本發(fā)明涉及的是一種金相試件制備裝置，具體是一種加裝在普通金相磨拋機上的將其升級為半自動化金相磨拋機的機械裝置。

背景技術(shù)：

目前，國內(nèi)工廠和科研院所的金相試件制備大部分都采用普通金相磨拋機。普通金相磨拋機利用電機帶動磨拋盤轉(zhuǎn)動來磨制試件，具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低、使用壽命長等優(yōu)點。但是，普通金相磨拋機的試件夾持方面存在一定問題：其需要人工用手長時間把持試件操作，一次只能磨制一個試件，不但勞動強度大，制樣效率低，而且快速轉(zhuǎn)動的磨拋盤容易將試件打飛傷人，存在安全隱患。

近年來，國內(nèi)外已經(jīng)陸續(xù)開發(fā)了一些新型的自動化金相磨拋機，試件采用專用的夾持機構(gòu)，不再需要人工用手把持試件操作。然而，這些自動化金相磨拋機的動力布局等結(jié)構(gòu)形式與普通金相磨拋機不同，其試件專用夾持機構(gòu)不能移植到普通金相磨拋機上，不能按照自動化金相磨拋機的結(jié)構(gòu)和原理來升級改造普通金相磨拋機。如果報廢數(shù)量眾多的普通金相磨拋機，采用昂貴的自動化金相磨拋機，又會造成巨大的經(jīng)濟浪費。

因此，如果開發(fā)一種適用于普通金相磨拋機的成本低廉的試件夾持機械裝置，就可以解決其試件夾持問題，將數(shù)量眾多的普通金相磨拋機升級為半自動化的金相磨拋機，可以創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟效益。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決背景技術(shù)中所提到的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種可加裝在普通金相磨拋機上的將其升級為半自動化金相磨拋機的機械裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：該種將普通金相磨拋機升級半自動化的機械裝置，包括支撐機構(gòu)、加載機構(gòu)和夾持機構(gòu)，其獨特之處在于：

所述支撐機構(gòu)包括擺動支架、鎖銷定位板、鎖銷軸、鎖銷撥桿、鎖銷彈簧、支架銷軸、擺動上軸承、擺動下軸承、軸端壓環(huán)以及緊固螺栓，所述支撐機構(gòu)用于對本裝置的支撐，可以實現(xiàn)本裝置的鎖緊固定或擺動移出兩種位置狀態(tài)。

所述擺動支架是由軸套、連接板、套筒、上環(huán)板、下環(huán)板、大筋板、水平桿、小筋板、豎直桿8個部件焊接而成；所述擺動支架的安裝位置是騎跨在普通磨拋機的上部。所述軸套為圓筒形，套裝在所述支架銷軸的上部，以支架銷軸為軸轉(zhuǎn)動；所述連接板為中間掏空的長方形板，用于連接所述軸套與套筒；所述套筒也為圓筒形，上下端分別連接所述上環(huán)板和所述下環(huán)板；所述上環(huán)板為圓環(huán)形，鉆內(nèi)螺紋孔，用于和調(diào)節(jié)壓帽的外螺紋配合；所述下環(huán)板也為圓環(huán)形，內(nèi)孔一側(cè)開鍵槽，用于與滑動軸和定位鍵配合；所述上環(huán)板和下環(huán)板的中心孔同軸，且安裝時與普通磨拋機的磨拋盤同軸；所述水平桿為圓柱形，用于連接所述套筒與豎直桿；所述大筋板和小筋板均為三角形板，用于加強連接強度；所述豎直桿為圓柱形，下端鉆有豎孔，在豎孔側(cè)面再開鍵槽形孔，用于安裝鎖銷軸、鎖銷撥桿以及鎖銷彈簧。

所述鎖銷彈簧為一個壓縮彈簧，用于頂壓鎖銷軸。

所述鎖銷定位板、鎖銷軸、鎖銷撥桿、鎖銷彈簧構(gòu)成一個鎖銷部件，用于鎖住固定或者解鎖移動擺動支架。

所述擺動支架的左端安裝在所述支架銷軸的上部，在右側(cè)解鎖狀態(tài)下可以繞所述支架銷軸水平旋轉(zhuǎn)擺動，所述擺動支架的右端利用所述鎖銷部件可以鎖住固定在所述鎖銷定位板上。

所述鎖銷定位板為一小塊平板，安裝時需焊接在普通磨拋機的側(cè)面殼體上，所述鎖銷定位板上鉆孔與所述鎖銷軸配合，用于鎖住固定擺動支架右端。

所述鎖銷軸為圓柱形狀，上部為小圓柱段，用于安裝所述鎖銷彈簧，下部為大圓柱段，與擺動支架的豎直桿下部的豎孔配合；大圓柱段上部側(cè)向鉆孔，用于安裝鎖銷撥桿；鎖銷軸在擺動支架的豎直桿下部的豎孔里上下移動，用于鎖住或者解鎖擺動支架。

所述鎖銷撥桿為一個小圓柱體，側(cè)向穿過擺動支架豎直桿的側(cè)面鍵槽孔，安裝在鎖銷軸的側(cè)向孔里，與之形成緊配合；通過撥動鎖銷撥桿可使鎖銷軸上下移動。

所述支架銷軸為圓柱形狀，作為擺動支架轉(zhuǎn)動的固定軸；支架銷軸上半段圓柱體與擺動支架的軸套連接，上半段圓柱體上端面鉆螺紋孔，用于安裝緊固螺栓；下半段圓柱體切割成半圓柱形狀；平面處與普通磨拋機的側(cè)面殼體貼合，焊接在與鎖銷定位板對應(yīng)的磨拋機殼體另一側(cè)。

所述擺動上軸承和擺動下軸承為兩個推力球軸承，用于支撐擺動支架的軸套；所述軸端壓環(huán)為一個圓環(huán)形體，通過緊固螺栓固定限位于所述擺動上軸承上。

所述加載機構(gòu)包括滑動軸、定位鍵、加載彈簧、壓帽軸承、調(diào)節(jié)壓帽、上提吊鉤以及固定螺母，所述加載機構(gòu)用于吊裝夾持機構(gòu)和施加磨拋載荷。

所述滑動軸是一根長軸，插入擺動支架的上環(huán)板和下環(huán)板中心孔里；滑動軸的軸肩上端為較長的圓柱段，用于依次穿入加載彈簧、壓帽軸承和調(diào)節(jié)壓帽；滑動軸的上端面鉆螺紋孔，用于安裝上提吊鉤；滑動軸的軸肩下部為較短的圓柱段，側(cè)面開有鍵槽，用于安裝定位鍵；滑動軸的短圓柱段的下部為方形段，用于插入夾具連接盤的方形孔里，以實現(xiàn)固定夾具連接盤使二者之間不能相對轉(zhuǎn)動；滑動軸的方形段的最下部為螺紋段，用于安裝固定螺母，以固定夾具連接盤。

所述定位鍵為圓頭平鍵，安裝在滑動軸的下部鍵槽里；當滑動軸和夾具連接盤下放后，定位鍵卡在擺動支架的下環(huán)板中心孔處的鍵槽里，阻止滑動軸和夾具連接盤轉(zhuǎn)動；當滑動軸和夾具連接盤上提后，定位鍵下端越過擺動支架的下環(huán)板的上端面，滑動軸可以自由轉(zhuǎn)動。

所述加載彈簧為壓縮彈簧，通過滑動軸和夾具連接盤對試件施加下壓載荷，并可以通過調(diào)節(jié)壓帽來調(diào)節(jié)下壓載荷的大小。

所述壓帽軸承為推力軸承，安裝在調(diào)節(jié)壓帽與加載彈簧之間，用于減輕調(diào)節(jié)壓帽轉(zhuǎn)動時的摩擦力。

所述調(diào)節(jié)壓帽為圓筒形狀，用于調(diào)節(jié)磨拋時下壓載荷的大??；調(diào)節(jié)壓帽的中心孔用于穿入滑動軸；調(diào)節(jié)壓帽的外緣上部一小段加工成六角形狀，利于扳手工具來旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)壓帽上下移動；調(diào)節(jié)壓帽的外緣下部一大段加工成外螺紋，以實現(xiàn)與擺動支架的上環(huán)板的內(nèi)螺紋配合。

所述上提吊鉤為吊鉤螺釘，通過螺紋連接在滑動軸的上端面處，并點焊固定。用手提上提吊鉤可以實現(xiàn)滑動軸和夾具連接盤的上下移動和轉(zhuǎn)動；所述固定螺母為法蘭螺母，用于將夾具連接盤固定在滑動軸的下部。

所述夾持機構(gòu)包括夾具連接盤、若干個磁鐵環(huán)、若干個試件夾具以及若干個頂緊螺釘。

所述夾具連接盤為一個圓盤，用于安裝多個試件夾具；所述夾具連接盤中間鉆方形孔，與滑動軸的下部方形段連接；夾具連接盤周圍均布兩圈小孔，數(shù)量緊密布置可以達到26個；小孔上部為淺圓柱孔，用于安裝磁鐵環(huán)；小孔下部為等邊六角形孔，用于安裝試件夾具，以阻止試件夾具在磨拋時轉(zhuǎn)動。

所述磁鐵環(huán)為圓環(huán)形強力磁鐵，用于吸附試件夾具，防止其掉落；磁鐵環(huán)外徑與夾具連接盤的淺圓柱孔配合，通過膠粘劑固定在淺圓柱孔里。

所述試件夾具為一個柱狀結(jié)構(gòu)，用于夾持固定金相試件；試件夾具的上部為等邊六棱柱，與夾具連接盤的六角形孔配合；六棱柱上端為一小段圓柱體，用于插入磁鐵環(huán)孔里，依靠磁力吸附作用將試件夾具固定在夾具連接盤上；試件夾具的下部外形為圓柱體，從下向上鉆一個偏心沉孔，用于安放圓柱試件；沉孔偏心壁厚較大一側(cè)面橫向加工螺紋孔，用于安裝頂緊螺釘，從而將圓柱試件頂緊固定；為了安放板形試件，將偏心沉孔的前后兩側(cè)開出矩形槽，從而將板形試件卡放在矩形槽內(nèi)，也用頂緊螺釘來頂緊固定。

所述頂緊螺釘為內(nèi)六角緊定螺釘，用于將試件頂緊固定在試件夾具里，防止其松動脫落。

本發(fā)明具有如下有益效果：首先，本裝置可以直接在原有磨拋機基礎(chǔ)上加裝，不需要改動原有磨拋機的結(jié)構(gòu)布局；其次，本裝置用機械裝置代替人工把持試件操作，可以降低勞動強度，消除安全隱患；再次，本裝置為機械結(jié)構(gòu)，不需電器元件，結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，制造成本低；另外，利用本裝置每批次磨拋時的夾持試件多，最高可以達到26個，制備試件效率高；而且，本裝置通過強力磁鐵吸附加上六角孔定位來固定試件夾具，拆裝十分方便，同時還可以通過轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)壓帽上下移動，可以方便地調(diào)整磨拋時的試件下壓載荷。

附圖說明：

圖1為磨拋狀態(tài)的裝置與磨拋機的主視圖；

圖2為磨拋狀態(tài)的裝置與磨拋機的俯視圖；

圖3為解鎖狀態(tài)的裝置與磨拋機的主視圖；

圖4為擺動移出的裝置與磨拋機的主視圖；

圖5為擺動移出的裝置與磨拋機的俯視圖；

圖6為拆卸夾具的裝置與磨拋機的主視圖；

圖7為鎖銷部件的局部視圖；

圖8為板形試件安裝的主視圖；

圖9為圓柱試件安裝的主視圖；

圖10為試件夾具的立體圖；

圖11為夾具連接盤的立體圖；

圖12為擺動支架的主視圖；

圖13為擺動支架的立體圖；

圖14為調(diào)節(jié)壓帽的立體圖；

圖15為滑動軸的主視圖；

圖16為支架銷軸的主視圖。

圖中1-磨拋機的外殼；2-磨拋機的磨拋盤；3-鎖銷定位板；4-鎖銷軸；5-鎖銷撥桿；6-鎖銷彈簧；7-擺動支架；701-擺動支架的軸套；702-擺動支架的連接板；703-擺動支架的套筒；704-擺動支架的上環(huán)板；705-擺動支架的下環(huán)板；706-擺動支架的大筋板；707-擺動支架的水平桿；708-擺動支架的小筋板；709-擺動支架的豎直桿；8-滑動軸；9-定位鍵；10-加載彈簧；11-壓帽軸承；12-調(diào)節(jié)壓帽；13-上提吊鉤；14-擺動上軸承；15-軸端壓環(huán)；16-緊固螺栓；17-支架銷軸；18-擺動下軸承；19-磁鐵環(huán)；20-夾具連接盤；21-試件夾具；22-頂緊螺釘；23-板形試件；24-圓柱試件；25-固定螺母。

具體實施方式：

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明：

由圖1至圖16所示，該種將普通金相磨拋機升級半自動化的機械裝置，包括支撐機構(gòu)、加載機構(gòu)和夾持機構(gòu)，其特征在于：

所述支撐機構(gòu)包括擺動支架、鎖銷定位板、鎖銷軸、鎖銷撥桿、鎖銷彈簧、支架銷軸、擺動上軸承、擺動下軸承、軸端壓環(huán)以及緊固螺栓，所述支撐機構(gòu)用于對本裝置的支撐，可以實現(xiàn)本裝置的鎖緊固定或擺動移出兩種位置狀態(tài)。

所述擺動支架是由軸套、連接板、套筒、上環(huán)板、下環(huán)板、大筋板、水平桿、小筋板、豎直桿8個部件焊接而成；所述擺動支架的安裝位置是騎跨在普通磨拋機的上部。所述軸套為圓筒形，套裝在所述支架銷軸的上部，以支架銷軸為軸轉(zhuǎn)動；所述連接板為中間掏空的長方形板，用于連接所述軸套與套筒；所述套筒也為圓筒形，上下端分別連接所述上環(huán)板和所述下環(huán)板；所述上環(huán)板為圓環(huán)形，鉆內(nèi)螺紋孔，用于和調(diào)節(jié)壓帽的外螺紋配合；所述下環(huán)板也為圓環(huán)形，內(nèi)孔一側(cè)開鍵槽，用于與滑動軸和定位鍵配合；所述上環(huán)板和下環(huán)板的中心孔同軸，且安裝時與普通磨拋機的磨拋盤同軸；所述水平桿為圓柱形，用于連接所述套筒與豎直桿；所述大筋板和小筋板均為三角形板，用于加強連接強度；所述豎直桿為圓柱形，下端鉆有豎孔，在豎孔側(cè)面再開鍵槽形孔，用于安裝鎖銷軸、鎖銷撥桿以及鎖銷彈簧。

所述鎖銷彈簧為一個壓縮彈簧，用于頂壓鎖銷軸；所述鎖銷定位板、鎖銷軸、鎖銷撥桿、鎖銷彈簧構(gòu)成一個鎖銷部件，用于鎖住固定或者解鎖移動擺動支架；所述擺動支架的左端安裝在所述支架銷軸的上部，在右側(cè)解鎖狀態(tài)下可以繞所述支架銷軸水平旋轉(zhuǎn)擺動，所述擺動支架的右端利用所述鎖銷部件可以鎖住固定在所述鎖銷定位板上；所述鎖銷定位板為一小塊平板，安裝時需焊接在普通磨拋機的側(cè)面殼體上，所述鎖銷定位板上鉆孔與所述鎖銷軸配合，用于鎖住固定擺動支架右端。

所述鎖銷軸為圓柱形狀，上部為小圓柱段，用于安裝所述鎖銷彈簧，下部為大圓柱段，與擺動支架的豎直桿下部的豎孔配合；大圓柱段上部側(cè)向鉆孔，用于安裝鎖銷撥桿；鎖銷軸在擺動支架的豎直桿下部的豎孔里上下移動，用于鎖住或者解鎖擺動支架。

所述鎖銷撥桿為一個小圓柱體，側(cè)向穿過擺動支架豎直桿的側(cè)面鍵槽孔，安裝在鎖銷軸的側(cè)向孔里，與之形成緊配合；通過撥動鎖銷撥桿可使鎖銷軸上下移動。

所述支架銷軸為圓柱形狀，作為擺動支架轉(zhuǎn)動的固定軸；支架銷軸上半段圓柱體與擺動支架的軸套連接，上半段圓柱體上端面鉆螺紋孔，用于安裝緊固螺栓；下半段圓柱體切割成半圓柱形狀；平面處與普通磨拋機的側(cè)面殼體貼合，焊接在與鎖銷定位板對應(yīng)的磨拋機殼體另一側(cè)。

所述擺動上軸承和擺動下軸承為兩個推力球軸承，用于支撐擺動支架的軸套；所述軸端壓環(huán)為一個圓環(huán)形體，通過緊固螺栓固定限位于所述擺動上軸承上。

所述加載機構(gòu)包括滑動軸、定位鍵、加載彈簧、壓帽軸承、調(diào)節(jié)壓帽、上提吊鉤以及固定螺母，所述加載機構(gòu)用于吊裝夾持機構(gòu)和施加磨拋載荷。

所述滑動軸是一根長軸，插入擺動支架的上環(huán)板和下環(huán)板中心孔里；滑動軸的軸肩上端為較長的圓柱段，用于依次穿入加載彈簧、壓帽軸承和調(diào)節(jié)壓帽；滑動軸的上端面鉆螺紋孔，用于安裝上提吊鉤；滑動軸的軸肩下部為較短的圓柱段，側(cè)面開有鍵槽，用于安裝定位鍵；滑動軸的短圓柱段的下部為方形段，用于插入夾具連接盤的方形孔里，以實現(xiàn)固定夾具連接盤使二者之間不能相對轉(zhuǎn)動；滑動軸的方形段的最下部為螺紋段，用于安裝固定螺母，以固定夾具連接盤。

所述定位鍵為圓頭平鍵，安裝在滑動軸的下部鍵槽里；當滑動軸和夾具連接盤下放后，定位鍵卡在擺動支架的下環(huán)板中心孔處的鍵槽里，阻止滑動軸和夾具連接盤轉(zhuǎn)動；當滑動軸和夾具連接盤上提后，定位鍵下端越過擺動支架的下環(huán)板的上端面，滑動軸可以自由轉(zhuǎn)動；

所述加載彈簧為壓縮彈簧，通過滑動軸和夾具連接盤對試件施加下壓載荷，并可以通過調(diào)節(jié)壓帽來調(diào)節(jié)下壓載荷的大小。

所述壓帽軸承為推力軸承，安裝在調(diào)節(jié)壓帽與加載彈簧之間，用于減輕調(diào)節(jié)壓帽轉(zhuǎn)動時的摩擦力。

所述調(diào)節(jié)壓帽為圓筒形狀，用于調(diào)節(jié)磨拋時下壓載荷的大?。徽{(diào)節(jié)壓帽的中心孔用于穿入滑動軸；調(diào)節(jié)壓帽的外緣上部一小段加工成六角形狀，利于扳手工具來旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)壓帽上下移動；調(diào)節(jié)壓帽的外緣下部一大段加工成外螺紋，以實現(xiàn)與擺動支架的上環(huán)板的內(nèi)螺紋配合。

所述上提吊鉤為吊鉤螺釘，通過螺紋連接在滑動軸的上端面處，并點焊固定。用手提上提吊鉤可以實現(xiàn)滑動軸和夾具連接盤的上下移動和轉(zhuǎn)動；所述固定螺母為法蘭螺母，用于將夾具連接盤固定在滑動軸的下部。

所述夾持機構(gòu)包括夾具連接盤、若干個磁鐵環(huán)、若干個試件夾具以及若干個頂緊螺釘。

所述夾具連接盤為一個圓盤，用于安裝多個試件夾具；所述夾具連接盤中間鉆方形孔，與滑動軸的下部方形段連接；夾具連接盤周圍均布兩圈小孔，數(shù)量緊密布置可以達到26個；小孔上部為淺圓柱孔，用于安裝磁鐵環(huán)；小孔下部為等邊六角形孔，用于安裝試件夾具，以阻止試件夾具在磨拋時轉(zhuǎn)動。

所述磁鐵環(huán)為圓環(huán)形強力磁鐵，用于吸附試件夾具，防止其掉落；磁鐵環(huán)外徑與夾具連接盤的淺圓柱孔配合，通過膠粘劑固定在淺圓柱孔里。

所述試件夾具為一個柱狀結(jié)構(gòu)，用于夾持固定金相試件；試件夾具的上部為等邊六棱柱，與夾具連接盤的六角形孔配合；六棱柱上端為一小段圓柱體，用于插入磁鐵環(huán)孔里，依靠磁力吸附作用將試件夾具固定在夾具連接盤上；試件夾具的下部外形為圓柱體，從下向上鉆一個偏心沉孔，用于安放圓柱試件；沉孔偏心壁厚較大一側(cè)面橫向加工螺紋孔，用于安裝頂緊螺釘，從而將圓柱試件頂緊固定；為了安放板形試件，將偏心沉孔的前后兩側(cè)開出矩形槽，從而將板形試件卡放在矩形槽內(nèi)，也用頂緊螺釘來頂緊固定。

所述頂緊螺釘為內(nèi)六角緊定螺釘，用于將試件頂緊固定在試件夾具里，防止其松動脫落。

本裝置使用前，根據(jù)預制備金相試件的零件形狀特點，可以截取板形試件或者圓柱試件，要求各個試件的安裝高度相同，以便在同一批次進行磨拋制備。

第一步，將板形試件卡放在試件夾具的矩形槽內(nèi)，用頂緊螺釘來頂緊固定；將圓柱試件放在試件夾具的沉孔內(nèi)，用頂緊螺釘來頂緊固定。

第二步，通過上提吊鉤上提并轉(zhuǎn)動夾具連接盤，讓滑動軸上的定位鍵卡在擺動支架的下環(huán)板的上端面上，保證試件下端面可以越過磨拋機的上表面。

第三步，向上撥動鎖銷撥桿，使鎖銷軸從定位板的孔里撥出，然后推動擺動支架繞支架銷軸轉(zhuǎn)動90~180°，將夾具連接盤擺動到磨拋機旁邊空閑處。

第四步，將每個試件夾具選定一個角度，從下方插入夾具連接盤的六角孔里，磁鐵環(huán)自動將試件夾具吸附住，一次磨拋多個試件時，試件夾具盡量對稱布局，夾具連接盤一次最多可以布放26個試件夾具。

第五步，推動擺動支架繞支架銷軸反向轉(zhuǎn)動180~90°，當鎖銷軸轉(zhuǎn)到定位板附近時，向上撥動鎖銷撥桿，使鎖銷軸對準定位板的孔，松開鎖銷撥桿，讓鎖銷軸插入定位板的孔里，實現(xiàn)擺動支架固定。

第六步，通過上提吊鉤轉(zhuǎn)動夾具連接盤，讓滑動軸上的定位鍵對準擺動支架下部環(huán)形板的鍵槽，輕輕落下夾具連接盤，讓試件下端面接觸到磨拋盤上表面。

第七步，根據(jù)試件材質(zhì)軟硬程度以及磨拋盤特點，轉(zhuǎn)動調(diào)節(jié)壓帽上下移動，以調(diào)整試件對下部磨拋盤的正壓力。

第八步，準備好磨拋機，啟動其電源，進行試樣磨拋制備。

第九步，當試件磨拋制備好后，停止磨拋機，重復第二、三步過程，拆卸試件夾具，拆卸下每個試件，完成本批次的試件制備過程。

本裝置根據(jù)普通磨拋機的磨拋盤數(shù)量來確定安裝本裝置的數(shù)量。如果是單磨拋盤，只需要安裝一套升級機械裝置；如果是雙磨拋盤，需要并列安裝兩套升級機械裝置。