CN104608260B - 一种用于生产光谱石墨电极的自动加工装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于生产光谱石墨电极的自动加工装置，至少包括机柜，所述的机柜上设置有推料单元、夹紧旋转单元以及车刀架单元，推料单元包括进料装置和推进装置，用于将石墨碳棒原料送进夹紧旋转单元中，更改推进器的行程可加工不同长度的电极，夹紧旋转单元在电极加工过程中提供夹紧力和切削运动，车刀架单元对电极进行自动加工，通过更换车刀或者钻头能够加工出不同几何形状的电极。本发明解决了现有技术中的不足，其结构简单、操作方便可靠，能够实现全自动上下料和加工，提高了加工质量和生产效率，实现光谱石墨电极自动化规模化生产。

Description

一种用于生产光谱石墨电极的自动加工装置

技术领域

本发明提供了一种加工装置，具体涉及一种用于生产光谱石墨电极的自动加工装置，属于机械工程及其自动化技术领域。

背景技术

光谱分析是根据物质的光谱来鉴别物质及确定它的化学组成和相对含量的方法，它具有灵敏、迅速等优点，而光谱石墨电极就是用于光谱分析的激发电极。光谱分析石墨电极在光谱分析中分为上、下两电极，下电极装各种试样，上电极供激发使用，视分析需要可加工成不同形状。加工光谱石墨电极使用的材料是石墨碳棒，尽管石墨是一种非常容易切削的材料，但用作电极的石墨碳棒还必须具有足够的强度，以免在操作和加工过程中受到破坏，同时电极形状(薄壁、小圆角、锐变)等也对石墨电极的晶粒尺寸和强度也提出较高的要求，这就导致在加工过程中石墨工件容易崩碎，刀具容易磨损。

因此如何防止工件崩碎、提高表面加工质量、降低刀具成本成为石墨电极加工的一个重要问题。目前光谱电极的机加工发展相对比较落后，国内光谱石墨电极产品机加工所用的设备基本上都是一些老式的设备，主要是通过凸轮顶杆机构实现自动生产，这些设备往往结构复杂，拆卸维修非常不便，自动化程度不高。还存在着光谱电极自动加工车床稳定性不好，光谱电极质量不稳定，尺寸精度不高，合格率低以及原材料利用率低等问题，这些工艺方法和设备已经无法适应当今市场大规模、大批量生产经营的要求，已经成为光谱电极生产行业质量和效率提高的主要障碍。

因此，研究和开发出满足现代化光谱电极批量化、规模化生产的工艺方法以及设备，对目前的光谱电极生产行业的工艺方法和设备进行更新换代和改造，已成为提高光谱电极行业生产质量和效率的最为主要的任务。本领域亟需一种能够提高产品加工质量及生产效率、降低加工成本、减轻职工劳动强度的光谱石墨电极自动加工机床。

发明内容

本发明提供了一种用于生产光谱石墨电极的自动加工装置，解决了背景技术中的不足，其结构简单、操作方便可靠，能够实现全自动上下料和加工，提高了加工质量和生产效率，实现光谱石墨电极自动化规模化生产。

实现本发明上述目的所采用的技术方案为：

一种用于生产光谱石墨电极的自动加工装置，至少包括机柜，所述的机柜上设置有推料单元、夹紧旋转单元以及车刀架单元，推料单元包括进料装置和推进装置，用于将石墨碳棒原料送进夹紧旋转单元中，更改推进器的行程可加工不同长度的电极，夹紧旋转单元在电极加工过程中提供夹紧力和切削运动，车刀架单元对电极进行自动加工，通过更换车刀或者钻头能够加工出不同几何形状的电极；

所述的进料装置包括气缸、销、隔料阀以及料盒，气缸与料盒安装在料架上，气缸的推杆通过销与隔料阀相连接，进而控制隔料阀的运动；推进装置包括步进电机、料架、同步带轮、同步带、同步带夹、导向杆、推架、推料板以及推料槽，料架作为整个推料单元的基座，固定在机柜上，步进电机、同步带轮、导向杆、推料槽都安装在其上；步进电机与同步带轮连接，通过同步带上的同步带夹控制导向杆上的推架作直线运动，进而控制安装在推架上的推料板推动石墨碳棒在推料槽上运动；

所述的夹紧旋转单元由箱体、前盖、皮带轮、弹簧夹头、主轴、弹簧、拉杆、旋紧螺母、活塞、气缸体以及端盖组成，箱体安装在料架上，其左部装有气缸体、活塞和端盖，活塞的右边紧挨着拉杆的左轴肩，拉杆安装在中空的主轴中，其右侧与弹簧夹头相连，拉杆的右半单元处装有弹簧，且其右轴肩顶着弹簧；主轴通过旋紧螺母安装在箱体中，主轴的右边单元装有皮带轮，并用前盖封闭在箱体中，用于传递旋转运动；

所述的车刀架单元包括底座、横向压板、横向导轨、横向导轨滑块、横向步进电机、传动箱、联轴器、横向丝杆、横向螺母支架、下滑板、纵向压板、纵向导轨、纵向导轨滑块、纵向步进电机、纵向丝杆、纵向螺母支架、上滑板、钻头座、麻花钻、外圆刀座、外圆车刀、槽刀座、槽刀以及接料盒，底座安装在机柜的右上部，其上装有传动箱，横向步进电机通过联轴器与横向丝杆连接，横向丝杆和联轴器通过传动箱固定在底座上，横向导轨在横向压板的作用力下固定在底座上；下滑板安装在横向导轨滑块上，横向步进电机通过横向丝杆上的横向螺母支架控制下滑板作横向直线运动；纵向步进电机同样通过联轴器与纵向丝杆连接，纵向丝杆和联轴器通过传动箱固定在下滑板上，纵向导轨在纵向压板的作用力下固定在下滑板上；上滑板通过螺钉安装在纵向导轨滑块上，纵向步进电机通过纵向丝杆上的纵向螺母支架控制上滑板作纵向直线运动；麻花钻、外圆车刀、槽刀分别通过钻头座、外圆车刀座和槽刀座安装在上滑板上，随着下滑板和上滑板的运动而做横向和纵向两个方向的运动，接料盒通过螺栓安装在上滑板上。

本发明所提供的进料装置用于将石墨碳棒原料送进推料槽中，然后由推进装置推入夹紧旋转单元中，更改推进器的行程可加工不同长度的电极。进入夹紧旋转单元的石墨碳棒在弹性夹头的作用下被夹紧，然后随着夹紧旋转单元的旋转而旋转，以此为电极加工过程提供夹紧力和切削运动。车刀架单元则在电极加工过程中实现自动进刀和推刀，完成光谱石墨电极的自动加工，并与推进装置配合完成最后的自动出料。如此能够实现全自动上下料和加工，能够提高加工质量和生产效率，实现光谱石墨电极的自动化、规模化生产。

附图说明

图1为本发明提供的用于生产光谱石墨电极的自动加工装置的整体结构示意图；

图2为推料单元的结构示意图；

图3为夹紧旋转单元的结构示意图；

图4为车刀架单元的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做详细具体的说明，但是本发明的保护范围并不局限于以下实施例。

本发明提供的用于生产光谱石墨电极的自动加工装置的整体结构如图1所示，包括机柜1，机柜1上设有推料单元、夹紧旋转单元3以及车刀架单元4，推料单元包括进料装置5和推进装置6。进料装置5用于将石墨碳棒原料送进推料槽14中，然后由推进装置6推入夹紧旋转单元3中，更改推进器的行程可加工不同长度的电极。进入夹紧旋转单元3的石墨碳棒在弹性夹头31的作用下被夹紧，然后随着夹紧旋转单元3的旋转而旋转，以此为电极加工过程提供夹紧力和切削运动。车刀架单元4则在电极加工过程中实现自动进刀和推刀，完成光谱石墨电极的自动加工，并与推进装置6配合完成最后的自动出料。如此能够实现全自动上下料和加工，能够提高加工质量和生产效率，实现光谱石墨电极的自动化、规模化生产。

所述推料单元的结构如图2所示，所述的进料装置5包括气缸12、销18、隔料阀19、料盒13等。气缸12与料盒13安装在料架15上，气缸12的推杆通过销18与隔料阀19相连接，进而控制隔料阀19的运动。石墨碳棒依靠自身重力通过料盒13内部的斜面依次滑向料盒口，再通过隔料阀19的动作顶出已排出的碳棒，同时挡住料盒口，阻止下一个碳棒的排出，而已排出的碳棒则进入推料槽14中，等待推进装置6将其送人夹紧旋转单元3中。

推进装置6包括步进电机7、料架15、同步带轮8、同步带11、同步带夹9、导向杆17、推架10、推料板16、推料槽14。料架15作为整个推料单元的基座，固定在机柜1上，而步进电机7、同步带轮8、导向杆17、推料槽14等都安装在其上。步进电机7直接与同步带轮8连接，通过同步带11上的同步带夹9控制导向杆17上的推架10作直线运动，进而控制安装在推架10上的推料板16推动石墨碳棒在推料槽14上运动。改变步进电机7的动作行程可加工不同长度的光谱石墨电极。

夹紧旋转单元的结构如图3所示，主要由箱体26、前盖32、皮带轮30、弹簧夹头31、主轴29、弹簧28、拉杆21、旋紧螺母27、活塞24、气缸体25以及端盖22组成。箱体26安装在料架15上，它的左边装有气缸体25、活塞24和端盖22，活塞24的右边紧挨着拉杆21的左轴肩，拉杆21安装在中空的主轴29中，其右侧与弹簧夹头31相连，右半单元处装有弹簧28，且右轴肩顶着弹簧28，使弹簧28具有一定的压紧力。主轴29通过旋紧螺母27安装在箱体26中，它的右边单元装有皮带轮30，并用前盖32封闭在箱体26中，主要传递皮带轮30传输过来的旋转运动。在加工过程中，石墨碳棒经过中空的拉杆21被推至弹簧夹头31处，此时活塞24向左运动一定行程，拉杆21带着弹簧夹头31在弹簧28压紧力的作用下也跟着向左运动，弹簧夹头31在主轴29锥形面的作用下夹紧石墨碳棒，然后在皮带轮30的带动下随着主轴29作旋转运动，实现石墨碳棒的夹紧和旋转动作，其位移量小，且结构简单灵巧，夹紧可靠。改变拉杆21内腔的直径和弹簧夹头31的型号可加工不同直径的光谱石墨电极。

车刀架单元的结构如图4所示，主要包括底座49、横向压板46、横向导轨47、横向导轨滑块52、横向步进电机48、传动箱44、联轴器56、横向丝杆55、横向螺母支架54、下滑板35、纵向压板34、纵向导轨33、纵向导轨滑块53、纵向步进电机43、纵向丝杆50、纵向螺母支架45、上滑板51、钻头座41、麻花钻40、外圆刀座38、外圆车刀39、槽刀座36、槽刀37以及接料盒42。底座49安装在机柜1右上部，其上装有传动箱44，横向步进电机48通过联轴器56与横向丝杆55连接，而横向丝杆55和联轴器56则通过传动箱44固定在底座49上，横向导轨47在横向压板46的作用力下固定在底座49上。下滑板35安装在横向导轨滑块52上，横向步进电机48通过横向丝杆55上的横向螺母支架54控制下滑板35作横向直线运动。下滑板35上装有传动箱44，纵向步进电机43同样通过联轴器56与纵向丝杆50连接，而纵向丝杆50和联轴器56则通过传动箱44固定在下滑板35上，纵向导轨33也在纵向压板34的作用力下固定在下滑板35上。上滑板51通过螺钉安装在纵向导轨滑块53上，纵向步进电机43也是通过纵向丝杆50上的纵向螺母支架45控制上滑板51作纵向直线运动。麻花钻40、外圆车刀39、槽刀37分别通过钻头座41、外圆车刀座38和槽刀座36安装在上滑板51上，随着下滑板35和上滑板51的运动而做横向和纵向两个方向的运动，接料盒42直接通过螺栓安装在上滑板51上。通过控制两个方向上的步进电机的运动可实现刀具的自动进刀和退刀，以及加工完成后，将接料盒42移动到弹簧夹头31的正下方，接住由推料单元推出的已加工的光谱石墨电极，至此，完成一个电极的加工过程。更换不同规格的槽刀和麻花钻可以加工出不同规格的光谱石墨电极。

Claims (1)

1.一种用于生产光谱石墨电极的自动加工装置，至少包括机柜，其特征在于：所述的机柜上设置有推料单元、夹紧旋转单元以及车刀架单元，推料单元包括进料装置和推进装置，用于将石墨碳棒原料送进夹紧旋转单元中，更改推进装置的行程可加工不同长度的电极，夹紧旋转单元在电极加工过程中提供夹紧力和切削运动，车刀架单元对电极进行自动加工，通过更换车刀或者钻头能够加工出不同几何形状的电极；

所述的进料装置包括气缸、销、隔料阀以及料盒，气缸与料盒安装在料架上，气缸的推杆通过销与隔料阀相连接，进而控制隔料阀的运动；推进装置包括步进电机、料架、同步带轮、同步带、同步带夹、导向杆、推架、推料板以及推料槽，料架作为整个推料单元的基座，固定在机柜上，步进电机、同步带轮、导向杆、推料槽都安装在料架上；步进电机与同步带轮连接，通过同步带上的同步带夹控制导向杆上的推架作直线运动，进而控制安装在推架上的推料板推动石墨碳棒在推料槽上运动；

所述的夹紧旋转单元由箱体、前盖、皮带轮、弹簧夹头、主轴、弹簧、拉杆、旋紧螺母、活塞、气缸体以及端盖组成，箱体安装在料架上，其左部装有气缸体、活塞和端盖，活塞的右边紧挨着拉杆的左轴肩，拉杆安装在中空的主轴中，其右侧与弹簧夹头相连，拉杆的右半单元处装有弹簧，且其右轴肩顶着弹簧；主轴通过旋紧螺母安装在箱体中，主轴的右边单元装有皮带轮，并用前盖封闭在箱体中，用于传递旋转运动；

所述的车刀架单元包括底座、横向压板、横向导轨、横向导轨滑块、横向步进电机、传动箱、联轴器、横向丝杆、横向螺母支架、下滑板、纵向压板、纵向导轨、纵向导轨滑块、纵向步进电机、纵向丝杆、纵向螺母支架、上滑板、钻头座、麻花钻、外圆刀座、外圆车刀、槽刀座、槽刀以及接料盒，底座安装在机柜的右上部，其上装有传动箱，横向步进电机通过联轴器与横向丝杆连接，横向丝杆和联轴器通过传动箱固定在底座上，横向导轨在横向压板的作用力下固定在底座上；下滑板安装在横向导轨滑块上，横向步进电机通过横向丝杆上的横向螺母支架控制下滑板作横向直线运动；纵向步进电机同样通过联轴器与纵向丝杆连接，纵向丝杆和联轴器通过传动箱固定在下滑板上，纵向导轨在纵向压板的作用力下固定在下滑板上；上滑板通过螺钉安装在纵向导轨滑块上，纵向步进电机通过纵向丝杆上的纵向螺母支架控制上滑板作纵向直线运动；麻花钻、外圆车刀、槽刀分别通过钻头座、外圆车刀座和槽刀座安装在上滑板上，随着下滑板和上滑板的运动而做横向和纵向两个方向的运动，接料盒通过螺栓安装在上滑板上。