● 摘要
金相观察是进行金属材料或合金性能研究的重要手段，是优化合金成分、确定加工工艺的重要依据。传统手工研磨制样工作枯燥，劳动强度高，研磨质量受制样人员技术水平的影响大。本文针对手工制样的缺点，从磨削精度、自动化程度、人性化设计、配套工装等方面系统分析了世界主要厂家生产产品的特点和技术参数，找出了自动金相试样研磨机面临的技术难题和技术关键。依据机电一体化的设计思想，对自动金相研磨机的整体造型、机械结构和控制系统进行了分析设计，组合应用PLC、变频器和文本屏技术设计开发了自动金相研磨机控制系统。经过调试与使用，结果表明该自动金相研磨机具有以下特点：1. 程序运行稳定，设备运转良好，符合开发设计要求，满足了金相观察制样的需要，大大降低了人工制样的劳动强度和人为因素对制样的影响。2. 良好的人机界面提高了设备的工作效率和操作舒适性。人机界面具有暂停、断电保护等功能，便于机器状态的设定和调整。启动保护程序等人性化功能设计，大大增强了设备的安全。3. 研磨结果稳定，重现性高，根据材料性能进行研磨参数设定，可以有效满足大批量制备金相试样的要求。通过工艺分析和实验探索，优化了铝合金、钛铝合金、镍基高温合金以及铌硅合金的研磨抛光工艺，制得的试样可以满足金相显微镜和扫描电子显微镜的观察要求。