本发明属于金属材料加工设备，尤其涉及一种用于圆棒疲劳试样的全自动磨抛设备。
背景技术：
1、国内外关于疲劳试验的各项标准都对疲劳试样的制备过程有着极高的要求，以标准gb/t 26077-2010《金属材料 疲劳试验 轴向应变控制方法》中6.2条款：“抛光：与成品尺寸相差0.025mm时使用粒度逐渐减小的砂纸完成抛光，建议在最终阶段采取纵向抛光。” 为例，纵向抛光的目的是为了去除圆棒表面经车床加工的径向纹路，将径向纹路变成轴向纹路。
2、目前国内大部分实验室针对圆棒疲劳的最终磨抛工序都是采用单根磨抛的方式，每根疲劳试样的磨抛过程从粗抛到精抛需要经历三个步骤。如公开号为cn114833646a的中国发明专利公开了一种用于棒材的磨削抛光装置及加工设备，其用于棒材的磨削抛光装置包括传动箱体、传动齿轮、驱动件、多个磨头、多个传动件以及多根连杆，通过传动件和连杆共同作用带动所有磨头均与棒材接触。为了提高棒材的修磨效率、修磨精度以及棒材表面光洁度，同时为了实现工件表面往复修磨和抛光处理，将多台加工设备根据加工需求分为粗磨区、中磨区以及精磨区。这种单根磨抛方式占用设备多，磨抛效率低。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种用于圆棒疲劳试样的全自动磨抛设备，有效解决现有单根磨抛方式占用设备多及磨抛效率低的问题。
2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于圆棒疲劳试样的全自动磨抛设备，包括底座、磨抛区支架和电机支架，所述磨抛区支架和电机支架均与底座固定连接，所述磨抛区支架上固定有第一支撑柱，所述第一支撑柱从上至下依次套设有上顶尖组件、用于磨抛圆棒疲劳试样的磨抛滚轮组件和下顶尖组件。
3、所述下顶尖组件和上顶尖组件相对设置，并且二者均包括固定圆盘和偶数个顶尖单元，偶数个所述顶尖单元沿固定圆盘的外侧面均匀设置，所述下顶尖组件的顶尖单元和与其相对应的上顶尖组件的顶尖单元分别插入圆棒疲劳试样的两端，用于夹持并带动圆棒疲劳试样自转。
4、所述底座上还设有用于带动下顶尖组件的顶尖单元自转的圆周齿轮传动机构，所述电机支架上设有主传动电机和集控盒，所述主传动电机的输出轴连接用于调节纵向磨抛行程的可调凸轮传动杆，所述可调凸轮传动杆的自由端与磨抛滚轮组件连接，所述主传动电机和圆周齿轮传动机构均与集控盒电连接。
5、进一步地，所述固定圆盘与各顶尖单元之间通过第一固定杆固定连接，所述第一固定杆上套设有第一弹簧和第一轴套，所述第一弹簧位于第一轴套与固定圆盘之间。
6、所述顶尖单元包括锥形顶尖、与锥形顶尖的底端固定连接的主轴和套设在主轴上的第二轴套，所述主轴与第二轴套之间通过轴承连接，所述下顶尖组件的锥形顶尖的尖端部朝上，所述上顶尖组件的锥形顶尖的尖端部朝下，所述下顶尖组件的锥形顶尖和与其相对应的上顶尖组件的锥形顶尖分别插入圆棒疲劳试样的两端。
7、所述下顶尖组件的第二轴套的外侧面与下顶尖组件的第一轴套的外侧面垂直连接，所述上顶尖组件的主轴的自由端连接第二固定杆，所述第二固定杆的顶端连接有用于固定上顶尖组件的顶尖单元的z轴位移的固定螺栓，所述第二固定杆上套设有第三轴套和第二弹簧，所述第二弹簧位于第三轴套与上顶尖组件之间，所述第三轴套的外侧面与上顶尖组件的第一轴套的外侧面垂直连接。
8、进一步地，所述圆周齿轮传动机构包括主动轮、从动轮、皮带电机和用于调节圆棒疲劳试样与磨抛滚轮组件接触位置的圆盘底座，所述皮带电机与集控盒电连接，所述皮带电机的输出轴连接主动轮，所述主动轮与从动轮之间通过皮带连接，所述从动轮设于圆盘底座上，所述从动轮的内侧面呈锯齿状，所述下顶尖组件的顶尖单元的主轴的自由端固定连接有一个齿轮，所述齿轮与从动轮的内侧面啮合连接。
9、进一步地，所述底座上设有弧形限位槽，所述圆盘底座的外侧连接有一根连杆，所述连杆的自由端设有限位螺栓，所述限位螺栓的自由端插入弧形限位槽中，通过限位螺栓上的紧固螺母将连杆与弧形限位槽固定连接。
10、进一步地，所述磨抛滚轮组件包括滚轮支撑架和用于夹持固定滚轮支撑架的固定夹，所述滚轮支撑架和固定夹均呈上下双层结构，所述滚轮支撑架呈圆形，所述固定夹呈前端开口且左右对称的钳形。
11、所述滚轮支撑架上均匀设有多个扇形通孔，所述扇形通孔与顶尖单元一一相对设置，所述扇形通孔内固定有用于顶住砂带的砂带滚轮，所述砂带滚轮的上下两端均固定有用于固定砂带路径的砂带挡板，所述滚轮支撑架的外缘和固定夹的外缘均均匀设有多个用于砂带导向的尼龙辊轮，并且位于相邻砂带滚轮之间的滚轮支撑架上至少设有一个尼龙辊轮。
12、所述固定夹的后端层间的左右两侧各固定有一个用于盛装砂带的砂带盒，所述固定夹的后端的左右两侧各设有一个砂带传动电机和一个第一橡胶轮，所述砂带传动电机的输出轴连接有第二橡胶轮，所述第一橡胶轮的侧面和第二橡胶轮的侧面相接，所述砂带传动电机与集控盒电连接。
13、所述砂带盒中的砂带经滚轮支撑架上的尼龙辊轮导向后依次穿绕在各砂带滚轮上，当砂带绕过最后一个砂带滚轮后，经固定夹上的尼龙辊轮导向至第一橡胶轮和第二橡胶轮之间，从而挤压砂带传动。
14、进一步地，所述扇形通孔的外侧边的上表面和下表面的中部位置各设有一个连接板，所述连接板上设有用于固定和调节砂带滚轮前后位置的调节孔，所述砂带滚轮与连接板通过调节孔螺栓连接。
15、进一步地，所述第一支撑柱从上至下依次穿过上顶尖组件的固定圆盘的中心、滚轮支撑架的圆心和下顶尖组件的固定圆盘的中心，所述磨抛区支架上还固定有第二支撑柱，所述第二支撑柱的自由端穿过固定夹后与底座的上表面固定连接。
16、进一步地，所述可调凸轮传动杆包括旋转凸轮、主传动杆和副传动杆，所述旋转凸轮的后侧设有用于调节旋转凸轮长度的第一调节螺栓，所述固定夹的后侧面设有用于调节位于固定夹的上方的主传动杆的长度的第二调节螺栓。
17、所述旋转凸轮的下端与副传动杆的上端连接，所述副传动杆的下端与主传动杆的上端连接，所述主传动杆的下端穿过固定夹并通过第一调节螺栓将主传动杆与固定夹固定连接。
18、进一步地，所述副传动杆包括调节杆部、上螺帽和下螺帽，所述调节杆部的上部和下部均设有外螺纹，所述上螺帽和下螺帽均设有内螺纹，所述上螺帽和下螺帽分别与调节杆部的上部和下部螺纹连接，通过上螺帽和下螺帽与调节杆部的连接位置不同，从而调节副传动杆的长度。
19、进一步地，所述滚轮支撑架沿径向平均分为左右两部分，其中，位于左侧的所述砂带盒为滚轮支撑架的左半部分的砂带滚轮提供砂带，并通过位于左侧的砂带传动电机为位于滚轮支撑架的左半部分的砂带进行传动；位于右侧的所述砂带盒为滚轮支撑架的右半部分的砂带滚轮提供砂带，并通过位于右侧的砂带传动电机为位于滚轮支撑架的右半部分的砂带进行传动。
20、与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：本发明提供的全自动磨抛设备通过上下多个顶尖单元固定多根圆棒疲劳试样，然后通过电机以及传动机构传动磨抛滚轮组件对所有圆棒疲劳试样同时进行均匀纵抛，有效解决现有单根磨抛方式占用设备多及磨抛效率低的问题。本发明将目前的圆棒疲劳试样的磨抛效率提升，且同时满足hb 5287、astme466、gb/t3075等国内国外标准对于棒状疲劳磨抛的要求。
1.一种用于圆棒疲劳试样的全自动磨抛设备，包括底座（1）、磨抛区支架（2）和电机支架（3），所述磨抛区支架（2）和电机支架（3）均与底座（1）固定连接，其特征在于，所述磨抛区支架（2）上固定有第一支撑柱（4），所述第一支撑柱（4）从上至下依次套设有上顶尖组件（5）、用于磨抛圆棒疲劳试样（6）的磨抛滚轮组件（7）和下顶尖组件（8）；
2.根据权利要求1所述的用于圆棒疲劳试样的全自动磨抛设备，其特征在于，所述固定圆盘（9）与各顶尖单元之间通过第一固定杆固定连接，所述第一固定杆上套设有第一弹簧（10）和第一轴套（11），所述第一弹簧（10）位于第一轴套（11）与固定圆盘（9）之间；
3.根据权利要求2所述的用于圆棒疲劳试样的全自动磨抛设备，其特征在于，所述圆周齿轮传动机构包括主动轮（19）、从动轮（20）、皮带电机（21）和用于调节圆棒疲劳试样（6）与磨抛滚轮组件（7）接触位置的圆盘底座（22），所述皮带电机（21）与集控盒（44）电连接，所述皮带电机（21）的输出轴连接主动轮（19），所述主动轮（19）与从动轮（20）之间通过皮带（23）连接，所述从动轮（20）设于圆盘底座（22）上，所述从动轮（20）的内侧面呈锯齿状，所述下顶尖组件（8）的顶尖单元的主轴（13）的自由端固定连接有一个齿轮（24），所述齿轮（24）与从动轮（20）的内侧面啮合连接。
4.根据权利要求3所述的用于圆棒疲劳试样的全自动磨抛设备，其特征在于，所述底座（1）上设有弧形限位槽（25），所述圆盘底座（22）的外侧连接有一根连杆（26），所述连杆（26）的自由端设有限位螺栓（27），所述限位螺栓（27）的自由端插入弧形限位槽（25）中，通过限位螺栓（27）上的紧固螺母将连杆（26）与弧形限位槽（25）固定连接。
5.根据权利要求4所述的用于圆棒疲劳试样的全自动磨抛设备，其特征在于，所述磨抛滚轮组件（7）包括滚轮支撑架（28）和用于夹持固定滚轮支撑架（28）的固定夹（29），所述滚轮支撑架（28）和固定夹（29）均呈上下双层结构，所述滚轮支撑架（28）呈圆形，所述固定夹（29）呈前端开口且左右对称的钳形；
6.根据权利要求5所述的用于圆棒疲劳试样的全自动磨抛设备，其特征在于，所述扇形通孔（31）的外侧边的上表面和下表面的中部位置各设有一个连接板（35），所述连接板（35）上设有用于固定和调节砂带滚轮（33）前后位置的调节孔（36），所述砂带滚轮（33）与连接板（35）通过调节孔（36）螺栓连接。
7.根据权利要求6所述的用于圆棒疲劳试样的全自动磨抛设备，其特征在于，所述第一支撑柱（4）从上至下依次穿过上顶尖组件（5）的固定圆盘（9）的中心、滚轮支撑架（28）的圆心和下顶尖组件（8）的固定圆盘（9）的中心，所述磨抛区支架（2）上还固定有第二支撑柱（50），所述第二支撑柱（50）的自由端穿过固定夹（29）后与底座（1）的上表面固定连接。
8.根据权利要求7所述的用于圆棒疲劳试样的全自动磨抛设备，其特征在于，所述可调凸轮传动杆包括旋转凸轮（45）、主传动杆（46）和副传动杆（47），所述旋转凸轮（45）的后侧设有用于调节旋转凸轮（45）长度的第一调节螺栓（48），所述固定夹（29）的后侧面设有用于调节位于固定夹（29）的上方的主传动杆（46）的长度的第二调节螺栓（49）；
9.根据权利要求8所述的用于圆棒疲劳试样的全自动磨抛设备，其特征在于，所述副传动杆（47）包括调节杆部、上螺帽和下螺帽，所述调节杆部的上部和下部均设有外螺纹，所述上螺帽和下螺帽均设有内螺纹，所述上螺帽和下螺帽分别与调节杆部的上部和下部螺纹连接，通过上螺帽和下螺帽与调节杆部的连接位置不同，从而调节副传动杆（47）的长度。
10.根据权利要求9所述的用于圆棒疲劳试样的全自动磨抛设备，其特征在于，所述滚轮支撑架（28）沿径向平均分为左右两部分，其中，位于左侧的所述砂带盒（38）为滚轮支撑架（28）的左半部分的砂带滚轮（33）提供砂带（32），并通过位于左侧的砂带传动电机（40）为位于滚轮支撑架（28）的左半部分的砂带（32）进行传动；位于右侧的所述砂带盒（38）为滚轮支撑架（28）的右半部分的砂带滚轮（33）提供砂带（32），并通过位于右侧的砂带传动电机（40）为位于滚轮支撑架（28）的右半部分的砂带（32）进行传动。
