CN203045943U - 一种大型坩埚成型机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种大型坩埚成型机，包括模具、机架、压力***、运料装置，模具包括外模具和内模具，外模具通过震动平台悬空垂直固定在空中，内模通过移动平台与外模具固定和分离，压力***包括分别位于外模具上方和下方的上油缸和下油缸。本方案将模具悬空安装，且施压时使上油缸和下油缸也与其它设备分离而仅与模具连接，这样可以提高震动平台对模具的震动效果，同时避免对移动平台或机架产生震动。通过对外模具内的糊料上、下同时进行施压，使石墨坩埚受力均匀，内部密度误差小。本实用新型采用内、外模具相配合的方式一次成型大规格的石墨坩埚，节省了材料而且大大提高了石墨坩埚的合格率。

Description

一种大型坩埚成型机

技术领域

本实用新型涉及石墨制造领域，具体涉及一种能够生产一次成型大型坩埚的坩埚成型机。

背景技术

人造石墨坩埚具有耐高温、抗氧化、灰分低等特性，广泛用于高纯的金属冶炼，其既可作为发热体也可兼作为容器，此外对金属的污染也较小。

现有的石墨坩埚生产主要采用机械车削的加工方式，其加工过程是：选取相应体积的成品石墨电极，然后在普通车床上加工切削成需要的坩埚形状。例如加工ф500mm×800mm的石墨坩埚，则先取ф530mm×900mm的石墨电极一段，在车床上先将其外径加工到500mm，再从一端车内孔，壁厚为50mm，深度约为750mm，底厚为50mm；再平外底，这样完成一个石墨坩埚的生产过程。这种生产方式存在产量低、浪费原材料（中间的料全部切削成碎末）、成本高、产品规格较小且受石墨电极体积的限制（最大ф700mm）等缺点。

在公开号为CN101570389A名称为“26英寸厚壁深腔石英坩埚、其生产方法及设备”的专利中，公开一种带有凹形结构的坩埚模具，利用熔制后熔料灌入坩埚模具，经冷却后形成所需要的坩埚，这种方式虽然实现了大型坩埚的制作，但是其坩埚没有经过压力成型，而且需要对原料进行高温熔制，无形中提高了成品的成本和工序。

实用新型内容

为了解决现有技术中大型石墨坩埚无法一次成型烧制，只能切削生产的问题，本实用新型提供一种能够一次成型大型坩埚的坩埚成型机。具体方案如下：一种大型坩埚成型机，包括制造石墨坩埚的模具及设置在模具外部的机架，对模具内糊料进行加压的压力***，对模具内抽真空的抽真空装置及向模具内运送糊料的运料装置，其特征在于，所述模具包括两端开口的外模具和外表面形状与待制坩埚内表面形状相同的内模具，所述外模具通过震动平台悬空垂直固定在空中，所述内模具位于外模具的下方且放置在一个移动平台上，所述移动平台安装在一个供移动平台上下移动的固定支架上，所述内模具的底部设置有与外模具底部扣合固定的锁定装置；所述压力***包括固定在机架上且位于外模具上方的上加压***以及位于外模具下方且固定在移动平台上的下加压***，上加压***包括由外模具顶部向下进行施压的上油缸，下加压***包括由外模具底部向上施压的下油缸。

为方便上油缸的工作：所述上油缸通过上油缸升降架安装在机架内，在上油缸的缸身上固定有支撑法兰，在上油缸升降架上固定有支撑支撑法兰的平面旋转轴承，在平面旋转轴承与支撑法兰相对的一侧设置有对称排列的垂直销，在支撑法兰与垂直销对应的位置上设置有通孔，支撑法兰压在平面旋转轴承上且垂直销穿过通过，在上油缸升降架内安装有控制上油缸升降架升降的升降油缸和驱动上油缸轴向旋转的旋转油缸。

为了提高上油缸与外模具的密封效果：所述抽真空装置包括安装在上油缸与外模具的接触端上的真空密封罩和对真空密封罩内抽真空的抽真空装置。

为了加强真空密封罩与外模具的连接效果：所述外模具与真空密封罩接触端的圆周上设置有向外凸出且与外模具轴线垂直的凸齿，真空密封罩与外模具接触端的内表面圆周上设置有与凸齿对应且位置相错的扣合齿。

为了方便固定外模具和内模具：所述锁定装置包括外模具和内模具的底部分别相对设置的外模法兰和内模法兰，所述移动平台上对称设置有支撑内模法兰的弹簧机座，所述内模法兰的外侧边对称设置有液压控制的法兰环抱箍，在内模法兰与外模法兰接触时法兰环抱箍在液压驱动下将两者固定在一起。

为方便下油缸对模具内糊料进行施压：所述下油缸固定在内模法兰与内模具相对的另一侧，在内模法兰上与外模法兰相对的一面放置有坩埚成型内顶环，坩埚成型内顶环的宽度小于或等于内模具进入外模具后两者之间的距离，下油缸通过对称分布的内顶环顶杆穿过内模法兰与坩埚成型内顶环接触。

为提高震动效果并减少震动损失：所述震动平台连接有提供震源的震动电机，所述震动平台与地面之间设置有橡胶弹簧支座。

为方便设备维护：在地面下设置有容纳坑，橡胶弹簧支座设置在容纳坑的侧边上，固定支架设置在容纳坑内。

优选为：所述外模具内部的规格为ф1400mm×2100mm。

为方便控制：还包括控制整个工作生产过程的PLC控制***。

本方案将模具悬空安装，且施压时使上油缸和下油缸也与其它设备分离而仅与模具连接，这样可以提高震动平台对模具的震动效果，同时避免对移动平台或机架产生震动，而延长其使用寿命。对外模具内部进行抽真空可以消除糊料中的废气，这样可以消除石墨坩埚产生内裂的问题。通过对外模具内的糊料上、下同时进行施压，使石墨坩埚受力均匀，内部密度误差小。本实用新型采用内、外模具相配合的方式一次成型大规格的石墨坩埚，节省了材料而且大大提高了石墨坩埚的合格率。

附图说明

图1本实用新型的结构示意图；

图2图1加压***结构示意图；

图3本实用新型内模具与外模具的连接示意图；

图4内模具结构示意图；

附图中标号说明：1-机架、2-上油缸、201-上油缸升降架、202-升降油缸、203-旋转油缸、204-支撑法兰、205-平面旋转轴承、206-垂直销、3-外模具、301-外模法兰、4-内模具、401-内模法兰、402-坩埚成型内顶环、403-内顶环顶杆、404-法兰环抱箍、5-下油缸、501-固定支架、502-移动平台、503-弹簧机座、6-抽真空装置、601-密封真空罩、7-震动平台、701-橡胶弹簧支座、702-震动电机、8-运料装置、9-容纳坑、10-PLC控制***。

具体实施方式

如图1、2所示，本实用新型的大型坩埚成型机，包括制造石墨坩埚的模具及设置在模具外部的机架1，对模具内糊料进行加压的压力***，对模具内抽真空的抽真空装置6及向模具内运送糊料的运料装置8，模具包括两端开口的外模具3和外表面形状与待制坩埚内表面形状相同的内模具4，外模具3通过震动平台7悬空垂直固定在空中，内模具4位于外模具3的下方且放置在一个移动平台502上，移动平台502安装在一个供移动平台502上下移动的固定支架501上，内模具4的底部设置有与外模具3底部扣合固定的锁定装置；压力***包括固定在机架1上且位于外模具3上方的上加压***以及位于外模具3下方且固定在移动平台502上的下加压***，上加压***包括由外模具3顶部向下进行施压的上油缸2，下加压***包括由外模具3底部向上施压的下油缸5。

在工作时，移动平台沿固定支架上升使内模具进入外模具内，利用锁定装置将外模具和内模具固定在一起，再将移动平台向下移动以离开内模具；此时由运料装置由外模具的顶端倒入糊料，在倒入糊料的同时震动平台工作，使内模具与外模具之间的糊料更加填实，在糊料将外模具内的空隙填满后，控制上油缸落在外模具的顶端，在对外模具的开口密封的同时对内部进行施压，同时启动下油缸由内模具的底部向内模具和外模具之间的糊料进行施压，在上油缸封闭外模具的同时启动抽真空装置对外模具内部进行抽真空。本方案将模具悬空安装，且施压时使上油缸和下油缸也与其它设备分离而仅与模具连接，这样可以提高震动平台对模具的震动效果，同时避免对移动平台或机架产生震动，而延长其使用寿命。对外模具内部进行抽真空可以消除糊料中的废气，这样可以消除石墨坩埚产生内裂的问题。通过对外模具内的糊料上、下同时进行施压，使石墨坩埚受力均匀，内部密度误差小。本实用新型采用内、外模具相配合的方式一次成型大规格的石墨坩埚，节省了材料而且大大提高了石墨坩埚的合格率。

如图3所示，为了方便控制上油缸的升降和脱离，本实用新型的上油缸2通过上油缸升降架201安装在机架1内，在上油缸2的缸身上固定有支撑法兰204，在上油缸升降架201上固定有平面旋转轴承205，在平面旋转轴承205与外模具3相对的另一侧设置有对称排列的垂直销206，在支撑法兰204与垂直销206对应的位置上设置有通孔，支撑法兰204压在平面旋转轴承205上且垂直销206穿过通过将两者活动锁定在一起，在上油缸升降架201内安装有驱动上油缸2轴向旋转的旋转油缸203，而控制上油缸升降架201升降的升降油缸202安装在机架1上。本方案中上油缸的重量完全由上油缸升降架承担，工作时驱动上油缸升降架下降，使上油缸与外模具接触并使上油缸支撑在外模具的顶部，此时上油缸升降架不受力，继续下降上油缸升降架，使平面旋转轴承与支撑法兰脱离，同时垂直销也从支撑法兰的通孔中退出，最终上油缸升降架与上油缸完全脱离，避免了震动平台在对模具施压震动时影响上油缸升降架的寿命。

为了提高上油缸与外模具的密封效果，本实用新型在上油缸与外模具的接触端上设置真空密封罩，真空密封罩通过管道与抽真空装置连接。为了提高上油缸与外模具的固定效果，本实用新型在外模具与真空密封罩接触端的圆周上设置有向外凸出且与外模具轴线垂直的凸齿，真空密封罩与外模具接触端的内表面圆周上设置有与凸齿对应且位置相错的扣合齿。连接时，真空密封罩上的扣合齿穿过外模具上凸齿之间的空隙而越过凸齿的轨道，利用设置在上油缸升降架上的旋转油缸驱动上油缸旋转，从而带动真空密封罩内旋转，在旋转一定角度后，扣合齿与凸齿相对的侧面接触一起，使得真空密封罩与外模具牢牢的抓扣在一起，而打开时，向相反方向驱动上油缸旋转即可。

如图4所示，为了方便内模具和外模具的固定和分离，本实用新型的锁定装置包括外模具3和内模具4的底部分别相对设置的外模法兰301和内模法兰401，移动平台502上对称设置有支撑内模法兰401的弹簧机座503，内模法兰401的外侧边对称设置有液压控制的法兰环抱箍404，在内模法兰401与外模法兰301接触后法兰环抱箍404在液压驱动下将两者固定在一起。为方便下油缸对模具内的糊料进行施压，本实用新型将下油缸5固定在内模法兰401与内模具4相对的另一侧，在内模法兰401上与外模法兰301相对的一面放置有坩埚成型内顶环402，坩埚成型内顶环402的宽度小于或等于内模具4进入外模具3后两者之间的距离，下油缸5通过对称分布的内顶环顶杆403穿过内模法兰401与坩埚成型内顶环402接触。在下油缸工作时，下油缸推动内顶环顶杆向上运动，由于坩埚成型内顶环的宽度与内模具和外模具底部之间的宽度相同，进入外模具的糊料完全落在坩埚成型内顶环上，因此内顶环顶杆的压力被坩埚成型内顶环传导到糊料上，保证了石墨坩埚的底部也能够被施加压力。内模具通过内模具法兰与移动平台的弹簧机座接触并支撑在上面，当内模具与外模具通过法兰环抱箍固定后，即控制移动平台向下运动，使内模具带着下油缸与外模具形成一体，使得震动平台的效果能够控制在模具上而不影响移动平台。震动平台的震动力由震动电机提供，同时为了提高震动效果，在震动平台与地面之间设置有橡胶弹簧支座。为了方便设备维护，本实用新型在地面下设置有容纳坑，橡胶弹簧支座设置在容纳坑的侧边上，固定支架设置在容纳坑内。本方案可以人工控制也可以由PLC控制***控制。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。

Claims (10)

1.一种大型坩埚成型机，包括制造石墨坩埚的模具及设置在模具外部的机架（1），对模具内糊料进行加压的压力***，对模具内抽真空的抽真空装置（6）及向模具内运送糊料的运料装置（8），其特征在于，所述模具包括两端开口的外模具（3）和外表面形状与待制坩埚内表面形状相同的内模具（4），所述外模具（3）通过震动平台（7）悬空垂直固定在空中，所述内模具（4）位于外模具（3）的下方且放置在一个移动平台（502）上，所述移动平台（502）安装在一个供移动平台上下移动的固定支架（501）上，所述内模具（4）的底部设置有与外模具（3）底部扣合固定的锁定装置；所述压力***包括固定在机架（1）上且位于外模具（3）上方的上加压***以及位于外模具下方且固定在移动平台（502）上的下加压***，上加压***包括由外模具顶部向下进行施压的上油缸（2），下加压***包括由外模具底部向上施压的下油缸（5）。

2.如权利要求1所述的一种大型坩埚成型机，其特征在于，所述上油缸（2）通过上油缸升降架（201）安装在机架（1）内，在上油缸（2）的缸身上固定有支撑法兰（204），在上油缸升降架（201）上固定有支撑支撑法兰（204）的平面旋转轴承（205），在平面旋转轴承（205）与支撑法兰（204）相对的一侧设置有对称排列的垂直销（206），在支撑法兰（204）与垂直销（206）对应的位置上设置有通孔，支撑法兰（204）压在平面旋转轴承（205）上且垂直销（206）穿过通过，在上油缸升降架(201)内安装有驱动上油缸(2)轴向旋转的旋转油缸(203)，而控制上油缸升降架(201)升降的升降油缸(202)安装在机架(1)上。

3.如权利要求2所述的一种大型坩埚成型机，其特征在于，所述抽真空装置（6）包括安装在上油缸（2）与外模具（3）的接触端上的真空密封罩（601）。

4.如权利要求3所述的一种大型坩埚成型机，其特征在于，所述外模具（3）与真空密封罩（601）接触端的圆周上设置有向外凸出且与外模具轴线垂直的凸齿，真空密封罩（601）与外模具（3）接触端的内表面圆周上设置有与凸齿对应且位置相错的扣合齿。

5.如权利要求1所述的一种大型坩埚成型机，其特征在于，所述锁定装置包括外模具（3）和内模具（4）的底部分别相对设置的外模法兰（301）和内模法兰（401），所述移动平台（502）上对称设置有支撑内模法兰（401）的弹簧机座（503），所述内模法兰（401）的外侧边对称设置有液压控制的法兰环抱箍（404），在内模法兰（401）与外模法兰（301）接触时法兰环抱箍（404）在液压驱动下将两者固定在一起。

6.如权利要求5所述的一种大型坩埚成型机，其特征在于，所述下油缸（5）固定在内模法兰（401）与内模具相对的另一侧，在内模法兰（401）上与外模法兰（301）相对的一面放置有坩埚成型内顶环（402），坩埚成型内顶环（402）的宽度小于或等于内模具进入外模具后两者之间的距离，下油缸（5）通过对称分布的内顶环顶杆（403）穿过内模法兰（401）与坩埚成型内顶环（402）接触。

7.如权利要求1所述的一种大型坩埚成型机，其特征在于，所述震动平台（7）连接有提供震源的震动电机（702），所述震动平台（7）与地面之间设置有橡胶弹簧支座（701）。

8.如权利要求7所述的一种大型坩埚成型机，其特征在于，在地面下设置有容纳坑（9），橡胶弹簧支座（701）设置在容纳坑（9）的侧边上，固定支架（501）设置在容纳坑（9）内。

9.如权利要求8所述的一种大型坩埚成型机，其特征在于，所述模具（3）的规格为ф1400mm×2100mm。

10.如权利要求1所述的一种大型坩埚成型机，其特征在于，还包括控制整个工作生产过程的PLC控制***（10）。

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