一种发射光谱法专用石墨电极加工自动化车床的制作方法

1.本发明涉及一种石墨加工机械，特别是一种光谱法专用石墨电极加工自动化车床。


背景技术：

2.对于地球化学样品中银,锡,硼元素的检测通常采用交流电弧-发射光谱法，该方法依靠固体进样技术而不需要酸溶或碱熔分解样品，操作简便，绿色环保，稳定性好，且直读光谱仪能实现数据直读等优点。但在实际测试过程中，需要大量的发射光谱法专用石墨电极作为耗材，导致测试成本居高不下。目前专用电极的加工设备多为半自动化，且电极加工后需手动打透气孔，费工费时，导致加工和使用成本较高，电极合格率偏低，工作效率低等问题，影响到光谱分析实验的效果。


技术实现要素：

3.本发明的技术任务是针对以上现有技术的不足，提供一种发射光谱法专用石墨电极加工自动化车床。
4.本发明解决其技术问题的技术方案是：一种发射光谱法专用石墨电极加工自动化车床，其特征在于：包括车床本体、上料伺服机构和粉尘收集装置；所述的上料伺服机构包括料匣、第一气缸、上料架、第二气缸、第三气缸和第四气缸；碳棒在料匣内水平放置，料匣的下端沿着碳棒长度方向上设有开口；所述的第一气缸活塞杆上设有第一气缸推料杆，第一气缸推料杆的端部朝向料匣下方的碳棒上；所述的上料架包括固定架体和移动架体；所述的固定架体固定在车床本体上，所述的移动架体能够沿着固定架体运动；固定架体与移动架体之间设有第二气缸，通过第二气缸推动移动架体运动；移动架体上设有碳棒放置架；当移动架体运动时，带动碳棒放置架在料匣下端与卡盘处来回运动；所述的移动架体上设有第三气缸，第三气缸的活塞杆上设有第三气缸推料杆，第三气缸推料杆朝向碳棒放置架上的碳棒；通过第三气缸推料杆的作用能够将碳棒推进机床卡盘内；所述的第四气缸上设有第四气缸推料杆，第四气缸推料杆位于卡盘的后侧，通过第四气缸能够将第四气缸推料杆从卡盘轴心处穿过，并且将卡盘上的碳棒推出；所述的车床本体包括床身、主轴箱、工作台、数控装置和刀具；所述的刀具包括端孔钻、切槽刀具和透气孔钻，分别用来加工石墨电极的端面孔、侧面环形槽和透气孔；所述的端孔钻安装在工作台上；所述的透气孔钻安装在打孔电机上；所述的打孔电机安装在工作台上；所述的工作台能够沿着横向和纵向两个方向滑动。
5.上述的槽刀为车刀，安装在工作台上。
6.上述的槽刀是铣刀；所述的主轴箱上设有切槽箱；所述的切槽箱包括箱体、筒体、竖轴、第一锥齿轮、连杆和弹簧；所述的车床的主轴上设有第二锥齿轮，所述的第二锥齿轮与第一锥齿轮相互啮合；所述的筒体穿过切槽箱的箱体，所述的第一锥齿轮位于筒体的上端，第一锥齿轮与筒体组合体的轴心处为上下贯通的中空结构；所述的竖轴从筒体和第一
锥齿轮的中空轴心处穿过；竖轴为横截面非圆的柱形结构，第一锥齿轮和筒体的轴心处的中空结构形状与竖轴形状相适应，使竖轴与筒体之间能够沿轴向方向自由滑动不能自由旋转，通过第一锥齿轮和筒体的作用能够驱动竖轴旋转，竖轴露在箱体外一端安装铣刀；所述的连杆包括上连杆和下连杆，上连杆和下连杆组成连杆组，筒体和主轴的周边均匀分布两组或更多组连杆组；所述的上连杆上端与筒体相铰接，上连杆的下端与下连杆的上端相铰接，下连杆的下端与竖轴的下端相铰接；其中上连杆与下连杆连接处设有配重；所述的弹簧套在竖轴的外侧，弹簧的上端顶在筒体或套筒上，弹簧的下端顶在竖轴的下端或端帽上。
7.上述的筒体上设有套在筒体外侧的套筒，套筒与筒体固定连接，上连杆的上端与套筒相铰接；竖轴的下端固定设有端帽，下连杆的下端与端帽相铰接。
8.所述的粉尘收集装置包括集气罩和排气管，集气罩和排气管设置在在电极加工部位下方，通过排气管连接除尘设备
9.与现有技术相比较，本发明具有以下突出的有益效果：
10.1.在普通数控机床基础上加以改造提升，效益好；
11.2.上料伺服机构自动化，设备可实现无人值守加工；
12.3.专用电极透气孔和专用电极加工一次成形，提升加工效率且打孔均匀一致；
13.4.增加加工粉尘收集装置，卫生环保；
14.5.设备操作简单，稳定性好，易于维护和保养。
附图说明
15.图1是石墨电极结构示意图。
16.图2是本发明的正视示意图。
17.图3是本发明料匣结构示意图。
18.图4是本发明的正视局部放大示意图。
19.图5是本发明实施例1中车床本体俯视局部放大示意图。
20.图6是本发明实施例2正视局部放大示意图。
21.图7是本发明的切槽箱内部结构示意图。
具体实施方式
22.下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
23.如图2至6所示，本发明包括车床本体、上料伺服机构和粉尘收集装置。
24.所述的上料伺服机构包括料匣7、第一气缸19、上料架、第二气缸9、第三气缸12和第四气缸32。如图3所示，所述的料匣7用于放置待加工的石墨碳棒1，所述的碳棒1在料匣7内水平放置，料匣7的下端沿着碳棒1长度方向上设有开口。所述的第一气缸19活塞杆上设有第一气缸推料杆6，第一气缸推料杆6的端部朝向料匣7下方的碳棒1上，通过第一气缸19驱动第一气缸推料杆6推动料匣7下方的碳棒1，将该碳棒1从所述的开口推出。所述的第一气缸推料杆6以及下文中的各推料杆可以是安装在气缸活塞杆的零件，也可以是气缸活塞杆本体作为推料杆。
25.如图4所示，所述的上料架包括固定架体8和移动架体10。所述的固定架体8固定在车床本体上，所述的移动架体10能够沿着固定架体8运动。固定架体8与移动架体10之间设
有第二气缸9，通过第二气缸9推动移动架体10运动。移动架体10上设有碳棒放置架11。当移动架体10运动时，带动碳棒放置架11在料匣7下端与卡盘15处来回运动。当第一气缸19将料匣7下方的碳棒1推出时，将碳棒1推动至碳棒放置架11上。通过第二气缸9推动移动架体10运动，将碳棒放置架11上的碳棒1运动至与机床卡盘15同轴心的位置。所述的移动架体10上设有第三气缸12，第三气缸12的活塞杆上设有第三气缸推料杆，第三气缸推料杆朝向碳棒放置架11上的碳棒1。通过第三气缸推料杆的作用能够将碳棒1推进机床卡盘15内。所述的第四气缸32上设有第四气缸推料杆33，第四气缸推料杆33位于卡盘15的后侧，通过第四气缸32能够将第四气缸推料杆33从卡盘15轴心处穿过，并且将卡盘15上的碳棒1推出。
26.所述的车床本体包括床身34、主轴箱5、工作台14、数控装置和刀具。如图1所示，所述的石墨电极端面设有设有沿碳棒1轴心方向走向的端面孔4，，石墨电极侧面上设有沿圆周方向走向的环形槽2，石墨电极侧面上设有沿着电极径向方向走向的透气孔3。如图5所示，所述的刀具包括端孔钻16、切槽刀具和透气孔钻18，分别用来加工石墨电极的端面孔4、侧面环形槽2和透气孔3。所述的端孔钻16安装在钻夹头上，所述的钻夹头安装在刀架上，所述的刀架安装在工作台14上，通过工作台14带动端孔钻16水平运动。所述的透气孔钻18安装在打孔电机13上，通过打孔电机13驱动透气孔钻18旋转。所述的打孔电机13安装在工作台14上，通过工作台14驱动打孔电机13和透气孔钻18在水平方向上平移。所述的工作台14能够沿着横向和纵向两个方向滑动。
27.所述的切槽刀具有两种实施方式。实施例1中，如图5所示，所述的槽刀为车刀17，安装在工作台14上。
28.实施例2中，所述的槽刀是铣刀21。如图6、7所示，所述的主轴箱5上设有切槽箱23。所述的切槽箱23包括箱体31、筒体25、竖轴24、第一锥齿轮22、连杆、弹簧28。所述的车床的主轴上设有第二锥齿轮20，所述的第二锥齿轮20与第一锥齿轮22相互啮合，当车床主轴旋转时，通过第二锥齿轮20驱动第一锥齿轮22旋转。所述的筒体25穿过切槽箱23的箱体31，所述的第一锥齿轮22位于筒体25的上端，第一锥齿轮22与筒体25之间固定连接或为一体结构，第一锥齿轮22与筒体25组合体的轴心处为上下贯通的中空结构。所述的竖轴24从筒体25和第一锥齿轮22的中空轴心处穿过。竖轴24为横截面非圆的柱形结构，例如棱柱、花键等结构，第一锥齿轮22和筒体25的轴心处的中空结构形状与竖轴24形状相适应，使竖轴24与筒体25之间能够沿轴向方向自由滑动不能自由旋转，通过第一锥齿轮22和筒体25的作用能够驱动竖轴24旋转，竖轴24露在箱体31外一端安装铣刀21，通过铣刀21加工出碳棒1侧面的环形槽2。所述的连杆包括上连杆27和下连杆29，上连杆27和下连杆29组成连杆组，筒体25和主轴的周边均匀分布两组或更多组连杆组。所述的上连杆27上端与筒体25相铰接，上连杆27的下端与下连杆29的上端相铰接，下连杆29的下端与竖轴24的下端相铰接。其中上连杆27与下连杆29连接处设有配重，所述的配重可以是独立的零件，也可以将上连杆27的下端或下连杆29的上端做的较为粗大，形成较为大的端部作为配重。优化方案中，筒体25上设有套在筒体25外侧的套筒26，套筒26与筒体25固定连接，上连杆27的上端与套筒26相铰接。竖轴24的下端固定设有端帽30，下连杆29的下端与端帽30相铰接。所述的弹簧28套在竖轴24的外侧，弹簧28的上端顶在筒体25或套筒26上，弹簧28的下端顶在竖轴24的下端或端帽30上。通过弹簧28给竖轴24提供向下的作用力。
29.本实施例中，铣槽的工作原理如下：当主轴箱5旋转时，通过锥齿轮对带动筒体25、
竖轴24、连杆和铣刀21同步旋转。通过离心力的作用，连杆配重旋转时将连杆向外侧拉伸从而能够将竖轴24向上拉伸，从而能够将铣刀21向上推动至碳棒1的侧面处，以便为碳棒1进行铣槽加工。
30.相对于实施例1，在实施例2中，钻端孔和铣槽可以同步进行，从而缩短了加工时间，提高了加工效率。
31.所述的粉尘收集装置包括集气罩和排气管，设置在在电极加工部位下方，通过排气管连接除尘设备，用于收集加工产生的粉尘，以减少分成对空气的污染，同时也防止碳粉影响机械设备的运行，造成加工精度降低、机械故障、电路短路等问题。
32.本发明能够在现有车床上进行改造，所以不需要在重新设计制造车床本体，比起重新设计全新的石墨电极专用机床来说，本发明设计制造较为方便。
33.需要说明的是，本发明的特定实施方案已经对本发明进行了详细描述，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本发明的保护范围之内。