专利名称：力调控平衡样品抛磨台的制作方法
技术领域：
本实用新型属于材料领域中应用的样品抛磨台，特别涉及力调控平衡样品抛磨台。
背景技术：
在材料科学中，涉及到样品制备的问题非常丰富，例如透射样品的薄区样品、金属 相成分的金相样品、多层膜材料的截面样品、X射线分析样品、平面抛光样品等诸多方面。在 这些样品制备的过程中，第一步都要求对样品表面的磨制。并且这一步磨制得质量好坏直 接影响到样品后期处理的品质。如果样品表面不够平整，发生曲面现象，在金相分析时使样 品表面很难同时聚焦(电子显微镜下更明显)；同时随着纳米压痕技术的使用，表面平整对 于硬度表征也十分必要。原有平衡样品抛磨台最大的优点就是利用外环孔径导轨使内环样 品台保持竖直，样品在磨制过程中能保持相对较高的平面度，避免了直接手持样品磨制造 成的样品表面呈曲面的问题。但原有平衡样品抛磨台完全靠内环自重对样品加力自重太 小导致较硬样品磨制效率过低(岩石、陶瓷、耐磨塑料等样品)；自重太大又导致软质材料 抛磨质量下降(高纯金属、高分子等样品)。而人工添加重物或直接用手按内环很难均勻加 载力，使内环样品台偏斜，导致样品出现曲表面。对于高标准要求的抛磨样品，根据不同材料的软硬程度和表面特性，对磨制过程 施加的力有较高要求时方能磨制出平整光滑的样品表面。市场上昂贵的全自动抛磨样品装 置也有销售，但动辄上万元的价格过高，不适合一些小型企业和科研单位购买。开发一种价 格便宜，同时兼顾磨样过程中实现力控制的装置就十分有必要了。
发明内容本实用新型的目的在于提高一种力调控平衡样品抛磨台，极大地提高了抛磨样品 的工作效率。本实用新型的技术方案是这样实现的外环导轨内部和手柄螺杆通过螺纹相连 接，手柄螺杆下端与弹簧装配连接，弹簧与垫片装配连接。内环样品台放入外环导轨底端导 轨孔，当旋合手柄螺杆压缩弹簧时，垫片与内环样品台接触。内环样品台底面粘接金相样 品，在砂纸上磨制。本实用新型通过对现有平衡样品抛磨台进行改进，在原有基础上增加力控制弹 簧，通过调节内置弹簧压缩量，线性的将外环导轨较大自重加载于内环样品上，实现对不同 样品要求的抛磨力控制。同时弹簧始终均勻施力于内环样品台，在外环导轨的作用下，快速 得到平滑的样品表面，基本消除了可能出现的曲表面问题，并极大地提高了抛磨过程的样 品针对性和效率。并将该设备扩展至手动抛光使用，解决的抛光打飞样品问题。而成本只 相当于昂贵的自动抛光设备的百分之一左右。
图1是本实用新型结构示意图；图2是本实用新型拆分以下结合附图对本实 用新型的内容作进一步详细说明。
具体实施方式
参照图1所示，外环导轨1内部和手柄螺杆2通过螺纹相连接，手柄螺杆2下端与 弹簧3装配连接，弹簧3与垫片4装配连接。内环样品台5放入外环导轨1底端导轨孔，当 旋合手柄螺杆2压缩弹簧3时，垫片4与内环样品台5接触。内环样品台底面粘接金相样 品，在砂纸上磨制。外环导轨1，可用不锈钢或45钢(需喷漆防锈)制成，自重约700克。下表面需淬 火热处理提高其耐磨性能，减缓该表面长期和金相砂纸直接接触磨损，同时该表面应与轴 径严格垂直。下部孔径导轨需要和外环样品台外径配合良好，既保证内环嵌入后自由上下 滑动，同时又不能有摆动间隙，采用国标间隙孔径配合尺寸。同时适当增长孔径导轨长度， 使较厚的样品粘接在内环样品台后让能在孔径内活动，是导向性增强。上部内螺纹孔径应 略小于下部导轨孔径，一使内环样品台不至于滑入螺纹孔卡住或损伤螺纹，二是简化加工 工艺。但螺纹孔径也不易过小，小的螺孔势必减小弹簧直径，造成加载力集中于内环中心， 使加载力不稳定出现内环摆动。弹簧力尽可能分散于内环较大半径时能提供更为稳定的轴 向载荷，使磨制样品表面更易保持平滑无曲面。较长的螺纹旋合长度是为了满足对于不同 高样品仍有一定的弹簧压缩调节范围，以便调节提供不同的载荷力。手柄螺杆2可用不锈钢制成，自重约140克。最下端凸台为弹簧导向，使弹簧与手 柄螺杆同心，保证载荷方向。下部外螺纹长度不易过长，能使手柄螺杆稳定与外环导轨连接 即可，过长会占用为适应不同样品高度而设计的螺纹空间。手柄外侧为间隔为Imm的刻度 标尺，顶端标有“lN/mm”字样，表示弹簧劲度系数，使用方式在装配图中讲解。顶端为手持 滚花，方便旋转螺杆同时防止打滑。弹簧3为外径小于22mm、大于18mm，自由长度小于22mm、大于18mm，劲度系数为 lN/mm的两端磨平压缩弹簧(可选用类似国标件或非标定制)。载荷范围至少应在0-10N 以上。弹簧可通过焊接或粘接与手柄螺杆下端。垫片4可用不锈钢或尼龙塑料制成。主要用于弹簧导向和与内环样品台接触。垫 片下表面应等分设计三个突起点，使与内环样品台实现点接触以减小摩擦，同时保证良好 的平面轴向施力。垫片可粘接或铆接与弹簧下端。内环样品台5用不锈钢制成。下部突起平台用于粘接样品，以及方便手持放入和 拿出外环导轨。上部轴径应与外环导轨孔配合良好，该轴径表面应经过磨制，并有一定的导 向高度。内环样品台上下表面需与轴径垂直良好。使用过程中，首先将手柄螺杆适当的旋出，使垫片末端与外环底面有一定间隙。然 后倒持外环导轨，将粘好样品的内环样品台放入导轨孔内。保持外环导轨倒置，旋转螺旋手 柄，使其顶住内环样品台，并调整样品表面高度至与外环底面平行。翻转外环使正置与砂纸 面(小心内环滑落)，此时加载力仅相当于内环和样品本身自重的二倍。若需减小载荷力， 只需逐渐旋出螺杆，直至垫片不与内环接触，此时仅靠内环和样品自重磨制。若需要增大载 荷力，旋进手柄螺杆，每旋进一格刻度，相当于多加载IN力。此时只需手持外圈靠抛磨台自身重力画“8”字磨制样品。当额外加载力超过螺杆和外环自重时(约8N)，外环将被顶起， 对于一股小样品来说，这一载荷已经相当大了，警告应适当减小载荷以免磨坏样品；若对于 特殊材料需要更大载荷，只需用手向下按紧外环，继续画“8”字磨制样品。使用过程中可随 时取下内环，用金相显微镜观察样品抛磨情况。直到磨制出理想样品。抛光样品同样可用 该力调控平衡抛磨台进行样品抛光，且基本杜绝抛光时飞样情况。 实际使用过程中，力调控平衡样品抛磨台在保留原来平衡样品抛磨台得到平整无 曲面样品表面的优点的同时，通过对轴向载荷的力调控，不仅解决了不同材料的抛磨条件 问题，并实际提高效率3-5倍。同时该设计能适应高度和体积变化范围更大的样品，增加配 合孔导程，以及封顶设计，使样品表面平整度提高，避免了磨制、特别是抛光样品时的飞样 现象。提高样品制备质量，保护样品不受损伤。
权利要求力调控平衡样品抛磨台，其特征在于，外环导轨(1)内部和手柄螺杆(2)通过螺纹相连接，手柄螺杆(2)下端与弹簧(3)装配连接，内环样品台(5)放入外环导轨(1)底端导轨孔，旋合手柄螺杆(2)压缩弹簧(3)，垫片(4)与内环样品台(5)接触，内环样品台(5)底面粘接有金相样品。
2.根据权利要求1所述的力调控平衡样品抛磨台，其特征在于，弹簧(3)与垫片(4)装 配连接。
专利摘要本实用新型公开了一种力调控平衡样品抛磨台，外环导轨内部和手柄螺杆通过螺纹相连接，手柄螺杆下端与弹簧装配连接，弹簧与垫片装配连接。内环样品台放入外环导轨底端导轨孔，当旋合手柄螺杆压缩弹簧时，垫片与内环样品台接触。内环样品台底面粘接金相样品，在砂纸上磨制。本实用新型提高了抛磨样品的工作效率，节约成本。
文档编号G01N1/32GK201693449SQ20102019062
公开日2011年1月5日 申请日期2010年5月14日 优先权日2010年5月14日
发明者张展铭, 邵琦 申请人:西安交通大学