隔音玻璃罩46内完成，起到有效隔音和避免液体等向外飞溅的作用。

本发明的控制原理为，利用现有数控技术，包括设置在安装架上的操作屏47、控制器48和驱动器49对本发明进行控制。其过程为，在磨盘上装上砂纸。然后将定位卡盘31通过定位块32和定位槽33配合在夹持盘24上，定位卡盘31边缘设置有贴合边50，贴合边50与夹持盘24完全贴合，定位卡盘31安装到位，在安装试样时就可统一以定位卡盘31为基准进行安装。将不同结构的试样放置在矩形安装孔27内，可以是圆柱体结构的试样51，也可以是立方体结构的试样52。当试样端部接触到定位卡盘31盘面，并与之充分贴合时，说明试样安装到位，拧紧旋钮29将试样固定即可。待所有试样固定好后，取下定位卡盘31，即可进行磨抛。

磨抛是依次从粗磨到细磨，再到抛光。其过程是在操作屏47上输入指令，指令传递给控制器48，控制器48连接驱动器49，再由驱动器49按指令驱动电机11、x轴步进电机16、y轴步进电机17和夹持盘步进电机25运行，同时启动第一水泵36为粗磨盘1和细磨盘2喷施冷却液。在抛光时，启动第二水泵38为抛光盘3喷施抛光液。在进行磨抛的过程中，夹持盘步进电机25会一直带动夹持盘24以一定的速度旋转，同时夹持盘24在运行过程中是靠近磨盘边缘的，并非处于磨盘中心位置，这样就可保证试样在砂纸上产生的划痕各个方向都有，比较均匀，保证研磨均匀充分。

本发明的结构简单，设计合理，通过对夹持头5的创造性设计，不仅能够同时夹持多个不同结构的试样进行研磨，还能同时使所有试样研磨均匀，研磨出的效果一致，不会造成砂纸的浪费，有效节约了资源。在夹持多个试样时，能对所有试样进行同时定位，确保了所有试样具有相同的磨抛量，所有试样精度一致。本磨抛机功能性强大，可一次性完成试样粗磨、细磨和抛光的所有工序，工作效率高且过程简单方便。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。