一种适用于板状试样的纵抛系统的制作方法

1.本发明属于金相抛光机技术领域，尤其是一种适用于板状试样的纵抛系统。


背景技术：

2.随着材料科学技术发展，先进金属材料的应用越来越广。为确保金属材料性能满足服 役工况，在研发和应用的过程中都要进行金相组织检验分析。金属材料进行微观组织分析 前，必须先对金相试样进行预磨和抛光，抛光质量的好坏直接影响微观组织的观察和判断。
3.疲劳断裂、失效是很多关键零部件，如各类轴承、弹簧、传动件等的主要失效形式之 一，非正常的疲劳失效往往会导致重大的安全事故。因此需要对材料的疲劳抗力、寿命等 指标参数进行测试、研究。由于其独特的受力方式，其测试结果严重依赖于试样表面的加 工工艺及试样表面残余应力。疲劳测试试样必须进行轴向抛光加工。轴向抛光的目的有两 个，一个是消除试样加工过程中的径向加工痕迹，另外一个是去除试样加工过程中引入的 残余应力。
4.如图1所示现有的纵抛机都采用砂带5，预紧后沿试样的轴向往复运动，试样以较低 速度旋转，以此来去除径向加工痕迹；通过更换不同目数的砂带多次纵抛后去除残余应力。
5.现有的纵抛设备及方法的缺点是1.如果砂带抛光过程中试样也转动，则抛光轨迹为螺 旋线如图2，并不是严格的平行于试样轴向的加工痕迹；2.砂带缺乏柔性，对试样倒角处 不能进行抛光，而倒角处往往是加工痕迹较重，截面有可能变小的地方；3.砂带属于耗材， 制备过程繁琐，成本较高，使用过和未使用过的地方粗糙度存在差异。4、在对板状试样的 纵抛过程中，卡盘直接对试样进行固定的话在纵抛过程中，不易保证抛光带与样品为线接 触，如果不能始终为线接触，则很难形成平面抛光。


技术实现要素：

6.为了解决现有技术中的不足，本申请提出了一种适用于板状试样的纵抛系统，利用柔 性抛光材料沿试样轴向进行抛光，能够避免螺旋线的抛光轨迹，另外软硬合适的抛光轮， 配合抛光材料能够对试样进行更全方位的抛光。
7.本发明所采用的技术方案如下：
8.一种适用于板状试样的纵抛系统，包括夹持旋转装置、辅助夹具和抛光装置；所述夹 持旋转装置包括主轴箱和尾座，所述主轴箱上设有主电机和夹具，所述尾座的也设有夹具， 两个夹具相对设置对板状抛光试样进行固定；
9.所述抛光装置包括行进机构和磨抛机构，所述行进机构上承载磨抛机构且实现磨抛机 构沿板状抛光试样的轴向移动，磨抛机构包括抛光轮，所述抛光轮与板状抛光试样底部贴 合。
10.所述辅助夹具一端连接主轴箱的夹具，另一端连接板状抛光试样，利用辅助夹具
保持 板状抛光试样与抛光轮之间为是线接触；
11.进一步，所述辅助夹具为柱状体，辅助夹具用于夹装板状抛光试样的一端是圆柱夹持 端，所述圆柱夹持端内开有圆孔，所述圆孔内装有滚动轴承，滚动轴承内圈套装有试样夹 持件，所述试样夹持件的一端为柱体，另一端为板状夹持端，板状夹持端具有两个相对设 置的夹板，用于对板状材料进行固定。
12.进一步，所述行进机构为水平设置的传动杆，所述传动杆上套装有支撑底座，传动杆 和支撑底座之间通过螺纹配合，通过螺纹传动将传动杆的转动转换为支撑底座的直线运动；
13.进一步，所述传动杆采用丝杠，且在丝杠上设置行程开关，用于控制磨抛机构的行程；
14.进一步，所述抛光轮的转轴安装在电推杆上，通过电推杆调节抛光轮与板状抛光试样 之间的位置；
15.进一步，所述抛光轮的外圈套装有柔性抛光材料，且在抛光轮的底部设置有磨料仓， 在抛光轮旋转的过程中可以从磨料仓中均匀蘸取磨料；
16.进一步，所述柔性抛光材料选用橡胶、帆布或较软的金属，如纯铜或纯铝；
17.进一步，所述磨料为液态磨料。
18.本发明的有益效果：
19.1、本发明所设计的一种适用于板状试样的纵抛系统，采用柔性材料对试样进行抛光处 理，柔性抛光材料一方面能够更全面的适应试样的表面结构，例如试样的倒角处也能进行 抛光处理；另一方面柔性的抛光材料在更换时只需要将柔性材料进行更换，提高了操作速 度，也降低了耗材的使用成本。
20.2、本发明的一种适用于板状试样的纵抛系统是沿着试样的轴向进行抛光处理的，避免 了曲线型的抛光轨迹，本发明的抛光能避免径向加工痕迹，有效去除加工过程中引入的残 余应力。
21.3、本发明是利用柔性抛光材料与液态磨料对试样进行磨抛，使得整个磨抛过程中试样 被的磨抛的程度均匀，避免现有的砂带在磨抛过程中本身的磨损造成对试样磨抛程度的不 均匀。
22.4、本发明在对试样进行夹装时，利用辅助夹具对板状试样进行夹装，可以保证在纵抛 的过程中，保持板状抛光试样与抛光轮之间为是线接触。
附图说明
23.图1是现有纵抛机结构示意图；
24.图2是本发明轴向抛光系统结构示意图；
25.图3是本发明抛光装置工作时与试样处局部放大图；
26.图4是本发明抛光装置结构示意图；
27.图5是本发明夹持结构示意图；
28.图6是本发明辅助夹持结构侧视图示意图；
[0029][0030]
图中，1、夹具，2、后顶尖，3、板状抛光试样，4、传动杆，5、砂带，6、抛光轮，7、 磨料
轮6位置，根据板状抛光试样3的长度设置限位开关；向磨料仓7内装填磨料；设置抛光 轮6的转速、抛光轮6前进速度(即丝杠传动速度)和试样转动步长。
[0038]
开始纵抛：抛光轮6转动并带起磨料沿板状抛光试样3轴向从一端开始磨抛，同时， 抛光轮6沿板状抛光试样3轴向向前运动，当抛光轮6运动到试样另一端的过渡段时碰到 限位开关，停止前进。此时卡盘带动试样3转动一个步长，此时抛光轮6反向运动进行磨 抛；当抛光轮6运动到板状抛光试样3另一端的过渡段时碰到限位开关，重复上述磨抛过 程直至当达到设定时间，或人为停止时，停止磨抛。通过更换抛光轮和磨料，实现试样逐 级磨抛，并最终达到要求。
[0039]
以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员 能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据 本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种适用于板状试样的纵抛系统，其特征在于，包括夹持旋转装置、辅助夹具和抛光装置；所述夹持旋转装置包括主轴箱(13)和尾座(14)，所述主轴箱(13)上设有主电机和夹具(1)，所述尾座(14)的也设有夹具(1)，两个夹具(1)相对设置对板状抛光试样(3)进行固定；所述抛光装置包括行进机构和磨抛机构，所述行进机构上承载磨抛机构且实现磨抛机构沿板状抛光试样(3)的轴向移动，磨抛机构包括抛光轮(6)，所述抛光轮(6)与板状抛光试样(3)底部贴合。所述辅助夹具(15)一端连接主轴箱的夹具(1)，另一端连接板状抛光试样(3)，利用辅助夹具(15)保持板状抛光试样(3)与抛光轮(6)之间为是线接触。2.根据权利要求1所述的一种适用于板状试样的纵抛系统，其特征在于，所述辅助夹具(15)为柱状体，辅助夹具(15)用于夹装板状抛光试样(3)的那一端是圆柱夹持端(16)，所述圆柱夹持端(16)内开有圆孔，所述圆孔内装有滚动轴承(18)，滚动轴承(18)内圈套装有试样夹持件，所述试样夹持件的一端为柱体，另一端为板状夹持端(17)，板状夹持端(17)具有两个相对设置的夹板，用于对板状抛光试样(3)进行固定。3.根据权利要求2所述的一种适用于板状试样的纵抛系统，其特征在于，所述行进机构为水平设置的传动杆(4)，所述传动杆(4)上套装有支撑底座(12)，传动杆(4)和支撑底座(12)之间通过螺纹配合，通过螺纹传动将传动杆(4)的转动转换为支撑底座(12)的直线运动。4.根据权利要求3所述的一种适用于板状试样的纵抛系统，其特征在于，所述传动杆(4)采用丝杠，且在丝杠上设置行程开关，用于控制磨抛机构的行程。5.根据权利要求1-4中任意一项权利要求所述的一种适用于板状试样的纵抛系统，其特征在于，所述抛光轮(6)的转轴安装在电推杆(11)上，通过电推杆(11)调节抛光轮(6)与板状抛光试样(3)之间的位置。6.根据权利要求5所述的一种适用于板状试样的纵抛系统，其特征在于，所述抛光轮(6)的外圈套装有柔性抛光材料(8)，且在抛光轮(6)的底部设置有磨料仓(7)，在抛光轮(6)旋转的过程中从磨料仓(7)中均匀蘸取磨料。7.根据权利要求6所述的一种适用于板状试样的纵抛系统，其特征在于，所述柔性抛光材料(8)选用橡胶、帆布或金属。8.根据权利要求7所述的一种适用于板状试样的纵抛系统，其特征在于，所述磨料为液态磨料。

技术总结
本发明公开了一种适用于板状试样的纵抛系统，包括夹持旋转装置、辅助夹具和抛光装置；夹持旋转装置包括主轴箱和尾座，主轴箱上设有主电机和夹具，通过首、尾均的夹具对板状抛光试样进行固定；抛光装置包括行进机构和磨抛机构，行进机构上承载磨抛机构且实现磨抛机构沿板状抛光试样的轴向移动，磨抛机构包括抛光轮，抛光轮与板状抛光试样底部贴合。辅助夹具一端连接主轴箱的夹具，另一端连接板状抛光试样，尾端夹具一段连接板状试样，一段装卡在尾座上，本发明所设计的轴向抛光系统能够保证沿试样轴向进行抛光且抛磨程度均匀，同时利用辅助夹具保持板状抛光试样与抛光轮之间为是线接触。接触。接触。


技术研发人员：曹国剑 范国华 刘庆 孟庆昌 程晓农
受保护的技术使用者：集萃新材料研发有限公司
技术研发日：2020.04.28
技术公布日：2021/11/16