CN111992741B - 尾座浮动卡紧式炭电极外圆加工车床 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的尾座浮动卡紧式炭电极外圆加工车床，包括床尾卡具、床头卡具，床尾卡具包括四爪卡盘、连接轴、锥形座、若干卡条，连接轴与四爪卡盘连接，锥形座与连接座固定连接，所述锥形座具有锥形面，用于与炭块的尾端锥形坯面接触，若干卡条设置于锥形座的表面上，本发明中，由于外圆加工时，为了避免炭块松动，床尾卡具、床头卡具二者将炭块紧密卡合限定，卡条的设置，不仅能够保证锥形座与炭块紧密接触，还能是锥形座与炭块尾端锥形坯面之间间隔距离，残留空气，避免大面积面面接触，较易分离。并且凸台的设置，能够增大卡条与炭块的摩擦力，加强卡合紧密效果。
Description
技术领域
本发明涉及炭电极加工技术领域，尤其涉及一种尾座浮动卡紧式炭电极外圆加工车床。
背景技术
炭和石墨材料是以碳元素为主的非金属固体材料，其中炭材料基本上由非石墨质碳组成的材料，而石墨材料则是基本上由石墨质碳组成的材料。为了简便起见，有时也把炭和石墨材料统称为炭素材料（或碳材料）。炭块按用途可分为高炉炭块、铝用炭块、电炉块等。炭素制品按加工深度高低可分为炭制品、石墨制品、炭纤维和石墨纤维等。
以炭质材料如无烟煤和冶金焦（或石油焦）为原料、煤沥青为粘结剂，不经过石墨化，经压制成型而烧成的导电电极，用于矿热炉、高炉、煅烧炉导电电机。
炭块的尺寸形状有严格的要求，对于外圆的尺寸以及表面光滑度均有一定的要求，外圆表面光滑整洁有助于把持器的紧密把持，面面接触后，通电时利于电流流过，降低接触损耗。现有的炭块外圆加工车床，常规的由外部卡合、外部车削的方式，例如专利号为CN201821997755.3，其外圆加工采用外部车削式，这就存在夹具夹持的部位无法加工，或者需要二次移动卡具再加工，或者需要将夹持部位切掉，造成产品浪费。也有采用内部卡合、外部加工的方式，但这些结构都存在缺陷，无法适应炭块锥形坯面的形状。
发明内容
有必要提出一种尾座浮动卡紧式炭电极外圆加工车床。
一种尾座浮动卡紧式炭电极外圆加工车床，包括床尾卡具、床头卡具，所述床头卡具和床尾卡具相对设置于机架的两端，所述床尾卡具包括四爪卡盘、连接轴、锥形座、若干卡条，所述四爪卡盘用于与车床的床尾驱动连接，用于带动四爪卡盘周向转动，连接轴与四爪卡盘连接，锥形座与连接座固定连接，所述锥形座具有锥形面，用于与炭块的尾端锥形坯面接触，若干卡条设置于锥形座的表面上，卡条为细长条状，沿着锥形座的轴向方向设置，卡条的端面设置若干凸台，凸台具有尖锐端部，用于与炭块的尾端锥形坯面接触，增大摩擦力，增大接触贴合紧密度。
优选的，所述卡条与锥形座表面固定连接。
优选的，还在锥形座的表面上开设若干安装槽，安装槽的开设方向为沿着锥形座的轴向方向，若干卡条设置于所述安装槽内，还在安装槽内设置若干弹性件，所述弹性件设置于安装槽与卡条之间。
优选的，所述弹性件为弹簧。
优选的，所述安装槽为T型槽，所述卡条下端具有与T型槽匹配的T型凸台，以供二者插入卡接。
优选的，所述尾座浮动卡紧式炭电极外圆加工车床还包括外卡盘，外卡盘为一圆盘，与锥形座固定连接，还在外卡盘上设置若干端面顶杆，端面顶杆的尾部与外卡盘螺纹连接，头部为尖部，以与炭块的尾部端面紧密接触。
优选的，所述床头卡具包括芯轴、支座，所述支座与车床架体连接，芯轴与支座轴连接，芯轴用于与炭块的头部卡接，以与床尾卡具共同作用将炭块卡紧。
优选的，还在车床底部设置丝杠、滑块，所述床头卡具的支座与车床滑动连接，滑块与支座连接，滑块与丝杠滑动连接，滑块与外部驱动或人工手动连接，以带动支座沿着车床前后移动，实现床头卡具的位置调整。
本发明中，由于外圆加工时，为了避免炭块松动，床尾卡具、床头卡具二者将炭块紧密卡合限定，加工完毕后，若采用无卡条的面面接触，二者之间参与空气很少，气压小于外界气压，使二者处于负压接触连接，非常难以分离，若采用强力机械分离，会损害炭块的尾端锥形坯面。卡条的设置，不仅能够保证锥形座与炭块紧密接触，还能是锥形座与炭块尾端锥形坯面之间间隔距离，残留空气，避免大面积面面接触，较易分离。并且凸台的设置，能够增大卡条与炭块的摩擦力，加强卡合紧密效果。
附图说明
图1为尾座浮动卡紧式炭电极外圆加工车床的示意图。
图2、3为图1的主视图、右视图。
图4为图2中沿着A-A的剖视图。
图5为锥形座的主视结构示意图。
图6为图5中沿着C-C的剖视图。
图7为锥形座的俯视结构示意图。
图8为图7中沿着B-B的剖视图。
图9、10为两种状态示意图，图9为炭块的尾端锥形坯面的凹陷部位101的卡接示意图。图10为炭块的尾端锥形坯面的凸出部位102的卡接示意图。
图中：床尾卡具11、四爪卡盘111、连接轴112、锥形座113、安装槽1131、弹性件1132、T型槽1133、T型凸台1134、外卡盘1135、端面顶杆1136、卡条114、凸台115、床头卡具21、芯轴211、支座212、丝杠31、滑块32、炭块100、凹陷部位101、凸出部位102。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
参见图1-10，本发明实施例提供了一种尾座浮动卡紧式炭电极外圆加工车床，包括床尾卡具11、床头卡具21，所述床头卡具21和床尾卡具11相对设置于机架的两端，所述床尾卡具11包括四爪卡盘111、连接轴112、锥形座113、若干卡条114，所述四爪卡盘111用于与车床的床尾驱动连接，用于带动四爪卡盘111周向转动，连接轴112与四爪卡盘111连接，锥形座113与连接座固定连接，所述锥形座113具有锥形面，用于与炭块100的尾端锥形坯面接触，若干卡条114设置于锥形座113的表面上，卡条114为细长条状，沿着锥形座113的轴向方向设置，卡条114的端面设置若干凸台115，凸台115具有尖锐端部，用于与炭块100的尾端锥形坯面接触，增大摩擦力，增大接触贴合紧密度。
进一步，所述卡条114与锥形座113表面固定连接，例如焊接连接。
进一步，还在锥形座113的表面上开设若干安装槽1131，安装槽1131的开设方向为沿着锥形座113的轴向方向，若干卡条114设置于所述安装槽1131内，还在安装槽1131内设置若干弹性件1132，所述弹性件1132设置于安装槽1131与卡条114之间。
进一步，所述弹性件1132为弹簧。
当炭块100的尾端锥形坯面因为加工原因不是圆形时，例如某个部位凹陷或凸出，形成类似于椭圆形表面，原有设计中锥形面上的若干卡条114的端面形成一个锥形面，当插入炭块100时，局部凹陷或凸出位置就不能与卡条114接触，对炭块100起不到卡紧作用，炭块100的重量较大，较小的也要几百公斤，较大的由1、2吨重量，若某个局部不能被接触固定，或造成炭块100安装不稳定，严重者会发生安全事故。
另一种替代方案中，若将至少一个卡条114设置为凹陷会凸出件，即与锥形座113表面连接时，特意将其表面设置的高于其他卡条114表面，为了适应局部凹陷或凸出的局部位置，可见，该方案不具有通用性，因为每一个产品，其尾端锥形坯面的形状是无法预判的，只有安装后才知道是否为规则面。所以，该方案是不可行的。
本方案，将卡条114设置为浮动式的，弹簧的选择可以为多个，且其弹性系数可以根据需要选择为较大的，通常状态下，弹簧处于正常状态，将卡条114顶紧，处于最高位置；当局部出现凹陷时，凹陷部位101的弹簧处于正常状态，将卡条114顶紧至最高位置，与凹陷部位101接触，其他弹簧自适应略微被压缩，使卡条114也保持与炭块100紧密接触的状态；当炭块100的坯面出现局部凸出部位102时，该部位的弹簧被压缩，使得卡条114仍与炭块100紧密接触。
该方案中，由于弹性件1132的设置，使得卡条114自适应炭块100的形状，自行调整，始终保持与炭块100的紧密接触。本方案应用于炭块100的外圆加工，在床尾卡具11、床头卡具21将炭块100卡紧后，由驱动带动床尾卡具11旋转，进而带动炭块100旋转，采用外部刀具对炭块100的外部圆周面进行加工，且为内部卡紧式、外部刀具加工式。
进一步，所述安装槽1131为T型槽1133，所述卡条114下端具有与T型槽1133匹配的T型凸台1134，以供二者插入卡接。
床尾卡具11与炭块100内部卡合后，外部刀具加工外圆时，二者产生的是周向方向的摩擦力，卡合工具不会占据外圆的表面，使得外圆100%被加工，无任何浪费；由于卡条114和炭块100之间的作用力不仅是径向方向的，还有周向方向的，所以炭块100会反作用于卡条114，为了稳定卡条114、弹性件1132，本方案采用T型键槽连接的方向，卡条114的下半部分被T型槽1133包裹限制，T型槽1133形成了卡条114径向方向的伸出或缩回的导向作用，还起到了轴向方向对卡条114的限定和保护，避免卡条114脱出T型槽1133，或弯折断裂，增加其与炭块100接触的稳定性。
进一步，所述尾座浮动卡紧式炭电极外圆加工车床还包括外卡盘1135，外卡盘1135为一圆盘，与锥形座113固定连接，还在外卡盘1135上设置若干端面顶杆1136，端面顶杆1136的尾部与外卡盘1135螺纹连接，头部为尖部，以与炭块100的尾部端面紧密接触。该方案作为进一步的辅助顶紧定位结构，炭块100安装完毕后，通过旋拧端面顶杆1136，将头部与炭块100紧密接触，实现顶紧，加工完毕后，反向旋紧该端面顶杆1136，即可卸下，该方案也是与炭块100的端面接触，适用于炭块100外圆加工，不占用外圆的任何表面积，使得外圆100%被加工，无任何浪费。
进一步，所述床头卡具21包括芯轴211、支座212，所述支座212与车床架体连接，芯轴211与支座212轴连接，芯轴211用于与炭块100的头部卡接，以与床尾卡具11共同作用将炭块100卡紧。
进一步，还在车床底部设置丝杠31、滑块32，所述床头卡具21的支座212与车床滑动连接，滑块32与支座212连接，滑块32与丝杠31滑动连接，滑块32与外部驱动或人工手动连接，以带动支座212沿着车床前后移动，实现床头卡具21的位置调整。
本发明实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。
以上所揭露的仅为本专利文件较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，而且在不背离本发明的精神或 基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。因此，无论从哪一点来看，均应将 实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说 明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明 内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (5)
1.一种尾座浮动卡紧式炭电极外圆加工车床，其特征在于：包括床尾卡具、床头卡具，所述床头卡具和床尾卡具相对设置于机架的两端，所述床尾卡具包括四爪卡盘、连接轴、锥形座、若干卡条，所述四爪卡盘用于与车床的床尾驱动连接，用于带动四爪卡盘周向转动，连接轴与四爪卡盘连接，锥形座与连接座固定连接，所述锥形座具有锥形面，用于与炭块的尾端锥形坯面接触，若干卡条设置于锥形座的表面上，卡条为细长条状，沿着锥形座的轴向方向设置，卡条的端面设置若干凸台，凸台具有尖锐端部，用于与炭块的尾端锥形坯面接触，增大摩擦力，增大接触贴合紧密度，还在锥形座的表面上开设若干安装槽，安装槽的开设方向为沿着锥形座的轴向方向，若干卡条设置于所述安装槽内，还在安装槽内设置若干弹性件，所述弹性件设置于安装槽与卡条之间，其中，所述安装槽为T型槽，所述卡条下端具有与T型槽匹配的T型凸台，以供二者插入卡接。
2.如权利要求1所述的尾座浮动卡紧式炭电极外圆加工车床，其特征在于：所述弹性件为弹簧。
3.如权利要求1所述的尾座浮动卡紧式炭电极外圆加工车床，其特征在于：所述尾座浮动卡紧式炭电极外圆加工车床还包括外卡盘，外卡盘为一圆盘，与锥形座固定连接，还在外卡盘上设置若干端面顶杆，端面顶杆的尾部与外卡盘螺纹连接，头部为尖部，以与炭块的尾部端面紧密接触。
4.如权利要求1所述的尾座浮动卡紧式炭电极外圆加工车床，其特征在于：所述床头卡具包括芯轴、支座，所述支座与车床架体连接，芯轴与支座轴连接，芯轴用于与炭块的头部卡接，以与床尾卡具共同作用将炭块卡紧。
5.如权利要求1所述的尾座浮动卡紧式炭电极外圆加工车床，其特征在于：还在车床底部设置丝杠、滑块，所述床头卡具的支座与车床滑动连接，滑块与支座连接，滑块与丝杠滑动连接，滑块与外部驱动或人工手动连接，以带动支座沿着车床前后移动，实现床头卡具的位置调整。
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