铜箔铜杆流水线的铜杆石墨套管制作方法与流程

本发明涉及铜箔铜杆流水线的铜杆石墨套管制作方法。

背景技术：

现有制备石墨套杆的设备通常是从石墨棒的两端进行钻孔以形成一个贯穿石墨棒的通孔，这种设备制作出来的石墨套管，往往通孔两端无法完全对准，从而在通孔内壁留下有加工台阶，而利用这种石墨套管生产出的铜杆容易在加工台阶处发生断裂，而且铜杆的铜芯同时圆柱形，导致不便于后续加工。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供铜箔铜杆流水线的铜杆石墨套管制作方法。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：

一种铜箔铜杆流水线的铜杆石墨套管制作方法，包括机架、工件旋转变位机构、车削进刀机构、车削掉头机构、升降机构、工件穿孔机构、工件线切割机构和工件内孔打磨机构；所述工件旋转变位机构设于机架上，并用于带动工件旋转且依次经过车削工序、穿孔工序、线切割工序以及内孔打磨工序；所述车削进刀机构用于对工件进行车削工序；所述车削掉头机构位于车削进刀机构上方，并用于辅助车削进刀机构对工件进行车削工序；所述升降机构设于机架上，并用于带动车削进刀机构和车削掉头机构上升、下降；所述工件穿孔机构设于机架的顶端，并用于对工件进行穿孔工序；所述工件线切割机构设于机架上，并用于对工件进行线切割工序；所述工件内孔打磨机构设于机架的顶端，并用于对工件进行内孔打磨工序。

其中，所述工件旋转变位机构、车削掉头机构、工件穿孔机构、工件线切割机构以及工件内孔打磨机构的数量均为两组，并分别对称设置。

其中，所述工件旋转变位机构包括旋转变位支架、旋转变位电机、旋转变位盘以及盘定位组件，所述旋转变位支架固定在机架上，所述旋转变位电机固定在旋转变位支架上，所述旋转变位盘通过第一轴承件与旋转变位支架的顶端配合，所述旋转变位电机的输出端穿过旋转变位支架的顶端后与旋转变位盘连接，所述旋转变位盘上间隔设置有若干工件自传定位组件，所述工件自传定位组件用于夹持住工件并带动工件旋转，所述盘定位组件用于限制旋转变位盘转动。

其中，所述盘定位组件包括定位气缸、气缸支架和定位压杆，所述气缸支架固定在旋转变位盘上，所述定位气缸固定在气缸支架上，所述定位压杆与定位气缸的输出端连接，所述定位压杆的两端分别连接有定位拉钉，所述定位拉钉卡接有定位销；所述旋转变位支架上对应工件自传定位组件间隔设置有定位套，所述定位销穿过旋转变位盘后与定位套配合。

其中，所述工件自传定位组件包括工件旋转电机、电机固定座和第一动力夹头，所述电机固定座固定在旋转变位盘的底面，所述工件旋转电机固定在电机固定座上，所述第一动力夹头通过第二轴承件与旋转变位盘配合，所述工件旋转电机的输出端通过齿轮组与第一动力夹头传动连接。

其中，所述升降机构包括第一升降电机、第二升降电机、升降固定板、第一滚珠丝杆、第二滚珠丝杆和升降板，所述第一升降电机与第二升降电机并排固定在机架的顶端，所述升降固定板固定在机架上，所述第一滚珠丝杆与第二滚珠丝杆并排固定在升降固定板上，所述升降固定板上还并排设置有两条第一直线导轨，所述升降板与第一直线导轨滑动连接，所述升降板还与第一滚珠丝杆的丝杆螺母固定连接，两个所述车削掉头机构对称安装在升降板上；所述车削掉头机构包括掉头驱动电机、掉头连接座、t形的旋转固定头、第二动力夹头、夹头旋转驱动电机、齿轮箱体和旋转顶尖，所述掉头驱动电机固定在掉头连接座上，所述掉头连接座固定在升降板上，所述旋转顶尖的横臂端伸入掉头连接座内并与掉头驱动电机的输出端连接，所述第二动力夹头与旋转顶尖分别设置在旋转固定头的纵臂端的顶面和底面，所述齿轮箱体设于旋转固定头的纵臂端的顶面，所述夹头旋转驱动电机固定在齿轮箱体上，所述夹头旋转驱动电机的输出端通过齿轮组与第二动力夹头传动连接；所述车削机构包括车削固定板、对称设置在车削固定板上的两条第二直线导轨、固定在车削固定板上的车削左右驱动电机、固定在车削固定板上的第三滚珠丝杆、车削移动板和旋转刀塔，所述车削固定板与第一直线导轨滑动连接并与第二滚珠丝杆的丝杆螺母连接，所述第三滚珠丝杆的一端与车削左右驱动电机的输出端连接，所述车削移动板与第二直线导轨滑动连接并与第三滚珠丝杆的丝杆螺母连接，所述旋转刀塔设于车削移动板上。

其中，所述工件穿孔机构包括穿孔驱动电机、穿孔连接座、穿孔齿条夹头以及穿孔电极，所述穿孔连接座固定在机架顶端，所述穿孔驱动电机设于穿孔连接座上，所述穿孔齿条夹头的底端依次穿过穿孔连接座、机架后向下延伸，所述穿孔驱动电机的输出端通过穿孔齿轮与穿孔齿条夹头传动连接，所述穿孔电极固定在穿孔齿条夹头的底端。

其中，所述工件线切割机构包括切割支撑座、左右位移组件、前后位移组件、t形的切割支撑柱以及安装在切割支撑柱的纵臂端的线切割部件，所述切割支撑座固定在机架上，所述左右位移组件设于切割支撑座上，所述前后位移组件设于左右位移组件上，所述切割支撑柱的横臂端连接在前后位移组件上。

其中，所述工件内孔打磨机构包括打磨驱动电机、打磨连接座、打磨齿条夹头以及打磨杆，所述打磨连接座固定在机架顶端，所述打磨驱动电机设于打磨连接座上，所述打磨齿条夹头的底端依次穿过打磨连接座、机架后向下延伸，所述打磨驱动电机的输出端通过打磨齿轮与打磨齿条夹头传动连接，所述打磨杆固定在打磨齿条夹头的底端。

通过上述铜箔铜杆流水线的铜杆石墨套管制作方法生产出的一种无氧铜杆，其特征在于：通过铜箔铜杆流水线的铜杆石墨套管制作方法生产出铜箔铜杆流水线的无氧铜杆用石墨套管，通过该铜箔铜杆流水线的无氧铜杆用石墨套管制作无氧铜杆。

本发明的有益效果为：与现有技术相比，本发明通过设置工件旋转变位机构带动工件依次进行车削工序、一次穿孔工序形成第一通孔、多次线切割工序形成第二通孔和内孔打磨工序打磨第二通孔，从而制作出石墨套管的第二通孔的内壁的表面积相比于圆柱形的表面积更大，利于后续加工，且避免了在通孔的内壁形成加工台阶，利用制作出的石墨套管生产的铜杆结构更牢靠，保障铜杆不易发生断裂现象；生产的无氧铜杆也具备优良的品性。

附图说明

图1是本发明实施例提供的铜箔铜杆流水线的铜杆石墨套管制作方法的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的工件旋转变位机构的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的盘定位组件的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的工件自传定位组件的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的升降机构的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的车削掉头机构的结构示意图；

图7是本发明实施例提供的车削进刀机构的结构示意图；

图8是本发明实施例提供的工件穿孔机构的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的工件线切割机构的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的工件内孔打磨机构的结构示意图；

图11是应用本发明制作出的一种石墨套管的产品示意图；

附图标记说明：1-机架；2-工件旋转变位机构；21-旋转变位支架；22-旋转变位电机；23-旋转变位盘；24-盘定位组件；241-定位气缸；242-气缸支架；243-定位压杆；244-定位拉钉；245-定位销；246-导向套；25-工件自传定位组件；251-工件旋转电机；252-电机固定座；253-第一动力夹头；3-车削进刀机构；31-车削固定板；32-车削左右驱动电机；33-第三滚珠丝杆；34-车削移动板；35-旋转刀塔；4-车削掉头机构；41-掉头驱动电机；42-掉头连接座；43-旋转固定头；44-第二动力夹头；45-夹头旋转驱动电机；46-齿轮箱体；47-旋转顶尖；5-升降机构；51-第一升降电机；52-第二升降电机；53-升降固定板；54-第一滚珠丝杆；55-第二滚珠丝杆；56-升降板；6-工件穿孔机构；61-穿孔驱动电机；62-穿孔连接座；63-穿孔齿条夹头；64-穿孔电极；65-穿孔齿轮；7-工件线切割机构；71-切割支撑座；72-左右位移组件；73-前后位移组件；74-切割支撑柱；75-线切割部件；8-工件内孔打磨机构；81-打磨驱动电机；82-打磨连接座；83-打磨齿条夹头；84-打磨杆；85-打磨齿轮。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。

如图1至图11所示，本实施例所述的一种铜箔铜杆流水线的铜杆石墨套管制作方法，包括机架1、工件旋转变位机构2、车削进刀机构3、车削掉头机构4、升降机构5、工件穿孔机构6、工件线切割机构7和工件内孔打磨机构8；所述工件旋转变位机构2设于机架1上，并用于带动工件旋转且依次经过车削工序、穿孔工序、线切割工序以及内孔打磨工序；所述车削进刀机构3用于对工件进行车削工序；所述车削掉头机构4位于车削进刀机构3上方，并用于辅助车削进刀机构3对工件进行车削工序；所述升降机构5设于机架1上，并用于带动车削进刀机构3和车削掉头机构4上升、下降；所述工件穿孔机构6设于机架1的顶端，并用于对工件进行穿孔工序；所述工件线切割机构7设于机架1上，并用于对工件进行线切割工序；所述工件内孔打磨机构8设于机架1的顶端，并用于对工件进行内孔打磨工序。

工作时，将工件坯料的下端竖直安装在工件旋转变位机构2，然后工件旋转变位机构2带动工件旋转至与车削进刀机构3对应，然后车削掉头机构4将工件的上端面的中部顶紧，然后车削进刀机构3对工件的上端进行车削工序，而在车削掉头机构4的作用下，工件的上端面形成一个中心盲孔，当工件的上端完成车削工序后，车削掉头机构4将工件的上端固定，而工件旋转变位机构2松开工件的下端，同时升降机构5带动车削掉头机构4上升，从而提升工件的下端高度，然后车削掉头机构4带动工件旋转，同时车削进刀机构3对工件的下端进行车削工序，这时也可利用车削进刀机构3在工件的下端面打一个中心盲孔，以便于在穿孔工序时判断穿孔是否垂直，在工件的下端加工完成后，升降机构5带动工件下降，且工件的下端再次固定在工件旋转变位机构2上，然后车削掉头机构4松开工件的上端，同时旋转避位以便于工件旋转变位机构2带动工件转动，而在车削工序过程中，在工件的上端或下端的侧表面上形成m24螺纹，然后工件旋转变位机构2带动工件旋转至与工件穿孔机构6对应，然后工件穿孔机构6对准工件的中心盲孔进行穿孔工序操作，从而形成一个贯穿两个中心盲孔的第一通孔，工件穿孔完成后，工件旋转变位机构2继续带动工件旋转至与工件线切割机构7对应，然后工件线切割机构7对工件进行多次线切割工序操作，从而形成多条沿径向延伸的凹槽，且每个凹槽与第一通孔连通从而形成第二通孔，工件完成线切割工序后，工件旋转变位机构2再次带动工件旋转至与工件内孔打磨机构8对应，然后工件内孔打磨机构8对工件上的第二通孔进行内孔打磨工序，使第一通孔与每个凹槽之间形成圆弧形连边，如图11所示，这样使第二通孔的断面包括一个中心点和从该中心点向外延伸的多个分支，从而使第二通孔的内壁的表面积相比同容积、同长度的圆柱形通孔的内壁的表面积更大，然后将加工完成的工件取下，从而完成石墨套管的制作。

本实施例通过设置工件旋转变位机构2带动工件依次进行车削工序、一次穿孔工序形成第一通孔、多次线切割工序形成第二通孔和内孔打磨工序打磨第二通孔，从而制作出石墨套管的第二通孔的内壁的表面积相比于圆柱形的表面积更大，利于后续加工，且避免了在通孔的内壁形成加工台阶，利用制作出的石墨套管生产的铜杆结构更牢靠，保障铜杆不易发生断裂现象。

如图1所示，基于上述实施例的基础上，进一步地，所述工件旋转变位机构2、车削掉头机构4、工件穿孔机构6、工件线切割机构7以及工件内孔打磨机构8的数量均为两组，并分别对称设置；在线切割工序时，由于工件加工的时间较长，在车削进刀机构3两侧对称设置工件旋转变位机构2、工件穿孔机构6、工件线切割机构7以及工件内孔打磨机构8，当其中一个工件旋转变位机构2上的工件在进行线切割工序时，另一个工件旋转变位机构2上可以进行车削工序，这样既能满足各工序用时平衡，也能降低成本，提高车削进刀机构3的利用率，从而提高生产效率。

如图1和图2所示，基于上述实施例的基础上，进一步地，所述工件旋转变位机构2包括旋转变位支架21、旋转变位电机22、旋转变位盘23以及盘定位组件24，所述旋转变位支架21固定在机架1上，所述旋转变位电机22固定在旋转变位支架21上，所述旋转变位盘23通过第一轴承件与旋转变位支架21的顶端配合，所述旋转变位电机22的输出端穿过旋转变位支架21的顶端后与旋转变位盘23连接，所述旋转变位盘23上间隔设置有若干工件自传定位组件25，所述工件自传定位组件25用于夹持住工件并带动工件旋转，所述盘定位组件24用于限制旋转变位盘23转动；具体地，工作时，将待加工的工件的下端夹持于工件自传定位组件25上，然后旋转变位电机22带动旋转变位盘23转动，旋转变位盘23带动每个工件自传定位组件25旋转，从而带动工件旋转至与车削进刀机构3对应，这时，盘定位组件24工作，将旋转变位盘23卡住，限制旋转变位盘23发生转动，保证车削工序的进行，避免旋转变位盘23出现晃动导致工件加工失误，结构更牢靠，然后车削掉头机构4将工件的上端面的中部顶紧，而工件自传定位组件25带动工件旋转，从而实现车削工序，在车削工序完成后，旋转变位电机22继续带动旋转变位盘23转动，从而使工件依次与工件穿孔机构6、工件线切割机构7和工件内孔打磨机构8对应，进行相应的工序加工操作，而对应穿孔工序、线切割工序和内孔打磨工序，盘定位组件24都会工作，将限制旋转变位盘23转动，保证每个工序可靠进行，从而完成整个工件的加工制作；优选地，定位套的数量为6个，工件自传定位组件25的数量为6组。

如图3所示，基于上述实施例的基础上，进一步地，所述盘定位组件24包括定位气缸241、气缸支架242和定位压杆243，所述气缸支架242固定在旋转变位盘23上，所述定位气缸241固定在气缸支架242上，所述定位压杆243与定位气缸241的输出端连接，所述定位压杆243的两端分别连接有定位拉钉244，所述定位拉钉244卡接有定位销245；所述旋转变位支架21上对应工件自传定位组件25间隔设置有定位套，所述定位销245穿过旋转变位盘23后与定位套配合；当工件分别与车削进刀机构3、工件穿孔机构6、工件线切割机构7以及工件内孔打磨机构8对应时，定位气缸241带动定位压杆243伸出，定位压杆243带动其两端的定位拉钉244推出，定位拉钉244顶靠定位销245推出，定位销245穿过旋转变位盘23后卡入定位套内，从而限制旋转变位盘23转动，保证各个工序可靠进行；优选地，盘定位组件24还包括导向套246，导向套246固定在旋转变位盘23上，用于为定位销245导向，使定位销245更快速准确地卡入定位套内，工作时，定位销245穿过导向套246后卡入定位套内。

如图4所示，基于上述实施例的基础上，进一步地，所述工件自传定位组件25包括工件旋转电机251、电机固定座252和第一动力夹头253，所述电机固定座252固定在旋转变位盘23的底面，所述工件旋转电机251固定在电机固定座252上，所述第一动力夹头253通过第二轴承件与旋转变位盘23配合，所述工件旋转电机251的输出端通过齿轮组与第一动力夹头253传动连接；工作时，将工件夹持在第一动力夹头253上，在车削工序时，工件旋转电机251通过齿轮组带动第一动力夹头253转动，从而带动工件旋转进行工件的上端进行车削。

如图5至图7所示，基于上述实施例的基础上，进一步地，所述升降机构5包括第一升降电机51、第二升降电机52、升降固定板53、第一滚珠丝杆54、第二滚珠丝杆55和升降板56，所述第一升降电机51与第二升降电机52并排固定在机架1的顶端，所述升降固定板53固定在机架1上，所述第一滚珠丝杆54与第二滚珠丝杆55并排固定在升降固定板53上，所述升降固定板53上还并排设置有两条第一直线导轨，所述升降板56与第一直线导轨滑动连接，所述升降板56还与第一滚珠丝杆54的丝杆螺母固定连接，两个所述车削掉头机构4对称安装在升降板56上；所述车削掉头机构4包括掉头驱动电机41、掉头连接座42、t形的旋转固定头43、第二动力夹头44、夹头旋转驱动电机45、齿轮箱体46和旋转顶尖47，所述掉头驱动电机41固定在掉头连接座42上，所述掉头连接座42固定在升降板56上，所述旋转顶尖47的横臂端伸入掉头连接座42内并与掉头驱动电机41的输出端连接，所述第二动力夹头44与旋转顶尖47分别设置在旋转固定头43的纵臂端的顶面和底面，所述齿轮箱体46设于旋转固定头43的纵臂端的顶面，所述夹头旋转驱动电机45固定在齿轮箱体46上，所述夹头旋转驱动电机45的输出端通过齿轮组与第二动力夹头44传动连接；所述车削机构包括车削固定板31、对称设置在车削固定板31上的两条第二直线导轨、固定在车削固定板31上的车削左右驱动电机32、固定在车削固定板31上的第三滚珠丝杆33、车削移动板34和旋转刀塔35，所述车削固定板31与第一直线导轨滑动连接并与第二滚珠丝杆55的丝杆螺母连接，所述第三滚珠丝杆33的一端与车削左右驱动电机32的输出端连接，所述车削移动板34与第二直线导轨滑动连接并与第三滚珠丝杆33的丝杆螺母连接，所述旋转刀塔35设于车削移动板34上。

具体地，第一升降电机51带动第一滚珠丝杆54转动，第一滚珠丝杆54带动升降固定板53移动，从而带动车削掉头机构4移动，在车削工件的上端时，掉头驱动电机41带动旋转固定头43转动，使旋转顶尖47朝下，在第一升降电机51的带动下，旋转顶尖47顶紧工件的上端面中心，然后第二升降电机52带动第二滚珠丝杆55转动，第二滚珠丝杆55带动车削机构上升，然后车削左右驱动电机32带动第三滚珠丝杆33转动，第三滚珠丝杆33带动旋转刀塔35靠近工件移动，旋转刀塔35依次选择不同的车刀对工件的上端进行加工，优选地，本实施例在旋转刀塔35采用五工位设计；工件的上端加工完毕后，掉头驱动电机41带动旋转固定头43旋转，使第二动力夹头44朝下，并夹住工件的上端部，工件自传定位组件25松开工件的下端，然后夹头旋转驱动电机45通过齿轮组带动第二动力夹头44旋转，同时第二升降电机52带动车削机构移动，对工件的下端进行车削；工件的下端加工完成后，掉头驱动电机41带动旋转固定头43旋转水平状态，从而实现避位，便于工件旋转变位机构2带动工件旋转至与工件穿孔机构6对应。

如图8所示，基于上述实施例的基础上，进一步地，所述工件穿孔机构6包括穿孔驱动电机61、穿孔连接座62、穿孔齿条夹头63以及穿孔电极64，所述穿孔连接座62固定在机架1顶端，所述穿孔驱动电机61设于穿孔连接座62上，所述穿孔齿条夹头63的底端依次穿过穿孔连接座62、机架1后向下延伸，所述穿孔驱动电机61的输出端通过穿孔齿轮65与穿孔齿条夹头63传动连接，所述穿孔电极64固定在穿孔齿条夹头63的底端；进入穿孔工序时，穿孔驱动电机61通过穿孔齿轮65带动穿孔齿条夹头63下探，穿孔齿条夹头63带动穿孔电极64下探，并对准工件顶面上的中心盲孔，然后穿孔电极64在穿孔驱动电机61的带动下，对工件进行穿孔，从而形成第一通孔；采用穿孔齿条夹头63与穿孔齿轮65配合传动，使穿孔更可靠、稳定；本实施例可根据产品的不同加工要求更换穿孔电极64，即可实现不同产品的加工，结构灵活。

如图9所示，基于上述实施例的基础上，进一步地，所述工件线切割机构7包括切割支撑座71、左右位移组件72、前后位移组件73、t形的切割支撑柱74以及安装在切割支撑柱74的纵臂端的线切割部件75，所述切割支撑座71固定在机架1上，所述左右位移组件72设于切割支撑座71上，所述前后位移组件73设于左右位移组件72上，所述切割支撑柱74的横臂端连接在前后位移组件73上，优选地，线切割部件75可以通过燕尾槽卡接在切割支撑柱74上；工作时通过左右位移组件72和前后位移组件73共同或单独调节线切割部件75的运动，从而通过第一通孔沿径向对工件进行线切割操作，从而在工件上形成沿径向延伸的凹槽；具体地，所述左右位移组件72包括左右位移底座、左右位移电机、第四滚珠丝杆、左右滑动板以及两条并排设置在左右位移底座上的第三直线导轨，左右位移底座固定在切割支撑座71上，左右位移电机设于左右位移底座的一端，第四滚珠丝杆设于左右位移底座上，左右位移电机的输出端与第四滚珠丝杆的一端传动连接，左右滑动板与第四滚珠丝杆的丝杆螺母固定连接，并与两条第三直线导轨滑动连接，所述前后位移组件73包括前后位移底座、前后位移电机、第五滚珠丝杆、前后滑动板以及两条并排设置在前后位移底座上的第四直线导轨，前后位移底座固定在左右滑动板上，前后位移电机设于前后位移底座上，第五滚珠丝杆设于前后位移底座上，前后位移电机的输出端与第五滚珠丝杆的一端传动连接，前后滑动板与第五滚珠丝杆的丝杆螺母固定连接，并与两条第四直线导轨滑动连接，切割支撑柱74的横臂端连接在前后滑动板上；线切割部件75包括上横臂、下横臂、安装在上横臂的卷丝轮、安装在下横臂的卷丝轮、以及盘绕在上下卷丝轮的电极丝，工作时，电极丝穿过第一通孔，然后对工件进行线切割操作，本实施例可根据产品高度调节上横臂与下横臂之间的高度以适应不同产品的加工需求。

如图10所示，基于上述实施例的基础上，进一步地，所述工件内孔打磨机构8包括打磨驱动电机81、打磨连接座82、打磨齿条夹头83以及打磨杆84，所述打磨连接座82固定在机架1顶端，所述打磨驱动电机81设于打磨连接座82上，所述打磨齿条夹头83的底端依次穿过打磨连接座82、机架1后向下延伸，所述打磨驱动电机81的输出端通过打磨齿轮85与打磨齿条夹头83传动连接，所述打磨杆84固定在打磨齿条夹头83的底端；进入内孔打磨工序时，打磨驱动电机81通过打磨齿轮85带动打磨齿条夹头83下探，打磨齿条夹头83带动打磨杆84下探，并对准工件上的第一通孔，然后打磨杆84在打磨驱动电机81的带动下，对第一通孔与凹槽连接的边缘进行打磨，使第一通孔与每个凹槽连接的边缘圆弧形连边，从而完成石墨套管的制作；本实施例中，可根据产品的不同的加工要求更换打磨杆84，即可实现不同产品的加工。

本实施例采用左右双线布置，自动化程度高，可一人看守两条加工线，提高生产效率，节约人力资源成本，而且左右双线布置，还可实现左右两边加工不同规格的产品，且互不干扰，结构更灵活。

以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。