专利名称：磨金相试样用万向调力夹具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及到热加工和材料领域。
金相试样的磨光或抛光是对材料质量分析与研究的一项重要步骤。在已有技术中，这一过程主要是依靠人工，用手捏住试样在砂纸和绒布上进行磨削及抛光。这种方式带来了如下几个问题(1)只能一个一个地进行手工操作，需要花费较长的时间，工作效率低。
(2)体力劳动强度较大，不能连续工作，而且没有安全感。
(3)难以保证所磨表面成为一个平面。
为了解决上述问题，特提出本实用新型的技术解决方案。
本实用新型的基本构思是在磨光(或抛光)机磨盘〔13〕的侧边装一个带有立柱〔1〕的施力机构〔8〕和夹持试样的夹头〔12〕，其特征在于施力机构〔8〕可以调节磨削试样时所需一定大小范围的力和试样在给定力范围的条件下所能向磨削面方向移动的距离，在夹持试样的卡盘〔11〕上设有一个或多个夹头〔12〕，该夹头〔12〕在卡盘〔11〕上可以自由转动，也可以作径向移动，为了实现上述构思，在施力机构〔8〕中，设计有通过梯形螺纹关系作用于带有标尺〔7〕的滑块〔21〕，当工作时使滑块〔21〕下移压缩上弹簧〔22〕，及下弹簧〔25〕，从而构成了对轴〔9〕施加压力的施力及标示系统，上弹簧〔22〕与下弹簧〔25〕的弹性系数(K1，K2)为0.5G～0.1G，一般G大取下限，G小取上限，通常取0.3G，而且，K1略小于K2，(G为所设计夹具的轴〔9〕与卡盘〔11〕及夹头〔12〕三者重量的和，单位牛顿N，一般G＜50N)。而夹头设计有与右导杆〔33〕焊接紧固的左爪〔32〕和与左导杆〔27〕焊接紧固的右爪〔37〕，其右导杆〔33〕的右端与右手柄〔34〕焊接紧固，左导杆〔27〕的左端与左手柄〔30〕焊接紧固，右弹簧〔36〕顶在右爪〔37〕上，左弹簧〔31〕顶在左爪〔32〕上，在左、右弹簧的作用下，实现左、右爪的抱合。
图1是本实用新型的整体装置外形示意图。
在磨光机或抛光机的磨盘〔13〕旁边，装有立柱〔1〕，其上端与丝杠〔3〕及光杠〔4〕分别以梯形螺纹配合和光滑配合。丝杠〔3〕顶端固定有手轮〔2〕，丝杠〔3〕及光杠〔4〕下端有联轴器〔5〕，通过联轴器〔5〕与施力机构〔8〕联结。施力机构〔8〕上部有视孔〔6〕，从视孔〔6〕可看到其里面的能够上下移动的标尺〔7〕，标尺〔7〕上有刻度，分别标示所施加的磨削力的大小及试样所能够磨削的厚度(即试样向磨削面方向所移动的距离)。施力机构〔8〕下部有与轴〔9〕固定联结的卡盘〔11〕，卡盘〔11〕上设有一个或数个夹头〔12〕。试样装在夹头〔12〕上。调节施力机构〔8〕可以对试样施加所需要的磨削力。手轮〔2〕为使卡盘〔11〕作大范围的移动之用。轴〔9〕上设有键〔10〕。
图2是卡盘〔11〕的俯视示意图。夹头〔12〕可以在卡盘〔11〕上自由转动及作径向移动。轴〔9〕与卡盘〔11〕螺纹联结，并用螺钉固定。
图3是联轴器〔5〕的剖面示意图。联轴器〔5〕将丝杠〔3〕和光杠〔4〕与下面的施力机构〔8〕联结起来。丝杠〔3〕可在联轴器〔5〕内自由转动，光杠〔4〕与联轴器上页〔14〕螺纹联结。联轴器上页〔14〕与联轴器下页〔15〕由螺栓〔17〕联结。吊筒〔18〕与联轴器下页〔15〕之间螺纹联结，且用螺钉紧固。轴〔9〕上有键〔10〕，吊筒〔18〕内壁开有键槽〔16〕，符号〔7〕为标尺。
图4为施力机构〔8〕的剖面示意图。
上挡圈〔19〕与施力圆筒〔20〕之间，下挡圈〔24〕与施力圆筒〔20〕之间都是螺纹联结，且用螺钉紧固。
上挡圈〔19〕与吊筒〔18〕之间，下挡圈〔24〕与托筒〔26〕之间都可自由转动。轴〔9〕可沿吊筒〔18〕及托筒〔26〕上、下运动。滑块〔21〕可沿键〔10〕在轴〔9〕上，下滑动。滑块〔21〕与施力圆筒〔20〕之间为梯形螺纹关系。
上弹簧〔22〕在滑块〔21〕与凸台〔23〕之间；下弹簧〔25〕在托筒〔26〕与凸台〔23〕之间，凸台〔23〕固定在轴〔9〕上。
转动施力圆筒〔20〕，使滑块〔21〕压缩上弹簧〔22〕，从而给轴〔9〕施加一定的力；下弹簧〔25〕的作用是使轴〔9〕恢复原状。
标尺〔7〕固定在滑块〔21〕上，随滑块〔21〕上、下移动。标尺〔7〕两边有刻度分别标示对试样施加的力F的大小及试样的磨削厚度h。观察者可以由视孔〔6〕读出F值及h值的大小。当上弹簧〔22〕处于自然状态时，标尺〔7〕在视孔〔6〕显示的数据为F＝0，h＝0，当工作时，滑块〔21〕下移一定距离，如标尺〔7〕下移Xmm，对应的F与h值为F＝K1·X〔N〕h＝［ (K1)/(K1＋K2) ］·X 〔mm〕式中K1，K2分别为上弹簧〔22〕与下弹簧〔25〕的弹性系数。通常K1的值略小于K2。对于确定的弹簧，有确定的K1，K2值。
K1、K2的大小由下式确定K1或K2＝0.5G～0.1G 〔N／mm〕图5a为夹头〔12〕的剖面示意图。
图5b为夹头〔12〕的俯视示意图。
壳体〔29〕内有左爪〔32〕。右爪〔37〕；左爪〔32〕的爪端与右导杆〔33〕焊接紧固，右爪〔37〕的爪端与左导杆〔27〕焊接紧固；右导杆〔33〕在右导轨〔35〕内滑动，左导杆〔27〕在左导轨〔28〕内滑动；右导杆〔33〕的右端与右手柄〔34〕焊接紧固，左导杆〔27〕的左端与左手柄〔30〕焊接紧固；右弹簧〔36〕顶在右爪〔37〕上，左弹簧〔31〕顶在左爪〔32〕上。当松开左、右手柄〔30，34〕时，在左、右弹簧〔31，36〕的作用下，左，右爪〔32，37〕抱合，夹紧试样。
下面是本实用新型的具体实施例。
φ10×10的45＃钢试样需磨掉1mm后观察金相组织。为此，使用本实用新型，其操作步骤如下(1)从视孔〔6〕观察标尺〔7〕是否显示“0”位置。如不是显示“0”位置，需调节施力机构〔8〕，使之显示“0”位置。
(2)转动手轮〔2〕，使卡盘〔11〕上升到能从卡盘〔11〕下方按装试样较为方便的高度。
(3)左手捏住试样下端，右手拇指，食指按紧夹头〔12〕的左、右手柄〔30、34〕，使左、右爪〔32，37〕张开，将试样从夹头〔12〕下方装入，松开右手，试样即被夹紧。试样下端露出3mm左右。
(4)接通电源、水源，使转盘〔13〕处于工作状态。
(5)旋转手轮〔2〕，慢慢降下卡盘〔11〕，直到试样接触旋转的砂纸(或绒布)。
(6)调节施力机构〔8〕，观察视孔〔6〕，使标尺显示1mm止。
(7)在磨削过程中，可随时转动夹头〔12〕改变磨削方向；以及沿径向移动夹头〔12〕，充分利用砂纸。
(8)当磨掉1mm的量(即卡盘下移1mm)后，磨削不再进行，即为磨削的结束，此时，先停机，然后旋转手轮〔2〕，使卡盘〔11〕上升到能取下试样较方便的高度，取下试样，如果继续磨样，应再按上述过程进行。
本实用新型具有使用方便，操作简单和工作效率高的特点，同时可以大大减少工作人员的体力劳动，节省时间，取得明显的经济效益和社会效益。
权利要求1.一种磨金相试样用万向调力夹具，是由立柱[1]，施力机构[8]和设在卡盘[11]上的夹头[12]所组成，其特征是a.施力机构[8]中设计有通过梯形螺纹关系作用于带有标尺[7]的滑块[21]、上弹簧[22]和下弹簧[25]上的施力和标示系统，上弹簧[22]直接作用于固定于轴[9]的凸台[23]上方，下弹簧[25]设在轴[9]的凸台[23]下方。b.夹头[12]设计有与右导杆[33]焊接紧固的左爪[32]和与左导杆[27]焊接紧固的右爪[37]组成，其右导杆[33]的右端与右手柄[34]焊接紧固，左导杆[27]的左端与左手柄[30]焊接紧固，右弹簧[36]顶在右爪[37]上，左弹簧[31]顶在左爪[32]上。
2.根据权利要求1所述的磨金相试样用万向调力夹具，其特征在于施力机构〔8〕中的上弹簧〔22〕，下弹簧〔25〕，其弹性系数一般为0.5G～0.1G，(G为所设计夹具的轴〔9〕，卡盘〔11〕和夹头〔12〕三者重量的和，单位为牛顿N，一般G＜50N)，通常取0.3G，上弹簧〔22〕的弹性系数略小于下弹簧〔25〕的弹性系数。
专利摘要一种磨金相试样用万向调力夹具，是由立柱，施力机构和设在卡盘上的数个可以自由转动和沿卡盘作径向移动的夹头所组成。其特点是，通过施力机构可以调节磨削试样时所需要一定大小范围的力和试样在给定力的大小条件下所能向磨削面方向移动的距离。这种夹具可以方便地代替人工磨削试样的工作，使用时安全，效率高，可大大减轻工作人员的体力劳动，取得明显的经济效益和社会效益。
文档编号B24B33/055GK2060714SQ8922017
公开日1990年8月22日 申请日期1989年11月23日 优先权日1989年11月23日
发明者金俊泽, 杨明星 申请人:大连理工大学