專利名稱：全工位智能化金相試樣制備裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金相試樣制備裝置，尤其涉及一種全工位智化金相試樣制備裝置。
背景技術(shù)：
在檢測(cè)熱加工工藝質(zhì)量、零件失效分析以及材料顯微組織分析領(lǐng)域，制備高質(zhì)量 的金相試樣是準(zhǔn)確判斷結(jié)果的前提，也是材料工作者的一致追求。目前，國(guó)內(nèi)的廠礦企業(yè)、科研院所制備金相試樣的手段大多為手工制作，費(fèi)時(shí)費(fèi) 力，質(zhì)量難以保證，存在的問題主要有制備硬度低的金相試樣時(shí)，手工操作力量控制難度 大，周圍環(huán)境磨粒粉塵污染難以控制，造成試樣表層材料變形而使擾亂層較大、劃痕深、顯 微鏡下假象多，要得到理想的試樣耗費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間，少則一天多則數(shù)天；對(duì)硬度較高的試 樣，因磨制速度限制，手工操作耗費(fèi)時(shí)間更長(zhǎng)，且極易磨偏；對(duì)常規(guī)材料的試樣制備，手工操 作所帶來的問題主要表現(xiàn)在一是磨制平面極易制備成許多小平面，尤其是磨制平面較大 的試樣即便是有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員也難于保證表面平整；二是圓角塌邊，即便采用鑲嵌的方 法也很難做到無圓角，這對(duì)需要檢驗(yàn)表層組織的試樣幾乎是致命的；三是試樣中某些相在 手工制備過程中極易出現(xiàn)脫落、拽尾現(xiàn)象，尤其是反復(fù)磨制過程中這種現(xiàn)象更加難于避免。在金相試樣制備領(lǐng)域，國(guó)外的產(chǎn)品種類較多，自動(dòng)化程度高。存在的缺點(diǎn)，一是價(jià) 格昂貴；二是試樣制備過程中需多次裝夾來完成制備過程，極易造成裝夾誤差，導(dǎo)致制備的 試樣精度降低；三是更換試樣夾具座過程中，砂粒、灰塵污染也在所難免。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)所存在的缺點(diǎn)，而提供了一種一次裝夾，通過工位電機(jī)的 旋轉(zhuǎn)完成工位變換即可全自動(dòng)機(jī)械化完成試樣制備過程的全工位智能化金相試樣制備裝置。本發(fā)明是通過如下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)的一種全工位智能化金相試樣制備裝置，它包 括工作臺(tái)，工作臺(tái)上的研磨裝置、拋光裝置、清洗裝置和供液裝置，所述工作臺(tái)還設(shè)置有試 樣裝夾裝置，所述試樣裝夾裝置包括固定在工作臺(tái)中部的工位電機(jī)，所述工位電機(jī)的輸出 軸與塔架固定連接，所述塔架上固定有滑塊，所述滑塊與滑臺(tái)配合，所述滑臺(tái)設(shè)置有滑臺(tái)驅(qū) 動(dòng)電機(jī)，所述滑臺(tái)上設(shè)置有試樣夾持機(jī)構(gòu)，所述試樣夾持機(jī)構(gòu)帶有壓力傳感器和位移傳感 器并由持樣電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，所述研磨裝置、拋光裝置上均設(shè)置有清洗、冷卻裝置。使用本發(fā) 明加工時(shí)，夾雜物，石墨等相無脫落，無拽尾，試樣邊緣無倒角、無圓邊，試樣整個(gè)表面平整 無凹陷凸起、無劃痕、無擾亂層，粗糙度達(dá)RaO. 005以上。試樣精度高，全自動(dòng)智能控制，效 率高、重現(xiàn)性優(yōu)異，為光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡的準(zhǔn)確分析提供了可靠的設(shè)備保障。本發(fā)明的具體特點(diǎn)還有，上述研磨裝置有四套，拋光裝置有一套，清洗裝置一套， 所述研磨裝置、清洗裝置和拋光裝置沿著工作臺(tái)圓周分布，所述工作臺(tái)下部安裝有供液裝 置，所述供液裝置有六個(gè)管路通向研磨裝置、清洗裝置和拋光裝置的砂輪或磨盤的中心小
3孔。上述持樣電機(jī)的軸孔可安裝磨盤面修整機(jī)構(gòu)。利用持樣電機(jī)的軸孔可以裝夾金 剛筆、磨頭等刀具對(duì)砂輪、磨盤平面進(jìn)行修正，以保證所有工位的工作面與持樣電機(jī)主軸垂 直，從而保證試樣制備質(zhì)量。砂輪定期修正，保證砂輪平面的平整，修正筆安裝在持樣電機(jī) 上，修正軌道為持樣電機(jī)架的旋轉(zhuǎn)，保證砂輪平面與持樣電機(jī)主軸的垂直，確保試樣磨制的 平整，設(shè)備自整功能可定期修正精度，保證制樣質(zhì)量。上述研磨裝置和拋光裝置均由高精度中空軸交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述供液裝置的 出液口與研磨裝置和拋光裝置的中空軸交流伺服電機(jī)的中空軸連通，并從砂輪或磨盤的中 心送入。利用砂輪或磨盤自吸功能，磨料磨具的更換方便快捷，突破傳統(tǒng)。上述供液裝置帶有流量自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。上述試樣夾持機(jī)構(gòu)包括夾持器和與夾持器連接的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括下 端與夾持器固定連接的拉桿，所述拉桿的上端穿過持樣電機(jī)的中空軸并外伸，所述拉桿和 持樣電機(jī)的中空軸之間有間隙，所述拉桿外伸的上端套裝有蝶形彈簧，所述蝶形彈簧外設(shè) 置有護(hù)套，所述蝶形彈簧上部的拉桿上套裝有彈簧壓塊，所述彈簧壓塊上部的拉桿上還螺 紋連接有拉力調(diào)節(jié)螺母，所述拉桿的頂端與夾持器釋放氣缸的外伸活塞桿能夠抵觸，所述 夾持器釋放氣缸固定在滑臺(tái)上。其結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計(jì)合理。上述夾持器通過銷與連接套下端連接，所述連接套上端與持樣電機(jī)的中空軸固定 連接，所述連接套內(nèi)設(shè)置有接頭，所述接頭下端與夾持器固定連接，所述接頭上部固定有拉 釘，所述拉釘與拉帽可轉(zhuǎn)動(dòng)連接且拉釘與拉帽之間無軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所述拉帽與拉桿固定 連接。本方案的有益效果可根據(jù)對(duì)上述方案的敘述得知，其結(jié)構(gòu)緊湊、自動(dòng)化程度高、制 造成本較低，省時(shí)省力，使用本發(fā)明加工時(shí)，夾雜物，石墨等相無脫落，無拽尾，試樣邊緣無 倒角、無圓邊，試樣整個(gè)表面平整無凹陷凸起、無劃痕、無擾亂層，粗糙度達(dá)民0. 005以上。試 樣精度高，全自動(dòng)智能控制，效率高、重現(xiàn)性優(yōu)異，為光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡的準(zhǔn)確分析提 供了可靠的設(shè)備保障。


圖1為本發(fā)明具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的俯視圖。圖3為圖2的B-B剖視圖。圖4為圖1中I部的放大圖。圖中，1、工作臺(tái)，2、工位電機(jī)，3、塔架，4、滑塊，5、滑臺(tái)，6、滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，7、持樣 電機(jī)，8、磨盤，9、砂輪，10、夾持器，11、拉桿，12、持樣電機(jī)的中空軸，13、蝶形彈簧，14、護(hù)套， 15、彈簧壓塊，16、拉力調(diào)節(jié)螺母，17、夾持器釋放氣缸，18、活塞桿，19、銷，20、連接套，21、接 頭，22、拉釘，23、拉帽，24、清洗裝置，25、研磨裝置，沈、研磨裝置，27、研磨裝置，觀、研磨裝 置，29、拋光裝置，30、試樣夾持機(jī)構(gòu)，31、中空軸交流伺服電機(jī)，32、供液裝置。
具體實(shí)施例方式為能清楚說明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過一個(gè)具體實(shí)施方式
，對(duì)本方案進(jìn)行闡述。如圖所示，一種全工位智能化金相試樣制備裝置，它包括工作臺(tái)1，工作臺(tái)1上的 研磨裝置25、26、27、28、拋光裝置四、清洗裝置M和供液裝置32，供液裝置32帶有流量自 動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。工作臺(tái)還設(shè)置有試樣裝夾裝置，所述試樣裝夾裝置包括固定在工作臺(tái)1中部 的工位電機(jī)2，所述工位電機(jī)2的輸出軸與塔架3固定連接，所述塔架3上固定有滑塊4，所 述滑塊4與滑臺(tái)5配合，所述滑臺(tái)5設(shè)置有滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)6，所述滑臺(tái)5上設(shè)置有試樣夾持 機(jī)構(gòu)30，所述試樣夾持機(jī)構(gòu)30帶有壓力傳感器和位移傳感器并由持樣電機(jī)7驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，所 述研磨裝置、拋光裝置上均設(shè)置有清洗、冷卻裝置。研磨裝置有四套，拋光裝置有一套，清洗裝置一套，所述研磨裝置、清洗裝置和拋 光裝置沿著工作臺(tái)圓周分布，所述工作臺(tái)下部為供液裝置，所述供液裝置有六個(gè)管路通向 研磨裝置、清洗裝置和拋光裝置的砂輪9或磨盤8的中心小孔。研磨裝置和拋光裝置均由 高精度中空軸交流伺服電機(jī)31驅(qū)動(dòng)，所述供液裝置的出液口與研磨裝置和拋光裝置的中 空軸交流伺服電機(jī)31的中空軸連通，并從砂輪9或磨盤8的中心送入。持樣電機(jī)7的軸孔 安裝有磨盤面修整機(jī)構(gòu)，具體可以在持樣電機(jī)7的軸孔裝夾金剛筆、磨頭等刀具對(duì)砂輪、磨 盤平面進(jìn)行修正，以保證所有工位的工作面與電機(jī)主軸垂直，從而保證試樣制備質(zhì)量。其中，試樣夾持機(jī)構(gòu)30包括夾持器10和與夾持器10連接的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng) 機(jī)構(gòu)包括下端與夾持器10固定連接的拉桿11，所述拉桿11的上端穿過持樣電機(jī)的中空軸 12并外伸，所述拉桿11和持樣電機(jī)的中空軸12之間有間隙，所述拉桿11外伸的上端套裝 有蝶形彈簧13，所述蝶形彈簧13外設(shè)置有護(hù)套14，所述蝶形彈簧13上部的拉桿11上套裝 有彈簧壓塊15，所述彈簧壓塊15上部的拉桿11上還螺紋連接有拉力調(diào)節(jié)螺母16，所述拉 桿11的頂端與夾持器釋放氣缸17的外伸活塞桿18能夠抵觸，所述夾持器釋放氣缸17固 定在滑臺(tái)5上。夾持器10通過銷19與連接套20下端連接，所述連接套20上端與持樣電 機(jī)的中空軸12固定連接，所述連接套20內(nèi)設(shè)置有接頭21，所述接頭21下端與夾持器10固 定連接，所述接頭21上部固定有拉釘22，所述拉釘22與拉帽23可轉(zhuǎn)動(dòng)連接且拉釘22與拉 帽23之間無軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所述拉帽23與拉桿11固定連接。其結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)計(jì)合理。本發(fā)明未經(jīng)描述的技術(shù)特征可以通過或采用現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)，在此不再贅述，當(dāng)然， 上述說明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范 圍。
權(quán)利要求
1.一種全工位智能化金相試樣制備裝置，它包括工作臺(tái)，工作臺(tái)上的研磨裝置、拋光裝 置、清洗裝置和供液裝置，其特征是，所述工作臺(tái)還設(shè)置有試樣裝夾裝置，所述試樣裝夾裝 置包括固定在工作臺(tái)中部的工位電機(jī)，所述工位電機(jī)的輸出軸與塔架固定連接，所述塔架 上固定有滑塊，所述滑塊與滑臺(tái)配合，所述滑臺(tái)設(shè)置有滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，所述滑臺(tái)上設(shè)置有試 樣夾持機(jī)構(gòu)，所述試樣夾持機(jī)構(gòu)帶有壓力傳感器和位移傳感器并由持樣電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，所 述研磨裝置、拋光裝置上均設(shè)置有清洗、冷卻裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全工位智能化金相試樣制備裝置，其特征是，所述研磨裝置 有四套，拋光裝置有一套，清洗裝置一套，所述清洗裝置、研磨裝置和拋光裝置沿著工作臺(tái) 圓周分布，所述工作臺(tái)下部安裝有供液裝置，所述供液裝置有六個(gè)管路通向研磨裝置、清洗 裝置和拋光裝置的砂輪或磨盤的中心小孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全工位智能化金相試樣制備裝置，其特征是，所述持樣電 機(jī)的軸孔安裝有磨盤面修整機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全工位智能化金相試樣制備裝置，其特征是，所述研磨裝 置和拋光裝置均由高精度中空軸交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述供液裝置的出液口與研磨裝置和 拋光裝置的中空軸交流伺服電機(jī)的中空軸連通，并從砂輪或磨盤的中心送入。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全工位智能化金相試樣制備裝置，其特征是，所述供液裝 置帶有流量自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全工位智能化金相試樣制備裝置，其特征是，所述試樣 夾持機(jī)構(gòu)包括夾持器和與夾持器連接的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括下端與夾持器固定連 接的拉桿，所述拉桿的上端穿過持樣電機(jī)的中空軸并外伸，所述拉桿和持樣電機(jī)的中空軸 之間有間隙，所述拉桿外伸的上端套裝有蝶形彈簧，所述蝶形彈簧外設(shè)置有護(hù)套，所述蝶形 彈簧上部的拉桿上套裝有彈簧壓塊，所述彈簧壓塊上部的拉桿上還螺紋連接有拉力調(diào)節(jié)螺 母，所述拉桿的頂端與夾持器釋放氣缸的外伸活塞桿能夠抵觸，所述夾持器釋放氣缸固定 在滑臺(tái)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的全工位智能化金相試樣制備裝置，其特征是，所述夾持器通 過銷與連接套下端連接，所述連接套上端與持樣電機(jī)的中空軸固定連接，所述連接套內(nèi)設(shè) 置有接頭，所述接頭下端與夾持器固定連接，所述接頭上部固定有拉釘，所述拉釘與拉帽可 轉(zhuǎn)動(dòng)連接且拉釘與拉帽之間無軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所述拉帽與拉桿固定連接。
全文摘要
一種全工位智能化金相試樣制備裝置。其技術(shù)方案它在工作臺(tái)設(shè)置有試樣裝夾裝置，試樣裝夾裝置包括固定在工作臺(tái)中部的工位電機(jī)，工位電機(jī)的輸出軸與塔架固定連接，塔架上固定有滑塊，滑塊與滑臺(tái)配合，滑臺(tái)設(shè)置有滑臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，滑臺(tái)上設(shè)置有試樣夾持機(jī)構(gòu)，試樣夾持機(jī)構(gòu)帶有壓力傳感器和位移傳感器并由持樣電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，研磨裝置、拋光裝置上均設(shè)置有清洗、冷卻裝置。使用本發(fā)明加工時(shí)，夾雜物，石墨等相無脫落，無拽尾，試樣邊緣無倒角、無圓邊，試樣整個(gè)表面平整無凹陷凸起、無劃痕、無擾亂層，粗糙度達(dá)Ra0.005以上。試樣精度高，全自動(dòng)智能控制，效率高、重現(xiàn)性優(yōu)異，為光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡的準(zhǔn)確分析提供了可靠的設(shè)備保障。
文檔編號(hào)B24B55/02GK102059634SQ20101055569
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者孫德明, 張保議, 李陽, 王志剛, 王獻(xiàn)忠, 馬海龍 申請(qǐng)人:山東建筑大學(xué)