在上箱体3前部中间的基础框架上，并在集成操控箱4的控制下夹紧或者放松岩石样品。
[0034]所述超高压蓄能器22、电磁阀I 21、中低压蓄能器20、液动三爪卡盘7、回水箱210依次连接构成液压夹持回路。所述超高压蓄能器22中的超高压水经电磁阀I 21的分流后进入中低压蓄能器20，形成稳定的中低压水源;根据集成操控箱4发出的装夹或者取出岩石样品指令，所述中低压蓄能器20中的水源通入液动三爪卡盘7内部流道回路或流出至回水箱，卡爪自动夹持锁定或者松开岩石样品。
[0035]所述超高压蓄能器22、电磁阀I 21、中低压蓄能器20、液压缸24、回水箱210依次连接构成液压升降回路。所述超高压蓄能器22中的超高压水经电磁阀I 21的分流后进入中低压蓄能器20，形成稳定的中低压水源;根据集成操控箱4发出的水箱34水位上升指令，所述中低压蓄能器20中的水源通入液压缸24中，液压缸24向外行程增加，抬升水箱34;根据集成操控箱4发出的水箱34水位下降指令，液压缸24内部的泄压阀打开，泄压水流排入回水箱210中；所述液压缸24与水箱34的底部相连，使得液压缸24的行程增减引起水箱34的升降。
[0036]所述回油箱211、油栗29、电磁阀III28、增压栗23依次连接构成循环油路。所述油栗29从回油箱211中抽油形成高压油，经电磁阀III 28分流后进入增压栗23的内部油路循环，该高压油经增压栗23能量消耗后形成常压油，流入回油箱211内。
[0037]所述入水口 32为一个三通两路电磁阀，可在集成操控箱4的控制下，分时连通断开净水器31和注水孔342，以便能够在开机时快速为水箱34注水，并在水箱34水位满足后切换到超高压水路供水。
[0038]所述集成操控箱4分别连接并控制整台设备的各能源动力装置，具体来说:(I)可控制水栗25和油栗29的启停，以根据中低压蓄能器20和超高压蓄能器22的实时压力状态，由集成操控箱4启停水栗25和油栗29来保持整台设备运行时的恒定压力；(2)可控制液压缸24的升降；(3)可控制入水口 32，分时为净水器31和注水孔342供水；(4)可控φ?」Χ轴体51、Y轴体52和Z轴体53按照设定路径运动及水切割头61的切削动作；(5)可控制液动三爪卡盘7的夹紧和放松动作。
[0039]上述水切割地质岩石样品加工装置的工作过程如下:
[0040]步骤1.启动准备。将装置安装到工作场所，连通动力电源和水路，为水箱34注水至工作液面，然后利用液压缸24升至工作液面淹没过工作台架33下端，从而利用水箱内的水起到防止水切割系统6误切割设备的作用;经净水器31为回水箱210注入纯净水;检视回油箱211内油位正常;依据待切割岩石样品种类，为磨料斗62添加匹配的磨料颗粒。
[0041]步骤2.开启装置，装夹岩石样品。即操纵集成操控箱4，利用液动三爪卡盘7自动定心并夹紧岩石样品。
[0042]步骤3.切削加工。即操纵集成操控箱4，使水切割系统6在三轴直线滑台5的带动下回归加工坐标的原点并射出超高压水射流，依据切削加工参数，三轴直线滑台5的X轴体51、Y轴体52和Z轴体53会带动水切割头61切削加工岩石样品；切削加工参数执行完毕后，三轴直线滑台5重新回到其初始位置。
[0043]步骤4.操纵集成操控箱4，松开液动三爪卡盘7的卡爪，取出岩石样品加工件。
[0044]步骤5.重复步骤2?4，修改完善岩石样品加工件，直至满足最终成品要求，加工制备结束。
[0045]总之，本发明可充分利用水切割技术将地质勘探取回的岩石样品切削制备成正方体、长方体或圆柱体等基本测量单位，并通过液动三爪卡盘、水箱、液压缸和净水设施等实现岩石样品加工装置的高度自动化、岩石样品高效精准装夹和造价的大幅减少，从而可快速制备出符合测量技术规范的不同规格的岩石样品加工件。
【主权项】
1.一种水切割地质岩石样品加工装置，其特征在于:该加工装置包括下箱体(2)、上箱体(3)、用于装夹岩石样品的液动三爪卡盘(7)、用于切削岩石样品的水切割系统(6)以及用于驱动所述水切割系统(6)进行X向、Y向和Z向切削进给运动的三轴直线滑台(5);所述下箱体(2)内设置有排污口(27)、液压缸(24)以及超高压水射流发生系统;所述上箱体(3)设置于下箱体(2)的上端，上箱体(3)内设置有入水口(32)、净水器(31)、工作台架(33)以及与所述液压缸(24)相连的水箱(34)，所述水箱(34)的侧壁上设置有注水孔(342)，所述水箱(34)的底部设置有与所述排污口(27)相连的清污孔(341)，入水口(32)分别与净水器(31)的进口和注水孔(342)相连，净水器(31)的出口与所述超高压水射流发生系统相连，工作台架(33)的上端与上箱体(3)固定，工作台架(33)的下端嵌入所述水箱(34)内；所述三轴直线滑台(5)和液动三爪卡盘(7)设置于所述上箱体(3)的上端，所述水切割系统(6)与所述超高压水射流发生系统相连。2.根据权利要求1所述一种水切割地质岩石样品加工装置，其特征在于:所述超高压水射流发生系统包括依次相连的电磁阀1(21)、超高压蓄能器(22)、增压栗(23)、水栗(25)、电磁阀11(26)以及回水箱(210)，所述净水器(31)的出口与回水箱(210)相连，所述水切割系统(6)与电磁阀1(21)相连。3.根据权利要求2所述一种水切割地质岩石样品加工装置，其特征在于:所述入水口(32)采用三通两路电磁阀，其中一路的出口端与所述净水器(31)的进口相连，另一路的出口端与所述注水孔(342)相连，进口端设置有用于连接外部水源的管接头。4.根据权利要求3所述一种水切割地质岩石样品加工装置，其特征在于:所述下箱体(2)内还设置有回油箱(211)、油栗(29)、电磁阀111(28)以及中低压蓄能器(20)，所述液压缸(24)分别与中低压蓄能器(20)以及所述回水箱(210)相连，所述液动三爪卡盘(7)分别与中低压蓄能器(20)以及所述回水箱(210)相连，中低压蓄能器(20)与所述电磁阀1(21)相连，所述回油箱(211)、油栗(29)以及电磁阀111(28)依次相连，所述增压栗(23)分别与回油箱(211)以及电磁阀111(28)相连。5.根据权利要求4所述一种水切割地质岩石样品加工装置，其特征在于:所述超高压蓄能器(22)的公称压力为50?400MPa，所述中低压蓄能器(20)的公称压力为O?30MPa。6.根据权利要求4所述一种水切割地质岩石样品加工装置，其特征在于:所述加工装置还包括设置于所述上箱体(3)上的集成操控箱(4)，所述集成操控箱(4)分别与所述液动三爪卡盘(7)、水切割系统(6)、三轴直线滑台(5)、液压缸(24)、水栗(25)、油栗(29)以及入水口(32)相连。7.根据权利要求1所述一种水切割地质岩石样品加工装置，其特征在于:所述加工装置还包括设置于所述下箱体(2)底部的万向轮(I)。8.根据权利要求1所述一种水切割地质岩石样品加工装置，其特征在于:所述上箱体(3)以及下箱体(2)包括基础框架以及设置于基础框架上的蒙皮，下箱体(2)上设置有检视柜门(212)，所述水箱(34)呈凹形斗状。9.一种如权利要求1所述水切割地质岩石样品加工装置的加工方法，其特征在于:包括以下步骤: I)经注水孔(342)向所述水箱(34)内注入一定量的水后，利用液压缸(24)将所述水箱(34)升高至水箱(34)内的水可以淹没工作台架(33)为止； 2)将岩石样品装夹于所述液动三爪卡盘(7)上，然后将经过净水器(31)以及超高压水射流发生系统处理的水送至所述水切割系统(6)，同时利用所述三轴直线滑台(5)驱动所述水切割系统(6)对岩石样品自动切削加工。
【专利摘要】本发明公开了一种水切割地质岩石样品加工装置及其加工方法，装置主要由万向轮、下箱体、上箱体、三轴直线滑台、水切割系统以及集成操控箱构成，其中，下箱体内设有超高压水射流发生系统，上箱体内设有净水器、水箱、工作台架，三轴直线滑台位于工作台架上方，水切割系统位于三轴直线滑台上，超高压水射流发生系统与水切割系统相连。本发明在岩石样品切削加工中无需人工干预和操作，在加工岩石样品时能够较好地克服传统加工装置及方法存在的热、尺寸和应力集中等效应，为提高测量结果的准确性提供了良好的基础。本发明装置操作简单，维护方便，使用成本低廉，可广泛应用于岩土工程科学的各类岩石样品生产制备过程。
【IPC分类】G01N1/28, B28D1/22
【公开号】CN105710979
【申请号】CN201610256600
【发明人】侯天顺, 闫锋欣, 史攀峰, 张书山, 程雪娇
【申请人】西北农林科技大学
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年4月22日