专利名称：全工位智能化金相试样制备装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种金相试样制备装置，尤其涉及一种全工位智化金相试样制备装置。
背景技术：
在检测热加工工艺质量、零件失效分析以及材料显微组织分析领域，制备高质量 的金相试样是准确判断结果的前提，也是材料工作者的一致追求。目前，国内的厂矿企业、科研院所制备金相试样的手段大多为手工制作，费时费 力，质量难以保证，存在的问题主要有制备硬度低的金相试样时，手工操作力量控制难度 大，周围环境磨粒粉尘污染难以控制，造成试样表层材料变形而使扰乱层较大、划痕深、显 微镜下假象多，要得到理想的试样耗费较长的时间，少则一天多则数天；对硬度较高的试 样，因磨制速度限制，手工操作耗费时间更长，且极易磨偏；对常规材料的试样制备，手工操 作所带来的问题主要表现在一是磨制平面极易制备成许多小平面，尤其是磨制平面较大 的试样即便是有经验的专业人员也难于保证表面平整；二是圆角塌边，即便采用镶嵌的方 法也很难做到无圆角，这对需要检验表层组织的试样几乎是致命的；三是试样中某些相在 手工制备过程中极易出现脱落、拽尾现象，尤其是反复磨制过程中这种现象更加难于避免。在金相试样制备领域，国外的产品种类较多，自动化程度高。存在的缺点，一是价 格昂贵；二是试样制备过程中需多次装夹来完成制备过程，极易造成装夹误差，导致制备的 试样精度降低；三是更换试样夹具座过程中，砂粒、灰尘污染也在所难免。
发明内容
本发明是针对现有技术所存在的缺点，而提供了一种一次装夹，通过工位电机的 旋转完成工位变换即可全自动机械化完成试样制备过程的全工位智能化金相试样制备装置。本发明是通过如下技术措施实现的一种全工位智能化金相试样制备装置，它包 括工作台，工作台上的研磨装置、抛光装置、清洗装置和供液装置，所述工作台还设置有试 样装夹装置，所述试样装夹装置包括固定在工作台中部的工位电机，所述工位电机的输出 轴与塔架固定连接，所述塔架上固定有滑块，所述滑块与滑台配合，所述滑台设置有滑台驱 动电机，所述滑台上设置有试样夹持机构，所述试样夹持机构带有压力传感器和位移传感 器并由持样电机驱动旋转，所述研磨装置、抛光装置上均设置有清洗、冷却装置。使用本发 明加工时，夹杂物，石墨等相无脱落，无拽尾，试样边缘无倒角、无圆边，试样整个表面平整 无凹陷凸起、无划痕、无扰乱层，粗糙度达RaO. 005以上。试样精度高，全自动智能控制，效 率高、重现性优异，为光学显微镜、电子显微镜的准确分析提供了可靠的设备保障。本发明的具体特点还有，上述研磨装置有四套，抛光装置有一套，清洗装置一套， 所述研磨装置、清洗装置和抛光装置沿着工作台圆周分布，所述工作台下部安装有供液装 置，所述供液装置有六个管路通向研磨装置、清洗装置和抛光装置的砂轮或磨盘的中心小
3孔。上述持样电机的轴孔可安装磨盘面修整机构。利用持样电机的轴孔可以装夹金 刚笔、磨头等刀具对砂轮、磨盘平面进行修正，以保证所有工位的工作面与持样电机主轴垂 直，从而保证试样制备质量。砂轮定期修正，保证砂轮平面的平整，修正笔安装在持样电机 上，修正轨道为持样电机架的旋转，保证砂轮平面与持样电机主轴的垂直，确保试样磨制的 平整，设备自整功能可定期修正精度，保证制样质量。上述研磨装置和抛光装置均由高精度中空轴交流伺服电机驱动，所述供液装置的 出液口与研磨装置和抛光装置的中空轴交流伺服电机的中空轴连通，并从砂轮或磨盘的中 心送入。利用砂轮或磨盘自吸功能，磨料磨具的更换方便快捷，突破传统。上述供液装置带有流量自动调节装置。上述试样夹持机构包括夹持器和与夹持器连接的驱动机构，所述驱动机构包括下 端与夹持器固定连接的拉杆，所述拉杆的上端穿过持样电机的中空轴并外伸，所述拉杆和 持样电机的中空轴之间有间隙，所述拉杆外伸的上端套装有蝶形弹簧，所述蝶形弹簧外设 置有护套，所述蝶形弹簧上部的拉杆上套装有弹簧压块，所述弹簧压块上部的拉杆上还螺 纹连接有拉力调节螺母，所述拉杆的顶端与夹持器释放气缸的外伸活塞杆能够抵触，所述 夹持器释放气缸固定在滑台上。其结构紧凑，设计合理。上述夹持器通过销与连接套下端连接，所述连接套上端与持样电机的中空轴固定 连接，所述连接套内设置有接头，所述接头下端与夹持器固定连接，所述接头上部固定有拉 钉，所述拉钉与拉帽可转动连接且拉钉与拉帽之间无轴向相对运动，所述拉帽与拉杆固定 连接。本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，其结构紧凑、自动化程度高、制 造成本较低，省时省力，使用本发明加工时，夹杂物，石墨等相无脱落，无拽尾，试样边缘无 倒角、无圆边，试样整个表面平整无凹陷凸起、无划痕、无扰乱层，粗糙度达民0. 005以上。试 样精度高，全自动智能控制，效率高、重现性优异，为光学显微镜、电子显微镜的准确分析提 供了可靠的设备保障。
图1为本发明具体实施方式
的结构示意图。图2为图1的俯视图。图3为图2的B-B剖视图。图4为图1中I部的放大图。图中，1、工作台，2、工位电机，3、塔架，4、滑块，5、滑台，6、滑台驱动电机，7、持样 电机，8、磨盘，9、砂轮，10、夹持器，11、拉杆，12、持样电机的中空轴，13、蝶形弹簧，14、护套， 15、弹簧压块，16、拉力调节螺母，17、夹持器释放气缸，18、活塞杆，19、销，20、连接套，21、接 头，22、拉钉，23、拉帽，24、清洗装置，25、研磨装置，沈、研磨装置，27、研磨装置，观、研磨装 置，29、抛光装置，30、试样夹持机构，31、中空轴交流伺服电机，32、供液装置。
具体实施例方式为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式
，对本方案进行阐述。如图所示，一种全工位智能化金相试样制备装置，它包括工作台1，工作台1上的 研磨装置25、26、27、28、抛光装置四、清洗装置M和供液装置32，供液装置32带有流量自 动调节装置。工作台还设置有试样装夹装置，所述试样装夹装置包括固定在工作台1中部 的工位电机2，所述工位电机2的输出轴与塔架3固定连接，所述塔架3上固定有滑块4，所 述滑块4与滑台5配合，所述滑台5设置有滑台驱动电机6，所述滑台5上设置有试样夹持 机构30，所述试样夹持机构30带有压力传感器和位移传感器并由持样电机7驱动旋转，所 述研磨装置、抛光装置上均设置有清洗、冷却装置。研磨装置有四套，抛光装置有一套，清洗装置一套，所述研磨装置、清洗装置和抛 光装置沿着工作台圆周分布，所述工作台下部为供液装置，所述供液装置有六个管路通向 研磨装置、清洗装置和抛光装置的砂轮9或磨盘8的中心小孔。研磨装置和抛光装置均由 高精度中空轴交流伺服电机31驱动，所述供液装置的出液口与研磨装置和抛光装置的中 空轴交流伺服电机31的中空轴连通，并从砂轮9或磨盘8的中心送入。持样电机7的轴孔 安装有磨盘面修整机构，具体可以在持样电机7的轴孔装夹金刚笔、磨头等刀具对砂轮、磨 盘平面进行修正，以保证所有工位的工作面与电机主轴垂直，从而保证试样制备质量。其中，试样夹持机构30包括夹持器10和与夹持器10连接的驱动机构，所述驱动 机构包括下端与夹持器10固定连接的拉杆11，所述拉杆11的上端穿过持样电机的中空轴 12并外伸，所述拉杆11和持样电机的中空轴12之间有间隙，所述拉杆11外伸的上端套装 有蝶形弹簧13，所述蝶形弹簧13外设置有护套14，所述蝶形弹簧13上部的拉杆11上套装 有弹簧压块15，所述弹簧压块15上部的拉杆11上还螺纹连接有拉力调节螺母16，所述拉 杆11的顶端与夹持器释放气缸17的外伸活塞杆18能够抵触，所述夹持器释放气缸17固 定在滑台5上。夹持器10通过销19与连接套20下端连接，所述连接套20上端与持样电 机的中空轴12固定连接，所述连接套20内设置有接头21，所述接头21下端与夹持器10固 定连接，所述接头21上部固定有拉钉22，所述拉钉22与拉帽23可转动连接且拉钉22与拉 帽23之间无轴向相对运动，所述拉帽23与拉杆11固定连接。其结构紧凑，设计合理。本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然， 上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术 人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范 围。
权利要求
1.一种全工位智能化金相试样制备装置，它包括工作台，工作台上的研磨装置、抛光装 置、清洗装置和供液装置，其特征是，所述工作台还设置有试样装夹装置，所述试样装夹装 置包括固定在工作台中部的工位电机，所述工位电机的输出轴与塔架固定连接，所述塔架 上固定有滑块，所述滑块与滑台配合，所述滑台设置有滑台驱动电机，所述滑台上设置有试 样夹持机构，所述试样夹持机构带有压力传感器和位移传感器并由持样电机驱动旋转，所 述研磨装置、抛光装置上均设置有清洗、冷却装置。
2.根据权利要求1所述的全工位智能化金相试样制备装置，其特征是，所述研磨装置 有四套，抛光装置有一套，清洗装置一套，所述清洗装置、研磨装置和抛光装置沿着工作台 圆周分布，所述工作台下部安装有供液装置，所述供液装置有六个管路通向研磨装置、清洗 装置和抛光装置的砂轮或磨盘的中心小孔。
3.根据权利要求1或2所述的全工位智能化金相试样制备装置，其特征是，所述持样电 机的轴孔安装有磨盘面修整机构。
4.根据权利要求1或2所述的全工位智能化金相试样制备装置，其特征是，所述研磨装 置和抛光装置均由高精度中空轴交流伺服电机驱动，所述供液装置的出液口与研磨装置和 抛光装置的中空轴交流伺服电机的中空轴连通，并从砂轮或磨盘的中心送入。
5.根据权利要求1或2所述的全工位智能化金相试样制备装置，其特征是，所述供液装 置带有流量自动调节装置。
6.根据权利要求1或2所述的全工位智能化金相试样制备装置，其特征是，所述试样 夹持机构包括夹持器和与夹持器连接的驱动机构，所述驱动机构包括下端与夹持器固定连 接的拉杆，所述拉杆的上端穿过持样电机的中空轴并外伸，所述拉杆和持样电机的中空轴 之间有间隙，所述拉杆外伸的上端套装有蝶形弹簧，所述蝶形弹簧外设置有护套，所述蝶形 弹簧上部的拉杆上套装有弹簧压块，所述弹簧压块上部的拉杆上还螺纹连接有拉力调节螺 母，所述拉杆的顶端与夹持器释放气缸的外伸活塞杆能够抵触，所述夹持器释放气缸固定 在滑台上。
7.根据权利要求6所述的全工位智能化金相试样制备装置，其特征是，所述夹持器通 过销与连接套下端连接，所述连接套上端与持样电机的中空轴固定连接，所述连接套内设 置有接头，所述接头下端与夹持器固定连接，所述接头上部固定有拉钉，所述拉钉与拉帽可 转动连接且拉钉与拉帽之间无轴向相对运动，所述拉帽与拉杆固定连接。
全文摘要
一种全工位智能化金相试样制备装置。其技术方案它在工作台设置有试样装夹装置，试样装夹装置包括固定在工作台中部的工位电机，工位电机的输出轴与塔架固定连接，塔架上固定有滑块，滑块与滑台配合，滑台设置有滑台驱动电机，滑台上设置有试样夹持机构，试样夹持机构带有压力传感器和位移传感器并由持样电机驱动旋转，研磨装置、抛光装置上均设置有清洗、冷却装置。使用本发明加工时，夹杂物，石墨等相无脱落，无拽尾，试样边缘无倒角、无圆边，试样整个表面平整无凹陷凸起、无划痕、无扰乱层，粗糙度达Ra0.005以上。试样精度高，全自动智能控制，效率高、重现性优异，为光学显微镜、电子显微镜的准确分析提供了可靠的设备保障。
文档编号B24B55/02GK102059634SQ20101055569
公开日2011年5月18日 申请日期2010年11月24日 优先权日2010年11月24日
发明者孙德明, 张保议, 李阳, 王志刚, 王献忠, 马海龙 申请人:山东建筑大学