CN101108515A - 三维数控圆弧球面加工机 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种三维数控圆弧球面加工机，下机体(2)上的副电机(3)连接蜗轮副，蜗轮副的主轴上安装有回转工作台(14)；安装有副电机(3)和蜗轮副的移动板(21)分别通过水平移动机构(16)和垂直移动机构(18)与下机体(2)活动连接；上机体(1)上的主电机(4)传动连接有主动轮(10)，带状的刃具(11)绕在主动轮(10)、导轮(12)和导入轮(13)上。通过将圆柱高纯石墨坯料的芯部完整的切割下来，切割下来的原料生产同样产品的小规格制品，直到完成产品的最小规格，大幅度提高了高纯石墨坯料的利用率，并提高了单晶用高纯石墨坩埚的生产效率，降低了人力和能源消耗。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于圆柱球面型高纯石墨坯料切割的机器，具体地说，是一种三维数控圆弧球面加工机。
背景技术
众所周知，大规格、各向同性高纯石墨坯料的生产过程很复杂，作为单晶硅用高纯石墨坩埚所使用的原料，目前中国国内还不能生产，全部依靠国外进口，需要进口的原材料价格昂贵，制造成本高，属高耗能坯料产品，所以圆柱高纯石墨坯料的价格奇高。
单晶用高纯石墨坩埚的传统加工方法是，采用圆柱高纯石墨坯料用车床逐刀加工，把圆柱高纯石墨坯料中间加工形成单晶用高纯石墨坩埚所需的形状。这种生产方法的缺点是：圆柱高纯石墨坯料的中间部分全部变成废料，不能再利用，浪费了高纯石墨资源。另一方面，车床在实施加工过程中，人力、电能资源浪费严重，生产效率低下。使产品的制造成本居高不下。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种三维数控圆弧球面加工机，通过将圆柱高纯石墨坯料的芯部完整的切割下来，切割下来的原料生产同样产品的小规格制品，直到完成产品的最小规格，以提高高纯石墨坯料的利用率，并提高单晶用高纯石墨坩埚的生产效率，降低人力和能源消耗。
为了解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案。
一种三维数控圆弧球面加工机，包括互相连接的上机体和下机体，其特征在于：在下机体上设置有付电机，付电机连接蜗轮副，蜗轮副的主轴上安装有回转工作台；其中，付电机和蜗轮副均安装在移动板上，该移动板分别通过水平移动机构和垂直移动机构与下机体连接；
在上机体上安装有主电机，主电机传动连接有主动轮；在上机体上还安装有导轮和导入轮；带状的刃具依次绕在所述主动轮、导轮和导入轮上。
付电机通过第一联轴器连接第一蜗轮副，第一蜗轮副通过第二联轴器连接第二蜗轮副，在第二蜗轮副的主轴上安装有回转工作台。
主电机的电机轴上装有第一皮带轮，第一皮带轮通过皮带连接第二皮带轮，第二皮带轮连接有小齿轮，与小齿轮啮合的大齿轮连接主动轮。
本发明的积极效果在于：
(1)、本发明解决了圆柱高纯石墨坯料的芯部再利用问题。通过三维数控圆弧球面加工机将圆柱高纯石墨坯料的芯部完整的切割下来，切割下来的原料可以生产同样产品的小规格制品，直到完成产品的最小规格，最小规格产品的芯部原料可以作为生产不同形状的高纯石墨元件的原料。这样从根本上解决了圆柱高纯石墨坯料的浪费问题，实现了一料多用，使圆柱高纯石墨坯料得到了充分利用。彻底解决了多年生产单晶用高纯石墨坩埚的原料浪费问题，效益非常突出。
(2)、在节能方面，传统的生产方法，加工一件中等规格的石墨坩埚产品坯料需要耗时5个小时左右，用该加工机只需30分钟左右。
(3)、在生产所需的工装方面，传统生产需要准备各种加工所需的工装，而该加工机则不需要。
(4)、在电耗方面，传统的生产方法，平均每件加工电耗为35度电，采用该加工机只需0.7度电。
(5)、加工机特性方面，加工机主机可采用数显控制，使刃具运行速度可无级调整，根据坯料规格不同，使用的速度也不同。工件被装在一个自动回转工作台上，工作台的转动速度可通过数显控制进行无级设定，工作台可作纵向移动，可调整被切割件的曲率半径和壁厚。通过回转工作台的旋转，使被切割的工件形成了立体圆弧球面，从而最大限度的避免浪费石墨坯料。回转工作台还可以进行升降，以调整被加工件的底部厚度，并可进行无级设定，设定好后通过锁紧装置锁紧。
(6)、经济效益方面，按年产1万件计算(国内目前有2000多台单晶炉，每台炉子年消耗高纯坩锅12-15个，每个价值18500元，可掏取部分的产品价值约21500元。按1500台炉子、12个计算共创造价值达3.2亿元)。每年可节约电费三十多万元。在原材料方面，每年用于进口高纯石墨坩埚的原料约2000多吨，每吨单价14万元，需要2.8亿元的原材料费用，采用此方法可少进口1400吨。按传统的生产方法计算，只能用原材料的30％，余下部分全部为废料。在原料方面每年可为国家节约资金近2亿元(以上不含节约的运输等其它间接费用)。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明包括互相连接的上机体1和下机体2。在下机体2上设置有付电机3，付电机3通过第一联轴器20连接第一蜗轮副19，第一蜗轮副19通过第二联轴器17连接第二蜗轮副15，在第二蜗轮副15的主轴上安装有回转工作台14。其中，付电机3、第一蜗轮副19和第二蜗轮副15安装在移动板21上，该移动板21分别通过水平移动机构16和垂直移动机构18与下机体2连接。
在上机体1上安装有主电机4，主电机4的电机轴上装有第一皮带轮5，第一皮带轮5通过皮带6连接第二皮带轮7，第二皮带轮7连接有小齿轮8，与小齿轮8啮合的大齿轮9连接有主动轮10。第二皮带轮7的轮轴、主动轮10的轮轴通过轴承安装在上机体1上，在上机体1上还通过轴承安装有导轮12和导入轮13。带状的刃具11依次绕在所述主动轮10、导轮12和导入轮13上，主动轮10通过刃具11带动导轮12和导入轮13转动。
工件安放在工作台14上，刃具11在轨迹运动中对工件实施切削，将圆柱高纯石墨坯料的芯部完整的切割下来，切割下来的原料在该设备上生产同样产品的小规格制品，直到完成产品的最小规格。
主电机4通过皮带6、小齿轮8、大齿轮9驱动主动轮10旋转，主动轮10驱动刃具11工作，实施工件加工。
付电机3通过第一蜗轮副19和第二蜗轮副15驱动回转工作台14携工件旋转。
付电机3、第一蜗轮副19、第二蜗轮副15和回转工作台14在垂直移动机构18的作用下上下运动，在水平移动机构16的作用下水平运动。所述上下运动和水平运动可以依靠手动完成。
Claims (3)
1.一种三维数控圆弧球面加工机，包括互相连接的上机体(1)和下机体(2)，其特征在于：在下机体(2)上设置有付电机(3)，付电机(3)连接蜗轮副，蜗轮副的主轴上安装有回转工作台(14)；其中，付电机(3)和蜗轮副均安装在移动板(21)上，该移动板(21)分别通过水平移动机构(16)和垂直移动机构(18)与下机体(2)活动连接；
在上机体(1)上安装有主电机(4)，主电机(4)传动连接有主动轮(10)；在上机体(1)上还安装有导轮(12)和导入轮(13)；带状的刃具(11)绕在所述主动轮(10)、导轮(12)和导入轮(13)上。
2.如权利要求1所述的三维数控圆弧球面加工机，其特征在于：付电机(3)通过第一联轴器(20)连接第一蜗轮副(19)，第一蜗轮副(19)通过第二联轴器(17)连接第二蜗轮副(15)，在第二蜗轮副(15)的主轴上安装有回转工作台(14)。
3.如权利要求1或2所述的三维数控圆弧球面加工机，其特征在于：主电机(4)的电机轴上装有第一皮带轮(5)，第一皮带轮(5)通过皮带(6)连接第二皮带轮(7)，第二皮带轮(7)连接有小齿轮(8)，与小齿轮(8)啮合的大齿轮(9)连接有主动轮(10)。
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