CN117287966A - 一种高效成型生产键合丝用坯料短节的熔炼装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效成型生产键合丝用坯料短节的熔炼装置及方法，本发明涉及成型生产键合丝用坯料短节的技术领域，炉体的顶壁上设置有用于搅拌坩埚内金属材料块的搅拌组件，主轴下端部的柱面上固设有多个叶片，主轴的柱面上经销轴铰接有位于坩埚内的拨板，拨板与主轴的柱面上固设有弹簧，拨板的顶表面上旋转安装有轮子，在弹簧的弹力作用下，轮子抵靠在任意一个弧形凸起上；龙门架横梁的顶表面上固设有下拉油缸，连接座的右端面上固设有位于导向孔左侧的左切断油缸和水平油缸。本发明的有益效果是：极大提高金属材料熔化效率、极大提高坯料短节成型效率、自动化程度高。

Description

一种高效成型生产键合丝用坯料短节的熔炼装置及方法

技术领域

本发明涉及成型生产键合丝用坯料短节的技术领域，特别是一种高效成型生产键合丝用坯料短节的熔炼装置及方法。

背景技术

键合丝是封装的关键材料之一，它的功能是实现半导体芯片与引脚的电连接，起着芯片与外界的电流导入和导出的作用。键合丝是由比其直径更大、长度为1~1.2m的圆柱形坯料短节生产而成，即通过拉丝设备逐渐将圆柱形坯料短节拉丝成直径更细小的键合丝，其中，坯料短节42的结构如图1所示。

其中，车间内使用如图2~图3所示的熔炼装置来成型出多根所需的坯料短节，该熔炼装置包括龙门架1，龙门架1横梁上设置有真空及冷却部2，真空及冷却部2上设置有金属熔炼部3，真空及冷却部包括真空筒4和冷却筒5，真空筒4固设于龙门架1的横梁上，真空筒4的外侧壁上固设有真空泵6，真空泵6的工作端口与真空筒4连通，冷却筒5位于真空筒4内，且固设于真空筒4的底壁上，冷却筒5内开设有贯穿其顶底表面的中心孔7，冷却筒5内开设有位于中心孔7外部的环形水腔8，环形水腔8两侧分别固设有与其连通的进水管9和出水管10；真空筒4的底壁上开设有位于中心孔7正下方的导向孔11；

金属熔炼部3包括固设于真空筒4顶端口内的炉体12，炉体12内且位于其底壁上固设有坩埚13，炉体12的底壁上还开设有多个连通真空筒4的通槽14，坩埚13的底部固设有伸入于真空筒4的石英套管15，坩埚13的外柱面上缠绕有多圈加热线圈16，炉体12的顶壁上设置有用于搅拌坩埚13内金属材料块的搅拌组件，搅拌组件的叶片24位于坩埚13内，炉体12的顶壁上固设有加料管17，加料管17的下端口延伸于坩埚13的正上方；

龙门架1横梁上设置有用于牵引坯料的牵引部，牵引部包括固设于横梁上的升降油缸18，升降油缸18活塞杆的作用端上固设有升降板19，升降板19上固设有牵引棒20，牵引棒20的上端部顺次贯穿导向孔11、中心孔7且伸入于石英套管15内，以将石英套管15封堵住。

车间内采用该熔炼装置来成型出多根所需的坯料短节的方法是：

S1、坯料生产用金属材料块的投料：工人经加料管17的顶端口内投放金属材料块，金属材料块在自身重力下，顺次贯穿加料管17、加料管17的末端口，最后落入到坩埚13内，而后工人采用盖板将加料管17的顶端口封堵住，从而实现了金属材料块的投料，此时真空筒4和炉体12处于密闭环境；

S2、金属材料块的熔化，其具体操作步骤为：

S21、控制真空泵6启动，真空泵6对真空筒4内腔、通槽14和炉体12内腔抽真空；

S22、接通与加热线圈16相连的电源，电源给加热线圈16通电，加热线圈16上产生的热量传递给坩埚13内的金属材料块，金属材料块受热而熔化；

S23、控制搅拌组件的电机启动，电机带动叶片24旋转，叶片24在水平方向搅动位于坩埚13内的金属材料块，当电机工作一段时间后，即可将坩埚13内的所有金属材料块熔化掉，熔化后，在坩埚13内得到金属熔融液；

S3、坯料的成型，其具体操作步骤为：

S31、向进水管9内通入冷却液，冷却液在泵压下，顺次经进水管9、冷却筒5的环形水腔8，最后从出水管10排放到外部，其中，冷却液在流经环形水腔8时，冷却液将冷量传递到冷却筒5的内壁上，以降低中心孔7内的温度；

S32、控制升降油缸18的活塞杆向下伸出，活塞杆带动升降板19向下运动，升降板19带动牵引棒20向下运动，牵引棒20向下引流坩埚13内的金属熔融液，当金属熔融液引流到冷却筒5的中心孔7内时，由于中心孔7内温度低，从而对引流到中心孔7内的金属熔炼液进行冷却，以成型出连续的坯料41，如图4所示；

S33、随着牵引棒20的继续向下运动，坯料41随着牵引棒20继续向下运动，当升降油缸18的活塞杆完全伸出后，即将成型出的坯料41牵引到真空筒4的下方，如图5所示；

S4、坯料短节42的成型，其具体操作步骤为：

S41、工人用刀具将成型出的坯料41的上端部切断，切断方向如图5中虚线所示，切断后，即可成型出第一根坯料短节42；

S42、工人向下拉坯料41的切断部，以将真空筒4内的坯料41下拉到真空筒4的下方；当坯料41被下拉下来后，工人用刀具继续切断坯料41的上端部；当切断后，即可成型出第二根坯料短节42；

S43、工人重复步骤S42的操作多次，即可连续地成型出多根所需的坯料短节42。

然而，这种熔炼装置虽然能够成型出多根所需的坯料短节，但是在实际的操作中，仍然反应出以下技术缺陷：

I、在步骤S2中，做水平方向转动的叶片24在搅动坩埚13内的金属材料块时，还将一部分金属材料块拨动到坩埚13的外边缘上，从而造成大量的金属材料块堆积在坩埚13的外边缘，进而导致堆积在坩埚13外边缘上的金属材料块需要很长时间才能被熔化掉，这无疑是增加了金属材料块的熔化时间，降低了金属材料块的熔化效率，进而降低了后续坯料短节的成型效率。

II、在步骤S41中，每成型出一个坯料短节42前，都需要人工手动操作刀具将坯料41的上端部切断，才能成型出所需的多根坯料短节42，这不仅增加了工人的工作强度，而且降低了坯料短节42的成型效率；此外，在步骤S42中，在每成型出一个坯料短节42前，都需要人工手动向下拉坯料41的切断部，才能将坯料41从真空筒4内拉下来，这不仅增加了工人的工作强度，而且还降低了坯料短节42的成型效率。

因此，亟需一种极大提高金属材料熔化效率、极大提高坯料短节成型效率的高效成型生产键合丝用坯料短节的熔炼装置及方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种极大提高金属材料熔化效率、极大提高坯料短节成型效率、自动化程度高的高效成型生产键合丝用坯料短节的熔炼装置及方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种高效成型生产键合丝用坯料短节的熔炼装置，它包括龙门架，龙门架横梁上设置有真空及冷却部，真空及冷却部上设置有金属熔炼部，真空及冷却部包括真空筒和冷却筒，真空筒固设于龙门架的横梁上，真空筒的外侧壁上固设有与其连通的真空泵，冷却筒固设于真空筒的底壁上，冷却筒内开设有贯穿其顶底表面的中心孔，冷却筒内开设有位于中心孔外部的环形水腔，环形水腔两侧分别固设有与其连通的进水管和出水管；真空筒的底壁上开设有位于中心孔正下方的导向孔；

所述金属熔炼部包括固设于真空筒顶端口内的炉体，炉体内且位于其底壁上固设有坩埚，炉体的底壁上还开设有多个连通真空筒的通槽，坩埚的底部固设有伸入于真空筒的石英套管，坩埚的外柱面上缠绕有多圈加热线圈，炉体的顶壁上固设有加料管，加料管的下端口延伸于坩埚的正上方；

所述龙门架横梁上设置有用于牵引坯料的牵引部，牵引部包括固设于横梁上的升降油缸，升降油缸活塞杆的作用端上固设有升降板，升降板上固设有牵引棒，牵引棒的上端部顺次贯穿导向孔、中心孔且伸入于石英套管内，以将石英套管封堵住，所述炉体的顶壁上设置有用于搅拌坩埚内金属材料块的搅拌组件，搅拌组件包括固设于炉体顶表面上的电机、固设于坩埚顶表面上的环形圈，电机的输出轴伸入于炉体内，且延伸端上连接有主轴，主轴的下端部贯穿环形圈且伸入于坩埚内，主轴下端部的柱面上固设有多个叶片；所述环形圈的内壁上沿其圆周方向间隔固设有多个弧形凸起，每相邻两个弧形凸起之间均形成有弧形槽，所述主轴的柱面上经销轴铰接有位于坩埚内的拨板，拨板与主轴的柱面上固设有弹簧，拨板的顶表面上旋转安装有轮子，在弹簧的弹力作用下，轮子抵靠在任意一个弧形凸起上；

所述龙门架横梁的顶表面上固设有下拉油缸，下拉油缸的活塞杆贯穿横梁，且延伸端上固设有连接座，连接座的右端面上固设有位于导向孔左侧的左切断油缸和水平油缸，水平油缸位于左切断油缸的正上方，水平油缸的活塞杆贯穿连接座且延伸端上固设有夹持油缸，夹持油缸的夹头朝右设置，所述左切断油缸活塞杆的作用端上固设有左切刀；所述导向孔的右侧设置有固设于真空筒底表面上的右切断油缸，右切断油缸活塞杆的作用端上固设有右切刀，右切刀与左切刀左右相对立设置。

所述进水管和出水管贯穿真空筒的外侧壁设置。

所述导向孔与牵引棒滑动配合。

所述炉体的侧壁上开设有过线孔，所述加热线圈的一端贯穿过线孔，且与电源相连接。

所述主轴的柱面上焊接有位于叶片上方的立柱，所述拨板经销轴铰接于立柱上。

所述牵引棒、环形圈、轮子、叶片、立柱、弹簧和主轴均为耐高温材料加工而成。

所述真空筒的底表面上固设有固定座，所述右切断油缸固设于固定座上。

该熔炼装置还包括控制器，所述控制器与升降油缸、下拉油缸、左切断油缸、右切断油缸和电机经信号线电连接。

一种高效成型生产键合丝用坯料短节的方法，它包括以下步骤：

S1、坯料生产用金属材料块的投料：工人经加料管的顶端口内投放金属材料块，金属材料块在自身重力下，顺次贯穿加料管、加料管的末端口、环形圈，最后落入到坩埚内，而后工人采用盖板将加料管的顶端口封堵住，从而实现了金属材料块的投料，此时真空筒和炉体处于密闭环境；

S2、金属材料块的熔化，其具体操作步骤为：

S21、控制真空泵启动，真空泵对真空筒内腔、通槽和炉体内腔抽真空；

S22、接通与加热线圈相连的电源，电源给加热线圈通电，加热线圈上产生的热量传递给坩埚内的金属材料块，金属材料块受热而熔化；

S23、控制搅拌组件的电机启动，电机带动主轴旋转，主轴带动叶片和拨板同步旋转，叶片在水平方向搅动位于坩埚内的金属材料块，同时拨板带动轮子沿着环形圈做周向运动，当轮子从弧形凸起进入到弧形槽内时，拨板在弹簧的弹力作用下，绕着销轴朝向坩埚的内侧旋转，在旋转过程中，拨板将堆积在坩埚外边缘处的金属材料块推向叶片处，从而使堆积在坩埚外边缘处的金属材料块分散开；当轮子从弧形槽运动到弧形凸起处时，拨板绕着销轴朝向坩埚的外侧旋转；当轮子绕着环形圈运动一圈后，即可将坩埚外边缘处的所有堆叠的金属材料块推向叶片；

当电机工作一段时间后，即可将坩埚内的所有金属材料块熔化掉，熔化后，在坩埚内得到金属熔融液；

S3、坯料的成型，其具体操作步骤为：

S31、向进水管内通入冷却液，冷却液在泵压下，顺次经进水管、冷却筒的环形水腔，最后从出水管排放到外部，其中，冷却液在流经环形水腔时，冷却液将冷量传递到冷却筒的内壁上，以降低中心孔内的温度；

S32、控制牵引部的升降油缸的活塞杆向下伸出，活塞杆带动升降板向下运动，升降板带动牵引棒向下运动，牵引棒向下引流坩埚内的金属熔融液，当金属熔融液引流到冷却筒的中心孔内时，由于中心孔内温度低，从而对引流到中心孔内的金属熔炼液进行冷却，以成型出连续的坯料；

S33、随着牵引棒的继续向下运动，坯料随着牵引棒继续向下运动，当升降油缸的活塞杆完全伸出后，即将成型出的坯料牵引到真空筒的下方；

S4、坯料短节的成型，其具体操作步骤为：

S41、控制左切断油缸和右切断油缸的活塞杆伸出，左切断油缸的活塞杆带动左切刀向右运动，同时右切断油缸的活塞杆带动右切刀向左运动，左切刀和右切刀均朝向坯料的上端部方向运动，当左切断油缸和右切断油缸的活塞杆完全伸出后，即可将坯料的上端部切断，切断后，即可成型出第一根坯料短节；

S42、控制左切断油缸和右切断油缸的活塞杆缩回，左切断油缸的活塞杆带动左切刀向左运动，同时右切断油缸的活塞杆带动右切刀向右运动；

S43、控制水平油缸的活塞杆向右伸出，活塞杆带动夹持油缸向右运动，夹持油缸带动其上的夹头向右运动，当水平油缸的活塞杆完全伸出后，夹头套在坯料的切断部；随后控制夹持油缸启动，夹头将坯料的切断部夹持住；控制下拉油缸的活塞杆向下伸出，活塞杆带动连接座向下运动，连接座带动水平油缸和左切断油缸同步向下运动，水平油缸带动夹持油缸向下运动，夹持油缸的夹头带动坯料的切断部向下运动，从而向下拉坯料，坯料从真空筒内向下拉出；当下拉油缸的活塞杆完全伸出后，坯料的切断部刚好碰触到牵引棒上，从而实现了坯料的下拉；

S44、下拉到位后，控制夹持油缸关闭，夹持油缸的夹头松开坯料的切断部，松开后，控制水平油缸的活塞杆向左缩回，活塞杆带动夹持油缸向左运动，进而使夹头与坯料的切断部相分离，分离后，控制下拉油缸的活塞杆向上缩回，活塞杆带动连接座向上运动，连接座带动水平油缸和左切断油缸向上运动，当连接座复位后，重复步骤S41的操作，以将坯料的上端部切断，即可成型出第二根坯料短节；

S5、工人重复步骤S43~S44的操作多次，即可连续地成型出多根所需的坯料短节。

本发明具有以下优点：极大提高金属材料熔化效率、极大提高坯料短节成型效率、自动化程度高。

附图说明

图1为坯料短节的结构示意图；

图2为车间内所使用的熔炼装置的结构示意图；

图3为图2中金属熔炼部的结构示意图；

图4为成型出连续的坯料的示意图；

图5为将成型出的坯料牵引到真空筒的下方的示意图；

图6为本发明的结构示意图；

图7为图6中金属熔炼部的结构示意图；

图8为图7的A向示意图；

图9为环形圈的结构示意图；

图10为图9的俯视图；

图11为冷却筒的结构示意图；

图12为图11的B-B截面示意图；

图13为图6的I部局部放大图；

图14为夹持油缸的结构示意图；

图15为图14的俯视图；

图16为本发明成型出连续的坯料的示意图；

图17为本发明将成型出的坯料牵引到真空筒的下方的示意图；

图18为本发明成型出第一根坯料短节的示意图；

图19为本发明的夹持油缸的夹头将坯料的切断部夹持住的示意图；

图20为本发明的夹持油缸的夹头下拉坯料的示意图；

图中：

1-龙门架，2-真空及冷却部，3-金属熔炼部，4-真空筒，5-冷却筒，6-真空泵，7-中心孔，8-环形水腔，9-进水管，10-出水管，11-导向孔，12-炉体，13-坩埚，14-通槽，15-石英套管，16-加热线圈，17-加料管，18-升降油缸，19-升降板，20-牵引棒；

21-电机，22-环形圈，23-主轴，24-叶片，25-弧形凸起，26-弧形槽，27-销轴，28-拨板，29-弹簧，30-轮子，31-下拉油缸，32-连接座，33-左切断油缸，34-水平油缸，35-夹持油缸，36-夹头，37-左切刀，38-右切断油缸，39-右切刀，40-立柱；

41-坯料，42-坯料短节。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图6~图15所示，一种高效成型生产键合丝用坯料短节的熔炼装置，它包括龙门架1，龙门架1横梁上设置有真空及冷却部2，真空及冷却部2上设置有金属熔炼部3，真空及冷却部包括真空筒4和冷却筒5，真空筒4固设于龙门架1的横梁上，真空筒4的外侧壁上固设有与其连通的真空泵6，冷却筒5固设于真空筒4的底壁上，冷却筒5内开设有贯穿其顶底表面的中心孔7，冷却筒5内开设有位于中心孔7外部的环形水腔8，环形水腔8两侧分别固设有与其连通的进水管9和出水管10，进水管9和出水管10贯穿真空筒4的外侧壁设置真空筒4的底壁上开设有位于中心孔7正下方的导向孔11。

所述金属熔炼部3包括固设于真空筒4顶端口内的炉体12，炉体12内且位于其底壁上固设有坩埚13，炉体12的底壁上还开设有多个连通真空筒4的通槽14，坩埚13的底部固设有伸入于真空筒4的石英套管15，坩埚13的外柱面上缠绕有多圈加热线圈16，炉体12的顶壁上固设有加料管17，加料管17的下端口延伸于坩埚13的正上方。

所述龙门架1横梁上设置有用于牵引坯料的牵引部，牵引部包括固设于横梁上的升降油缸18，升降油缸18活塞杆的作用端上固设有升降板19，升降板19上固设有牵引棒20，牵引棒20的上端部顺次贯穿导向孔11、中心孔7且伸入于石英套管15内，以将石英套管15封堵住，导向孔11与牵引棒20滑动配合。所述炉体12的顶壁上设置有用于搅拌坩埚13内金属材料块的搅拌组件，搅拌组件包括固设于炉体12顶表面上的电机21、固设于坩埚13顶表面上的环形圈22，电机21的输出轴伸入于炉体12内，且延伸端上连接有主轴23，主轴23的下端部贯穿环形圈22且伸入于坩埚13内，主轴23下端部的柱面上固设有多个叶片24；所述环形圈22的内壁上沿其圆周方向间隔固设有多个弧形凸起25，每相邻两个弧形凸起25之间均形成有弧形槽26，所述主轴23的柱面上经销轴27铰接有位于坩埚13内的拨板28，拨板28与主轴23的柱面上固设有弹簧29，拨板28的顶表面上旋转安装有轮子30，在弹簧29的弹力作用下，轮子30抵靠在任意一个弧形凸起25上；所述主轴23的柱面上焊接有位于叶片24上方的立柱40，所述拨板28经销轴27铰接于立柱40上。

所述龙门架1横梁的顶表面上固设有下拉油缸31，下拉油缸31的活塞杆贯穿横梁，且延伸端上固设有连接座32，连接座32的右端面上固设有位于导向孔11左侧的左切断油缸33和水平油缸34，水平油缸34位于左切断油缸33的正上方，水平油缸34的活塞杆贯穿连接座32且延伸端上固设有夹持油缸35，夹持油缸35的夹头36朝右设置，所述左切断油缸33活塞杆的作用端上固设有左切刀37；所述导向孔11的右侧设置有固设于真空筒4底表面上的右切断油缸38，真空筒4的底表面上固设有固定座，所述右切断油缸38固设于固定座上，右切断油缸38活塞杆的作用端上固设有右切刀39，右切刀39与左切刀37左右相对立设置。

所述炉体12的侧壁上开设有过线孔，所述加热线圈16的一端贯穿过线孔，且与电源相连接。所述牵引棒20、环形圈22、轮子30、叶片24、立柱40、弹簧29和主轴23均为耐高温材料加工而成。

该熔炼装置还包括控制器，所述控制器与升降油缸18、下拉油缸31、左切断油缸33、右切断油缸38和电机21经信号线电连接，通过控制器可控制升降油缸18、下拉油缸31、左切断油缸33、右切断油缸38活塞杆的伸出或缩回，同时还能控制电机21的启动或关闭，方便了工人的操作，具有自动化程度高的特点。

一种高效成型生产键合丝用坯料短节的方法，它包括以下步骤：

S1、坯料生产用金属材料块的投料：工人经加料管17的顶端口内投放金属材料块，金属材料块在自身重力下，顺次贯穿加料管17、加料管17的末端口、环形圈22，最后落入到坩埚13内，而后工人采用盖板将加料管17的顶端口封堵住，从而实现了金属材料块的投料，此时真空筒4和炉体12处于密闭环境；

S2、金属材料块的熔化，其具体操作步骤为：

S21、控制真空泵6启动，真空泵6对真空筒4内腔、通槽14和炉体12内腔抽真空；

S22、接通与加热线圈16相连的电源，电源给加热线圈16通电，加热线圈16上产生的热量传递给坩埚13内的金属材料块，金属材料块受热而熔化；

S23、控制搅拌组件的电机21启动，电机21带动主轴23旋转，主轴23带动叶片24和拨板28同步旋转，叶片24在水平方向搅动位于坩埚13内的金属材料块，同时拨板28带动轮子30沿着环形圈22做周向运动，当轮子30从弧形凸起25进入到弧形槽26内时，拨板28在弹簧29的弹力作用下，绕着销轴27朝向坩埚13的内侧旋转，在旋转过程中，拨板28将堆积在坩埚13外边缘处的金属材料块推向叶片24处，拨板28的推动方向如图6中实心箭头所示，从而使堆积在坩埚13外边缘处的金属材料块分散开；当轮子30从弧形槽26运动到弧形凸起25处时，拨板28绕着销轴27朝向坩埚13的外侧旋转；当轮子30绕着环形圈22运动一圈后，即可将坩埚13外边缘处的所有堆叠的金属材料块推向叶片24；

当电机21工作一段时间后，即可将坩埚13内的所有金属材料块熔化掉，熔化后，在坩埚13内得到金属熔融液；

其中，从该步骤S2可知，在轮子30绕着环形圈22的转圈过程中，当轮子30往复地从弧形凸起25进入到弧形槽26内时，拨板28将堆积在坩埚13外边缘处的金属材料块推向叶片24处，使堆积在坩埚13外边缘处的金属材料块分散开，从而有效的避免了一部分金属材料块大量堆积在坩埚13的外边缘。因此，该熔炼装置相比于如图2~图5所示的熔炼装置，极大的增加了金属材料块的受热面积，缩短了金属材料块的熔化时间，极大的提高了金属材料块的熔化效率，进而极大的提高了后续坯料短节42的成型效率。

S3、坯料的成型，其具体操作步骤为：

S31、向进水管9内通入冷却液，冷却液在泵压下，顺次经进水管9、冷却筒5的环形水腔8，最后从出水管10排放到外部，其中，冷却液在流经环形水腔8时，冷却液将冷量传递到冷却筒5的内壁上，以降低中心孔7内的温度；

S32、控制牵引部的升降油缸18的活塞杆向下伸出，活塞杆带动升降板19向下运动，升降板19带动牵引棒20向下运动，牵引棒20向下引流坩埚13内的金属熔融液，当金属熔融液引流到冷却筒5的中心孔7内时，由于中心孔7内温度低，从而对引流到中心孔7内的金属熔炼液进行冷却，以成型出连续的坯料41，如图16所示；

S33、随着牵引棒20的继续向下运动，坯料41随着牵引棒20继续向下运动，当升降油缸18的活塞杆完全伸出后，即将成型出的坯料41牵引到真空筒4的下方，如图17所示；

S4、坯料短节42的成型，其具体操作步骤为：

S41、控制左切断油缸33和右切断油缸38的活塞杆伸出，左切断油缸33的活塞杆带动左切刀37向右运动，同时右切断油缸38的活塞杆带动右切刀39向左运动，左切刀37和右切刀39均朝向坯料41的上端部方向运动，当左切断油缸33和右切断油缸38的活塞杆完全伸出后，即可将坯料41的上端部切断，切断后，即可成型出第一根坯料短节42，如图1和图18所示；

S42、控制左切断油缸33和右切断油缸38的活塞杆缩回，左切断油缸33的活塞杆带动左切刀37向左运动，同时右切断油缸38的活塞杆带动右切刀39向右运动；

S43、控制水平油缸34的活塞杆向右伸出，活塞杆带动夹持油缸35向右运动，夹持油缸35带动其上的夹头36向右运动，当水平油缸34的活塞杆完全伸出后，夹头36套在坯料41的切断部；随后控制夹持油缸35启动，夹头36将坯料41的切断部夹持住，如图19所示；控制下拉油缸31的活塞杆向下伸出，活塞杆带动连接座32向下运动，连接座32带动水平油缸34和左切断油缸33同步向下运动，水平油缸34带动夹持油缸35向下运动，夹持油缸35的夹头36带动坯料41的切断部向下运动，从而向下拉坯料41，坯料41从真空筒4内向下拉出，如图20所示；当下拉油缸31的活塞杆完全伸出后，坯料41的切断部刚好碰触到牵引棒20上，从而实现了坯料41的下拉；

S44、下拉到位后，控制夹持油缸35关闭，夹持油缸35的夹头36松开坯料41的切断部，松开后，控制水平油缸34的活塞杆向左缩回，活塞杆带动夹持油缸35向左运动，进而使夹头36与坯料41的切断部相分离，分离后，控制下拉油缸31的活塞杆向上缩回，活塞杆带动连接座32向上运动，连接座32带动水平油缸34和左切断油缸33向上运动，当连接座32复位后，重复步骤S41的操作，以将坯料41的上端部切断，即可成型出第二根坯料短节42；

S45、工人重复步骤S43~S44的操作多次，即可连续地成型出多根所需的坯料短节42。

其中，从步骤S4可知，当要将坯料41的上端部切断时，只需控制左切断油缸33和右切断油缸38的活塞杆伸出，即可通过左切刀37和右切刀39将坯料41的上端部切断，从而成型出所需的坯料短节42。由此可知，本熔炼装置相比于如图2~图5所示的熔炼装置，无需人工用刀具手动的切断坯料41的上端部，而是自动切断坯料41的上端部，不仅减轻了工人的工作强度，而且还极大提高了坯料短节42的成型效率。

此外，当要下拉坯料41时，只需先通过夹持油缸35的夹头36将坯料41的切断部夹持住，而后控制下拉油缸31活塞杆的向下伸出，即可向下拉坯料41，以使坯料41从真空筒4内下拉出来。由此可知，本熔炼装置相比于如图2~图5所示的熔炼装置，无需人工手动向下拉坯料，而是实现了自动向下拉坯料41，不仅减轻了工人的工作强度，而且还极大提高了坯料短节42的成型效率。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高效成型生产键合丝用坯料短节的熔炼装置，它包括龙门架（1），龙门架（1）横梁上设置有真空及冷却部（2），真空及冷却部（2）上设置有金属熔炼部（3），真空及冷却部包括真空筒（4）和冷却筒（5），真空筒（4）固设于龙门架（1）的横梁上，真空筒（4）的外侧壁上固设有与其连通的真空泵（6），冷却筒（5）固设于真空筒（4）的底壁上，冷却筒（5）内开设有贯穿其顶底表面的中心孔（7），冷却筒（5）内开设有位于中心孔（7）外部的环形水腔（8），环形水腔（8）两侧分别固设有与其连通的进水管（9）和出水管（10）；真空筒（4）的底壁上开设有位于中心孔（7）正下方的导向孔（11）；

所述金属熔炼部（3）包括固设于真空筒（4）顶端口内的炉体（12），炉体（12）内且位于其底壁上固设有坩埚（13），炉体（12）的底壁上还开设有多个连通真空筒（4）的通槽（14），坩埚（13）的底部固设有伸入于真空筒（4）的石英套管（15），坩埚（13）的外柱面上缠绕有多圈加热线圈（16），炉体（12）的顶壁上固设有加料管（17），加料管（17）的下端口延伸于坩埚（13）的正上方；

所述龙门架（1）横梁上设置有用于牵引坯料的牵引部，牵引部包括固设于横梁上的升降油缸（18），升降油缸（18）活塞杆的作用端上固设有升降板（19），升降板（19）上固设有牵引棒（20），牵引棒（20）的上端部顺次贯穿导向孔（11）、中心孔（7）且伸入于石英套管（15）内，以将石英套管（15）封堵住，其特征在于：

所述炉体（12）的顶壁上设置有用于搅拌坩埚（13）内金属材料块的搅拌组件，搅拌组件包括固设于炉体（12）顶表面上的电机（21）、固设于坩埚（13）顶表面上的环形圈（22），电机（21）的输出轴伸入于炉体（12）内，且延伸端上连接有主轴（23），主轴（23）的下端部贯穿环形圈（22）且伸入于坩埚（13）内，主轴（23）下端部的柱面上固设有多个叶片（24）；所述环形圈（22）的内壁上沿其圆周方向间隔固设有多个弧形凸起（25），每相邻两个弧形凸起（25）之间均形成有弧形槽（26），所述主轴（23）的柱面上经销轴（27）铰接有位于坩埚（13）内的拨板（28），拨板（28）与主轴（23）的柱面上固设有弹簧（29），拨板（28）的顶表面上旋转安装有轮子（30），在弹簧（29）的弹力作用下，轮子（30）抵靠在任意一个弧形凸起（25）上；

所述龙门架（1）横梁的顶表面上固设有下拉油缸（31），下拉油缸（31）的活塞杆贯穿横梁，且延伸端上固设有连接座（32），连接座（32）的右端面上固设有位于导向孔（11）左侧的左切断油缸（33）和水平油缸（34），水平油缸（34）位于左切断油缸（33）的正上方，水平油缸（34）的活塞杆贯穿连接座（32）且延伸端上固设有夹持油缸（35），夹持油缸（35）的夹头（36）朝右设置，所述左切断油缸（33）活塞杆的作用端上固设有左切刀（37）；所述导向孔（11）的右侧设置有固设于真空筒（4）底表面上的右切断油缸（38），右切断油缸（38）活塞杆的作用端上固设有右切刀（39），右切刀（39）与左切刀（37）左右相对立设置。

2.根据权利要求1所述的一种高效成型生产键合丝用坯料短节的熔炼装置，其特征在于：所述进水管（9）和出水管（10）贯穿真空筒（4）的外侧壁设置。

3.根据权利要求2所述的一种高效成型生产键合丝用坯料短节的熔炼装置，其特征在于：所述导向孔（11）与牵引棒（20）滑动配合。

4.根据权利要求3所述的一种高效成型生产键合丝用坯料短节的熔炼装置，其特征在于：所述炉体（12）的侧壁上开设有过线孔，所述加热线圈（16）的一端贯穿过线孔，且与电源相连接。

5.根据权利要求4所述的一种高效成型生产键合丝用坯料短节的熔炼装置，其特征在于：所述主轴（23）的柱面上焊接有位于叶片（24）上方的立柱（40），所述拨板（28）经销轴（27）铰接于立柱（40）上。

6.根据权利要求5所述的一种高效成型生产键合丝用坯料短节的熔炼装置，其特征在于：所述牵引棒（20）、环形圈（22）、轮子（30）、叶片（24）、立柱（40）、弹簧（29）和主轴（23）均为耐高温材料加工而成。

7.根据权利要求6所述的一种高效成型生产键合丝用坯料短节的熔炼装置，其特征在于：所述真空筒（4）的底表面上固设有固定座，所述右切断油缸（38）固设于固定座上。

8.根据权利要求7所述的一种高效成型生产键合丝用坯料短节的熔炼装置，其特征在于：该熔炼装置还包括控制器，所述控制器与升降油缸（18）、下拉油缸（31）、左切断油缸（33）、右切断油缸（38）和电机（21）经信号线电连接。

9.一种高效成型生产键合丝用坯料短节的方法，采用权利要求8所述高效成型生产键合丝用坯料短节的熔炼装置，其特征在于：它包括以下步骤：

S1、坯料生产用金属材料块的投料：工人经加料管（17）的顶端口内投放金属材料块，金属材料块在自身重力下，顺次贯穿加料管（17）、加料管（17）的末端口、环形圈（22），最后落入到坩埚（13）内，而后工人采用盖板将加料管（17）的顶端口封堵住，从而实现了金属材料块的投料，此时真空筒（4）和炉体（12）处于密闭环境；

S2、金属材料块的熔化，其具体操作步骤为：

S21、控制真空泵（6）启动，真空泵（6）对真空筒（4）内腔、通槽（14）和炉体（12）内腔抽真空；

S22、接通与加热线圈（16）相连的电源，电源给加热线圈（16）通电，加热线圈（16）上产生的热量传递给坩埚（13）内的金属材料块，金属材料块受热而熔化；

S23、控制搅拌组件的电机（21）启动，电机（21）带动主轴（23）旋转，主轴（23）带动叶片（24）和拨板（28）同步旋转，叶片（24）在水平方向搅动位于坩埚（13）内的金属材料块，同时拨板（28）带动轮子（30）沿着环形圈（22）做周向运动，当轮子（30）从弧形凸起（25）进入到弧形槽（26）内时，拨板（28）在弹簧（29）的弹力作用下，绕着销轴（27）朝向坩埚（13）的内侧旋转，在旋转过程中，拨板（28）将堆积在坩埚（13）外边缘处的金属材料块推向叶片（24）处，从而使堆积在坩埚（13）外边缘处的金属材料块分散开；当轮子（30）从弧形槽（26）运动到弧形凸起（25）处时，拨板（28）绕着销轴（27）朝向坩埚（13）的外侧旋转；当轮子（30）绕着环形圈（22）运动一圈后，即可将坩埚（13）外边缘处的所有堆叠的金属材料块推向叶片（24）；

当电机（21）工作一段时间后，即可将坩埚（13）内的所有金属材料块熔化掉，熔化后，在坩埚（13）内得到金属熔融液；

S3、坯料的成型，其具体操作步骤为：

S31、向进水管（9）内通入冷却液，冷却液在泵压下，顺次经进水管（9）、冷却筒（5）的环形水腔（8），最后从出水管（10）排放到外部，其中，冷却液在流经环形水腔（8）时，冷却液将冷量传递到冷却筒（5）的内壁上，以降低中心孔（7）内的温度；

S32、控制牵引部的升降油缸（18）的活塞杆向下伸出，活塞杆带动升降板（19）向下运动，升降板（19）带动牵引棒（20）向下运动，牵引棒（20）向下引流坩埚（13）内的金属熔融液，当金属熔融液引流到冷却筒（5）的中心孔（7）内时，由于中心孔（7）内温度低，从而对引流到中心孔（7）内的金属熔炼液进行冷却，以成型出连续的坯料（41）；

S33、随着牵引棒（20）的继续向下运动，坯料（41）随着牵引棒（20）继续向下运动，当升降油缸（18）的活塞杆完全伸出后，即将成型出的坯料（41）牵引到真空筒（4）的下方；

S4、坯料短节（42）的成型，其具体操作步骤为：

S41、控制左切断油缸（33）和右切断油缸（38）的活塞杆伸出，左切断油缸（33）的活塞杆带动左切刀（37）向右运动，同时右切断油缸（38）的活塞杆带动右切刀（39）向左运动，左切刀（37）和右切刀（39）均朝向坯料（41）的上端部方向运动，当左切断油缸（33）和右切断油缸（38）的活塞杆完全伸出后，即可将坯料（41）的上端部切断，切断后，即可成型出第一根坯料短节（42）；

S42、控制左切断油缸（33）和右切断油缸（38）的活塞杆缩回，左切断油缸（33）的活塞杆带动左切刀（37）向左运动，同时右切断油缸（38）的活塞杆带动右切刀（39）向右运动；

S43、控制水平油缸（34）的活塞杆向右伸出，活塞杆带动夹持油缸（35）向右运动，夹持油缸（35）带动其上的夹头（36）向右运动，当水平油缸（34）的活塞杆完全伸出后，夹头（36）套在坯料（41）的切断部；随后控制夹持油缸（35）启动，夹头（36）将坯料（41）的切断部夹持住；控制下拉油缸（31）的活塞杆向下伸出，活塞杆带动连接座（32）向下运动，连接座（32）带动水平油缸（34）和左切断油缸（33）同步向下运动，水平油缸（34）带动夹持油缸（35）向下运动，夹持油缸（35）的夹头（36）带动坯料（41）的切断部向下运动，从而向下拉坯料（41），坯料（41）从真空筒（4）内向下拉出；当下拉油缸（31）的活塞杆完全伸出后，坯料（41）的切断部刚好碰触到牵引棒（20）上，从而实现了坯料（41）的下拉；

S44、下拉到位后，控制夹持油缸（35）关闭，夹持油缸（35）的夹头（36）松开坯料（41）的切断部，松开后，控制水平油缸（34）的活塞杆向左缩回，活塞杆带动夹持油缸（35）向左运动，进而使夹头（36）与坯料（41）的切断部相分离，分离后，控制下拉油缸（31）的活塞杆向上缩回，活塞杆带动连接座（32）向上运动，连接座（32）带动水平油缸（34）和左切断油缸（33）向上运动，当连接座（32）复位后，重复步骤S41的操作，以将坯料（41）的上端部切断，即可成型出第二根坯料短节（42）；

S45、工人重复步骤S43~S44的操作多次，即可连续地成型出多根所需的坯料短节（42）。