CN111272504A - 一种金相试样机械减薄装置 - Google Patents
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Abstract
一种金相试样机械减薄装置，包括试样定位机构与驱使磨抛盘运动的传动机构。具体结构和连接关系为：所述试样定位机构中，主定位螺钉与主挡板通过焊接相连，辅定位螺钉与辅挡板通过焊接相连，上端盖体与盖板通过合页铰接。所述驱使磨抛盘运动的传动机构中，上转轴与滑块之间通过单向轴承I相连，上转轴与下转轴之间通过单向轴承II相连。本发明能够轻松研磨一定厚度尺寸的试样，保证了砂纸充分利用的同时也实现了试样在砂纸上均匀研磨减薄的效果，砂纸更换方便，结构简单操作便捷。
Description
技术领域
本发明涉及一种金相试样机械减薄装置。
背景技术
透射电镜的金相制样过程繁琐，一般由预制样、手工减薄、冲样与双喷减薄等工序组成。在预制样中一般将样品切成厚度为2～4mm左右厚度的圆柱体，这是为了避免机械切割的热量会导致太薄的试样组织改变。同时在冲样与最终减薄前试样需要手工粗磨使厚度减薄至200μm，再细磨直至低于100μm。目前普遍的手工研磨方法是，用粘接剂把试样粘在样品座表面，手持样品座在砂纸磨盘上进行研磨减薄。在这个过程中，不但要时刻注意试样保持平放；而且需要保持均匀的研磨速度不断更换研磨方向；最后还需要溶解剂溶解粘接剂进行更换试样研磨面。这个过程繁琐缓慢且费时费力，不易控制试样的研磨均匀度。对此按照常规制样方法的过程，远不能满足诊断工作的需要，因此需要一种能对金相试样进行便捷、均匀研磨的装置。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种金相试样机械减薄装置，操作简单，在电镜制样过程中，能够快速研磨减小试样厚度至200μm左右，达到粗磨效果，效率高、研磨均匀又省时省力。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种金相试样机械减薄装置，包括试样定位机构和驱使磨抛盘运动的传动机构。具体连接关系为：所述试样定位机构中，主定位螺钉与主挡板通过焊接相连，辅定位螺钉与辅挡板通过焊接相连。所述驱使磨抛盘运动的传动机构中，磨抛盘与上转轴在中心点通过焊接相连，上转轴与下转轴之间通过单向轴承II相连。
所述试样定位机构中，通过旋转主定位螺钉与辅定位螺钉，以实现试样在砂纸上的的定位，具体连接情况见图3。
所述压板焊接在紧固螺钉上，压板与弹簧通过焊接相连，通过盖板下端的弹簧给试样施加轴向挤压力，具体连接情况见图4。
所述上端盖体与机箱通过合页铰接，上端盖体与盖板通过合页铰接，这样上端盖体与盖板均可以翻开一定角度，实现了磨抛盘上砂纸的更换与试样的放入和取出。
所述驱使磨抛盘运动的传动机构中，上转轴与滑块之间通过单向轴承I相连，上转轴与下转轴之间通过单向轴承II相连，下转轴与齿轮之间通过键连接相连，齿轮与齿条啮合，齿条焊接在机箱底部，滑块与连杆、旋转杆组成曲柄滑块机构，下转轴剖面形状见图5。
所述滑块与连杆之间以铰链相连，连杆与旋转杆之间以铰链相连，旋转杆与机架通过轴承I相连，旋转杆与手柄之间由轴承II相连。滑块与上转轴、单向轴承之间的具体截面形状见图6。
所述曲柄滑块机构中，在滑块运动的驱使下，磨抛盘做平面运动，在与试样接触的一面发生磨耗进行研磨，如此往复，试样在砂纸上留下的研磨轨迹可大致覆盖整张砂纸，研磨轨迹模拟见图7。
本发明突出优点在于：
1、能研磨一定厚度、直径范围的试样。
2、磨抛盘上的砂纸更换方便，研磨过程砂纸充分利用，研磨快速均匀省力。
3、成本较低、操作简单、利于推广。
附图说明
图1为本发明所述的金相试样机械减薄装置的内部结构正向示意图。
图2为本发明所述的金相试样机械减薄装置的内部结构侧向示意图。
图3为本发明所述的试样定位机构内部结构俯向示意图。
图4为本发明所述的试样定位机构内部结构正向放大示意图。
图5为本发明所述的下转轴的剖面示意图。
图6为本发明所述的上转轴与滑块连接结构剖面示意图。
图7为本发明所述的试样在砂纸上留下的研磨轨迹示意图。
图中各标号为：旋转杆1、导轨2、机箱3、上端盖体4、磨抛盘5、主定位螺钉6、盖板7、主挡板8、弹簧9、单向轴承I 10、滑块11、上转轴12、单向轴承II 13、齿轮14、齿条15、连杆16、辅定位螺钉17、辅挡板18、轴承I 19、轴承II 20、试样21、压板22、紧固螺钉23、下转轴24、机架25、手柄26。
具体实施方式
以下通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
如图1至图2所示，包括试样定位机构与驱使磨抛盘运动的传动机构，具体结构和连接关系为：
所述试样定位机构中，主挡板8与主定位螺钉6通过焊接相连，辅挡板18与辅定位螺钉17通过焊接相连，压板22焊接在紧固螺钉23上，压板22与弹簧9通过焊接相连。上端盖体4与盖板7通过合页铰接，上端盖体4与机箱3通过合页铰接，试样21与粘贴有砂纸的磨抛盘5表面相接触。
所述驱使磨抛盘运动的传动机构中，磨抛盘5与上转轴12通过焊接相连，上转轴12套在滑块11中，并用单向轴承I 10相连。滑块11与连杆16、连杆16与旋转杆1之间均以铰链相连，旋转杆1与机架25通过轴承I 19相连，旋转杆1与手柄26之间由轴承II 20相连，机架25焊接在机箱3底部。上转轴12与下转轴24之间通过单向轴承II 13相连，下转轴24与齿轮14之间通过键连接相连，齿轮14与齿条15啮合，齿条15焊接在机箱3底部。
工作原理及过程：
在需要对一定厚度的试样研磨减薄时，首先要做的是抬起上端盖体4，将砂纸粘固在磨抛盘5上，打开盖板7，放入试样21并使其紧靠在上端盖体两壁，然后通过拧主定位螺钉6、辅定位螺钉17旋转到一定位置直到待磨试样5不能发生大幅度的横向位移，但不可锁死试样，即挡板与试样留有缝隙。关上盖板7后，再拧紧固螺钉23直至弹簧9发生较大弹性变形，且上端盖体4与磨抛盘5之间的最小纵向距离为0.2mm左右，这样砂纸不至于磨损上端盖体，也因此本装置能研磨的试样厚度最小尺寸不低于0.2mm。曲柄滑块机构的导程小于磨抛盘的直径尺寸，以防止试样脱落磨抛盘表面。
这时对于试样的定位工作已完成，初始位置时，曲柄滑块机构处于极位，此时滑块11距离旋转杆1最近。这时转动旋转杆1，滑块11在导轨2上往远离旋转杆1的方向运动，滑块11将会带动上转轴12做平动运动，由于齿轮14与齿条15的啮合，下转轴24将同时做圆周运动，在此转动方向下，单向轴承I 10处于超越状态，单向轴承II 13处于结合状态，则下转轴24将会带动上转轴12做圆周运动。
如此，在滑块11远离旋转杆1的运动过程中，磨抛盘5同时获得平动速度与转动角速度，因此，且每一次试样相对于磨抛盘都做规则的平面运动，由于压板22的作用，试样在与砂纸接触的一面不断研磨达到粗磨减薄效果，通过调整紧定螺钉23的位置，可以使试样在研磨过程中始终拥有足够的轴向挤压力。
在滑块11靠近旋转杆1的运动过程中，在此转动方向下，单向轴承I 10处于结合状态，单向轴承II 13处于超越状态，上转轴12与下转轴24的转动互不牵连，即此回程上转轴12只获得来自滑块11的一个平动驱使速度，由于惯性和摩擦力等因素的影响，上转轴12在单向轴承I 10的作用下保持原始方向的角速度并不断衰减，故试样留在砂纸上的运动轨迹不会沿原路重复，每次都是是不规则的运动轨迹，这个过程中试样相对于磨抛盘做不规则的平面运动。
如此往复，避免了试样在砂纸上运动轨迹的原路重复和循环，保证了试样在砂纸上留下的运动轨迹最终可大致覆盖整个砂纸表面，可以对一张砂纸进行充分利用，且由于在此过程中试样始终未有移动，实现了试样在砂纸上均匀研磨减薄的效果。
Claims (3)
1.一种金相试样机械减薄装置，主要用于对一定形状尺寸的试样进行粗磨并减薄厚度，试样的定位操作简单，砂纸容易更换，主要包括试样定位机构与驱使磨抛盘运动的传动机构。
2.根据权利要求1所述试样定位机构，其特征在于：主定位螺钉与主挡板通过焊接相连，辅定位螺钉与辅挡板通过焊接相连，压板焊接在紧固螺钉上。
3.根据权利要求1所述驱使磨抛盘运动的传动机构，其特征在于：磨抛盘与上转轴通过焊接相连，上转轴与滑块之间通过单向轴承I相连，上转轴与下转轴之间通过单向轴承II相连，磨抛盘的运动由规则与不规则的平面运动组成，避免了试样在砂纸上运动轨迹的重复和循环。
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