手持式带水平校准及压力测量的多功能磨抛装置及使用方法

摘要

本发明公开了一种手持式带水平校准及压力测量的多功能磨抛装置及使用方法，该多功能磨抛装置包括手柄和底座，其中，所述手柄顶部包括水平校准装置，下部含滑轨可在一定范围内产生轴向位移以测量压力，内部含压力测量机构并在手柄侧面的显示器显示读数，底部含螺纹可与底座装配；所述底座依据试件不同形状可分为条形试件底座，曲边试件底座，圆形试件底座等，底座结构均为：顶部含螺纹可与手柄装配，底部含试件夹头可夹持试件，内部含导轨可供夹头定向移动，侧面含螺钉可调节夹头位置。通过本发明提供的多功能磨抛装置结合其使用方法，便于不同形状及大小试件磨抛过程中的夹持，保持试件水平，以及精确控制磨抛压力，从而实现快速精准磨抛。

说明书

技术领域：

本发明属于表面处理领域，涉及多种形状及大小试件表面的磨削与抛光， 尤其是涉及一种手持式带水平校准及压力测量的多功能磨抛夹具及使用方法。

背景技术：

在生产实践及科研实验中，诸多测试与研究均对试件的表面粗糙度有较高 要求，尤其是用电子显微镜获得高倍数微观结构图像及以纳米压痕为代表的微 观力学性能测试，均需对试件表面进行高精度的磨削与抛光前处理。然而此类 试件的尺寸通常较小且形状多样，现有的自动磨抛机普遍无法加持且夹头难以 定制改装，大多需要人工手持磨抛，而市面上，手持式磨抛装置，尤其是自带 水平校准以及压力测量的磨抛装置较为少见。在手持磨抛过程中，首先试件尺 寸较小形状多样，难以夹持且易于滑脱，磨抛效率较低；其次难以保持磨抛面 水平，易形成斜面，不利于微观结构的观测及力学性能测试；最后难以判断磨 抛压力大小，磨抛随机性较强，无法形成相对固定的磨抛流程，从而难以控制 磨抛精度。

综上所述，用于微观结构观测及力学性能测试等的试件表面的磨抛前处理， 需要一种能够实时水平校准并显示磨抛压力的手持式装置，且可根据不同试件 形状及大小更换夹头。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：在对不同形状及大小的试件的表面进行磨 抛处理时，试件的稳固加持，磨抛面的水平度及磨抛压力的实时监测与控制， 因此，提供了一种手持式带水平校准及压力测量的多功能磨抛夹具及使用方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

手持式带水平校准及压力测量的多功能磨抛夹具，包括手柄与底座；其中，

所述手柄包括两端开口的套筒，该套筒一端开口处设置有水平校准装置， 另一端开口处设置有滑轨，且套筒能够沿滑轨进行轴向滑动，套筒内设置有压 力测量系统及显示系统，该压力测量系统及显示系统能够在手柄侧面显示读数；

所述底座包括底座主体，滑轨固定在底座主体的顶端，底座主体的底端设 置有试件夹头。

本发明进一步的改进在于，底座主体的顶端上设置有圆环形凸台，圆环形 凸台的内侧开设有内螺纹，滑轨与圆环形凸台的内侧之间通过螺纹连接。

本发明进一步的改进在于，底座主体的侧面上设置有用于调节试件夹头相 对位置的定位螺钉。

本发明进一步的改进在于，套筒一端开口处的内侧开设有凹槽，水平校准 装置通过该凹槽嵌入在套筒一端开口处。

本发明进一步的改进在于，压力测量及显示系统包括嵌于套筒侧面的压力 显示器以及嵌于套筒内部的压力测试系统组成。

本发明进一步的改进在于，压力测试系统为弹簧测力机构或压电测力机构。

本发明进一步的改进在于，底座主体的形状为条形试件底座、曲边试件底 座或圆形试件底座。

本发明进一步的改进在于，底座主体的底部设置有导轨，试件夹头能够沿 底座主体的导轨滑动。

手持式带水平校准及压力测量的多功能磨抛夹具的使用方法，先调节试件 夹头将试件稳固夹持，确保试件上表面与试件夹头完全接触，从而保证试件与 底座主体上下表面平行；然后将夹持试件的底座与手柄装配；手持手柄移动至 磨抛平台上方的位置处，通过水平校准装置校准水平；控制手柄垂直下压将试 件与磨抛平台接触，再次确认水平校准装置显示水平后，继续垂直下压手柄使 套筒与滑轨产生滑移，经过压力测量及显示系统的后台自动运算及显示，即可 在压力测量及显示系统上读出实时磨抛压力；并且，磨抛过程中实时通过水平 校准装置确认试件水平度。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明手持式带水平校准及压力测量的多功能磨抛夹具，其结构简单，使 用方便，通过水平校准装置和压力测量系统及显示系统可实时监测试件水平度 和实时显示磨抛压力大小。

进一步的，通过更换不同的底座主体，如条形试件底座、曲边试件底座和 圆形试件底座，可适用于多种不同形状及大小的试件。

本发明手持式带水平校准及压力测量的多功能磨抛夹具的使用方法，通过 手持手柄移动至磨抛平台上方的位置处，然后通过水平校准装置校准水平；控 制手柄垂直下压将试件与磨抛平台接触，再次确认水平校准装置显示水平后， 继续垂直下压手柄使套筒与滑轨产生滑移，经过压力测量及显示系统的后台自 动运算及显示，即可在压力测量及显示系统上读出实时磨抛压力；并且，磨抛 过程中实时通过水平校准装置确认试件水平度。此外，针对不同形状和大小的 试件可以更换包括但不限于条形试件底座、曲边试件底座以及圆形试件底座。

附图说明：

图1-1、1-2、1-3及1-4分别为本发明的轴、主、左及俯示意图，其中与手 柄装配的底座选用条形试件底座；

图2-1、2-2、2-3及2-4分别为本发明的可替换式曲边试件底座的轴、主、 左及俯视图；

图3-1、3-2、3-3及3-4分别为本发明的可替换式圆形试件底座的轴、主、 左及俯视图。

图中：1为手柄，1-1为水平校准装置，1-2为压力测量及显示系统，1-3为 套筒，1-4为滑轨，2为底座，2-1为底座主体，2-2为定位螺钉，2-3为试件夹 头。

具体实施方式：

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

如图1-1～1-4，2-1～2-4及3-1～3-4所示，本发明一种手持式带水平校准及压 力测量的多功能磨抛夹具，包括手柄1和底座2；其中，所述手柄1包括两端开 口的套筒1-3，该套筒1-3一端开口处设置有水平校准装置1-1，另一端开口处 设置有滑轨1-4，且套筒1-3能够沿滑轨1-4进行轴向滑动，套筒1-3内设置有 压力测量系统及显示系统1-2，该压力测量系统及显示系统1-2能够在手柄1侧 面显示读数；所述底座2包括底座主体2-1，滑轨1-4固定在底座主体2-1的顶 端，底座主体2-1的底端设置有试件夹头2-3。

为了对本发明进一步的了解，现对其作如下详细说明。

所述套筒1-3一端开口处的内侧开设有凹槽，所述水平校准装置1-1通过凹 槽连接直接嵌入套筒1-3顶部。

所述套筒1-3连接在滑轨1-4上，且能够沿滑轨1-4进行轴向滑动。

所述压力测量及显示系统1-2包括嵌于套筒1-3侧面的压力显示器以及嵌于 套筒1-3内部的压力测试系统组成，该压力测试系统可由包括但不限于弹簧测力 机构或压电测力机构等测力机构组成。

所述压力测量及显示系统1-2通过测量套筒1-3沿滑轨1-4的轴向位移计算 得到载荷大小并在嵌于套筒1-3侧面的压力显示器上显示压力数值。

所述滑轨1-4底部含螺纹可与底座主体2-1通过螺纹连接装配。

所述底座2依据试件不同形状可分为条形试件底座，曲边试件底座，圆形 试件底座等，底座2均由：位于中部的底座主体2-1，位于侧面的定位螺钉2-2 以及位于底部的试件夹头2-3组成。

所述底座主体2-1顶部含螺纹能够与位于滑轨1-4通过螺纹连接装配。

所述底座主体2-1底部有导轨，沿定位螺钉2-2轴向。

所述定位螺钉2-2通过螺纹与底座主体2-1连接。

所述试件夹头2-3沿底座主体2-1内部导轨滑动。

所述试件夹头2-3的位置通过定位螺钉2-2的旋入深度控制，从而实现试件 的夹持固定。

本发明手持式带水平校准及压力测量的多功能磨抛夹具的使用方法如下： 使用本发明提供的多功能磨抛夹具时，先调节位于底座主体2-1侧面的定位螺钉 2-2将试件稳固夹持，确保试件上表面与试件夹头2-3完全接触，从而保证试件 与底座主体2-1上下表面平行；然后将夹持试件的底座2通过螺纹与手柄1装配； 手持手柄1移动至磨抛平台上方较近的位置处，通过水平校准装置1-1校准水平； 控制手柄1垂直下压将试件与磨抛平台接触，再次确认水平校准装置1-1显示水 平后，继续垂直下压手柄1使套筒1-3与滑轨1-4产生滑移，经过压力测量及显 示系统1-2的后台自动运算及显示，即可在压力测量及显示系统1-2上读出实时 磨抛压力；磨抛过程中实时通过水平校准装置1-1确认试件水平度；针对不同形 状和大小的试件可以更换包括但不限于图1-1～1-4、图2-1～2-4及图3-1～3-4中所 示条形试件底座、曲边试件底座、圆形试件底座。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认 定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所述技术领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和替换，都应当视 为属于由本发明提交的权利要求书所确定的专利保护范围。