國內(nèi)外金相試樣拋光機的發(fā)展趨勢分析
中國齒輪專業(yè)協(xié)會減速機(杭州)試驗室授牌成立;年產(chǎn)50萬臺高精度蝸桿減速機生產(chǎn)線正式投產(chǎn)抄囚。據(jù)了解泊藕,這家減速機試驗室是我國第一家行業(yè)工業(yè)減速機試驗室,同時炒事,年產(chǎn)50萬臺高精度蝸桿減速機生產(chǎn)線也是我國產(chǎn)量最大的一條減速機生產(chǎn)線臀栈。據(jù)介紹,杰牌集團是從2005年3月開始籌建減速機試驗室的仁吟,試驗室建立后岭蚜,能夠檢測杰牌產(chǎn)品的耐久性、振動等性能夏捣。試驗室還能為集團產(chǎn)品的科技創(chuàng)新提供有力的保證孝揉。另外,中國齒輪專業(yè)協(xié)會每年還會抽查減速機行業(yè)各家生產(chǎn)商的產(chǎn)品,產(chǎn)品的檢測都將在杰牌的減速機試驗室進行垃批。
年產(chǎn)50萬臺高精度蝸桿減速機生產(chǎn)線為中國齒輪專業(yè)協(xié)會重點支持的樣板工程茫步。投資1億多元,從歐洲引進了全套設(shè)備和技術(shù)枢竟,將裝備數(shù)控化率提高到了92%拿豺。據(jù)生產(chǎn)線負責人介紹,新生產(chǎn)線在節(jié)能減排上也有顯著的提高停濒,能夠直接處理自身產(chǎn)生的污水菲恢、廢水,而且單個產(chǎn)品的能耗降低了不少衣右。
2008年是杰牌的技術(shù)創(chuàng)新年锁孟,必將以行業(yè)試驗室成立和新生產(chǎn)線的投產(chǎn)為動力,掀起科技創(chuàng)新的新高潮茁瘦∑烦椋”為了達到粗拋的目的,要求轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速較低甜熔,最好不要超過500r/min圆恤;拋光時間應(yīng)當比去掉劃痕所需的時間長些,因為還要去掉變形層腔稀。粗拋后磨面光滑盆昙,但黯淡無光,在顯微鏡下觀察有均勻細致的磨痕焊虏,有待精拋消除淡喜。
精拋時轉(zhuǎn)盤速度可適當提高,拋光時間以拋掉粗拋的損傷層為宜诵闭。精拋后磨面明亮如鏡炼团,在顯微鏡明視場條件下看不到劃痕,但在相襯照明條件下則仍可見到磨痕疏尿。
金相試樣拋光質(zhì)量的好壞嚴重影響試樣的組織結(jié)構(gòu)存妇,已逐步引起有關(guān)專家的重視。近年來禁微,國內(nèi)外在拋光機的性能上作了大量的研究工作唉奇,研究出不少新機型、新一代的拋光設(shè)備恢核,正由原來的手動操作發(fā)展成為各種各樣的半自動及全自動拋光機男磅。下面介紹幾種常用的機械拋光機的性能和特點。
2 金相拋光機的性能與特點
2.1國外拋光機的性能與特點
(l)丹麥Struers公司研制的Abrapol-10型高科技自動化立地式金相拋光機苞惰。試樣可以不經(jīng)鑲嵌裝在特殊夾具上,夾具由另一電動機帶動,其轉(zhuǎn)動方向與拋光盤相反咕诊。夾具與拋光盤之間的壓力可以在0~7OON之間任意調(diào)節(jié)墨攻。當?shù)竭_預定拋光時間后,夾具自動抬起并停止焚卖。夾具的特點是能適應(yīng)各種形狀的試樣汹魁。對于線材及尺寸較小的棒材試樣,可把試樣分成三組晰绎,用厚鋼板及螺釘固定在夾具上寓落,每組可裝20~40個線材試樣,對于較大試樣每個夾具可以裝6塊荞下。夾具上試樣孔的設(shè)計是使樣品與夾具及固定螺釘始終保持三點接觸伶选。如果兩個人使用3臺這種設(shè)備,lh可制備6至8個夾具試樣尖昏,實際上每個夾具試樣在3臺設(shè)備上的總有效時間總共只有6min仰税,具有很高的拋光效率,而且試樣的拋光質(zhì)量能達到金相分析的要求抽诉。
(2)美國Buehler公司研制生產(chǎn)的vanguard型全自動拋光機從粗拋到最后精拋整個過程全自動完成陨簇,可以設(shè)置50個常用工作程序,操作界面友好迹淌,彩色液晶顯示河绽,觸摸式操作,整個過程的每個工序之間都進行夾持器和樣品的清洗與烘干唉窃,充分保證了樣品制備的高效與高制性耙饰,操作過程的全自動化模式,節(jié)省了人工并提高了效率與質(zhì)量句携。
試樣由拋光臂按照一定軌跡在拋光盤內(nèi)運動献舍,拋光臂上的壓力可根據(jù)需要調(diào)節(jié),最大可達20N宴亦。在預定的拋光時間內(nèi)苟及,此壓力將逐漸自動減小到零,這樣可減少拋光缺陷啥闪。拋光臂的速度也可以調(diào)節(jié)夷钥,每道工序只需2~5min,適用于各種材料曙悠。
2.2國內(nèi)拋光機的性能與特點
(1)上海長方光學有限公司生產(chǎn)的PG-1型金相拋光機配備0.2kw電機婿残,拋光盤直徑為220mm,拋光速度可定制為900l./min或 1400r/min烘韩。PG-l拋光機是采集多方面使用人員的意見和要求設(shè)計而成的襟腹,它具有傳動平穩(wěn)顾篡,噪音小,操作摊哟、維修方便等優(yōu)點在竹。該機的拋光盤直徑和傳遞功率均大于國內(nèi)同類產(chǎn)品,能適合更多種材料的拋光要求梅屉。
(2)河北農(nóng)業(yè)大學機電新技術(shù)公司研制生產(chǎn)的DMP-3A10型金相拋光機采用電腦控制值纱,拋光時間采用倒計時數(shù)字顯示,在 0~99min595定時范圍內(nèi)任意給定坯汤。壓力按加載大小數(shù)字顯示虐唠,在O~200N加載范圍內(nèi)任意給定磨盤轉(zhuǎn)速采用儀表顯示,在0~50r/min范圍內(nèi)任意調(diào)節(jié)惰聂。工作時疆偿,磨盤在調(diào)速電機的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn),并根據(jù)一設(shè)定的壓力庶近,按理想的加壓保壓和分段卸壓方式將夾持盤壓在轉(zhuǎn)動的磨盤上翁脆,從而能快速去除試樣表面的磨痕和消除變形層拋光時間到達后,磨盤停止轉(zhuǎn)動鼻种,夾持盤自動提升反番,從而實現(xiàn)無人監(jiān)控操作{6。DMP-3A10型金相拋光機可根據(jù)不同金屬材料的需要現(xiàn)場設(shè)置和存儲工作參數(shù)(速度叉钥、壓力和時間)罢缸,也可從存儲器中調(diào)用已事先優(yōu)化的工作參數(shù),具有很高的智能化程度码累。
(3)南京測控科學器材有限公司研制的 GPV型金相變頻調(diào)速拋光機采用無級變速譬椰,從1400~50r/min,并具有數(shù)字顯示轉(zhuǎn)速的功能變頻調(diào)速是被理論和實踐證明的“節(jié)能明顯激撮,功能豐富姚不,性能穩(wěn)定”的調(diào)速裝置,根據(jù)不同材料泉惋,拋光時需要選擇合適的速度衷玩,得到最佳的效果。
該機的優(yōu)點是能在很短的時間內(nèi)扔缭,達到最優(yōu)的拋光速度盾倍,并且消除試樣表面的劃痕,使試樣符合金相分析與研究的要求洗馅。
3討論
縱觀國內(nèi)外拋光機的狀況膀钝,國內(nèi)研發(fā)的拋光機在性能和外觀等方面還存在一定差距。例如赌羽,國內(nèi)研制的拋光機多數(shù)機型的拋光盤為單盤或雙盤萎煤,有水龍頭缤弦,但冷卻條件差由于冷卻條件差,試樣表面易發(fā)熱變灰暗甫匹,而且會繼續(xù)增厚形變擾動層甸鸟,對快速拋光好試樣帶來麻煩;拋光盤轉(zhuǎn)速固定不變兵迅,而金相試樣制備過程不允許組織變形,軟相(石墨)脫落薪贫,硬相(碳化物)浮凸恍箭,拋光后試樣表面應(yīng)光亮如鏡、無磨痕瞧省。為此扯夭,不同性質(zhì)的材料,需采取不同措施鞍匾。
而國外研制的全自動拋光機交洗,能夠自動控制冷卻液的流量,整個操作過程采用全自動化模式橡淑,節(jié)省了人工并有效地提高了研究效率與質(zhì)量构拳。
我國金相試樣制備的研究開發(fā)雖然已有幾十年的歷史,并己取得了一定的成績祥喳,但是和國外相比仍然有明顯的不足耀奠,制約我國金相試樣制備技術(shù)發(fā)展的因素主要有以下幾個方面:
(l)我國目前還沒有金相試樣拋光機國家標準,金相試樣拋光機作業(yè)質(zhì)量的測試指標以及測試條件貌硬,各個生產(chǎn)研制單位大多是根據(jù)企業(yè)標準對金相試樣拋光進行測試檢驗用堤,判定標準不一,影響了新機型的開發(fā)研制嚣褐。
(2)缺乏懂金相知識與機械設(shè)計及其控制的綜合性人才萌烁,這無形中增加了我國金相取樣制樣設(shè)備的研究和開發(fā)的難度。
(3)冶金逸茅、機械绎儡、汽車、拖拉機婶耕、兵器措坐、航天航空、軸承赖厅、工模具等制造行業(yè)中所需的金屬材料類型多樣化拣播,由于各種金屬材料的物理、化學等性能不一收擦,使拋光機在試驗參數(shù)測定確定最佳性能指標等方面有很大難度贮配。
(4)金相試樣拋光的機制研究和系統(tǒng)的理論欠缺谍倦,研究手段相對落后〔我國金相試樣拋光機的設(shè)計和開發(fā)要適合我國的具體國情,不僅要適合我國廣大金相工作者對金相試樣拋光機各種性能的要求泪勒,提高制樣質(zhì)量和自動化程度昼蛀,同時應(yīng)考慮到金相工作者不同知識層次的需要,使設(shè)備力求操作簡單圆存、安全可靠叼旋,而且應(yīng)考慮盡量降低成本,提高性能價格比沦辙,使金相試樣拋光機在各種規(guī)模夫植、各種類型的企業(yè)實驗室得到應(yīng)用和普及,促進我國金相事業(yè)的發(fā)展油讯。
目前详民,就拋光機設(shè)計而言,仍面臨許多急待突破的技術(shù)難題陌兑,主要表現(xiàn)在以一F幾個方面:
a.拋光方式的研究
先進的金相試樣拋光機却师,需要有先進的理論作指導目前,有關(guān)金相試樣拋光機的理論著作過于老化素司,新理論和學術(shù)研究性文章比其他機械技術(shù)理論少程押,且深度不夠,學術(shù)價值低嘴略,這給新機型的開發(fā)研制帶來了困難庸既。理論研究是今后有待深人探討的關(guān)鍵內(nèi)容之一。
b.冷卻方式的研究
多數(shù)試樣拋光方法最重要的特點是拋光時產(chǎn)生高溫卑蚓,會造成金相組織發(fā)生變化技熊,給金相分析造成困難因而,金相取樣時必須進行充分冷卻径泉。通常使用的冷卻液為水望吧,冷卻試樣靠自來水壓力注射,冷卻程度的好壞直接關(guān)系到試樣的切割質(zhì)量缰兄。目前俊炒,關(guān)于試樣拋光的冷卻方式的專題研究成果還未見報道。
c.控制方法的研究
在處理復雜系統(tǒng)控制問題時上煤,傳統(tǒng)控制方法對于復雜性休玩、不確定性、突變性所帶來的問題總有些力不從心為了適應(yīng)不同技術(shù)領(lǐng)域和社會發(fā)展對控制科學提出的新要求劫狠,我們必須發(fā)展新的控制模式拴疤。
近年來,在傳統(tǒng)控制中加人邏輯推理和啟發(fā)式知識独泞,將傳統(tǒng)控制理論與模糊邏輯呐矾、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)苔埋、遺傳算法等人工智能技術(shù)結(jié)合起來,充分利用人的控制知識對復雜系統(tǒng)進行智能化控制蜒犯,逐漸形成拋光機的智能控制组橄。
4 結(jié)論
目前金相試樣拋光設(shè)備形式多樣,各種半自動化罚随、自動化產(chǎn)品在各種規(guī)模及各種類型的企業(yè)實驗室得到廣泛應(yīng)用玉工,使操作者的工作量得以減小,制樣效率得到提高淘菩;以微處理器為基礎(chǔ)的各種制樣設(shè)備代表著金相試樣制備的先進技術(shù)通過機電結(jié)合軟硬件結(jié)合及互補瓮栗,增加柔性拋光功能等方式,改造傳統(tǒng)的金相制樣設(shè)備垄套,就可以獲得手工操作難以實現(xiàn)的高精度、高性能和再現(xiàn)性好的金相試樣令叉。
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