一种材料磨损表面形貌分析实验试件圆盘打磨机制造技术

本发明专利技术公开了一种材料磨损表面形貌分析实验试件圆盘打磨机，包括驱动组、制动组、打磨平台、Z向移动组、X向移动组、夹具组、电控组和外壳组，驱动组对打磨平台进行驱动，使得打磨平台跟随主轴转动，Z向移动组和X向移动组对夹持试件的夹具组进行驱动，使得试件相对打磨平台Z向和X向移动，本发明专利技术采用打磨盘转动和试件ZX向移动组合的方式，实现以不同正压力和不同打磨速度在不同目数砂纸对试件进行打磨，且依靠组合运动实现打磨路径覆盖所有方向，使得试件打磨均匀，防止划伤试件，通过预设指令使打磨机自动完成打磨流程，将试件手动夹持在夹具上后，整个打磨流程不需要手动操作，防止试件打磨时对实验员手部造成伤害。

【技术实现步骤摘要】
一种材料磨损表面形貌分析实验试件圆盘打磨机
本专利技术涉及实验设备
，特别是涉及一种材料磨损表面形貌分析实验试件圆盘打磨机。
技术介绍
随着科技发展，对材料性质的科研探究也不断深入，新材料也成为科研院所和高校研究开发的热点，其中对新材料性质探究的一个重点就是材料表面性能分析，材料表面性能分析的一个常用方式就是进行材料磨损表面进行形貌分析，对材料磨损表面进行形貌分析是研究不同材料摩擦学性能和探究材料表面特性的重要手段，在进行材料磨损表面形貌分析实验时首先要进行的就是对试件进行打磨抛光。目前对于材料磨损表面形貌分析实验前的试件打磨为人力进行，实验员准备不同目数的砂纸，手持试件在砂纸上进行反复摩擦，通过经验判断打磨程度再更换目数更大的砂纸进行重复打磨，由于试件打磨全程为手工操作，实验员在进行试件打磨时对试件的夹持方式不一定能够保证试件表面平行于砂纸表面造成打磨不均；试件在目数越低的砂纸上应该以越小的力度按压，手持打磨也不能保持对试件的按压力度进一步导致打磨不均匀；试件打磨路径应包括尽可能多的方向，并且在每个方向上的打磨路程应尽量相等，这也是手持打磨所不能保证的，另一方面长时间的反复打磨也容易对实验员的手部造成伤害，目前对于材料磨损表面形貌分析实验前的试件打磨方式存在的不足可以总结为以下四点：(1)试件打磨时不能保证对试件进行正确夹持，导致试件表面于砂纸表面不平行；(2)试件打磨时不能保证对试件的施加合适当前打磨目数的按压力度，导致试件打磨不均匀；(3)试件打磨时不能保证对试件打磨路径均匀分布在各个方向，导致试件打磨不均匀；(4)试件打磨时采用手持操作容易对实验员手部造成伤害。试件打磨效果直接影响到材料磨损表面形貌分析实验的精度和效果，针对上述问题，设计一种能够正确夹持试件、可调按压力度、打磨路径均匀分布且能够自动打磨的机器变得十分必要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种材料磨损表面形貌分析实验试件圆盘打磨机，以解决上述现有技术存在的问题，能够正确夹持试件、可调按压力度、打磨路径均匀分布且能够自动打磨。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种材料磨损表面形貌分析实验试件圆盘打磨机，包括驱动组、制动组、打磨平台、Z向移动组、X向移动组、夹具组、电控组和外壳组；所述打磨平台由主轴支撑于所述外壳组的底座的顶部，所述驱动组包括主电机和传动齿轮和所述主轴，所述主电机通过所述传动齿轮带动所述主轴转动进而带动所述打磨平台自转，所述打磨平台的顶部设置有不同目数砂纸环带，所述打磨平台通过自转打磨试件；所述制动组与所述主轴连接，所述制动组通过停止主轴转动，使打磨机停机时进行对打磨平台进行制动；所述Z向移动组通过电机驱动、螺杆传动，带动试件上下移动，并对试件施加打磨正压力；所述X向移动组通过电机驱动、同步带传动，带动试件左右移动，使试件完成不同目数砂纸的打磨；所述夹具组，固定在所述X向移动组上，用于夹紧所述试件，使得试件跟随所述X向移动组移动，所述夹具组与所述X向移动组的X向移动平台之间设置有薄膜压力传感器，所述薄膜压力传感器用于采集试件打磨时的正压力；所述电控组用于接收触控屏指令和薄膜压力传感器信号，控制打磨机所有的电机启停与转速。优选地，所述外壳组包括圆柱壳体和所述底座，所述底座用于支撑所述驱动组、制动组、打磨平台、Z向移动组、X向移动组和电控组，所述圆柱壳体设置于所述底座的顶部，所述驱动组、制动组和电控组设置于所述圆柱壳体内，所述圆柱壳体的顶端设置有圆槽，所述打磨平台安装于所述圆槽内。优选地，所述驱动组的传动齿轮包括一级齿轮和二级齿轮，所述驱动组还包括推力球轴承和轴承座，所述一级齿轮与所述主电机通过键连接配合，所述二级齿轮与所述一级齿轮啮合，所述二级齿轮与所述主轴通过键连接配合，所述主轴与所述推力球轴承过盈配合，所述推力球轴承与所述轴承座过盈配合，所述主电机、轴承座均设置于所述底座的顶部。优选地，所述主轴自上而下依次包括第一段、第二段、轴肩、第三段和第四段，所述第一段通过键连接与所述打磨平台的打磨盘配合，所述第二段通过键连接与所述二级齿轮配合，所述轴肩对所述二级齿轮进行限位，所述第三段通过螺纹连接与所述制动组的制动瓦配合，所述第四段与所述推力球轴承过盈配合。优选地，所述制动组包括制动瓦、闸瓦、推杆、滑道、连杆、曲柄转盘、制动电机，所述制动瓦与所述主轴的第三段螺纹连接，所述闸瓦与所述推杆一端螺纹连接，所述推杆中部与所述滑道滑动配合，所述推杆另一端与所述连杆一端铰接，所述连杆另一端与所述曲柄转盘铰接，所述曲柄转盘与所述制动电机的转轴键连接，所述制动组为曲柄滑块机构，通过所述制动电机带动所述曲柄转盘转动，所述曲柄转盘带动所述连杆摆动，所述连杆带动所述推杆沿滑道平移，所述推杆平移使得所述闸瓦与制动瓦接触压紧和脱离，当所述闸瓦和所述制动瓦接触压紧时，产生摩擦制动力从而使得所述主轴制动停转，当所述闸瓦与所述制动瓦脱离时不再产生摩擦制动力阻碍主轴转动。优选地，所述打磨平台包括打磨片、打磨盘和固定夹；所述打磨片为可替换消耗品，所述打磨片由不同目数砂纸呈同心圆环依次排列组合而成，由外围圆环至圆心砂纸目数递减；所述打磨盘的正面为圆平台，用于放置所述打磨片，所述打磨盘的背面具有带有键槽孔的键槽孔轴，键槽孔轴用于和所述主轴的第一段配合，所述键槽孔轴与一推力轴承过盈配合，通过推力轴承间接接触外壳组的圆柱壳体的圆槽的槽底；所述固定夹与所述打磨盘的背面螺纹连接，所述固定夹掰开后可放入所述打磨片并通过所述固定夹的弹性力夹紧，将所述打磨片固定在所述打磨盘上。优选地，所述Z向移动组包括Z向电机、Z向螺杆、Z向导杆、Z向导杆帽、Z向滑块、Z向左平台和Z向右平台，所述Z向电机设置于与外壳组的底座上，所述Z向电机带动竖向设置的所述Z向螺杆旋转，所述Z向导杆共有四个分布在所述外壳组的底座四角，所述Z向滑块与所述Z向导杆滑动连接，左侧的两个所述Z向滑块之间连接所述Z向左平台，右侧的两个所述Z向滑块之间连接所述Z向右平台，所述Z向左平台通过中心螺纹孔与所述Z向螺杆螺纹配合，通过所述Z向电机带动所述Z向螺杆转动，进而带动所述Z向左平台上下移动；所述X向移动组包括X向电机、主动轮、同步带、从动轮、轮架、X向导杆、X向滑块和X向平台，所述X向电机设置于所述Z向左平台上，所述X向电机与所述主动轮键连接，所述从动轮安装于所述轮架上，所述轮架设置于所述Z向右平台上，所述主动轮与所述从动轮之间连接有所述同步带，位于前侧的X向相对的两个所述Z向滑块之间和位于后侧的X向相对的两个所述Z向滑块之间分别通过X向导杆连接，两个所述X向导杆上分别滑动连接有一X向滑块，两个所述X向滑块之间连接X向平台，所述同步带与所述X向平台连接，通过X向电机带动所述主动轮转动，所述主动轮带动同步带转动，进而所述同步带带动所述X向平台左右移动。优选地，所述夹具组包括夹具座、夹块、夹紧螺杆和紧定旋钮，所述夹具座的背面与所述X向平台连接，所述夹块与所述夹具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种材料磨损表面形貌分析实验试件圆盘打磨机，其特征在于：包括驱动组、制动组、打磨平台、Z向移动组、X向移动组、夹具组、电控组和外壳组；/n所述打磨平台由主轴支撑于所述外壳组的底座的顶部，所述驱动组包括主电机和传动齿轮和所述主轴，所述主电机通过所述传动齿轮带动所述主轴转动进而带动所述打磨平台自转，所述打磨平台的顶部设置有不同目数砂纸环带，所述打磨平台通过自转打磨试件；/n所述制动组与所述主轴连接，所述制动组通过停止主轴转动，使打磨机停机时进行对打磨平台进行制动；/n所述Z向移动组通过电机驱动、螺杆传动，带动试件上下移动，并对试件施加打磨正压力；/n所述X向移动组通过电机驱动、同步带传动，带动试件左右移动，使试件完成不同目数砂纸的打磨；/n所述夹具组，固定在所述X向移动组上，用于夹紧所述试件，使得试件跟随所述X向移动组移动，所述夹具组与所述X向移动组的X向移动平台之间设置有薄膜压力传感器，所述薄膜压力传感器用于采集试件打磨时的正压力；/n所述电控组用于接收触控屏指令和薄膜压力传感器信号，控制打磨机所有的电机启停与转速。/n

【技术特征摘要】
1.一种材料磨损表面形貌分析实验试件圆盘打磨机，其特征在于：包括驱动组、制动组、打磨平台、Z向移动组、X向移动组、夹具组、电控组和外壳组；
所述打磨平台由主轴支撑于所述外壳组的底座的顶部，所述驱动组包括主电机和传动齿轮和所述主轴，所述主电机通过所述传动齿轮带动所述主轴转动进而带动所述打磨平台自转，所述打磨平台的顶部设置有不同目数砂纸环带，所述打磨平台通过自转打磨试件；
所述制动组与所述主轴连接，所述制动组通过停止主轴转动，使打磨机停机时进行对打磨平台进行制动；
所述Z向移动组通过电机驱动、螺杆传动，带动试件上下移动，并对试件施加打磨正压力；
所述X向移动组通过电机驱动、同步带传动，带动试件左右移动，使试件完成不同目数砂纸的打磨；
所述夹具组，固定在所述X向移动组上，用于夹紧所述试件，使得试件跟随所述X向移动组移动，所述夹具组与所述X向移动组的X向移动平台之间设置有薄膜压力传感器，所述薄膜压力传感器用于采集试件打磨时的正压力；
所述电控组用于接收触控屏指令和薄膜压力传感器信号，控制打磨机所有的电机启停与转速。


2.根据权利要求1所述的材料磨损表面形貌分析实验试件圆盘打磨机，其特征在于：所述外壳组包括圆柱壳体和所述底座，所述底座用于支撑所述驱动组、制动组、打磨平台、Z向移动组、X向移动组和电控组，所述圆柱壳体设置于所述底座的顶部，所述驱动组、制动组和电控组设置于所述圆柱壳体内，所述圆柱壳体的顶端设置有圆槽，所述打磨平台安装于所述圆槽内。


3.根据权利要求2所述的材料磨损表面形貌分析实验试件圆盘打磨机，其特征在于：所述驱动组的传动齿轮包括一级齿轮和二级齿轮，所述驱动组还包括推力球轴承和轴承座，所述一级齿轮与所述主电机通过键连接配合，所述二级齿轮与所述一级齿轮啮合，所述二级齿轮与所述主轴通过键连接配合，所述主轴与所述推力球轴承过盈配合，所述推力球轴承与所述轴承座过盈配合，所述主电机、轴承座均设置于所述底座的顶部。


4.根据权利要求3所述的材料磨损表面形貌分析实验试件圆盘打磨机，其特征在于：所述主轴自上而下依次包括第一段、第二段、轴肩、第三段和第四段，所述第一段通过键连接与所述打磨平台的打磨盘配合，所述第二段通过键连接与所述二级齿轮配合，所述轴肩对所述二级齿轮进行限位，所述第三段通过螺纹连接与所述制动组的制动瓦配合，所述第四段与所述推力球轴承过盈配合。


5.根据权利要求4所述的材料磨损表面形貌分析实验试件圆盘打磨机，其特征在于：所述制动组包括制动瓦、闸瓦、推杆、滑道、连杆、曲柄转盘、制动电机，所述制动瓦与所述主轴的第三段螺纹连接，所述闸瓦与所述推杆一端螺纹连接，所述推杆中部与所述滑道滑动配合，所述推杆另一端与所述连杆一端铰接，所述连杆另一端与所述曲柄转盘铰接，所述曲柄转盘与所述制动电机的转轴键连接，所述制动组为曲柄滑块机构，通过所述制动电机带动所述曲柄转盘转动，所述曲柄转盘带动所述连杆摆动，所述连杆带动所述推杆沿滑道平移，所述推杆平移使得所述闸瓦与制动瓦接触压紧和脱离，当所述闸瓦和所述制动瓦接触压紧时，产生摩擦制动力从而使得所述主轴制动停转，当所述闸瓦与所述制动瓦脱离时不再产生摩擦制动力阻碍主轴转动。

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【专利技术属性】
技术研发人员：张立杰，于金须，李永泉，李玉坤，谢平，王新宇，常超群，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北;13