本發(fā)明屬于巴西圓盤加工工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種保證巴西圓盤端面平整度的加工方法及其裝置。

背景技術(shù)：

隨著國(guó)內(nèi)外巖土工程迅速發(fā)展，研究巖石類脆性材料的斷裂破壞過程和機(jī)理，對(duì)于相關(guān)的工程設(shè)計(jì)、施工、穩(wěn)定性評(píng)價(jià)等都具有非常重要的意義。巖石的拉伸強(qiáng)度是巖石的一個(gè)重要的力學(xué)參數(shù)，由于巖石的拉伸強(qiáng)度遠(yuǎn)小于巖石的抗壓強(qiáng)度，工程上有很多情況，巖體的破壞都是受拉破壞的。國(guó)際巖石力學(xué)協(xié)會(huì)建議，采用巴西圓盤試件間接測(cè)試巖石的拉伸強(qiáng)度，而巴西圓盤試樣的加工精度對(duì)于測(cè)試結(jié)果有較大的影響，當(dāng)我們采用不同直徑的圓盤試件進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，圓盤兩個(gè)端面的平整度不能得到保證，有些加工條件，端面不平整度在1mm以上，給試驗(yàn)帶來誤差。常用的SCM200雙端面研磨機(jī)對(duì)厚度（大于50mm）較大的巴西圓盤試樣，采用兩個(gè)平行磨輪從試樣兩端同時(shí)磨進(jìn)，基本可以保證圓盤端面的平整度。但是對(duì)于厚度較小的（如小于45mm的）巴西圓盤巖樣，由于研磨機(jī)需要有足夠的空間將巖石固定，其自帶的定位底座的寬度為45mm，導(dǎo)致無法同時(shí)使用兩個(gè)平行磨輪從試樣兩邊同時(shí)磨進(jìn)，所以只能磨過一個(gè)端面之后再磨另一個(gè)端面。由于圓盤試樣的待磨面要處在定位底座之外，定位底座只能夾持圓盤試樣側(cè)面邊緣的一部分。試樣厚度較小，導(dǎo)致夾持試樣時(shí)只能夾持試樣側(cè)面邊緣的一部分,而夾持試樣側(cè)面邊緣的一部分往往會(huì)導(dǎo)致試樣受力不均，巴西圓盤試樣的軸線不能垂直于磨輪的平面。另外，夾持的試樣，也存在夾持不穩(wěn)定，在磨的過程中存在試樣易移動(dòng)的問題，從而無法保證磨出的圓盤端面平整。而且，磨完一個(gè)面后，在磨另一個(gè)面時(shí)，由于試樣厚度較薄，帶來的定位底座只能夾持試樣側(cè)面邊緣的一部分，這樣會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致本次夾持和磨上個(gè)端面夾持時(shí)的兩次圓盤的軸線不能確保平行，從而也無法保證磨出的兩個(gè)端面的平整度。這種情況也經(jīng)常發(fā)生在采用單面研磨機(jī)研磨的情況，由于需要翻轉(zhuǎn)不同的面，會(huì)帶來很大的誤差，因此亟需一種使用SCM200雙端面研磨機(jī)和單面研磨機(jī)加工巴西圓盤時(shí)，能保證巴西圓盤端面平整度的加工方法及其裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種在SCM200雙端面研磨機(jī)和單面研磨機(jī)上，通過采用一個(gè)磨盤可實(shí)現(xiàn)對(duì)于巴西圓盤的兩個(gè)端面在分開研磨的情況下，保證巴西圓盤端面平整度的加工方法及其裝置，使得圓盤端面平整度誤差在0.02mm以下，解決了圓盤厚度小于一定尺寸時(shí)，兩個(gè)端面在研磨機(jī)上研磨過程中圓盤兩次夾持的軸線不能確保平行，無法保證磨出的兩個(gè)端面平整度滿足要求等技術(shù)問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種保證巴西圓盤端面平整度的加工方法，步驟如下：

步驟S1，在研磨機(jī)的定位底座上設(shè)置卡槽和定位絲柱，卡槽的軸線與磨輪的豎直平面垂直；定位絲柱位于卡槽的兩側(cè)且定位絲柱的設(shè)置方向與磨輪的豎直平面平行；在定位絲柱之間設(shè)置壓桿，壓桿通過絲帽設(shè)置在定位絲柱上并與磨輪的豎直平面平行；壓桿通過進(jìn)水口與外部水源連接，且在壓桿上設(shè)置有排水孔；

步驟S2，將用空心鉆取得的待磨巖柱，放置在定位底座的卡槽內(nèi)，擰緊絲帽使壓桿壓緊待磨巖柱，待磨巖柱的軸線與卡槽的軸線平行；

步驟S3，打開電源使電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)磨輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并打開水閥，使水通過進(jìn)水口進(jìn)入壓桿內(nèi)并通過排水孔流出。保證在磨進(jìn)過程中有水降溫和降塵；

步驟S4，使用研磨機(jī)的一個(gè)磨輪，搖動(dòng)研磨機(jī)的手柄，使磨輪慢慢接觸待磨巖柱的圓柱面并進(jìn)行研磨，直至待磨巖柱朝向磨輪的圓柱面被磨平得到初步研磨的待磨巖柱，所得的研磨平面與待磨巖柱的軸線垂直，關(guān)閉電源和水閥；

步驟S5，將初步研磨的待磨巖柱放到切割機(jī)進(jìn)行切割，得到圓盤巖樣，圓盤巖樣的切割面為待打磨的面。所述圓盤巖樣的厚度稍大于所需厚度（一般為3毫米）的圓盤巖樣。圓盤巖樣的切割面為最終加工成型的巴西圓盤所對(duì)應(yīng)的端面Ⅰ，圓盤巖樣上磨平的研磨平面是最終加工成型的巴西圓盤所對(duì)應(yīng)的端面Ⅱ；

步驟S6，將抱緊定位組件的定位巖柱放置在定位底座的卡槽內(nèi)，擰緊絲帽使壓桿壓緊待磨巖柱；

步驟S7，重復(fù)步驟S3和步驟S4，使定位巖柱上得到一個(gè)與磨輪的豎直平面平行的研磨平面；

步驟S8，將抱樣組件的上拉條環(huán)和下拉條環(huán)套設(shè)在抱樣喉箍上，并用抱樣組件的抱樣喉箍將圓盤巖樣的側(cè)面抱緊；

步驟S9，將圓盤巖樣的研磨平面，即最終成型巴西圓盤的端面Ⅰ，朝向定位巖柱的研磨平面上，將上拉條環(huán)與抱緊定位組件的上花籃螺栓的拉鉤掛緊，下拉條環(huán)與抱緊定位組件的下花籃螺栓的拉鉤掛緊，并擰緊上花籃螺栓和下花籃螺栓，使圓盤巖樣的研磨平面緊貼在定位巖柱的研磨平面上。保持定位巖柱上的研磨平面始終平行于磨輪平面；

步驟S10，重復(fù)步驟S3和步驟S4，得到兩個(gè)研磨平面平行的圓盤巖樣，從而使圓盤巖樣的兩個(gè)面的平整度得到保證。

一種巴西圓盤端面平整度裝置，包括抱緊定位組件和抱樣組件，抱緊定位組件的掛鉤與抱樣組件的拉條環(huán)相配合。

所述抱緊定位組件包括絲杠和定位巖柱，定位巖柱的左端設(shè)置有絲杠穿過的通孔，定位巖柱套設(shè)在絲杠上并通過螺母鎖緊在絲杠上；在絲杠的上部設(shè)置有上花籃螺栓，上花籃螺栓通過螺母鎖緊在絲杠上；在絲杠的下部設(shè)置有下花籃螺栓，下花籃螺栓通過螺母鎖緊在絲杠上；上花籃螺栓和下花籃螺栓關(guān)于定位巖柱對(duì)稱；且上花籃螺栓和下花籃螺栓分別與抱樣組件的上拉條環(huán)和下拉條環(huán)相配合。

優(yōu)選地，所述抱樣組件包括上拉條環(huán)、下拉條環(huán)和抱樣喉箍，上拉條環(huán)和下拉條環(huán)設(shè)置在抱樣喉箍上。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述上拉條環(huán)和下拉條環(huán)對(duì)稱設(shè)置在抱樣喉箍上；且抱樣喉箍的軸線與定位巖柱右端設(shè)置的定位平面的軸線重合。

本發(fā)明通過在定位底座內(nèi)設(shè)置軸線與磨輪垂直的卡槽，在待磨巖柱上進(jìn)行初步加工得到與磨輪豎直平面平行的研磨平面，所得到的研磨平面是最終巴西圓盤的端面Ⅰ，并在定位巖柱上加工出與磨輪豎直平面平行的定位平面，將切割得到的圓盤巖樣通過抱樣喉箍抱緊，抱緊是通過喉箍將巴西圓盤的側(cè)面箍緊實(shí)現(xiàn)，并通過上拉條環(huán)和下拉條環(huán)分別與上花籃螺栓和下花籃螺栓相配合。將圓盤巖樣的研磨平面，即巴西圓盤所對(duì)應(yīng)的端面Ⅰ，緊貼在定位巖柱的研磨平面上，對(duì)圓盤巖樣的待打磨的端面進(jìn)行打磨加工，得到巴西圓盤的端面Ⅱ，最終得到兩個(gè)平行的研磨平面。保證了所制備的圓盤巖樣兩個(gè)研磨平面的平整度，且抱緊定位組件和抱樣組件相互配合，確保圓盤巖樣在兩次研磨平面時(shí)的軸線平行且都垂直于磨輪豎直面，保證研磨平面的平整度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明SCM200雙端面研磨機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中定位底座的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明抱緊定位組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明抱樣組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖4中喉箍的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明加工的巴西圓盤結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例：如圖1-6所示，一種保證巴西圓盤端面平整度的加工方法，步驟如下：

步驟S1，在SCM200雙端面研磨機(jī)的定位底座18上設(shè)置卡槽23和定位絲柱19，卡槽23的軸線與磨輪17的豎直平面垂直；定位絲柱19位于卡槽23的兩側(cè)且定位絲柱19的設(shè)置方向與磨輪17的豎直平面平行；在定位絲柱19之間設(shè)置壓桿20，壓桿20通過絲帽24設(shè)置在定位絲柱19上并與磨輪17的豎直平面平行；壓桿20通過進(jìn)水口21與外部水源連接，且在壓桿20上設(shè)置有排水孔22；

步驟S2，將用空心鉆取得的待磨巖柱，放置在定位底座18的卡槽23內(nèi)，擰緊絲帽24使壓桿20壓緊待磨巖柱，待磨巖柱的軸線與卡槽的軸線平行；

步驟S3，打開電源使電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)磨輪17轉(zhuǎn)動(dòng)，并打開水閥，使水通過進(jìn)水口21進(jìn)入壓桿20內(nèi)并通過排水孔22流出。保證在磨進(jìn)過程中有水降溫和降塵；

步驟S4，使用SCM200雙端面研磨機(jī)的一個(gè)磨輪，搖動(dòng)SCM200雙端面研磨機(jī)的手柄15，使磨輪17慢慢接觸待磨巖柱的圓柱面并進(jìn)行研磨，直至待磨巖柱朝向磨輪17的圓柱面被磨平得到初步研磨的待磨巖柱，所得的研磨平面與待磨巖柱的軸線垂直，關(guān)閉電源和水閥；

步驟S5，將初步研磨的待磨巖柱放到切割機(jī)進(jìn)行切割，得到圓盤巖樣，圓盤巖樣的切割面為待打磨的面。所述圓盤巖樣的厚度稍大于所需厚度，一般為3毫米，的圓盤巖樣。圓盤巖樣的切割面為最終加工成型的巴西圓盤所對(duì)應(yīng)的一個(gè)端面Ⅰ25，圓盤巖樣上磨平的研磨平面是最終加工成型的巴西圓盤所對(duì)應(yīng)的另一個(gè)端面Ⅱ26；

步驟S6，將抱緊定位組件的定位巖柱2放置在定位底座18的卡槽23內(nèi)，擰緊絲帽24使壓桿20壓緊待磨巖柱；

步驟S7，重復(fù)步驟S3和步驟S4，使定位巖柱2上得到一個(gè)與磨輪17豎直平面平行的研磨平面；

步驟S8，將抱樣組件的上拉條環(huán)7和下拉條環(huán)8套設(shè)在抱樣喉箍9上，并用抱樣組件的抱樣喉箍9將圓盤巖樣的側(cè)面抱緊，圓盤巖樣的側(cè)面即為巴西圓盤的側(cè)面27；

步驟S9，將圓盤巖樣的研磨平面，即最終成型巴西圓盤的端面Ⅰ25，朝向定位巖柱的研磨平面上，將上拉條環(huán)與抱緊定位組件的上花籃螺栓的拉鉤掛緊，下拉條環(huán)與抱緊定位組件的下花籃螺栓的拉鉤掛緊，并擰緊上花籃螺栓和下花籃螺栓，使圓盤巖樣的研磨平面緊貼在定位巖柱的研磨平面上。保持定位巖柱上的研磨平面始終平行于磨輪平面；

步驟S10，重復(fù)步驟S3和步驟S4，得到巴西圓盤的端面Ⅱ26，最終得到兩個(gè)研磨平面平行的圓盤巖樣，從而使圓盤巖樣的兩個(gè)面的平整度得到保證，在理想的范圍0.02mm內(nèi)。最終加工的成品如圖6所示。

為確保研磨平面的平整度，本發(fā)明采用一種保證巴西圓盤端面平整度裝置，如圖3-4所示，包括抱緊定位組件和抱樣組件，抱緊定位組件的掛鉤與抱樣組件的拉條環(huán)相配合。

所述抱緊定位組件包括絲杠1和定位巖柱2，定位巖柱2的左端設(shè)置有絲杠1穿過的通孔3，定位巖柱2套設(shè)在絲杠1上并通過螺母鎖緊在絲杠1上；在絲杠1的上部設(shè)置有上花籃螺栓4，上花籃螺栓4通過螺母鎖緊在絲杠1上；在絲杠1的下部設(shè)置有下花籃螺栓5，下花籃螺栓5通過螺母鎖緊在絲杠1上；上花籃螺栓4和下花籃螺栓5關(guān)于定位巖柱2對(duì)稱；且上花籃螺栓4和下花籃螺栓5分別與抱樣組件的上拉條環(huán)7和下拉條環(huán)8相配合。

優(yōu)選地，所述抱樣組件包括上拉條環(huán)7、下拉條環(huán)8和抱樣喉箍9，上拉條環(huán)7和下拉條環(huán)8設(shè)置在抱樣喉箍9上。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述上拉條環(huán)7和下拉條環(huán)8對(duì)稱設(shè)置在抱樣喉箍9上；且抱樣喉箍9的軸線與定位巖柱2右端設(shè)置的定位平面6的軸線重合。

在實(shí)際使用時(shí)，裝置是水平放置的，具體方位根據(jù)擺放位置而改變，一種擺放方式為：上花籃螺栓4和下花籃螺栓5的方位變?yōu)樽蠡ɑ@螺栓和右花籃螺栓；上拉條環(huán)7和下拉條環(huán)8相應(yīng)變?yōu)樽罄瓧l環(huán)和右拉條環(huán)。

在本發(fā)明中，所述SCM200雙端面研磨機(jī)可由單面研磨機(jī)替換。