CN206597980U - 一种用于石墨电极的双螺纹梳数控车床 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于石墨电极的双螺纹梳数控车床，包括底座、主轴箱、夹持座、尾架箱、控制系统，所述底座上端安装有一对平行的导轨，主轴箱的主轴具有定位部和梳刀架，梳刀架具有第一梳刀；所述夹持座位于主轴箱后方，所述底座还具有梳刀滑板，梳刀滑板安装第二梳刀；所述尾架箱左端在中心位置具有顶尖，顶尖边缘具有以顶尖为圆心周向分布的、可调与顶尖之间距离的若干二次定位爪；所述车床有外壳，外壳侧面开有若干吸尘口。本实用新型在保证加工精度的基础上又提高了操作灵活性和适用性，在石墨电极坯静态和旋转情况下均能进行车螺纹操作，优化产品质量和提高排废能力，具有优异的综合性能。

Description

一种用于石墨电极的双螺纹梳数控车床

技术领域

本实用新型涉及石墨化技术领域，尤其涉及一种用于石墨电极的双螺纹梳数控车床。

背景技术

石墨化技术是以处理过的炭材料为基础，进行石墨化转化的一种技术，石墨化炉是其核心设备，目前普遍采用直流石墨化炉，其以炭素焙烧品和电阻料为炉芯，通入直流电，生产人造石墨制品的一种电阻炉。生产后制得石墨棒、管材，再进入到机械加工工序加工成石墨电极。

车床加工是石墨机械加工的主要方式。尽管石墨是一种非常容易切削的材料，但由于用作电极的石墨材料必须具有足够的强度，以免在操作过程中受到破坏，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提出较高的要求，这导致在加工过程中石墨工件容易崩碎，刀具容易磨损。刀具磨损是石墨电极加工中最重要的问题。磨损量不仅影响刀具损耗费用、加工时间、加工质量，而且影响电极EDM加工工件材料的表面质量，是优化高速加工的重要参数。石墨电极材料加工的主要刀具磨损区域为前刀面和后刀面。

此外，车床加工的工艺条件也大大影响加工效果。合适选择顺铣或逆铣，避免振动或弹刀，吹气、除尘或浸渍电火花液等保障性条件，刃口、几何角度、走刀路线、吃刀深度等刀法都具有重要影响。

在螺纹加工领域中，通常用单或双螺纹梳进行加工。现有石墨电极进行螺纹加工的方法一般是主轴夹持工件试实现螺旋运动，梳刀轴装夹刀具实现切削运动的设计方案。但现有技术的螺纹加工存在以下弊端：

1、主轴结构必然十分庞大，制造成本高，功耗大，且容易产生难以消除的间隙，影响加工精度；

2、螺纹端面与螺纹存在两次定位误差，与螺纹中心线垂直度误差大；

3、多次进给梳刀的进刀深度难以控制；

4、对于空心状/辊筒类工件，精密加工根本无法实现。

为了克服以上困难，本实用新型提出一种结构优化的双螺纹梳加车床。

实用新型内容

实用新型目的：为了提高现有石墨电极的螺纹数控车床的加工精度和可靠性，提高其经济性，并尽可能排除石墨废料的干扰，本实用新型设计一种工艺较洁净、能耗低、操作性强的用于石墨电极的双螺纹梳数控车床，以改进现有技术中的不足。

实用新型内容：一种用于石墨电极的双螺纹梳数控车床，包括底座、主轴箱、夹持座、尾架箱、控制系统，所述底座上端安装有一对平行的导轨，底座上端的外缘内侧布置有若干吹废口，底座上部至中部开有若干排废槽，所述主轴箱、尾架箱分别在导轨左右两端并与导轨配合，所述主轴箱沿着导轨方向具有X驱动部、沿着竖直方向具有Z驱动部，主轴箱中间穿有主轴，主轴左端由固定于主轴箱上部的主轴电机和主轴驱动带驱动旋转，主轴前端具有定位部，同时主轴偏心地安装有梳刀架，梳刀架整体随主轴一起公转，梳刀架与其后的第一梳刀电机带动丝杆螺母机构构成第一梳刀进刀机构，梳刀架中心具有第一旋转电机带动旋转的第一梳刀；

所述夹持座位于主轴箱后方并与导轨配合连接，夹持座上具有夹持装置，所述底座在导轨一侧还安装有竖直方向安装的梳刀滑板，梳刀滑板通过第二梳刀电机带动的丝杆螺母机构构成第二梳刀进刀机构，梳刀滑板安装第二梳刀，第二梳刀由第二旋转电机带动旋转；

所述尾架箱左端在中心位置具有顶尖，顶尖边缘具有以顶尖为圆心周向分布的、可调与顶尖之间距离的若干二次定位爪，二次定位爪内侧具有光滑的二次定位块；

所述车床侧面安装有围绕底座并向上延伸至主轴箱顶部的外壳，所述外壳侧面在高于主轴高度位置开有若干吸尘口，所述吸尘口接通外部的吸尘装置；

所述控制系统在主轴箱外侧连接有控制终端。

作为优选，所述车床还具有中间导座，所述中间导座沿着与导轨垂直方向一侧具有一个定位块、另一侧具有对称的两个定位块，所述中间导座由控制系统控制Y方向伸缩。中间导座利于石墨电极放置和更换的稳固性，同时也为石墨电极主轴箱和尾架箱同轴的调整增加了方便。

作为优选，所述第一梳刀和第二梳刀的刀刃后部位置涂有立方氮化硼涂层。立方氮化硼涂层坚硬耐磨，用于车刀辅助磨料大大减少了石墨对车刀本身磨蚀，延长了车刀的使用寿命。

作为优选，所述二次定位爪为气爪，气爪的驱动部与控制系统电连接。二次定位爪特地用于空心石墨电极棒的内侧辅助定位，气爪的方式能够简单快速，准确可靠。

作为优选，所述夹持座的数量为2，第二梳刀座的数量为2且分别位于两夹持座的前端和后端。梳刀座位置平移范围不大，石墨电极一般在两端车螺纹，所以在夹持座两端分别设置1个，如此便于工艺操作。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型结构紧凑、适用性强、工艺洁净。控制终端操作使整个机器实现自动化，省去了大量人工操作的弊端；尾架箱在保留现有技术顶尖的前提下又在外围加了二次定位爪，适用于实心和空心石墨坯的切削操作，并由中间导座配合，大大提高了操作流畅性和同轴性；夹持座上的梳刀滑板操作第二梳刀进刀机构车外螺纹；第一梳刀进刀机构可选择地车内螺纹，同时不影响主轴的定位功能；排废槽、吹废口和吸尘口配合吸收石墨废料的粗颗粒和细尘，比常规除尘手段大大提高了综合除废效果。本实用新型的双螺纹梳数控车床在保证加工精度的基础上又提高了操作灵活性和适用性，在石墨电极坯静态和旋转情况下均能进行车螺纹操作，优化产品质量和提高排废能力，具有优异的综合性能。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图，图2是本实用新型主轴、梳刀滑板、夹持座及其附近部分的结构示意图。

包括：1-底座，10-外壳，101-吸尘口，11-导轨，12-吹废口，13-排废槽，130-集废盘，2-主轴箱，20-主轴，21-X驱动部，22-Z驱动部，23-主轴电机，24-主轴驱动带，25-定位部，26-梳刀架，261-第一梳刀，262-第一梳刀电机，263-第一旋转电机，3-夹持座，30-夹持装置，31-梳刀滑板，311-第二梳刀，312-第二梳刀电机，313-第二旋转电机，4-尾架箱，41-顶尖，42-二次定位爪，421-二次定位块，5-控制系统，51-控制终端，6-中间导座，61-定位块。

具体实施方式

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，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。

下面结合图1~2和具体实施例，进一步阐明本实用新型。

如图1~2，一种用于石墨电极的双螺纹梳数控车床，包括底座1、主轴箱2、夹持座3、尾架箱4、控制系统5，所述底座1上端安装有一对平行的导轨11，底座1上端的外缘内侧布置有若干吹废口12，底座1上部至中部开有若干排废槽13，底座1下方具有独立的集废盘130，所述主轴箱2、尾架箱4分别在导轨11左右两端并与导轨11配合，所述主轴箱2沿着导轨11方向具有X驱动部21、沿着竖直方向具有Z驱动部22，X驱动部21和Z驱动部22均采用伺服电机带动丝杆螺母机构的方式驱动主轴箱2，主轴箱2中间穿有主轴20，主轴20左端由固定于主轴箱2上部的伺服的主轴电机23和主轴驱动带24驱动旋转，主轴前端具有定位部25，定位部25可通过丝杆螺母等机构伸缩，同时主轴偏心地安装有梳刀架26，梳刀架26整体随主轴一起公转，梳刀架26与其后的伺服的第一梳刀电机262带动丝杆螺母机构构成第一梳刀进刀机构，梳刀架26中心具有伺服的第一旋转电机263带动旋转的第一梳刀261；

所述夹持座3成对分布于主轴箱2后方近处和远处并与导轨11配合连接，夹持座具有伺服电机带动的丝杆螺母机构可在导轨11滑动，夹持座3上具有夹持装置30，所述底座11在导轨1一侧、两个夹持座3的两端还分别安装有竖直方向安装的梳刀滑板31，每个梳刀滑板31通过伺服的第二梳刀电机312带动的丝杆螺母机构构成第二梳刀进刀机构，梳刀滑板31安装第二梳刀311，第二梳刀311由伺服的第二旋转电机313带动旋转；

所述尾架箱4左端在中心位置具有顶尖41，顶尖41边缘具有以顶尖41为圆心周向分布的、可调与顶尖41之间距离的若干二次定位爪42，二次定位爪42为气爪，气爪的驱动部与控制系统5电连接，二次定位爪42内侧具有光滑的二次定位块421；

所述车床还具有中间导座6，所述中间导座6沿着与导轨11垂直方向一侧具有一个定位块61、另一侧具有对称的两个定位块62，所述中间导座6由控制系统5控制Y方向伸缩；

所述车床侧面安装有围绕底座1并向上延伸至主轴箱2顶部的外壳10，所述外壳10侧面在高于主轴2高度位置开有若干吸尘口101，所述吸尘口101接通外部的吸尘装置；

所述控制系统5在主轴箱2外侧连接有控制终端51。

操作步骤：石墨电极坯经过初步处理后运送至车床，可先运送至中间导座6，控制系统5控制两侧的定位块61向Y方向移动；主轴20和尾架箱4与石墨电极坯配合，根据石墨电极坯是实心还是空心决定使用顶尖41或二次定位爪42，同样由控制系统5控制X驱动部21、Z驱动部22、顶尖41（空心则二次定位爪42）调整位置，必须保证主轴20和尾架箱4同轴，然后夹头26和顶尖41（或二次定位爪42）维持石墨电极坯稳定；此时可根据预先设定的PLC程序操作控制终端51的启动按钮完成自动化车螺纹操作。车螺纹典型流程如下：车外螺纹时，第一梳刀进刀机构不动，主轴20的定位部和尾架箱夹持石墨电极坯，主轴20旋转，带动石墨电极坯旋转，根据需要车螺纹的位置选择主轴箱2近处或远处的第二梳刀进刀机构，第二梳刀进刀机构第二梳刀311自转并靠近需要车外螺纹处，达到规定牙深后，主轴箱2和夹持座3往X方向（导轨11方向）进动，完成车外螺纹动作；需要车内螺纹时，操作完全不同，主轴箱2和尾架箱停止对石墨电极坯的夹持，只需要夹持座3用夹持装置30夹持稳固即可，主轴20旋转，但脱离石墨电极坯一定距离，随后第二梳刀进刀机构的第二梳刀261自转并靠近需要车内螺纹处，达到规定牙深后，仅靠主轴箱2进行X方向的进动，完成车内螺纹操作；关闭控制系统5，移开主轴箱2和尾架箱4，运送车好螺纹的石墨电极坯。车操作过程中一直开启吸尘口101外的吸尘装置，吸走小颗粒石墨粉尘，车一个产品结束后启动吹废口12，用气流将沉积在底座上的大颗粒石墨屑排入排废槽13，并落入集废盘130。

最后，还需要说明，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

Claims (6)

1.一种用于石墨电极的双螺纹梳数控车床，其特征在于，包括底座、主轴箱、夹持座、尾架箱、控制系统，所述底座上端安装有一对平行的导轨，底座上端的外缘内侧布置有若干吹废口，底座上部至中部开有若干排废槽，所述主轴箱、尾架箱分别在导轨左右两端并与导轨配合，所述主轴箱沿着导轨方向具有X驱动部、沿着竖直方向具有Z驱动部，主轴箱中间穿有主轴，主轴左端由固定于主轴箱上部的主轴电机和主轴驱动带驱动旋转，主轴前端具有定位部，同时主轴偏心地安装有梳刀架，梳刀架整体随主轴一起公转，梳刀架与其后的第一梳刀电机带动丝杆螺母机构构成第一梳刀进刀机构，梳刀架中心具有第一旋转电机带动旋转的第一梳刀；

所述夹持座位于主轴箱后方并与导轨配合连接，夹持座上具有夹持装置，所述底座在导轨一侧还安装有竖直方向安装的梳刀滑板，梳刀滑板通过第二梳刀电机带动的丝杆螺母机构构成第二梳刀进刀机构，梳刀滑板安装第二梳刀，第二梳刀由第二旋转电机带动旋转；

所述尾架箱左端在中心位置具有顶尖，顶尖边缘具有以顶尖为圆心周向分布的、可调与顶尖之间距离的若干二次定位爪，二次定位爪内侧具有光滑的二次定位块；

所述车床侧面安装有围绕底座并向上延伸至主轴箱顶部的外壳，所述外壳侧面在高于主轴高度位置开有若干吸尘口，所述吸尘口接通外部的吸尘装置；

所述控制系统在主轴箱外侧连接有控制终端。

2.根据权利要求1所述的一种用于石墨电极的双螺纹梳数控车床，其特征在于，所述车床还具有中间导座，所述中间导座沿着与导轨垂直方向一侧具有一个定位块、另一侧具有对称的两个定位块，所述中间导座由控制系统控制Y方向伸缩。

3.根据权利要求1所述的一种用于石墨电极的双螺纹梳数控车床，其特征在于，所述第一梳刀和第二梳刀的刀刃后部位置涂有立方氮化硼涂层。

4.根据权利要求1所述的一种用于石墨电极的双螺纹梳数控车床，其特征在于，所述吹废口在底座上端外缘两侧均等距布置，且每侧数量为3或4个，每个所述吹废口的吹气朝向与导轨成15~45°角，底座内部排废槽的正下方具有集废箱。

5.根据权利要求1所述的一种用于石墨电极的双螺纹梳数控车床，其特征在于，所述二次定位爪为气爪，气爪的驱动部与控制系统电连接。

6.根据权利要求1所述的一种用于石墨电极的双螺纹梳数控车床，其特征在于，所述夹持座的数量为2，第二梳刀座的数量为2且分别位于两夹持座的前端和后端。