一种易于上色的石墨材料定型装置及其制备工艺的制作方法

1.本发明涉及石墨制品生产技术领域，具体地说是一种易于上色的石墨材料定型装置及其制备工艺。


背景技术：

2.石墨材料具有良好的耐高温性、可塑性和化学稳定性等，根据石墨的优点现在不少工艺品都采用石墨原料制成，制成石墨工艺品往往需要对其外表进行上色处理，石墨外表较为光滑且本身石墨具有良好的润滑性，直接上色处理往往效果较差，颜色的表面附着力不强，现有一些设备在制作石墨工艺品时，需要在石墨原料内加入氟化盐，氟化盐在高温炭化过程中分解在石墨表面形成一个个凹坑，增加石墨表面的粗糙度以便于上色，但上述操作通过加入氟化盐存在制作成本增加，且高温炭化处理繁琐费时的弊端，因此本发明提供了一种易于上色的石墨材料定型装置。


技术实现要素：

3.本发明的设计目的是提供一种易于上色的石墨材料定型装置，将软化的石墨原料注入定型组件内，成孔组件在引导组件引导限位下伸入定型组件，辊压组件对定型组件内的石墨原料进行辊压压实，辊压组件配合定型组件和成孔组件对石墨原料压成表面带孔的的石墨圈，引导组件再次引导带动成孔组件从定型组件脱离，通过上述各组件的相互配合巧妙的实现石墨工艺品的初定型和外表面的凹坑粗糙处理，通过机械联动处理降低了生产成本，操作简便高效。
4.针对上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
5.一种易于上色的石墨材料定型装置，包括转动座和设置在转动座上的一号驱动电机，所述一号驱动电机的输出端固定连接有定型组件和与定型组件相配合的成孔组件，所述成孔组件的外圈转动路径上还设有与之相贴合的引导组件，所述定型组件的一侧还设有相配合的辊压组件，所述定型组件在辊压组件和成孔组件的同时作用下对石墨原料进行压实成孔处理，所述引导组件带动成孔组件在压实成孔完成后脱离定型组件；
6.所述定型组件包括与所述一号驱动电机输出端固定连接的底座，所述底座的外侧面固定设置有定型模具，所述定型模具沿着圆周方向开设有若干个一号通孔，所述定型模具的外端转动设置有限位盖板，所述限位盖板的中心设置有输料接口，所述限位盖板上还开设有二号通孔；
7.所述成孔组件包括底座上圆周阵列开设的若干个滑槽，所述滑槽内滑动设置有弧形压板，所述弧形压板的尾端部与滑槽的内壁之间连接有复位弹簧，所述弧形压板的内壁上开设有与所述一号通孔相匹配的点孔针，所述弧形压板的外壁上设置有一号弧形顶压块。
8.作为一种优选，所述点孔针的直径大小为0.4mm至0.6mm，所述一号通孔的孔径与点孔针的直径配合。
9.作为一种优选，所述定型模具的直径为140mm，所述限位盖板的直径为150mm，所述二号通孔的直径为45mm，所述二号通孔和限位盖板之间的圆心距为42mm。
10.作为一种优选，所述引导组件包括设置在所述底座外端的延伸杆，所述延伸杆的底端部设置有限位块，所述弧形压板的外侧设置有相配合的引导圆环，所述引导圆环的外端面开设有与所述限位块相配合的滑动限位槽，所述引导圆环的内壁面设置有与所述一号弧形顶压块相配合的二号弧形顶压块。
11.作为一种优选，所述引导圆环上开设有一号插销孔和二号插销孔，所述延伸杆上开设有与所述一号插销孔和二号插销孔相匹配的锁止孔。
12.作为一种优选，所述辊压组件包括承载底座和设置在承载底座上的一号气缸，所述一号气缸用于推动二号驱动电机，所述二号驱动电机底部连接有线性滑块，所动承载底座上设置有与所述线性滑块相匹配的线性滑轨，所述二号驱动电机的输出端固定连接有辊压筒，所述承载底座的下方还设置有二号气缸，所述二号气缸用于推动承载底座进行竖直方向上的升降。
13.作为一种优选，所述二号气缸的升降行程为4mm。
14.作为又一种优选，所述转动座的一侧还设置有翻转组件，所述翻转组件包括三号气缸和三号气缸推动下的齿条，所述转动座的转动轴外端固定连接有与所述齿条相啮合的齿轮。
15.本发明的另一设计目的是提供一种易于上色的石墨材料定型制备工艺，技术方案如下：
16.步骤一，石墨配料工序，石油焦和沥青焦作为石墨原料进行搅拌混合，搅拌混合过程中加入粘结剂，粘结剂为煤沥青、石油沥青或树脂；
17.步骤二，石墨上料工序，步骤一中所述搅拌粘结完成后的石墨原料通过输料接口输入至定型模具内；
18.步骤三，一次成型工序，辊压组件中辊压筒水平伸入定型模具内，辊压筒与定型模具保持同步转动对步骤二中的石墨原料进行第一次辊压成型，第一次辊压成型的石墨壁厚为8mm；
19.步骤四，二次成型工序，步骤三中的辊压筒在二号气缸的带动下进行竖直方向的下降，辊压筒对第一次辊压成型后的石墨进行第二次辊压成型，第二次辊压成型的石墨壁厚为6mm；
20.步骤五，三次成型工序，步骤四中的辊压筒在二号气缸的带动下继续进行竖直方向的下降，辊压筒对第二次辊压成型后的石墨进行第三次辊压成型，第三次辊压成型的石墨壁厚为4mm；
21.步骤六，引导脱模工序，步骤五中石墨三次辊压成型完成后，辊压筒复位脱离定型模具，引导组件带动成孔组件在三次辊压完成后脱离定型组件；
22.步骤七，翻转填料工序，步骤六中所述定型模具在翻转组件带动下进行90度的翻转，步骤一中的石墨原料继续通过输料接口注入定型模具中心对三次辊压成型后的石墨进行填料填实处理，填料完成后对定型模具中心的石墨原料进行顶压压实。
23.步骤八，石墨焙烧工序，步骤七中压实后的石墨柱体进行焙烧处理，焙烧温度范围为900℃至1000℃，升温速率为2℃/小时至4℃/小时，炉内温差为60℃至90℃。
24.作为一种优选，步骤七中顶压压实的压力为10mpa至15mpa。
25.本发明的有益效果：
26.1.本发明的辊压组件对定型组件内外界注入的石墨原料进行定型压实处理以完成外圈的初步制作定型，同时成孔组件上的点孔针在引导组件的引导带动下通过内收缩的方式穿过定型组件对石墨表面进行点孔处理形成凹坑，通过上述各组件的相互配合巧妙的实现石墨工艺品的初定型和外表面的凹坑粗糙处理，解决石墨工艺品外表上色容易褪色脱离等问题，通过机械联动配合处理降低了生产成本，操作简便高效。
27.2.本发明定型组件和成孔组件的作业状态为水平设置，成孔组件预先伸入定型组件内配合辊压组件对输入的石墨原料进行圆周方向上的辊压，水平设置的优点在于辊压组件在辊压成型时对孔外部的石墨原料的紧实度均为一致，结构强度稳定，如采用竖直方向上的下压顶压成型(如图12所示)，孔上部处的石墨会压得非常紧实(如图13的a处所示)，孔下部处的石墨会变的非常松散(如图13的b处所示)，因而造成石墨制品内部紧实度不一，对石墨制品的结构强度造成影响。
28.3.本发明引导圆环上开设有一号插销孔和二号插销孔，延伸杆上开设有相配合的锁止孔，操作人员转动引导圆环控制成孔组件时可利用插销插入各插销孔和锁止孔之间进行锁定引导圆环对应的位置，该设计使引导圆环转换方位更方便，锁定效果稳定。
29.综上所述，该易于上色的石墨材料定型装置具有设计巧妙，结构简单，使用高效稳定等优点，尤其适用于石墨制品生产技术领域。
附图说明
30.为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。
31.图1为易于上色的石墨材料定型装置的结构示意图；
32.图2为定型组件的结构示意图；
33.图3为成孔组件的结构示意图；
34.图4为引导圆环的结构示意图；
35.图5为辊压组件的结构示意图；
36.图6为翻转组件的结构示意图；
37.图7为引导组件引导成孔组件点孔时的状态示意图；
38.图8为引导组件引导成孔组件脱离点孔时的状态示意图；
39.图9为辊压组件辊压时的状态示意图；
40.图10为点孔辊压初定型完成的石墨制品；
41.图11为翻转后注料压实后的成品石墨制品；
42.图12为竖直下压成型的状态示意图；
43.图13为图12的a处放大结构示意图；
44.图14为易于上色的石墨材料定型制备工艺的流程图。
具体实施方式
45.下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。
46.实施例一
47.如图1至图13所示，本发明实施例提供了一种易于上色的石墨材料定型装置，包括转动座1和设置在转动座1上的一号驱动电机11，一号驱动电机11的输出端固定连接有定型组件2和与定型组件2相配合的成孔组件3，成孔组件3的外圈转动路径上还设有与之相贴合的引导组件4，定型组件2的一侧还设有相配合的辊压组件5，定型组件2在辊压组件5和成孔组件3的同时作用下对石墨原料进行压实成孔处理，引导组件4带动成孔组件3在压实成孔完成后脱离定型组件2；
48.定型组件2包括与一号驱动电机11输出端固定连接的底座21，底座21的外侧面固定设置有定型模具22，定型模具22沿着圆周方向开设有若干个一号通孔23，定型模具22的外端转动设置有限位盖板24，限位盖板24的中心设置有输料接口25，限位盖板24上还开设有二号通孔26；
49.成孔组件3包括底座21上圆周阵列开设的若干个滑槽31，滑槽31内滑动设置有弧形压板32，弧形压板32的尾端部与滑槽31的内壁之间连接有复位弹簧33，弧形压板32的内壁上开设有与一号通孔23相匹配的点孔针34，弧形压板32的外壁上设置有一号弧形顶压块35。
50.本发明在工作时，操作人员控制引导组件4转动带动成孔组件3伸入定型模具22内，软化的石墨原料从输料接口25内注入进入定型模具22内，一号驱动电机11驱动定型组件2进行圆周转动，同时辊压组件5从二号通孔26进入至定型模具22内进行圆周辊压(如图9所示)，辊压组件5在竖直方向上逐步下移并对定型模具22内的石墨原料进行压实定型处理，压成厚度均匀的圆环状，辊压完成后辊压组件5复位退出，操作人员通过再次反向转动引导组件4引导成孔组件3复位向外脱离定型模具22，从而在定型模具22内可脱模得到点孔成型后的石墨初制品(如图10的状态a所示)。
51.在此，本发明成孔组件3上的点孔针34在引导组件4的引导带动下通过内收缩的方式穿过定型组件2，辊压组件5对定型组件2内外界注入的石墨原料进行定型压实处理以完成外圈的初步制作，同时通过伸入的成孔组件3完成对石墨表面的点孔凹坑处理，通过上述各组件的相互配合巧妙的实现石墨工艺品的初定型和外表面的点孔凹坑处理，解决石墨工艺品外表上色容易褪色脱离等问题，通过机械联动配合处理降低了生产成本，操作简便高效。
52.参照附图2和附图3，具体地，点孔针34的直径大小为0.4mm至0.6mm，一号通孔23的孔径与点孔针34的直径配合。
53.参照附图2，具体地，定型模具22的直径为140mm，限位盖板24的直径为150mm，二号通孔26的直径为45mm，二号通孔26和限位盖板24之间的圆心距为42mm。
54.参照附图2至附图4，具体地，引导组件4包括设置在底座21外端的延伸杆41，延伸杆41的底端部设置有限位块42，弧形压板32的外侧设置有相配合的引导圆环43，引导圆环43的外端面开设有与限位块42相配合的滑动限位槽44，引导圆环43的内壁面设置有与一号弧形顶压块35相配合的二号弧形顶压块45，限位块42通过卡嵌在滑动限位槽44内实现限位固定滑动，引导圆环43通过转动使二号弧形顶压块45转动至一号弧形顶压块35处时带动弧
形压板32内收缩进进入定型模具22内。
55.参照附图2至附图4，具体地，引导圆环43上开设有一号插销孔46和二号插销孔47，延伸杆41上开设有与一号插销孔46和二号插销孔47相匹配的锁止孔48，插销可通过锁止孔48插入一号插销孔46或二号插销孔47内实现两种方位的锁止固定。
56.需要指出的是，本发明引导圆环43上开设有一号插销孔46和二号插销孔47，延伸杆41上开设有相配合的锁止孔48，操作人员转动引导圆环43控制成孔组件3时可利用插销插入各插销孔和锁止孔48之间进行锁定引导圆环43对应的位置，该设计使引导圆环43转换方位更方便，锁定效果稳定。
57.参照附图5和附图9，具体地，辊压组件5包括承载底座51和设置在承载底座51上的一号气缸52，一号气缸52用于推动二号驱动电机53，二号驱动电机53底部连接有线性滑块54，所动承载底座51上设置有与线性滑块54相匹配的线性滑轨55，二号驱动电机53的输出端固定连接有辊压筒56，辊压筒56与二号通孔26为同心设置，承载底座的下方还设置有二号气缸57，二号气缸57用于推动承载底座进行竖直方向上的升降，二号驱动电机53用于带动辊压筒56在作业时进行转动，辊压筒56通过二号通孔26进入定型模具22内进行压实定型处理，二号气缸带动辊压筒进行竖直方向上的下降，如附图9所示，辊压筒中心与石墨内壁之间的间距l逐渐减小，石墨内壁在辊压筒逐渐下降过程中被辊压的更加紧实牢固。
58.参照附图9，具体地，二号气缸57的升降行程为4mm，附图9中l距离的减小量为4mm。
59.值得一提的是，本发明定型组件2和成孔组件3的作业状态为水平设置，成孔组件3预先伸入定型组件2内配合辊压组件5对输入的石墨原料进行圆周方向上的辊压，水平设置的优点在于辊压组件5在辊压成型时对孔外部的石墨原料的紧实度均为一致，结构强度稳定，如采用竖直方向上的下压顶压成型(如图12所示)，孔上部处的石墨会压得非常紧实(如图13的a处所示)，孔下部处的石墨会变的非常松散(如图13的b处所示)，因而造成石墨制品内部紧实度不一，对石墨制品的结构强度造成影响。
60.实施例二
61.如附图6所示，其中与实施例一中相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点；该实施例二与实施例一的不同之处在于：转动座1的一侧还设置有翻转组件6，翻转组件6包括三号气缸61和三号气缸61推动下的齿条62，转动座1的转动轴外端固定连接有与齿条62相啮合的齿轮63，三号气缸61推动齿条62带动齿轮63转动，齿轮63转动带动转动座1进行90度的往复翻转，转动座1在定型组件2内石墨初定型点孔完成后进行翻转朝天设置，随后通过输料接口25继续注入石墨原材料完成后续的定型填料，定型填料完成后取出石墨制品再进行后续的压实处理(如图11的状态b所示)。
62.实施例三
63.如附图14所示，一种易于上色的石墨材料定型制备工艺，包括以下生产步骤：
64.步骤一，石墨配料工序，石油焦和沥青焦作为石墨原料进行搅拌混合，搅拌混合过程中加入粘结剂，粘结剂为煤沥青、石油沥青或树脂；
65.步骤二，石墨上料工序，步骤一中所述搅拌粘结完成后的石墨原料通过输料接口25输入至定型模具22内；
66.步骤三，一次成型工序，辊压组件5中辊压筒56水平伸入定型模具22内，辊压筒56
与定型模具22保持同步转动对步骤二中的石墨原料进行第一次辊压成型，第一次辊压成型的石墨壁厚为8mm；
67.步骤四，二次成型工序，步骤三中的辊压筒56在二号气缸57的带动下进行竖直方向的下降，辊压筒56对第一次辊压成型后的石墨进行第二次辊压成型，第二次辊压成型的石墨壁厚为6mm；
68.步骤五，三次成型工序，步骤四中的辊压筒56在二号气缸57的带动下继续进行竖直方向的下降，辊压筒56对第二次辊压成型后的石墨进行第三次辊压成型，第三次辊压成型的石墨壁厚为4mm；
69.步骤六，引导脱模工序，步骤五中石墨三次辊压成型完成后，辊压筒56复位脱离定型模具22，引导组件4带动成孔组件3在三次辊压完成后脱离定型组件2；
70.步骤七，翻转填料工序，步骤六中所述定型模具22在翻转组件6带动下进行90度的翻转，步骤一中的石墨原料继续通过输料接口25注入定型模具22中心对三次辊压成型后的石墨进行填料填实处理，填料完成后对定型模具22中心的石墨原料进行顶压压实。
71.步骤八，石墨焙烧工序，步骤七中压实后的石墨柱体进行焙烧处理，焙烧温度范围为900℃至1000℃，升温速率为2℃/小时至4℃/小时，炉内温差为60℃至90℃。
72.进一步地，步骤七中顶压压实的压力为10mpa至15mpa。
73.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前后”、“左右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。
74.当然在本技术方案中，本领域的技术人员应当理解的是，术语“一”应理解为“至少一个”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
75.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明的技术提示下可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。