一种适应不同外形尺寸岩样批量打磨的加工设备及方法

摘要

本发明公开了一种适应不同外形尺寸岩样批量打磨的加工设备及方法。加工机械主要由试样夹持部分、定位部分、传动部分等组成。试样夹持部分通过垫片组合方式调节岩样高度，通过调节夹持模块螺杆的旋入深度以夹持不同外形尺寸的岩石试样，再将夹持模块放入底座中完成试样夹持。定位部分通过调节升降支柱上的定位装置的位置以限制活动横杆下降的最低位置完成定位功能，确保精确打磨。传动部分通过旋转蜗轮带动升降支柱中的蜗杆进而使活动横杆上下移动完成岩样的批量精确打磨。本打磨机操作简便，可靠性强，试验效果良好，可完成不同外形尺寸岩石试样的批量打磨工作，属于岩土工程领域和机械加工领域。

说明书

技术领域

本发明涉及一种加工设备及方法，尤其是一种适应不同外形尺寸岩样批量打磨的加工设 备及方法，属于岩土工程领域和机械加工领域。

背景技术

随着我国经济的快速发展及城市化建设进程的不断加快，结构工程逐渐从中低层向高层 及超高层发展，公路工程越来越多的选择以隧道的方式穿越地质条件复杂山体，因此涉及岩 石力学的地下工程慢慢兴起，对岩石力学的发展提出了更高的要求。为了更好的研究岩石的 力学性质，促进岩石力学的发展，更好的为地下工程服务，研究人员多选择以理论结合试验 的方式了解工程状况，深入的研究岩石的力学性质。

岩石试样的批量精细加工，对于进行岩样强度试验，研究岩石的力学性质具有重要意义。 目前，岩石试样的打磨多采用单块试样双面手动式打磨，岩石试样打磨尺寸难以控制，每次 只能打磨单块岩样，受岩石试样的外形尺寸限制，导致岩石试样的打磨不够精细且耗时耗力。

发明内容

技术问题：本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种结构简单、操作方便 的适应不同外形尺寸岩样批量打磨的加工设备及方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明的适应不同外形尺寸岩样批量打磨的加工设备，包 括底座、骑在底座上的升降装置，升降装置上设有电机及磨石，所述的底座的中部开有凹槽， 凹槽内设有喷淋水装置凹槽的周围间隔开有多个方形孔，方形孔内均设有夹持模块；所述的 升降装置包括对称设置的两个升降支柱、两个升降支柱相对一侧中部开有纵向凹槽，凹槽内 设有活动横杆，一个升降支柱的凹槽内设有与活动横杆相套合的蜗杆，该升降支柱的外侧设 有与蜗杆相配合的蜗轮，另一个升降支柱的表面上设有刻度尺，并设有定位装置；所述的定 位装置包括内部尺寸与升降支柱相同的矩形截面环和定位螺丝，该矩形截面环的背对刻度尺 一侧开有与螺丝相套合的螺栓孔；所述的夹持模块包括对称缺角的方形块，该方形块中部开 有方形孔，方形孔的四个内角上分别设有活动合页，该方形块的四个壁面上分别设有可推动 活动合页的螺杆。

所述的夹持模块内设有厚度不同的一个或多个垫片。

一种使用上述加工设备的适应不同外形尺寸岩样批量打磨的加工方法：通过调节试样夹 持模块中垫片的组合高度，使同批次打磨的岩样顶部大致在同一水平面上，调节试样夹持模 块上螺杆的旋入深度，推动活动合页压紧岩样，再将组装好的夹持装置放入底座中，将定位 装置降至底部，启动电机带动磨石旋转，缓慢旋转蜗轮带动横杆、磨石缓慢下降打磨岩样， 将岩样一面打磨平整后取出，根据岩样需要保留的长度，在夹持模块内放入厚度不同的一个 或多个垫片，将岩样翻转放入夹持模块中，旋转螺杆推动活动合页压紧岩样，再将组装好的 夹持装置放入底座中，调节定位装置的位置，并旋紧螺丝固定调节定位装置，以此限制活动 横杆下降的最低位置来保证试样打磨的高度，旋转蜗轮带动横杆、磨石缓慢下降打磨岩样， 当横杆降至定位装置时，即完成不同外形尺寸不同高度试样的批量双面精细打磨。

有益效果：由于采用了上述技术方案，本发明可批量精细处理、并能适应不同岩样外形 尺寸岩样打磨的加工设备。利用垫片在试样高度小于夹持模块高度或同时打磨不同高度的试 样。本磨石机具有可适应不同外形、不同高度、批量精细打磨岩样的功能。以往打磨机械无 法批量精细加工且需在试样外形较规则的条件下进行岩石试样打磨，本发明的岩石试样打磨 机结构简单，操作方便，可靠性强，可适应不同试样外形尺寸，加工精度高，可批量打磨， 节约了时间，使用更加方便。具有广泛的实用性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的夹持装置结构示意图；

图3是本发明的定位装置结构示意图。

图中：1.底座，2.夹持模块，3.活动合页，4.蜗轮，5.升降支柱，6.定位装置，7.刻度尺， 8.活动横杆，9.蜗杆，10.电机及磨石，11喷淋水装置，12垫片，13螺杆，14螺丝。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一个实施例作进一步的描述：

如图1所示，本发明的适应不同外形尺寸岩样批量打磨的加工设备，主要由岩样夹持部 分、传动部分、定位部分三部分组成；定位部分包括底座1、定位装置6、刻度尺7和垫片 12，岩样夹持部分包括夹持模块2，传动部分包括升降装置、蜗轮4、蜗杆9、活动横杆8、 电机及磨石10。升降装置骑在底座1上，位于底座1的两侧，电机及磨石10安装在升降装 置上，所述的底座1的中部开有凹槽，凹槽内设有喷淋水装置11凹槽的周围间隔开有多个方 形孔，方形孔内均设有夹持模块2；所述的升降装置包括对称设置的两个升降支柱5、两个升 降支柱5相对一侧中部开有纵向凹槽，凹槽内设有活动横杆8，一个升降支柱5的凹槽内设 有与活动横杆8相套合的蜗杆9，该升降支柱5的外侧设有与蜗杆9相配合的蜗轮4，另一个 升降支柱5的表面上设有刻度尺7，并设有定位装置6；所述的定位装置6包括内部尺寸与升 降支柱相同的矩形截面环和定位螺丝14，该矩形截面环的背对刻度尺7一侧开有与螺丝14 相套合的螺栓孔；所述的夹持模块2包括对称缺角的方形块，该方形块中部开有方形孔，方 形孔的四个内角上分别设有活动合页3，该方形块的四个壁面上分别设有可推动活动合页3 的螺杆13。所述的夹持模块2内设有厚度不同的一个或多个垫片12。所述的活动横杆8与蜗 杆9相连一端内部刻有与蜗杆9相匹配的螺纹，旋转蜗轮4带动蜗杆9转动，进而使活动横 杆8上下移动。

本发明的适应不同外形尺寸岩样批量打磨的加工方法：通过调节试样夹持模块2中垫片 12的组合高度，使同批次打磨的岩样顶部大致在同一水平面上，调节试样夹持模块2上螺杆 13的旋入深度，推动活动合页3压紧岩样，再将组装好的夹持装置放入底座1中，将定位装 置6降至底部，启动电机带动磨石旋转，缓慢旋转蜗轮4带动横杆8、磨石缓慢下降打磨岩 样，将岩样一面打磨平整后取出，根据岩样需要保留的长度，在夹持模块2内放入厚度不同 的一个或多个垫片12，将岩样翻转放入夹持模块2中，旋转螺杆13推动活动合页3压紧岩 样，再将组装好的夹持装置放入底座1中，调节定位装置6的位置，并旋紧螺丝14固定调节 定位装置6，以此限制活动横杆8下降的最低位置来保证岩样打磨的高度，旋转蜗轮4带动 横杆8、磨石缓慢下降打磨岩样，当横杆8降至定位装置6时，即完成不同外形尺寸不同高 度岩样的批量双面精细打磨。

如图1所示，将组合好的夹持装置放置在底座1中，调节定位装置6至刻度尺7设定位 置并固定，打开喷淋水装置11，接通电源，逐渐旋转蜗轮4使活动横杆8和电机及磨石10 打磨岩样，下降至定位装置6后，完成打磨。活动合页3及螺杆13安装在夹持模块2中，打 磨时，岩样通过垫片12放置在夹持模块2中央并保证岩样端部高于夹持模块2，旋紧螺杆13。 通过垫片12的组合抬高岩样的高度及限制活动横杆8下降的最低位置来保证岩样打磨的精 度。

本打磨机的两种工作状态：单面打磨和双面打磨。

一、岩样的单面打磨：

根据要保留的岩样长度，通过计算将适当数量组合的垫片12放在夹持模块中(如果需要 的话)，旋紧螺杆13推动活动合页3压紧岩样，将组装好的夹持装置放入底座1中，调节定 位装置6的位置并旋紧固定装置的螺丝14固定定位装置，以此限制活动横杆8下降的最低位 置来保证岩样打磨的高度，旋转蜗轮4带动横杆8、磨石缓慢下降打磨岩样，当横杆8降至 定位装置6时，可完成不同外形尺寸不同高度岩样的批量精细打磨。

二、岩样的双面打磨：

首先，通过调节岩样夹持模块2中垫片12的组合高度，使同批次打磨的岩样顶部大致在 同一水平面上，调节岩样夹持模块2中螺杆13的旋入深度推动活动合页3压紧岩样，再将组 装好的夹持装置放入底座1中，将定位装置6降至底部，启动电机带动磨石旋转，缓慢旋转 蜗轮4带动横杆8、磨石缓慢下降打磨岩样，将一面打磨平整后，重复单面打磨步骤即可。

同批次岩样即使外形，长度皆不相同，也可同时打磨，只需要调节不同的螺杆13旋入的 深度及垫片12组合高度即可。