[发明专利]一种金相试样磨样机

说明书

技术领域

本发明金相实验试样打磨领域，具体地指一种金相试样磨样机。

背景技术

金相试样抛光前的打磨是观察试样金相所必不可少的步骤，传统实验室一般采用手工打磨的方法，即将镶嵌或加工平整后的金相试样在水磨砂纸表面反复单向打磨，砂纸粗糙度由粗级到细级层层递进，当金相试样磨制到要求的粗糙度后再进行抛光处理，最终得到符合金相观察要求的样品。手工制备金相试样的方法，其制备出的金相试样的质量很大程度上依靠操作人员的经验，而且由于操作人员手上存在污渍等因素，难以保证金相试样表面的粗糙程度和平整度。

针对传统人工打磨制备金相试样方法的缺陷，相关人员提出了一系列的金相打磨机械，比如转盘式金相预磨机、履带式磨样机等，这些磨样机虽然在一定程度上取代了传统手工打磨制备金相试样的方法，实现了金相试样设备的机械自动化，但转盘式金相预磨机和履带式磨样机各自都存在一些缺陷，例如转盘式金相预磨机多采用国外进口的自动磨样机，设备价格高，进口周期长，需采用专用转盘磨具，更换成本高；履带式磨样机设备体积庞大，结构复杂，不适宜规模化生产，磨料亦需采用专用磨削砂带，使用和维护成本均很高。

发明内容

本发明就是针对现有技术的不足，提供了一种结构简单、操作方便、磨样精确度高的金相试样磨样机。

为了实现上述目的，本发明所设计的金相试样磨样机，其特殊之处在于：包括竖直框架、砂纸载板、试样夹持机构和控制器，砂纸载板可同时容纳多张粗糙度不同的砂纸，所述砂纸载板设置在竖直框架底部，与竖直框架之间通过纵向移动机构连接，所述竖直框架顶部设置有滑道，所述试样夹持机构设置在砂纸载板上方，通过垂直移动机构连接在滑道上，所述竖直框架上还设置有用于控制垂直移动机构沿滑道移动的横向移动机构，所述纵向移动机构、垂直移动机构和横向移动机构均由均由控制器控制运动。

进一步地，所述试样夹持机构包括第二框板和设置在第二框板内的第一夹板和第二夹板，所述第一夹板由第一卡紧螺钉组固定在第二框板内壁上，所述第二夹板设置在第二框板内与第一夹板对立布置，所述第二夹板由第二卡紧螺钉组固定在第二框板内壁上。。其结构简单，零件更换方便。

更进一步地，所述垂直移动机构包括第一框板、第二丝杆和第二伺服电机，所述第一框板连接在滑道上，所述第二伺服电机固定在第一框板上并由控制器控制，所述第二丝杆一端与第二伺服电机输出端连接，另一端穿过第二框板与第一框板下端面连接，所述第二丝杆两侧还设置有第二滑轨，所述第二滑轨穿过第二框板与第一框板上下端面连接。采用丝杆和滑轨的三轨体系，在保证工件运动效率的同时提高了稳定性和精度。

再进一步地，所述横向移动机构包括第三丝杆和第三伺服电机，所述第三伺服电机固定在竖直竖直框架上并由控制器控制，所述第一框板连接在第三滑轨和第三丝杆上，所述第三丝杆一端与第三伺服电机输出端连接，另一端与竖直框架连接。该结构能保证横向移动机构的稳定性，为改机构的横向移动提供了动力。

再进一步地，所述滑道设置有两条，分别位于第三丝杆两侧，所述两条滑道均穿过第一框板。设置两条滑道是为了使得垂直移动机构在移动过程中更加稳定，不产生抖动。

再进一步地，纵向移动机构包括第一丝杆和第一伺服电机，所述第一伺服电机固定在竖直框架上并由控制器控制，所述砂纸载板连接在第一丝杆上，所述第一丝杆一端与第一伺服电机输出端连接，另一端竖直框架连接，所述第一丝杆两侧均设置有第一滑轨，所述第一滑轨穿过砂纸载板两端均连接在竖直框架上。该结构能保证纵向移动机构的稳定性，为改机构的纵向移动提供了动力。

再进一步地，所述控制器为PLC控制器。用户可以根据自己的需要自行编辑相应的用户程序来满足不同的自动化要求。

优选地，所述竖直框架包括底座，所述底座由支脚支撑，所述底座左右两侧分别设置有第一围板和第二围板，所述滑道设置在第一围板和第二围板之间，所述第三伺服电机安装在第二围板上，所述第一滑轨设置在底座上。该结构保证了底座的稳定性，也减小了磨样机的体积，便于移动和调整。

本发明的优点在于：本发明具有结构简单，体积小，成本低，维护方便，后续使用成本也较为低廉的特点加工后的金相试样表面平整度好，制样品质稳定，抛光后满足在光学显微镜、扫描电子显微镜、原子力显微镜等设备下进行金相观察的要求。另外，本发明专利各机构运动速度都较低，工作电压也较低，不会对人产生伤害，适合实验室作为取代手工制备金相试样的设备，且采用控制器控制，控制方便，能规模化生产，节约了劳动力，实现了磨样自动化。