一种金相试样抛磨夹紧装置制造方法及图纸

一种金相试样抛磨夹紧装置，“门”字形支撑架的水平横架横架中段固设驱动元件；驱动元件朝向“门”字形支撑架内侧伸出的推杆端部固定夹具体外壳；夹具体外壳内转动安装扇形齿轮，扇形齿轮的齿面与齿条轴相啮合；齿条轴下端活动夹持左、右两片开口相对的“匚”形连接板的上横段；两片“匚”形连接板的下横段上分别固定左紧固块和右紧固块；两紧固块相对的一侧围成试样装夹腔，相背的一侧为倾斜方向相反的斜面，与夹具体外壳的左、右倾斜内侧壁相匹配；第二弹性元件、向下抵压左紧固块和右紧固块；本装置具有操作方便、自动精密控制运动、便于移动、夹紧稳固、保证试样水平、适用性广、通用性强的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种金相试样抛磨夹紧装置
本技术涉及金相分析试验设备领域，特别涉及一种在金相试样制备过程中使用的抛磨夹紧装置。
技术介绍
金相分析是分析材料的手段之一，可以展现材料的真实微观组织结构，要进行金相分析，就必须制备能用于微观观察检验的金相试样。在金相分析中，制备出有代表性的试样是十分重要的。一般来说，金相试样制备要经过以下几个步骤：取样、磨光、抛光和腐蚀等过程。在无级变速抛磨机上，实验人员通常都是用手夹持金相试样，这样不仅费时费力，而且具有危险性。对于这种情况，通常的处理方法是采用先镶嵌后制备的制样工序完成制样，但是试样的镶嵌不仅镶嵌设备和镶嵌料，不能重复利用，并且耗时费力，浪费资源。目前，已经有使用一些专门夹具夹持金相试样后进行研磨和抛光，这种方法可以解决人工夹持和金相试样镶嵌的弊端，但通常专用夹具只能针对一种规格形状的试样，但却不能做到通用性。还存在一个关键问题就是可以做到对金相试样夹紧，但是还是需要用手把持，这样造成的后果是无法对金相试样待磨抛面的水平度进行保证而使磨抛面倾斜，不利于微观组织结构的观察与分析。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于提供一种金相试样抛磨夹紧装置，具有操作方便、自动精密控制运动、便于移动、夹紧稳固、保证试样水平、适用性广、通用性强的特点。本技术是通过以下技术方案实现的：金相试样抛磨夹紧装置，其特征在于：“门”字形支撑架包括水平的横架及分别配置于其两端的两根支撑立柱，横架中段固设驱动元件，支撑立柱底部设有吸盘式电磁铁基座；驱动元件垂直于横架朝向“门”字形支撑架内侧伸出推杆，推杆端部固定夹具体外壳，能够推动夹具体外壳上下移动；夹具体外壳内转动安装扇形齿轮，扇形齿轮的齿面与一根立式配置的齿条轴相啮合；扇形齿轮上还设有用于锁定齿轮齿条运动位置的锁定元件；齿条轴下端活动夹持左、右两片开口相对的“匚”形连接板的上横段，两个“匚”形连接板能够在外力作用下相对于齿条轴垂直其轴向横向平移；两片“匚”形连接板的下横段上分别固定左紧固块和右紧固块；左紧固块和右紧固块相对的一侧围成试样装夹腔，试样装夹腔内压配第一弹性元件；左紧固块和右紧固块相背的一侧为倾斜方向相反的斜面，分别与夹具体外壳的左、右倾斜内侧壁相匹配；左紧固块和夹具体外壳之间、右紧固块和夹具体外壳之间分别压配第二弹性元件、向下抵压左紧固块和右紧固块；扇形齿轮转动时，带动齿条轴沿轴向上下平移，左紧固块和右紧固块在随齿条轴上下平移的过程中，能够沿夹具体外壳的倾斜内侧壁横向移动、相互远离或者靠近，以改变试样装夹腔的大小。其中，“门”字形支撑架用于固定抛磨夹具体的位置；驱动元件用于实现抛磨夹具体的垂直移动，抛磨夹具体用于实现紧固金相试样和维持金相试样的水平度。进一步的，所述驱动元件为液压缸或者气缸，或者，驱动元件优选为通过点动开关控制的伺服电动缸，伺服电动缸采用闭环伺服控制，夹紧装置上还设有用于监测金相试样与抛磨盘盘面接触压力的压力传感器，通过信号线路连接点动开关的控制线路，以实现精密控制推杆推力，达到夹具体外壳自动、精确上下移动的目的。进一步的，所述左紧固块和右紧固块相对的一侧侧面分别为内凹“V”形面和“匚”形面，两侧面开口相对，“V”形的两斜面和“匚”形底面构成试样装夹腔的三个夹持面，对金相试样的夹持稳固可靠，只要一种夹具可以完成抛磨实验，保证了夹紧装置的通用性；此外，在必要时还可以通过更换不同内部角度或者不同大小的左紧固块和右紧固块，以实现对不同形状和大小的金相试样的抛磨处理，适用性广、通用性强。进一步的，所述第二弹性元件包括弹簧和活动内置于弹簧中的导向杆；左紧固块和其上方的夹具体外壳内腔、右紧固块和其上方的夹具体外壳内腔的对应位置上分别立式开设安装孔，导向杆两端装入安装孔内、能够在安装孔内上下移动，采用动配合方式以保证弹簧的垂直运动。该弹簧装置可以始终保证左紧固块、右紧固块在上下运动过程中，受到向下的预紧力作用，起到时刻压紧紧固块的作用，当进行抛磨处理时，可以通过齿轮齿条结构和弹簧装置双重压紧紧固块。进一步的，所述扇形齿轮转动安装在左扇形齿轮轴固定块和右扇形齿轮轴固定块上，左扇形齿轮轴固定块和右扇形齿轮轴固定块通过螺栓固定在夹具体外壳背板上，便于拆装调试。再进一步，所述锁定元件为棘爪组件，包括滑块，棘爪和拉紧弹簧；在左扇形齿轮轴固定块或右扇形齿轮轴固定块上沿扇形齿轮的转动轴向开设滑槽，滑槽内配置一块能够沿槽腔长度方向左右滑动的滑块，滑块与滑槽之间设有锁紧螺栓；滑块上转动安装与扇形齿轮相匹配的棘爪，拉紧弹簧一端固定在滑块上，另一端被弹性拉伸安装在棘爪上；初始时，棘爪组件与扇形齿轮相互脱离；当扇形齿轮转动，带动齿条轴向下平移到适当位置时，将滑块沿滑槽滑移至与扇形齿轮的配合位，旋入锁紧螺栓将滑块锁紧在滑槽中，此时棘爪卡住扇形齿轮，防止扇形齿轮在第二弹性元件的弹性抵压力作用下反转；需要齿条轴上移时，将滑块沿滑槽向右滑移、脱离与扇形齿轮的配合位即可。通过控制棘爪组件左右移动限制齿条轴向上运动，实现齿条轴自锁和压紧紧固块的目的。进一步的，所述两片“匚”形连接板的上横段带有开口相对的半孔，齿条轴下端带有一个“工”字形阶梯轴段；两片“匚”形连接板的上横段插入“工”字形阶梯轴段的两侧开口，两个半孔分别与中间细段的左右侧缘相配合。该“匚”形连接板结构不仅可以起到连接齿条轴和紧固块的作用，还可以配合两紧固块之间的距离变化随时开合以保证传力作用。进一步的，所述扇形齿轮上设有用于转动扇形齿轮的手柄，手柄伸出夹具体外壳外部，方便操作人员转动扇形齿轮。应用上述的金相试样抛磨夹紧装置进行试样装夹时：第一步，准备金相试样，将其待处理表面清理干；第二步，将两块吸盘式电磁铁基座吸附固定于水平的旋转抛磨盘盘面的相对两侧，将夹具体外壳安装固定在驱动元件的推杆下端；第三步，转动扇形齿轮，带动齿条轴向上移动，从而使“匚”形连接板向上移动，进而克服第二弹性元件的弹性抵压力带动左紧固块和右紧固块上移的同时左右平移；当两者分离之后，将待处理的金相试样上端放入左紧固块和右紧固块之间的试样装夹腔内，金相试样下端向下伸出夹具体外壳外；第四步，反向转动扇形齿轮，带动齿条轴向下移动，促使左紧固块和右紧固块夹紧金相试样，同时第二弹性元件也向下弹性抵压左紧固块和右紧固块，当金相试样的夹紧固定完成时，通过锁定元件实现扇形齿轮和齿条轴的运动自锁；第五步，控制驱动元件的推杆下移，使金相试样不断靠近旋转抛磨盘，直至贴近抛磨盘盘面，对待处理的金相试样表面进行磨光与抛光处理；当抛磨盘盘面与金相试样的配合位置处抛磨砂纸磨耗后，将一个电磁铁基座断电，使整个“门”字形支撑架绕另一个不断电的电磁铁基座转动后再对断电的电磁铁基座通电，重新固定“门”字形支撑架，以调整金相试样14与旋转抛磨盘盘面的配合位置，提高抛磨砂纸的利用率。需要说明的是，权利要求书和说明书中对上、下、左、右、前、后等方位的限定，只是为了描述方便而采用的一种相对限定，并不是对装置配置结构及运动方向的绝对限定。本技术的有益效果在于：1、利用可便携移动的吸盘式电磁铁基座，夹紧装置与抛磨机之间通过电磁吸附强力固定，可以通电吸附断电消失，实现夹紧装置的便携性和移动性目的；2、采用伺服电动缸控制夹具体的上下移动，实现高精密运动控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金相试样抛磨夹紧装置，其特征在于：“门”字形支撑架包括水平的横架(2)及分别配置于其两端的两根支撑立柱(3)，横架(2)中段固设驱动元件(1)，支撑立柱(3)底部设有吸盘式电磁铁基座(4)；驱动元件(1)垂直于横架(2)朝向“门”字形支撑架内侧伸出推杆，推杆端部固定夹具体外壳(5)，能够推动夹具体外壳(5)上下移动；夹具体外壳(5)内转动安装扇形齿轮(12)，扇形齿轮(12)的齿面与一根立式配置的齿条轴(16)相啮合；扇形齿轮(12)上还设有用于锁定齿轮齿条运动位置的锁定元件；齿条轴(16)下端活动夹持左、右两片开口相对的“匚”形连接板(8)的上横段，两个“匚”形连接板(8)能够在外力作用下相对于齿条轴(16)垂直其轴向横向平移；两片“匚”形连接板(8)的下横段上分别固定左紧固块(6)和右紧固块(7)；左紧固块(6)和右紧固块(7)相对的一侧围成试样装夹腔，试样装夹腔内压配第一弹性元件(13)；左紧固块(6)和右紧固块(7)相背的一侧为倾斜方向相反的斜面，分别与夹具体外壳(5)的左、右倾斜内侧壁相匹配；左紧固块(6)和夹具体外壳(5)之间、右紧固块(7)和夹具体外壳(5)之间分别压配第二弹性元件(15)、向下抵压左紧固块(6)和右紧固块(7)；扇形齿轮(12)转动时，带动齿条轴(16)沿轴向上下平移，左紧固块(6)和右紧固块(7)在随齿条轴(16)上下平移的过程中，能够沿夹具体外壳(5)的倾斜内侧壁横向移动、相互远离或者靠近，以改变试样装夹腔的大小。...

【技术特征摘要】
1.一种金相试样抛磨夹紧装置，其特征在于：“门”字形支撑架包括水平的横架(2)及分别配置于其两端的两根支撑立柱(3)，横架(2)中段固设驱动元件(1)，支撑立柱(3)底部设有吸盘式电磁铁基座(4)；驱动元件(1)垂直于横架(2)朝向“门”字形支撑架内侧伸出推杆，推杆端部固定夹具体外壳(5)，能够推动夹具体外壳(5)上下移动；夹具体外壳(5)内转动安装扇形齿轮(12)，扇形齿轮(12)的齿面与一根立式配置的齿条轴(16)相啮合；扇形齿轮(12)上还设有用于锁定齿轮齿条运动位置的锁定元件；齿条轴(16)下端活动夹持左、右两片开口相对的“匚”形连接板(8)的上横段，两个“匚”形连接板(8)能够在外力作用下相对于齿条轴(16)垂直其轴向横向平移；两片“匚”形连接板(8)的下横段上分别固定左紧固块(6)和右紧固块(7)；左紧固块(6)和右紧固块(7)相对的一侧围成试样装夹腔，试样装夹腔内压配第一弹性元件(13)；左紧固块(6)和右紧固块(7)相背的一侧为倾斜方向相反的斜面，分别与夹具体外壳(5)的左、右倾斜内侧壁相匹配；左紧固块(6)和夹具体外壳(5)之间、右紧固块(7)和夹具体外壳(5)之间分别压配第二弹性元件(15)、向下抵压左紧固块(6)和右紧固块(7)；扇形齿轮(12)转动时，带动齿条轴(16)沿轴向上下平移，左紧固块(6)和右紧固块(7)在随齿条轴(16)上下平移的过程中，能够沿夹具体外壳(5)的倾斜内侧壁横向移动、相互远离或者靠近，以改变试样装夹腔的大小。2.根据权利要求1所述的金相试样抛磨夹紧装置，其特征在于：所述驱动元件(1)为液压缸或者气缸，或者，驱动元件(1)为通过点动开关控制的伺服电动缸，伺服电动缸采用闭环伺服控制，夹紧装置上还设有压力传感器，通过信号线路连接点动开关的控制线路。3.根据权利要求1所述的金相试样抛磨夹紧装置，其特征在于：所述左紧固块(6)和右紧固块(7)相对的一侧侧面分别为内凹“V”形面和“匚”形面，两侧面开口相对，“V”形的两斜面和“匚”形底面构成试样装夹腔的三个夹持面。4.根据权利要求1所述的金相试样抛磨夹紧装置，其特征在于：所述第二弹性元件(15)包括弹簧(151)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：衣晓杰，何涛，潘婷婷，余宽平，徐亚军，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：新型
国别省市：上海,31