CN104816388B - 坩埚加工刀具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种坩埚加工刀具，包括沿前后方向延伸的刀体，刀体上通过转动中心轴线沿前后方向延伸的转动结构转动装配有转杆，转杆的前端设有摆动刀杆，摆动刀杆上设有用于在转杆带动摆动刀杆朝内转动时切削坩埚毛坯中心的芯柱的前端芯柱段的径向刀头，所述的转杆和刀体之间设有向转杆施加迫使转杆带动摆动刀杆朝内转动的作用力的弹性件。切削过程中，由弹性件向转杆施加作用力以迫使径向刀头进给，不需要再由人工根据经验驱动转杆转动来实现切削进给，降低了工人的劳动强度，同时，保证切削质量的稳定性。

Description

坩埚加工刀具

技术领域

本发明涉及一种坩埚加工刀具。

背景技术

现有的石墨坩埚加工是在普通车床上用内孔车刀进行加工的，留出坩埚侧壁和底部的厚度，将坩埚内腔材料全部切碎后去除，然后加工出坩埚成品。但这种采用普通车刀加工坩埚的加工方法中，坩埚内腔的材料变为切屑白白浪费掉，无法对其形成有效的利用，材料利用率低。

在授权公告号为CN203831589U的中国实用新型专利中公开了一种石墨坩埚的加工套，包括沿前后方向延伸的套筒形刀体，刀体前端的环形端面上关于套筒形刀体的中心线对称布置有两个用来掏坩埚的刀头，这两个刀头为用于进行坩埚加工的轴向刀头，通过这两个轴向刀头可以在坩埚毛坯上加工出环槽以形成坩埚毛坯中心的芯柱，在刀体外周面上设有凸槽，凸槽内放置有转杆，转杆前端设有用于切除坩埚毛坯中心的芯柱的切刀，该切刀包括与转杆垂直设置的刀杆和设置于刀体端部的径向刀头，在转杆后端联接有操作手柄。使用时，利用刀体前端的环形端面上设有的两个轴向刀头对石墨型材即坩埚毛坯进行加工，这样可以在石墨型材上掏出一个环槽，在石墨型材中心位置处形成中心芯柱，然后操纵操作手柄使切刀向内转动，由径向刀头对芯柱的前端芯柱段进行切割，将芯柱切除下来，基本完成对坩埚的加工。然后利用切除下来的芯柱加工出更小尺寸的坩埚，提高对材料的利用率。

但这种加工套在使用时，需要手动缓慢地搬动手柄驱动转杆转动，完全由人工手动控制转杆转动幅度以控制径向刀头的切削进给量，由于径向切刀位于环槽内部，完全依靠工人的手感经验来控制切削进给量，工人劳动强度较大，加工效率低，且容易发生进给量过大而损坏径向刀头的事故，影响径向刀头的使用寿命。

发明内容

本发明提供一种坩埚加工刀具，以解决现有技术中存在的依靠手动驱动转杆带着径向刀头转动的技术问题。

本发明所提供的坩埚加工刀具的技术方案是：坩埚加工刀具，包括沿前后方向延伸的刀体，刀体上通过转动中心轴线沿前后方向延伸的转动结构转动装配有转杆，转杆的前端设有摆动刀杆，摆动刀杆上设有用于在转杆带动摆动刀杆朝内转动时切削坩埚毛坯中心的芯柱的前端芯柱段的径向刀头，所述的转杆和刀体之间设有向转杆施加迫使转杆带动摆动刀杆朝内转动的作用力的弹性件。

所述的刀体为圆柱形套筒结构，刀体的圆柱形外周面上凹设有沿前后方向延伸的安装槽，所述转杆通过所述转动结构转动装配在所述安装槽中。

所述的摆动刀杆为曲率与刀体的圆周曲率相同的弧形刀杆。

所述的刀体的前端面上凹设有用于容纳所述弧形刀杆的缺口。

所述的刀体的与前后方向垂直的截面呈扇环形，所述转杆通过所述转动结构转动装配在所述刀体的沿圆周方向处于刀体端部的安装端面上。

所述的转杆在绕所述转动结构的转动中心轴线转动的行程上具有使所述刀体和摆动刀杆进入坩埚毛坯的环槽中的初始工作位，刀体和转杆之间设有用于将转杆锁止在所述初始工作位的锁止结构。

所述的弹性件为套装在转杆上的扭簧或为一端与转杆传动连接、另一端与刀体传动连接的拉簧。

所述的弹性件为所述的拉簧，所述转杆的后端固设有与转杆垂直布置的手柄，所述拉簧通过所述手柄与转杆传动连接。

所述的转杆和刀体之间设有用于在转杆带着摆动刀杆向内转动以由径向刀头切削前端芯柱段至设定径向尺寸时与转杆挡止配合的挡止结构。

所述的转动结构的转动中心轴线与所述坩埚毛坯中心的芯柱的中心轴线的间距为Ｒ，坩埚毛坯中心的芯柱的前端芯柱段的设计半径为ｒ，径向刀头与所述转动结构的转动中心轴线的间距Ｌ满足公式Ｌ^２≥Ｒ^２－ｒ^２。

本发明的有益效果是：本发明所提供的坩埚加工刀具中，在转杆和刀体之间设有弹性件，由弹性件向转杆施加作用力，迫使转杆带动摆动刀杆朝内转动以由径向刀头对坩埚毛坯中心的芯柱的前端芯柱段进行切削，切削过程中，由弹性件向转杆施加作用力以迫使径向刀头进给，不需要再由人工根据经验驱动转杆转动来实现切削进给，降低了工人的劳动强度，同时，保证切削质量的稳定性。

进一步的，刀杆为圆柱形套筒结构，刀体的圆柱形外周面上凹设有安装槽，而转杆转动装配在安装槽中，这样可以避免将转杆设置于刀体的圆柱形外周面外而带来的各种影响。

进一步的，刀体的前端面上凹设有缺口以用于容纳弧形刀杆，这样便于刀体带着弧形刀杆进入坩埚毛坯的环槽中。

进一步的，刀体的与前后方向垂直的截面呈扇环形，与现有技术中的套筒式结构的刀体相比，扇环形刀体的整体尺寸较小，制作成本相对较低。且可以较为方便的将转杆转动装配在刀体的安装端面上，不需要额外增大坩埚毛坯的环槽尺寸，降低加工成本。

进一步的，在刀体和转杆之间设有用于将转杆锁止在初始工作位处的锁止结构，以使得刀体和摆动刀杆进入坩埚毛坯的环槽中，不会因为弹性件的作用力驱动摆动刀杆向内摆动导致摆动刀杆无法进入坩埚毛坯的环槽中。

进一步的，弹性件为扭簧或拉簧，便于设计安装，可降低成本。

进一步的，拉簧布置在手柄和刀体之间，这样可以相对增大拉簧施加在转杆上的扭转作用力的力臂，保证扭转力矩。

进一步的，由于为了防止径向刀头将坩埚毛坯中心的芯柱完全切除下来而砸坏刀具，在径向刀头切削前端芯柱段的径向尺寸达到设定的径向尺寸时，由挡止结构与转杆挡止配合，避免径向刀头继续对前端芯柱段形成切削，提高安全系数。

进一步的，转动结构的转动中心轴线与所述坩埚毛坯中心的芯柱的中心轴线的间距为Ｒ，坩埚毛坯中心的芯柱的前端芯柱段的设计半径为ｒ，径向刀头与转动结构的转动中心轴线的间距Ｌ满足公式Ｌ^２≥Ｒ^２－ｒ^２，当径向刀头切削前端芯柱段至半径等于设计半径ｒ时，由于径向刀头与转动结构的转动中心轴线的间距Ｌ的限制，径向刀头将越过前端芯柱段，径向刀头无法继续对芯柱的前端芯柱段进行切削，从而可以将具有设计半径ｒ的前端芯柱段的芯柱留在坩埚毛坯上，避免直接切除而砸坏刀具。

附图说明

图1是本发明所提供的坩埚加工刀具的一种实施例的结构示意图；

图2是使用图1所述坩埚加工刀具加工坩埚时的结构示意图；

图3是图2中转动结构的转动中心轴线和径向刀头的间距、前端芯柱段的半径以及转动结构的转动中心轴线与前端芯柱段的间距的关系原理图。

具体实施方式

如图1、图2所示，一种坩埚加工刀具的实施例，该实施例中的坩埚加工刀具包括沿前后方向延伸的刀体1，刀体1为圆柱形套筒结构，在刀体1的圆柱形外周面上凹设有沿前后方向延伸的安装槽10，安装槽10中通过转动中心轴线沿前后方向延伸的转动结构转动装配有转杆3，转杆3的前端设有摆动刀杆4，该摆动刀杆4的背离转杆3的一端设有用于在转杆3带动摆动刀杆4朝内转动时切削坩埚毛坯8中心的芯柱的前端芯柱段11的径向刀头5，转杆3和刀体1之间设有向转杆施加迫使转杆带动摆动刀杆4朝内转动的作用力的弹性件，此处的弹性件具体为一端与转杆传动连接、另一端与刀体传动连接的拉簧9，转杆3的后端固设有与转杆3垂直布置的手柄6，所述拉簧9通过所述手柄6与转杆3传动连接。

本实施例中，摆动刀杆4为曲率与刀体1的圆周曲率相同的弧形刀杆。且在刀体1的前端面上凹设有用于容纳所述弧形刀杆的缺口。在刀体1的后端还设有用于安装刀体1的刀柄7。

另外，在本实施例中，在刀体1的前端面上还设有多个轴向刀头2，使用时，首先利用轴向刀头在坩埚毛坯8上加工出环槽，再使刀体1及摆动刀杆4、转杆3进入环槽中，并由拉簧9向转杆3施加迫使转杆3带着摆动刀杆4向内转动的作用力，转杆3在绕所述转动结构的转动中心轴线转动的行程上具有初始工作位，该初始工作位使得所述刀体1和摆动刀杆4可以进入坩埚毛坯的环槽中，并且，为了保证其在进入环槽的过程中始终处于初始工作位上，在刀体1和转杆3之间设有用于将转杆3锁止在所述初始工作位的锁止结构，锁止结构具体可采用卡扣结构或者采用插销结构。

本实施例中，为了防止转杆3在带着摆动刀杆4向内转动时由径向刀头5切除坩埚毛坯8中心的芯柱而砸坏刀具，在转杆3和刀体1之间设有用于在转杆3带着摆动刀杆4向内转动以由径向刀头5切削前端芯柱段11至设定径向尺寸时与转杆3挡止配合的挡止结构，挡止结构与转杆挡止配合，防止转杆继续向内转动而切削前端芯柱段。在前端芯柱段达到设定尺寸时，将刀具取出，手动敲击去除芯柱。

当然，也可以如图3所示，对应设计布置转杆的转动中心轴线和径向刀头的间距、前端芯柱段的半径以及转杆的转动中心轴线与前端芯柱段的间距的关系，由于径向刀头与前端芯柱段的外周面相切，这样，径向刀头与转动结构的转动中心轴线的垂直连线与坩埚毛坯中心的芯柱的前端芯柱段的外周面相切，这样一来，转动结构的转动中心轴线与所述坩埚毛坯中心的芯柱的中心轴线的间距为Ｒ，坩埚毛坯中心的芯柱的前端芯柱段的设计半径为ｒ，径向刀头与转动结构的转动中心轴线的间距Ｌ，三者满足公式Ｌ^２≥Ｒ^２－ｒ^２。

上述实施例中，弹性件为拉簧，在其他实施例中，弹性件也可以选择套装在转杆上的扭簧。

上述实施例中，设置锁止结构以使得转杆处于初始工作位，在其他实施例中，也可以省去锁止结构，而由人工手动操作将转杆定位在初始工作位，只要保证刀体及摆动刀杆进入坩埚毛坯上由轴向刀头加工出来的环槽中即可。

上述实施例中，刀体为圆柱形套筒结构，在其他实施例中，刀体也可以为其他结构，如使刀体的与前后方向垂直的截面呈扇环形，此时，可以将轴向刀头固设在刀体的前端面上，而将转杆通过转动结构转动装配在刀体的沿圆周方向处于刀体端部的安装端面上，同样可以在刀体和转杆之间设置有向转杆施加迫使转杆带着摆动刀杆向内转动的作用力的弹性件。摆动刀杆可以为弧形刀杆，弧形刀杆的曲率可以与扇环形的刀体的曲率相同。还可以在刀体的前端面上设置用于容纳摆动刀杆的缺口。

Claims (10)

1.坩埚加工刀具，包括沿前后方向延伸的刀体，刀体上通过转动中心轴线沿前后方向延伸的转动结构转动装配有转杆，转杆的前端设有摆动刀杆，摆动刀杆上设有用于在转杆带动摆动刀杆朝内转动时切削坩埚毛坯中心的芯柱的前端芯柱段的径向刀头，其特征在于：所述的转杆和刀体之间设有向转杆施加迫使转杆带动摆动刀杆朝内转动的作用力的弹性件。

2.根据权利要求1所述的坩埚加工刀具，其特征在于：所述的刀体为圆柱形套筒结构，刀体的圆柱形外周面上凹设有沿前后方向延伸的安装槽，所述转杆通过所述转动结构转动装配在所述安装槽中。

3.根据权利要求2所述的坩埚加工刀具，其特征在于：所述的摆动刀杆为曲率与刀体的圆周曲率相同的弧形刀杆。

4.根据权利要求3所述的坩埚加工刀具，其特征在于：所述的刀体的前端面上凹设有用于容纳所述弧形刀杆的缺口。

5.根据权利要求1所述的坩埚加工刀具，其特征在于：所述的刀体的与前后方向垂直的截面呈扇环形，所述转杆通过所述转动结构转动装配在所述刀体的沿圆周方向处于刀体端部的安装端面上。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的坩埚加工刀具，其特征在于：所述的转杆在绕所述转动结构的转动中心轴线转动的行程上具有使所述刀体和摆动刀杆进入坩埚毛坯的环槽中的初始工作位，刀体和转杆之间设有用于将转杆锁止在所述初始工作位的锁止结构。

7.根据权利要求1至5中任意一项所述的坩埚加工刀具，其特征在于：所述的弹性件为套装在转杆上的扭簧或为一端与转杆传动连接、另一端与刀体传动连接的拉簧。

8.根据权利要求7所述的坩埚加工刀具，其特征在于：所述的弹性件为所述的拉簧，所述转杆的后端固设有与转杆垂直布置的手柄，所述拉簧通过所述手柄与转杆传动连接。

9.根据权利要求1至5中任意一项所述的坩埚加工刀具，其特征在于：所述的转杆和刀体之间设有用于在转杆带着摆动刀杆向内转动以由径向刀头切削前端芯柱段至设定径向尺寸时与转杆挡止配合的挡止结构。

10.根据权利要求1至5中任意一项所述的坩埚加工刀具，其特征在于：所述的转动结构的转动中心轴线与所述坩埚毛坯中心的芯柱的中心轴线的间距为Ｒ，坩埚毛坯中心的芯柱的前端芯柱段的设计半径为ｒ，径向刀头与所述转动结构的转动中心轴线的间距Ｌ满足公式Ｌ^２≥Ｒ^２－ｒ^２。