CN103433506B - 一种石墨筒料立式加工车床 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种石墨筒料立式加工车床，该设备采用石墨工件在上，筒刀在下的立式加工方式，加工结束后芯料落入筒刀内时，不会对筒刀壁造成冲击，不但提高了筒刀的使用寿命，而且不接触加热器内壁，不但可靠性高而且提高了生产能力。与此同时，该设备带来的经济效益也是显著的。

Description

一种石墨筒料立式加工车床

技术领域

本发明涉及一种切削加工车床，具体涉及一种石墨筒料立式加工车床。

背景技术

石墨保温筒及石墨加热器是光伏设备直拉单晶必不可少的易损件，其使用寿命与加工效果有重要的联系。目前，国内采用传统卧式车床加工石墨筒料存在局限性，在落料与出料时容易出现砸料、崩裂、筒刀变形等现象，石墨件的加工质量不易保证，且操作相对复杂，安全性不高，加工范围小、生产效率低。

有鉴于此，为石墨保温筒与加热器等工件加工设计一种高可靠性的以机为主、机电结合的石墨筒料加工专用设备就成为相关产业的生产和技术领域面临的迫切需求。

发明内容

本发明的所要解决的技术问题为提供一种结构合理、安全可靠、加工范围广、操作简便、生产效率高，能很好的加工石墨筒料工件的立式加工车床。

为解决上述技术问题，本发明所要采取的技术方案如下：

一种石墨筒料立式加工车床，其包括车床体、筒刀旋转机构、工件夹装机构，以及工件进给机构；所述车床体包括底座、与所述底座固定连接的立柱、以及固定设置于所述立柱上端的支撑盘，所述筒刀旋转机构设置于所述底座上，所述工件进给机构设置于支撑盘上，所述工件夹装机构套置于立柱上，沿立柱上下移动，并与所述进给机构的丝杠副固定连接。

进一步的，所述筒刀旋转机构包括筒刀、与所述筒刀相连的主轴，以及设置于所述主轴下方的主轴传动机构。

进一步的，所述主轴传动机构包括螺旋锥齿轮减速机和筒刀电动机，所述螺旋锥齿轮减速机与所述主轴相连接，所述筒刀电动机与螺旋锥齿轮减速机相连接，所述螺旋锥齿轮减速机和筒刀电动机固定设置于所述底座上。

进一步的，所述进给机构由丝杠副及与所述丝杠副相连接的进给传动机构组成，所述丝杠副贯穿于所述上支撑盘与所述工件装夹机构固定连接。

进一步的，所述进给机构固定在所述支撑盘上，所述进给传动机构包括蜗轮蜗杆减速机、电磁离合器、变频调速三相异步电动机和普通三相异步电动机，所述丝杠副一输入端通过同步带与蜗轮蜗杆减速机输出联接，所述蜗轮蜗杆减速机输出端装有电磁离合器，所述蜗轮蜗杆减速机输入端装有变频调速三相异步电动机，所述丝杠副另一输入端以联轴器与普通三相异步电机联接。

进一步的，所述工件装夹机构包括工作台、提料架和装料机构，所述工作台设置有与所述立柱相对应的圆孔，所述工作台通过圆孔套于所述立柱上，所述提料架上端进给机构的丝杠副固定连接，所述提料架下端分别于所述工作台固定连接。

进一步的，所述装料机构包括压料盘、装料盘、运料小车以及运料小车导轨，所述装料盘固定设置于所述工作台上，所述运料小车导轨固定设置于所述装料盘上，所述运料小车设置于所述运料小车导轨上，所述压料盘通过可调节螺杆设置于所述提料架上。

进一步的，所述装料机构还包括料盘定位柱和运料小车定位柱，所述盘定位柱通过螺栓装于所述装料盘上，所述运料小车定位柱通过螺栓装于所述运料小车上。

进一步的，所述工件装夹机构还包括提料拉杆，所述提料拉杆可拆卸设置于所述压料盘的内孔中。

进一步的，所述立柱为三根。

与现有技术相比，本发明取得的有益效果为：

本发明由于工件夹装机构设置于筒刀旋转机构上部，使得石墨工件在上，筒刀在下，避免料芯下落对筒刀造成的伤害，有效提高了筒刀的寿命与加工工件的质量。该设备不但可靠性高而且产能大。与此同时，该设备带来的经济效益也是显著的。此设备尤其适用于加热器整料对出工艺，使只能生产1个工件的原材料可生产2个，经济效益增加显著，既保证了成品率又提高了工作效率。此外，此设备加工范围大，突破了卧式车床加工保温桶时的加工长度局限（300mm以内），可生产整节保温桶（500mm以上）。此设备的研发填补了国内石墨制品立式设备的一项空白，具有很大的实用价值。

作为优选，本发明的工件进给机构中，丝杠副一输入端以同步带与电磁离合器连接，二者形成可调速的传动关系，所述丝杠副另一输入端以联轴器与普通三相异步电动机联接，二者形成可恒速的传动关系，使得实现丝杠副上下运动变速与恒速的切换。方便操作，进一步保障了加工的准确性。

附图说明

图1为本发明的石墨筒料立式加工车床结构示意图；

图2为本发明的石墨筒料立式加工车床侧视示意图；

图3为本发明筒刀旋转机构结构示意图；

图4为本发明工件夹装机构结构示意图；

图5为本发明装料机构结构示意图；

图6为本发明进给传动机构示意图。

在附图中：1上支撑盘、2提料架、3工作台、4筒刀、5立柱、6底座、7操作面板、8限位行程杆、9主轴、10爬梯、12螺旋锥齿轮减速机、13筒刀电动机、15电机固定板、16支撑板、17压料盘、18提料拉杆、19工件、20轴承座、21装料盘、22料盘定位柱、23运料小车导轨、24运料小车、25运料小车定位柱、26普通三相异步电动机、27联轴器、28丝杠副、29变频调速三相异步电动机、30蜗轮蜗杆减速机、31电磁离合器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明进行进一步详细的说明。

如附图1和2所示，一种立式石墨筒料专用设备，它包括车床体、筒刀旋转机构、工件装夹机构、工件进给机构、控制系统；所述车床体由底座6、立柱5、上支撑盘1、爬梯10组成，是本专用设备的基础及各部分的支撑和连接部件。

如附图3所示，所述筒刀旋转机构由筒刀4、主轴9、螺旋锥齿轮减速机12、筒刀电动机13、支撑板16组成，是本专用设备的筒刀运动部分，所述筒刀4以莫氏锥柄和定位块装于主轴9上端的莫氏锥孔中，所述主轴9以主轴套和螺栓装于床身主体的底座6上，主轴9下端与螺旋锥齿轮减速机12以平键连接，二者形成传动关系。所述螺旋锥齿轮减速机12以螺栓安装于支撑板16上的减速机支架上，所述筒刀电动机以螺栓安装于支撑板16的电机固定板上，筒刀电动机13轴与螺旋锥齿轮减速机12输入端以V型带连接，二者形成传动关系。

如附图4和5所示，所述工件装夹机构由工作台3、料盘定位柱22、提料拉杆18、压料盘17、装料盘21、运料小车24、运料小车定位柱25、运料小车导轨23组成。所述三个立柱5嵌至于工作台3三个圆孔中，使工作台3可延立柱5上下滑动，所述料盘定位柱22以螺栓装于装料盘21上，所述装料盘21以螺栓装于工作台3内孔，所述运料小车定位柱25以螺栓装于运料小车24上，所述运料小车24以螺栓装于工作台3上的运料小车导轨23上，所述提料拉杆18以端面装于压料盘17内孔中，所述压料盘17以螺纹形式装于提料架2上，所述提料架2下端以螺栓装于工作台3上，提料架2上端以圆柱销装于丝杠副28下端。

所述工件进给机构由丝杠副28、蜗轮蜗杆减速机30、电磁离合器31、变频调速三相异步电动机29、普通三相异步电动机26组成。所述变频调速三相异步电动机29以螺栓装于蜗轮蜗杆减速机30上，所述蜗轮蜗杆减速机30以螺栓装于床身的上支撑盘1上，所述电磁离合器31以螺栓装于蜗轮蜗杆减速机30输出轴上，所述丝杠副28上端以螺栓装于床身的上支撑盘1，丝杠副28一输入端以同步带与电磁离合器31连接，二者形成可调速的传动关系，所述丝杠副28另一输入端以联轴器27与普通三相异步电动机26联接，二者形成可恒速的传动关系。

本发明还可以设置有限位行程杆8，对进给量进行设定和限制，限位行程杆8与工作台3连接，限位行程杆8上设置有限位栓，对工作台的升降进行机械限位。本发明还可以设置有操作面板7，用于控制各电机的工作，并对限位行程杆8进行设定。

本发明中，料盘定位柱22和运料小车定位柱25可以进一步准确的为工件9在装料盘21上进行定位固定，避免误操作。本发明的工件装夹机构结构简单，操作方便，可以很好的实现对工件进行取放及固定。

本发明的工作过程如下：

装料：使用天车将要加工的石墨料工件19，吊运到设备运料小车24上，通过运料小车定位柱25将其定位，操作人员将已经载料的运料小车24延运料小车导轨23缓慢推入装料盘21（根据加工件尺寸选用合适的装料盘21）上方，与料盘定位柱22相接触，使石墨料再次与装料盘21定位后，将顶料架装在筒刀4上面，通过丝杠副28快速下降工作台3，使顶料架与石墨料接触脱离运料小车24支撑，这时退出运料小车24，并通过丝杠副28的作用快速提升工作台3，将石墨料进入装料盘21中，退出顶料架，将螺杆手柄调节压料盘17，使其压紧石墨料，此次装料任务完成。

加工：启动筒刀电动机13，经过螺旋锥齿轮减速机12与皮带带动主轴9与筒刀4旋转，通过丝杠副28快速下降工作台3，使石墨料底端与筒刀4刀尖接触，进给机构的传动切换成慢速；根据石墨料尺寸设定筒刀4转速；设定相应进给量，记下石墨料与筒刀4接触时限位行程杆8上数值，以便确定吃刀深度。

加工完石墨料时，先关闭进给，再快速提升工作台3至合适位置，本次加工完成。

卸料：卸料共分为两部分，卸工件及切削芯料。

工件卸料方式：松开压料盘17，将顶料架装在筒刀4上面，使工作台3快降，工件下降与顶料架接触，用顶料架将石墨件脱离装料盘21并高于运料小车24高度，将运料小车24推进石墨料下端，快速上升工作台3，运料小车24上升支撑工件19至工件19脱离顶料架后，拉出运料小车24，石墨件用天车吊运，脱离该设备。

料芯卸料方式：将提料拉杆18固定在料芯提前钻攻好的螺纹孔内，快速下降工作台3，将提料拉杆18固定在压料盘17上，快速提升芯料脱离筒刀4一定高度，约能在筒刀4上端安装顶料架即可，快速下降工作台3，芯料下降与顶料架接触，将提料拉杆18脱开，快速下降工作台3，使芯料底端大于运料小车24高度，将运料小车24推入芯料底端，快速上升工作台3，运料小车24上升支撑芯料至芯料脱离顶料架后，拉出芯料天车吊运。

以上所述实施方式仅为本发明的优选实施例，而并非本发明可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本发明原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种石墨筒料立式加工车床，其特征在于其包括车床体、筒刀旋转机构、工件夹装机构以及工件进给机构，所述车床体包括底座（6）、与所述底座（6）固定连接的立柱（5）以及固定设置于所述立柱（5）上端的上支撑盘（1），所述筒刀旋转机构设置于底座（6）上，所述工件进给机构设置于支撑盘（1）上，所述工件夹装机构套置于立柱（5）上，沿立柱（5）上下移动，并与所述工件进给机构的丝杠副（28）固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种石墨筒料立式加工车床，其特征在于，所述筒刀旋转机构包括筒刀（4）、与所述筒刀（4）相连的主轴（9）以及设置于所述主轴（9）下方的主轴传动机构。

3.根据权利要求2所述的一种石墨筒料立式加工车床，其特征在于，所述主轴传动机构包括螺旋锥齿轮减速机（12）和筒刀电动机（13），所述螺旋锥齿轮减速机（12）与所述主轴（9）相连接，所述筒刀电动机（13）与螺旋锥齿轮减速机（12）相连接，所述螺旋锥齿轮减速机（12）和筒刀电动机（13）固定设置于所述底座（6）上。

4.根据权利要求1所述的一种石墨筒料立式加工车床，其特征在于，所述工件进给机构由丝杠副（28）及与所述丝杠副（28）相连接的进给传动机构组成，所述丝杠副（28）贯穿于所述上支撑盘（1）与所述工件夹装机构固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种石墨筒料立式加工车床，其特征在于，所述进给传动机构包括蜗轮蜗杆减速机(30)、电磁离合器(31)、变频调速三相异步电动机(29)和普通三相异步电动机(26)，所述丝杠副（28）一输入端通过同步带与蜗轮蜗杆减速机（30）输出联接，所述蜗轮蜗杆减速机（30）输出端装有电磁离合器（31），所述蜗轮蜗杆减速机（30）输入端装有变频调速三相异步电动机（29），所述丝杠副（28）另一输入端以联轴器（27）与普通三相异步电动机（26）联接。

6.根据权利要求1所述的一种石墨筒料立式加工车床，其特征在于，所述工件夹装机构包括工作台（3）、提料架（2）和装料机构，所述工作台（3）设置有与所述立柱（5）相对应的圆孔，所述工作台（3）通过圆孔套于所述立柱（5）上，所述提料架（2）上端进给机构的丝杠副（28）固定连接，所述提料架（2）下端分别于所述工作台（3）固定连接。

7.根据权利要求6所述的一种石墨筒料立式加工车床，其特征在于，所述装料机构包括压料盘（17）、装料盘（21）、运料小车（24），以及运料小车导轨（23），所述装料盘（21）固定设置于所述工作台（3）上，所述运料小车导轨（23）固定设置于所述装料盘（21）上，所述运料小车（24）设置于所述运料小车导轨（23）上，所述压料盘（17）通过可调节螺杆设置于所述提料架（2）上。

8.根据权利要求7所述的一种石墨筒料立式加工车床，其特征在于，所述装料机构还包括料盘定位柱（22）和运料小车定位柱（25），所述料盘定位柱（22）通过螺栓装于所述装料盘（21）上，所述运料小车定位柱（25）通过螺栓装于所述运料小车（24）上。

9.根据权利要求7或8所述的一种石墨筒料立式加工车床，其特征在于，所述工件装夹机构还包括提料拉杆（18），所述提料拉杆（18）可拆卸设置于所述压料盘（17）的内孔中。

10.根据权利要求1所述的一种石墨筒料立式加工车床，其特征在于，所述立柱（5）为三个。