CN219315220U - 一种应用于碳纤维坩埚制备的针刺机 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种应用于碳纤维坩埚制备的针刺机，涉及针刺机的技术领域，包括机架、坩埚定位机构和第一针刺机构，坩埚定位机构设于机架上，第一针刺机构包括第一平移组件、升降驱动件、架体、转动驱动件、第一针刺件和第一往复驱动组件，第一平移组件设于机架上，并与升降驱动件传动连接，升降驱动件与转动驱动件和架体传动连接，用于驱动转动驱动件和架体进行升降，转动驱动件与架体传动连接，第一针刺件和第一往复驱动组件设于架体上，第一往复驱动组件与第一针刺件传动连接。因此无需对坩埚的角度进行调整，从而避免了由于坩埚的自重和本身设备组装时存在的误差所导致的坩埚位置或角度调整不精确的问题，从而提高了坩埚的针刺质量。

Description

一种应用于碳纤维坩埚制备的针刺机

技术领域

本申请涉及针刺机的技术领域，尤其是涉及一种应用于碳纤维坩埚制备的针刺机。

背景技术

碳/碳复合材料坩埚在熔炼金属，稀贵金属和非金属方面有很大的应用。碳/碳复合材料以优异的热场品质成为热场材料的首选。热场中，碳纤维坩埚相比较石墨坩埚具有抗拉伸、抗压缩和超强抗层间剪切，可承受较大的应力，在高温下不变形，保持原有形状，使用寿命长等特点。

目前，生产碳纤维坩埚的过程中，首先需要生产坩埚预制体，坩埚预制体以碳纤维为原料，在制备时需要通过一道针刺工序来提高坩埚的纤维密度，由于坩埚外周壁呈现圆弧面，现有的针刺机只能对平面的碳纤维进行针刺操作，因此在针刺一体式的碳纤维坩埚时，往往需要通过旋转碳纤维坩埚来对碳纤维坩埚的圆弧面进行加工，然而现有的设备在对碳纤维坩埚进行旋转时，由于坩埚的自重和本身设备组装时存在的误差，不能很精确地将碳纤维坩埚调整到相应的位置，从而导致针刺过后碳纤维坩埚的针刺均匀性较差，质量达不到使用要求，需要反复加工。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种应用于碳纤维坩埚制备的针刺机，用于解决现有技术中的针刺机在针刺时需要通过旋转碳纤维坩埚来对碳纤维坩埚的圆弧面和斜面进行加工，所导致的不能很精确地将碳纤维坩埚调整到相应位置的问题。

本申请提供的一种应用于碳纤维坩埚制备的针刺机采用如下的技术方案：

一种应用于碳纤维坩埚制备的针刺机，包括机架、坩埚定位机构和第一针刺机构，所述坩埚定位机构设于所述机架上，所述第一针刺机构包括第一平移组件、升降驱动件、架体、转动驱动件、第一针刺件和第一往复驱动组件，所述第一平移组件设于所述机架上，并与所述升降驱动件传动连接，用于驱动所述升降驱动件沿水平方向移动，所述升降驱动件与所述转动驱动件和所述架体传动连接，用于驱动所述转动驱动件和所述架体进行升降，所述转动驱动件与所述架体传动连接，用于驱动所述架体进行转动，所述第一针刺件和第一往复驱动组件设于所述架体上，所述第一往复驱动组件与所述第一针刺件传动连接，用于驱动所述第一针刺件往复运动。

通过采用上述技术方案，由于坩埚在针刺之前，主要是通过第一平移组件、升降驱动件和转动驱动件对第一针刺件的位置进行调整，使第一针刺件与坩埚的外周壁进行精准契合，因此无需对坩埚的角度进行调整，从而避免了由于坩埚的自重和本身设备组装时存在的误差所导致的坩埚位置或角度调整不精确的问题，从而提高了坩埚的针刺质量。

可选的，所述第一针刺机构还包括导向组件，所述导向组件包括弹簧、套筒、限位杆和万向轮，所述套筒固设于所述架体上，所述限位杆滑动插设于所述套筒内，位于所述套筒内的所述限位杆上设有挡板，所述套筒内设有能够与所述挡板相抵接的台阶面，用于限制所述限位杆脱出所述套筒，所述弹簧设于所述套筒内，所述弹簧两端分别与所述挡板和所述套筒的内端面抵接，所述万向轮与所述限位杆相连接。

通过采用上述技术方案，当通过第一往复驱动组件驱动第一针刺件往复运动对坩埚进行针刺时，通过万向轮抵接于坩埚的外表面，从而对架体起到一定的支撑作用，进而提高针刺的稳定性。

可选的，还包括第二针刺机构，所述第二针刺机构包括第二针刺件、第二往复驱动组件和支座，所述支座固设于所述机架上，所述第二往复驱动组件和所述第二针刺件设于所述支座上，所述第二往复驱动组件与所述第二针刺件传动连接，用于驱动所述第二针刺件往复运动。

通过采用上述技术方案，通过第二往复驱动组件可驱动第二针刺件往复运动，通过第二针刺件可对坩埚的端面进行针刺，从而可对坩埚进行全面针刺。

可选的，所述导向组件还包括触发开关，所述触发开关固设于所述套筒内，并与所述限位杆的端部相对应，所述触发开关与所述升降驱动件电连接。

通过采用上述技术方案，在通过升降驱动件驱动架体升降对第一针刺件相对于坩埚的位置进行调整时，当万向轮抵接于坩埚的外表面后，若限位杆的端部与触发开关接触，则说明第一针刺件与坩埚之间的距离达到临界值，此时则通过触发开关控制升降驱动件停止运行，避免第一针刺件与坩埚的距离过近导致断针等事故。

可选的，还包括激光测距仪，所述激光测距仪固设于机架上，并位于所述第二针刺机构一侧。

通过采用上述技术方案，通过激光测距仪可对坩埚与第二针刺件之间的距离进行测量，以便对第二针刺件的针刺深度进行控制，防止针刺过深造成断针等事故。

可选的，所述坩埚定位机构包括移动平台、第二平移驱动组件、升降平台、第二升降驱动组件和夹持件，所述移动平台滑动设于所述机架上，所述第二平移驱动组件与所述移动平台传动连接，用于驱动所述移动平台沿水平方向移动，所述第二升降驱动组件和所述升降平台设于所述移动平台上，所述第二升降驱动组件与所述升降平台传动连接，用于驱动所述升降平台进行升降，所述夹持件设于所述升降平台上，所述夹持件用于装夹固定坩埚。

通过采用上述技术方案，通过第二平移驱动组件和第二升降驱动组件可对夹持件的水平位置和高度进行调整，从而可对装夹于夹持件的坩埚的位置进行初步定位，便于后续通过第一针刺机构对针刺位置进行精确定位。

可选的，还包括旋转轴和旋转驱动件，所述旋转轴转动设于所述升降平台上，所述旋转驱动件固设于所述升降平台上，并与所述旋转轴传动连接，用于驱动所述旋转轴旋转，所述夹持件固设于所述旋转轴的一端。

通过采用上述技术方案，通过旋转驱动件可驱动旋转轴和夹持件转动，从而可对装夹于夹持件的坩埚的周壁进行全面针刺，避免留下针刺死角。

可选的，所述第一往复驱动组件包括曲柄、连杆和驱动电机，所述驱动电机固设于所述架体上，所述曲柄与所述驱动电机的输出轴固接，所述第一针刺件设有导向杆，所述第一针刺件通过所述导向杆滑动设于所述架体上，所述连杆的两端分别与所述导向杆和所述曲柄铰接。

通过采用上述技术方案，第一往复驱动组件采用曲柄连杆模组，不仅结构简单，设备成本低，而且运行稳定，不易损坏。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：本申请的应用于碳纤维坩埚制备的针刺机在工作时，通过坩埚定位机构对需要进行针刺的坩埚进行定位，接着通过第一平移组件对升降驱动件的水平位置进行调整，接着通过升降驱动件对转动驱动件和架体的高度进行调整，再通过转动驱动件调整第一针刺件的角度，使第一针刺件能够与坩埚的外周壁接触，接着通过第一往复驱动组件驱动第一针刺件往复运动，对坩埚的周壁进行针刺，由于坩埚在针刺之前，主要是通过第一平移组件、升降驱动件和转动驱动件对第一针刺件的位置进行调整，使第一针刺件与坩埚的外周壁进行精准契合，因此无需对坩埚的角度进行调整，从而避免了由于坩埚的自重和本身设备组装时存在的误差所导致的坩埚位置或角度调整不精确的问题，从而提高了坩埚的针刺质量。

附图说明

图1为本申请的结构示意图；

图2为图1中A部分的局部放大示意图；

图3为图2中B部分的局部放大示意图。

图中，

10、机架；20、坩埚定位机构；21、移动平台；22、第二平移驱动组件；23、升降平台；24、第二升降驱动组件；25、夹持件；30、第一针刺机构；31、第一平移组件；32、升降驱动件；33、架体；34、转动驱动件；35、第一针刺件；351、导向杆；36、第一往复驱动组件；361、曲柄；362、连杆；363、驱动电机；37、导向组件；371、弹簧；372、套筒；373、限位杆；374、万向轮；375、挡板；376、触发开关；40、第二针刺机构；41、第二针刺件；42、第二往复驱动组件；43、支座；50、激光测距仪；60、旋转轴；70、旋转驱动件；80、坩埚。

具体实施方式

以下结合附图1-附图3，对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种应用于碳纤维坩埚制备的针刺机。

参照图1和图2，一种应用于碳纤维坩埚制备的针刺机，包括机架10、坩埚定位机构20和第一针刺机构30，坩埚定位机构20设于机架10上，第一针刺机构30包括第一平移组件31、升降驱动件32、架体33、转动驱动件34、第一针刺件35和第一往复驱动组件36，第一平移组件31设于机架10上，并与升降驱动件32传动连接，用于驱动升降驱动件32沿水平方向移动，第一平移组件31可采用第一直线丝杆模组，升降驱动件32安装在第一直线丝杆模组的第一移动滑块上。

升降驱动件32与转动驱动件34和架体33传动连接，用于驱动转动驱动件34和架体33进行升降，升降驱动件32可采用直线油缸模组，直线油缸模组的缸体固定安装在第一直线丝杆模组的第一移动滑块上，架体33通过枢轴331转动安装在直线油缸模组的活塞杆下端部，转动驱动件34固定安装在直线油缸模组的活塞杆下端部。

转动驱动件34与架体33传动连接，用于驱动架体33进行转动，转动驱动件34可采用第一电机，第一电机的输出轴与枢轴331固定连接，通过第一电机驱动架体33绕枢轴331的轴线旋转。

参照图2，第一针刺件35和第一往复驱动组件36设于架体33上，第一往复驱动组件36与第一针刺件35传动连接，用于驱动第一针刺件35往复运动，第一往复驱动组件36可采用曲柄连杆模组，更具体地，第一往复驱动组件36包括曲柄361、连杆362和驱动电机363，驱动电机363固设于架体33上，曲柄361与驱动电机363的输出轴固接，第一针刺件35设有导向杆351，第一针刺件35通过导向杆351滑动设于架体33上，连杆362的两端分别与导向杆351和曲柄361铰接，通过驱动电机363驱动曲柄361转动，再通过连杆362带动导向杆351和第一针刺件35往复运动，通过第一针刺件35对坩埚80表面进行针刺。

本申请的应用于碳纤维坩埚制备的针刺机在工作时，通过坩埚定位机构20对需要进行针刺的坩埚80进行定位，接着通过第一平移组件31对升降驱动件32的水平位置进行调整，接着通过升降驱动件32对转动驱动件34和架体33的高度进行调整，再通过转动驱动件34调整第一针刺件35的角度，使第一针刺件35能够与坩埚80的外周壁接触，接着通过第一往复驱动组件36驱动第一针刺件35往复运动，对坩埚80的周壁进行针刺，由于坩埚80在针刺之前，主要是通过第一平移组件31、升降驱动件32和转动驱动件34对第一针刺件35的位置进行调整，使第一针刺件35与坩埚80的外周壁进行精准契合，因此无需对坩埚80的角度进行调整，从而避免了由于坩埚的自重和本身设备组装时存在的误差所导致的坩埚80位置或角度调整不精确的问题，从而提高了坩埚80的针刺质量。

参照图2和图3，第一针刺机构30还包括导向组件37，导向组件37包括弹簧371、套筒372、限位杆373和万向轮374，套筒372固设于架体33上，限位杆373滑动插设于套筒372内，位于套筒372内的限位杆373上设有挡板375，套筒372内设有能够与挡板375相抵接的台阶面，用于限制限位杆373脱出套筒372，弹簧371设于套筒372内，弹簧371两端分别与挡板375和套筒372的内端面抵接，万向轮374与限位杆373相连接。

当通过第一往复驱动组件36驱动第一针刺件35往复运动对坩埚80进行针刺时，通过万向轮374抵接于坩埚80的外表面，从而对架体33起到一定的支撑作用，进而提高针刺的稳定性。

参照图3，导向组件37还包括触发开关376，触发开关376固设于套筒372内，并与限位杆373的端部相对应，触发开关376与升降驱动件32电连接，在通过升降驱动件32驱动架体33升降对第一针刺件35相对于坩埚80的位置进行调整时，当万向轮374抵接于坩埚80的外表面后，若限位杆373的端部与触发开关376接触，则说明第一针刺件35与坩埚80之间的距离达到临界值，此时则通过触发开关376控制升降驱动件32停止运行，避免第一针刺件35与坩埚80的距离过近导致断针等事故。

参照图1，坩埚定位机构20包括移动平台21、第二平移驱动组件22、升降平台23、第二升降驱动组件24和夹持件25，移动平台21滑动设于机架10上，第二平移驱动组件22与移动平台21传动连接，用于驱动移动平台21沿水平方向移动，第二升降驱动组件24和升降平台23设于移动平台21上，第二升降驱动组件24与升降平台23传动连接，用于驱动升降平台23进行升降，夹持件25设于升降平台23上，夹持件25用于装夹固定坩埚。

第二平移驱动组件22可采用第二直线丝杆模组，第二升降驱动组件24可采用丝杆升降机，丝杆升降机的驱动部固定安装在移动平台21上，丝杆升降机的升降丝杆转动安装在移动平台21上，升降平台23上设有螺纹孔，升降平台23通过螺纹孔与丝杆升降机的升降丝杆螺接，通过丝杆升降机的驱动部驱动升降丝杆转动，驱动升降平台23进行升降。

还包括旋转轴60和旋转驱动件70，旋转轴60转动设于升降平台23上，旋转驱动件70固设于升降平台23上，并与旋转轴60传动连接，用于驱动旋转轴60旋转，夹持件25固设于旋转轴60的一端。

夹持件25可采用多爪卡盘等本领域常见的装夹工装，当坩埚80装夹固定在夹持件25上后，通过旋转驱动件70驱动旋转轴60和固定在夹持件25上的坩埚80旋转，坩埚80在旋转的过程中，通过第一针刺件35对坩埚80进行针刺。

参照图2，还包括第二针刺机构40和激光测距仪50，第二针刺机构40包括第二针刺件41、第二往复驱动组件42和支座43，支座43固设于机架10上，第二往复驱动组件42和第二针刺件41设于支座43上，第二往复驱动组件42与第二针刺件41传动连接，用于驱动第二针刺件41往复运动，第二往复驱动组件42可采用曲柄连杆模组，其具体结构可参见第一往复驱动组件36的结构，在此不再详述，通过第二往复驱动组件42可驱动第二针刺件41往复运动，通过第二针刺件41可对坩埚80的端面进行针刺。

激光测距仪50固设于机架10上，并位于第二针刺机构40一侧，通过激光测距仪50可对坩埚80与第二针刺件41之间的距离进行测量，以便通过第二平移驱动组件22调整移动平台21在水平方向上的位置，对第二针刺件41的针刺深度进行控制。

本实施例一种应用于碳纤维坩埚制备的针刺机的实施原理为：当需要对坩埚80进行针刺时，通过夹持件25对坩埚80进行装夹固定，通过第二平移驱动组件22对坩埚80的水平位置进行调整，通过第二升降驱动组件24对坩埚80的高度进行调整，接着通过第一平移组件31、升降驱动件32和转动驱动件34对架体33和第一针刺件35的位置进行调整，使万向轮374抵接于坩埚80的外表面，使第一针刺件35与坩埚80的外周壁相契合，接着通过第一往复驱动组件36驱动第一针刺件35往复运动，对坩埚80的外周壁进行针刺，当坩埚80的外周壁针刺完毕后，通过第二往复驱动组件42驱动第二针刺件41往复运动，通过第二针刺件41对坩埚80的端面进行针刺。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种应用于碳纤维坩埚制备的针刺机，其特征在于，包括机架(10)、坩埚定位机构(20)和第一针刺机构(30)，所述坩埚定位机构(20)设于所述机架(10)上，所述第一针刺机构(30)包括第一平移组件(31)、升降驱动件(32)、架体(33)、转动驱动件(34)、第一针刺件(35)和第一往复驱动组件(36)，所述第一平移组件(31)设于所述机架(10)上，并与所述升降驱动件(32)传动连接，用于驱动所述升降驱动件(32)沿水平方向移动，所述升降驱动件(32)与所述转动驱动件(34)和所述架体(33)传动连接，用于驱动所述转动驱动件(34)和所述架体(33)进行升降，所述转动驱动件(34)与所述架体(33)传动连接，用于驱动所述架体(33)进行转动，所述第一针刺件(35)和第一往复驱动组件(36)设于所述架体(33)上，所述第一往复驱动组件(36)与所述第一针刺件(35)传动连接，用于驱动所述第一针刺件(35)往复运动。

2.根据权利要求1所述的一种应用于碳纤维坩埚制备的针刺机，其特征在于，所述第一针刺机构(30)还包括导向组件(37)，所述导向组件(37)包括弹簧(371)、套筒(372)、限位杆(373)和万向轮(374)，所述套筒(372)固设于所述架体(33)上，所述限位杆(373)滑动插设于所述套筒(372)内，位于所述套筒(372)内的所述限位杆(373)上设有挡板(375)，所述套筒(372)内设有能够与所述挡板(375)相抵接的台阶面，用于限制所述限位杆(373)脱出所述套筒(372)，所述弹簧(371)设于所述套筒(372)内，所述弹簧(371)两端分别与所述挡板(375)和所述套筒(372)的内端面抵接，所述万向轮(374)与所述限位杆(373)相连接。

3.根据权利要求1所述的一种应用于碳纤维坩埚制备的针刺机，其特征在于，还包括第二针刺机构(40)，所述第二针刺机构(40)包括第二针刺件(41)、第二往复驱动组件(42)和支座(43)，所述支座(43)固设于所述机架(10)上，所述第二往复驱动组件(42)和所述第二针刺件(41)设于所述支座(43)上，所述第二往复驱动组件(42)与所述第二针刺件(41)传动连接，用于驱动所述第二针刺件(41)往复运动。

4.根据权利要求2所述的一种应用于碳纤维坩埚制备的针刺机，其特征在于，所述导向组件(37)还包括触发开关(376)，所述触发开关(376)固设于所述套筒(372)内，并与所述限位杆(373)的端部相对应，所述触发开关(376)与所述升降驱动件(32)电连接。

5.根据权利要求3所述的一种应用于碳纤维坩埚制备的针刺机，其特征在于，还包括激光测距仪(50)，所述激光测距仪(50)固设于机架(10)上，并位于所述第二针刺机构(40)一侧。

6.根据权利要求1所述的一种应用于碳纤维坩埚制备的针刺机，其特征在于，所述坩埚定位机构(20)包括移动平台(21)、第二平移驱动组件(22)、升降平台(23)、第二升降驱动组件(24)和夹持件(25)，所述移动平台(21)滑动设于所述机架(10)上，所述第二平移驱动组件(22)与所述移动平台(21)传动连接，用于驱动所述移动平台(21)沿水平方向移动，所述第二升降驱动组件(24)和所述升降平台(23)设于所述移动平台(21)上，所述第二升降驱动组件(24)与所述升降平台(23)传动连接，用于驱动所述升降平台(23)进行升降，所述夹持件(25)设于所述升降平台(23)上，所述夹持件(25)用于装夹固定坩埚(80)。

7.根据权利要求6所述的一种应用于碳纤维坩埚制备的针刺机，其特征在于，还包括旋转轴(60)和旋转驱动件(70)，所述旋转轴(60)转动设于所述升降平台(23)上，所述旋转驱动件(70)固设于所述升降平台(23)上，并与所述旋转轴(60)传动连接，用于驱动所述旋转轴(60)旋转，所述夹持件(25)固设于所述旋转轴(60)的一端。

8.根据权利要求1所述的一种应用于碳纤维坩埚制备的针刺机，其特征在于，所述第一往复驱动组件(36)包括曲柄(361)、连杆(362)和驱动电机(363)，所述驱动电机(363)固设于所述架体(33)上，所述曲柄(361)与所述驱动电机(363)的输出轴固接，所述第一针刺件(35)设有导向杆(351)，所述第一针刺件(35)通过所述导向杆(351)滑动设于所述架体(33)上，所述连杆(362)的两端分别与所述导向杆(351)和所述曲柄(361)铰接。

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