一种环状薄壁粉末制品的一体化生产流程及其生产系统的制作方法

本发明涉及超硬材料金刚石合成技术领域，尤其涉及一种环状薄壁粉末制品的一体化生产流程及其生产系统。

背景技术

粉末制品是采用成型和烧结工艺将金刚石等原材料的粉末制成成品的工艺技术，其中，薄壁粉末制品是粉末制品中最为重要的种类之一。目前，采用金刚石合成薄壁粉末制品的流程通常包括压制成型、人工装盘、产品固化、高度尺寸铣磨和人工装盘等工序，其中，高度尺寸铣磨工序中常采用立式双端面磨床对产品进行铣磨，需通过专用托板带动，将压制成型的产品送入金刚石平面磨盘下方进行磨制。但是，该流程存在以下几点缺陷：

首先，产品在铣磨过程中易碎，因此，压制成型后的产品必须固化24小时以上增加强度后才能铣磨，拉长整个生产工序时间；

其次，因产品具有壁厚薄的结构特点，产品在双端面磨床内铣磨时易出现上下双向受力，进而导致产品磨烂堆积，不仅造成良品率极低和物料浪费，还影响了后续工序的进行，无法实现压制、铣磨和码盘一体化的生产需求，整个生产过程工作效率低；

再次，压制成型后产品需要人工码盘，再经由专人将产品放入专用托板工作孔内推入磨床进行铣磨，铣磨后的产品还需要人工码盘和转运，转运次数频繁，需耗费大量人力，且压制和铣磨异地操作，工作效率极低。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种环状薄壁粉末制品的一体化生产流程及其生产系统，能够实现产品的压制、铣磨和码盘的自动一体化，不仅减少转运和码盘次数，剔除重复劳动，降低人力消耗，且大大缩短了整个生产过程的时长，提高工作效率，同时，本发明中的生产系统替代了传统的双端面铣磨方式，对上游设备压制成品的产品进行自动传输和铣磨，无需固化，在实现产品自动铣磨和转运的同时，缩短工序时长，提高生产效率，且提高了产品合格率，减少物料浪费。

本发明采用的技术方案为：

一种环状薄壁粉末制品的一体化生产流程，包括以下步骤：

a、采用液压机进行产品压制成型；

b、压制成型产品转运：

在液压机工作台一侧布置滑道a，滑道a下端布置传送带a，传送带a的末端与钻铣床的工作台持平；

使用推板将压制成型产品从液压机工作台推送至滑道a，产品依次经由滑道a和传送带a后被输送至钻铣床工作台；

c、采用钻铣床进行产品铣磨；

d、铣磨产品转运：

在钻铣床工作台下方布置滑道b，滑道b下端布置传送带b，传送带b的末端与自动码盘机的工作台持平；

采用导轮将铣磨后的产品由钻铣床工作台推送至至滑道b，合格产品依次经由滑道b和传送带b后被输送至自动码盘机工作台，碎裂的不良品从滑道b上的废料漏料孔落如废料桶；

e：码盘：

铣磨后产品依次进入自动码盘机轨道，自动码盘机对进入轨道的产品数量进行计数；

当轨道上装满产品后，自动码盘机的抓取式机械手移动至轨道上方对产品进行抓取装箱；抓取式机械手抓取产品过程为：首先，抓取式机械手移动至轨道上方，此时，抓取式机械手上并排设置的多组机械手依次与产品一一位置对应，每组机械手的两个夹持臂分别位于两个相邻两个产品的中孔上方；然后，抓取式机械手下降，每组机械手的两个夹持臂收拢，对应两个产品相邻一侧的侧壁被夹持在一起；最后，抓取式机械手将夹持的产品转运至箱体内进行码盘。

进一步地，所述的步骤c包括以下步骤：

c1：使用弹性导轮摩擦产品上表面，转动的弹性导轮带动产品在钻铣床工作台上由前向后移动；

c2：产品进入钻铣床工作平台和碗状磨盘之间进行铣磨，同时，在前方产品推动下继续向钻铣床工作台后方移动；

c3：产品向后移动至完全离开碗状磨盘的铣磨面后，在前方产品的推动下落入滑道b。

一种用于上述环状薄壁粉末制品的一体化生产流程的生产系统，包括压制成型机构、铣磨机构和自动码盘机构，压制成型机构后端通过第一输送机构连接铣磨机构前端，铣磨机构后端通过第二输送机构连接自动码盘机构；所述压制成型机构包括液压机和设置在液压机出料口的转运平台，转运平台前边沿连接第一输送机构；液压机和转运平台之间设有推送机构，推送机构包括气缸和推板，气缸缸体固定设置在液压机上，气缸活塞杆沿前后方向设置，且气缸活塞杆末端固定连接推板后端面，推板与转运平台上端面滑动连接。

进一步地，所述的铣磨机构包括底座，底座上设有第二传送带、传送机构和钻铣床，钻铣床包括机身，机身上上下设置有铣磨工装和工作台工装，铣磨工装包括主轴和安装在主轴底端的磨盘，工作台工装包括送料托板和设置在送料托板两侧的限位板，磨盘位于送料托板上方，且磨盘距送料托板的垂直距离与薄壁粉末制品高度相匹配；第二传送带通过传送带支架设置在底座上，送料托板通过托板支架设置在底座上，第二传送带前端连接上游设备出口，第二传送带后端连接送料托板前端，送料托板后端通过第二输送机构连接下游设备入口，传送机构位于第二传送带后端的上方，传送机构距第二传送带上端面的垂直距离与薄壁粉末制品的高度相匹配；所述送料托板上设有与薄壁粉末制品尺寸相匹配的漏料孔，漏料孔位于磨盘正下方，第二输送机构设置在漏料孔下方。

进一步地，所述传送机构包括设置在底座上的支撑架和传动电机，支撑架上设有第一传动齿轮、第二传动齿轮和弹性导轮，驱动电机传动连接第一传动齿轮，第一传动齿轮啮合第二传动齿轮，第二传动齿轮通过浮动轴传动连接弹性导轮，弹性导轮位于第二传送带上方，弹性导轮距第二传送带上端面的直线距离与薄壁粉末制品的高度相匹配。

进一步地，所述弹性导轮的轮面宽度为薄壁粉末制品端面直径的2.5至3倍。

进一步地，所述托板支架采用上端面为水平平面的拱形桥结构。

进一步地，所述第一输送机构包括转运滑道、第一传送带和第一滑道，转运滑道上端连接转运平台，转运滑道下方连接第一传送带前端，第一传送带后端高度高于第二传送带前端高度，第一传送带后端通过第一滑道连接第二传送带前端；转运滑道两侧设有限位挡板，两个限位挡板之间的距离与转运平台前端边缘长度相匹配；第一滑道两侧设有第一挡板，两个第一挡板之间的水平距离与薄壁粉末制品端面直径相匹配。

进一步地，所述第二输送机构包括第二滑道和第三传送带，第二滑道前端位于漏料孔下方，第二滑道后端连接第三传送带前端，第三传动带后端连接自动码盘机构，第二滑道前端、第二滑道后端和第三传动带前端的高度依次降低。

进一步地，所述第二滑道两侧设有第二挡板，两个第二挡板之间的水平距离与薄壁粉末制品端面直径相匹配；所述第二滑道上沿中线方向设有废料漏料孔，设薄壁粉末制品在第二滑道上滑动的方向为长度方向，设垂直于长度方向的方向为宽度方向，废料漏料孔沿长度方向的长度为薄壁粉末制品端面直径的0.7至0.8倍，废料漏料孔沿宽度方向的长度为薄壁粉末制品端面直径的0.75至0.9倍。

本发明具有以下有益效果：

（1）通过将压制成型、铣磨和自动码盘集成为一体化的连续生产流程，实现产品的一体化生产，不仅减少转运和码盘次数，剔除重复劳动，降低人力消耗，且大大缩短了整个生产过程的时长，提高工作效率；

（2）通过将压制成型机构、铣磨机构和自动码盘机构集成为一体，并在相邻两个机构之间设置输送转运设备，实现了粉末制品的压、磨、码盘自动一体化，降低人力消耗，提高工作效率高；

（3）通过在第二滑道上设置废料漏料孔，使铣磨过程中碎裂的废料能够从废料漏料孔中漏出，对废料进行及时剔除和清理，避免废料进入下游工序进行堆积而影响下游工序的正常运行，保障整个生产制造过程的高效可靠运行，间接提高工作效率；

（4）通过设置第二传送带和传送机构将产品由上游设备自动运送至送料托板和磨盘之间进行铣磨，通过传送机构对产品的推动力带动产品在铣磨的同时继续前进，并使产品前进至磨盘下方后自动由漏料孔落下个输送至下游设备，代替了传统的双端面铣磨方式，对上游设备压制成品的产品进行自动传输和铣磨，且铣磨时作用力温和，不易破坏产品，压制成型后的产品无需经过固化程序即可直接铣磨，在实现产品自动铣磨和转运的同时，缩短工序时长，提高生产效率，且提高了产品合格率，减少物料浪费；

（5）通过采用碗状金刚石磨盘，使铣磨后的产品能够及时离开磨盘下端面并由漏料孔落下，防止产品在磨盘下方时因双向受力造成磨烂堆积，进一步提高产品合格率，降低物料浪费；

（6）通过设置在第二传动带上方设置弹性导轮，利用弹性导轮的摩擦力带动产品由第二传送带移动至送料托板上，在实现传送作用的同时，避免传送机构与产品之间的硬性作用力，进一步降低产品的碎裂几率；

（7）通过设置浮动轴，使弹性导轮与产品之间的接触为弹性接触，在保证对产品进行施力传送的同时，减小弹性导轮对产品施加的压力，进而预防产品被压坏；

（8）通过将托板支架设置为拱形桥结构，提高托板支架的承重性能，避免托板之间在铣磨时发生形变，间接保障整个铣磨机构的可靠稳定运行。

附图说明

图1为本发明中生产流程的流程图；

图2为本发明中生产系统的结构示意图；

图3为图2中抓取式机械手的结构示意图。

附图标记说明：

1、压制成型机构；2、自动码盘机构；3、弹性导轮；4、侧压板；5、底座；6、传动电机；7、钻铣床；8、第三传送带；9、第二滑道；10、托板支架；11、送料托板；12、磨盘；13、传送带支架；14、第二传送带；15、第一滑道；16、第一传送带；17、转运滑道；18、推板；19、夹取式机械手；19a、夹持臂；20、转运平台。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。

如图1所示，本发明公开了一种环状薄壁粉末制品的一体化生产流程及其生产系统，包括以下步骤：

a、采用液压机进行产品压制成型；

b、压制成型产品转运：

在液压机工作台一侧布置滑道a，滑道a下端布置传送带a，传送带a的末端与钻铣床7的工作台持平；

使用推板将压制成型产品从液压机工作台推送至滑道a，产品依次经由滑道a和传送带a后被输送至钻铣床工作台；

c、采用钻铣床进行产品铣磨；具体包括以下步骤：

c1：使用弹性导轮摩擦产品上表面，转动的弹性导轮带动产品在钻铣床工作台上由前向后移动；

c2：产品进入钻铣床工作平台和碗状磨盘之间进行铣磨，同时，在前方产品推动下继续向钻铣床工作台后方移动；

c3：产品向后移动至完全离开碗状磨盘的铣磨面后，在前方产品的推动下落入滑道b。

d、铣磨产品转运：

在钻铣床工作台下方布置滑道b，滑道b下端布置传送带b，传送带b的末端与自动码盘机的工作台持平；

采用导轮将铣磨后的产品由钻铣床工作台推送至至滑道b，合格产品依次经由滑道b和传送带b后被输送至自动码盘机工作台，碎裂的不良品从滑道b上的废料漏料孔落如废料桶；

e：码盘：

铣磨后产品依次进入自动码盘机轨道，自动码盘机对进入轨道的产品数量进行计数；

当轨道上装满产品后，自动码盘机的抓取式机械手移动至轨道上方对产品进行抓取装箱；抓取式机械手抓取产品过程为：首先，抓取式机械手移动至轨道上方，此时，抓取式机械手上并排设置的多组机械手依次与产品一一位置对应，每组机械手的两个夹持臂分别位于两个相邻两个产品的中孔上方；然后，抓取式机械手下降，每组机械手的两个夹持臂收拢，对应两个产品相邻一侧的侧壁被夹持在一起；最后，抓取式机械手将夹持的产品转运至箱体内进行码盘。

如图2所示，本发明还公开了一种用于上述生产流程的生产系统，包括压制成型机构1、铣磨机构和自动码盘机构2，压制成型机构1后端通过第一输送机构连接铣磨机构前端，铣磨机构后端通过第二输送机构连接自动码盘机构2前端。压制成型机构1包括液压机和设置在液压机出料口的转运平台20，转运平台20前边沿连接第一输送机构；液压机和转运平台20之间设有推送机构，推送机构包括气缸和推板18，气缸缸体固定设置在液压机上，气缸活塞杆沿前后方向设置，气缸活塞杆末端固定连接推板18后端面，推板18在转运平台20上端面滑动连接。

压制成型机构1优选采用四柱液压机，钻铣床7优选采用型号为zx7050/i，自动码盘机构2采用自动码盘机，自动码盘机包括抓取式机械手，抓取式机械手采用夹取式机械手19，传统的外撑式机械手采用在薄壁粉末支撑内孔撑开抓取的方式，极易造成薄壁粉末制品的破碎，如图3所示，本发明中采取的夹取式机械手19，采用两个夹持臂19a收拢夹持的方式夹持产品的一个侧边，或者将两个相邻产品的相邻侧边采用背靠背方式一起夹取的方式同时夹取两个产品，有效避免了对产品的损坏，有效提高产品良品率。

第一输送机构包括转运滑道17、第一传送带16和第一滑道15，转运滑道17上端连接转运平台20，转运滑道17下方连接第一传送带16前端，第一传送带16后端高度高于第二传送带14前端高度，第一传送带16后端通过第一滑道15连接第二传送带14前端。

第二输送机构包括第二滑道9和第三传送带8，第二滑道9前端位于漏料孔下方，第二滑道9后端连接第三传送带8前端，第三传动带后端连接自动码盘机构2，第二滑道9前端、第二滑道9后端和第三传动带前端的高度依次降低。

为了防止产品滑出，在转运滑道17两侧设有限位挡板，两个限位挡板之间的距离与转运平台20前端边缘长度相匹配，在第一滑道15两侧设置第一挡板，两个第一挡板之间的水平距离与薄壁粉末制品端面直径相匹配，在第二滑道9两侧设置第二挡板，两个第二挡板之间的水平距离与薄壁粉末制品端面直径相匹配，在第一传送带16和第二传送带14的两端分别设置传送带挡板。

转运挡板、第一挡板、第二挡板和传送带挡板的高度设置为薄壁粉末制品高度的2/3倍，能够防止薄壁粉末制品在滑落过程脱离滑道。

第二滑道9上沿中线方向设有废料漏料孔，设薄壁粉末制品在第二滑道9上滑动的方向为长度方向，设垂直于长度方向的方向为宽度方向，废料漏料孔沿长度方向的长度为薄壁粉末制品端面直径的0.7至0.8倍，废料漏料孔沿宽度方向的长度为薄壁粉末制品端面直径的0.75至0.9倍。

铣磨机构包括底座5，底座5上设有第二传送带14、传送机构和钻铣床7，钻铣床7包括机身，机身上上下设置有铣磨工装和工作台工装，铣磨工装包括主轴和安装在主轴底端的磨盘12，工作台工装包括送料托板11和设置在送料托板两侧的限位板，磨盘12位于送料托板11上方，且磨盘12距送料托板11的垂直距离与薄壁粉末制品高度相匹配。磨盘12为碗状金刚石磨盘，磨盘12呈向下开口的“碗”状，磨盘12下端面为铣磨面，铣磨面上镀有40-50#金刚石；铣磨面为圆环状，铣磨面的外径为薄壁粉末制品端面直径的2.5倍至3倍，铣磨面外径与内径之差，即铣磨面的环宽为薄壁粉末制品壁厚的5倍至6倍。

传送机构包括设置在底座5上的支撑架和传动电机6，支撑架包括两个侧压板4，两个侧压板4分别位于第二传送带14的两侧，弹性导轮3两端分别转动连接在两个侧压板4上；传动电机6的输出轴传动连接第一传动齿轮，第一传动齿轮上方啮合有第二传动齿轮，第二传送齿轮通过浮动轴传动连接弹性导轮3，弹性导轮3位于第二传送带14上方，弹性导轮3的轮面宽度为薄壁粉末制品端面直径的2.5至3倍，弹性导轮3径向长度为160mm，弹性导轮3距第二传送带14上端面的直线距离与薄壁粉末制品的高度相匹配。弹性导轮3的轮面优选采用柔软纤维魔术贴，浮动轴上连接有弹簧，弹簧另一端通过调节螺栓连接在侧压板4上，弹性导轮3的工作压力靠调节螺栓来调节压缩弹簧的压缩量，以保证第一传动齿轮和第二传动齿轮之间的中心距浮动，在保证产品不被压坏的情况下将产品传递至下一工位。

第二传送带14通过传送带支架13设置在底座5上，送料托板11通过托板支架10设置在底座5上，其中，托板支架10采用上端面为水平平面的拱形桥结构，拱形桥结构提高了托板支架10的承重能力和抗变形能力。第二传送带14的长度最少能同时容纳七个薄壁粉末制品，即长度不小于薄壁粉末制品端面直径的七倍，

第二传送带14前端连接上游设备出口，第二传送带14后端连接送料托板11前端，送料托板11后端通过第二输送机构连接下游设备入口，弹性导轮3位于第二传送带14后端的上方，弹性导轮3下端面距第二传送带14上端面的垂直距离与薄壁粉末制品的高度相匹配；送料托板11上设有与薄壁粉末制品尺寸相匹配的漏料孔，优选漏料孔的直径大于薄壁粉末制品的端面直径30mm至50mm，漏料孔位于磨盘12正下方，即漏料孔中点与磨盘12的主轴中心线重合，第二输送机构设置在漏料孔下方。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。