一种超薄石墨样品的加工方法与流程

本发明涉及石墨样品加工技术领域，尤其涉及一种超薄石墨样品的加工方法。

背景技术：

目前在人造石墨生产领域，为了测试石墨材料的各项性能指标，需要制作石墨样品，并对其表面进行抛光处理；尤其对于厚度为0.5-2mm的超薄石墨样品的抛光处理成为最关键的一步；传统的加工方式是通过研磨方法对其进行缓慢间断抛光打磨，即当抛光打磨时，石墨样品稳定升高后停止对其研磨，等待及自动降温后，再次研磨，由于其降温过程中需要较差时间等待，从而导致现超薄石墨样品的生产速度低下，且石墨样品在打磨过程中容易变形打卷，从而导致其质量难以控制。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种超薄石墨样品的加工方法，通过对石墨试样的上下面以循环换向方式分别对其上下面进行单次往复磨削，结合单次磨削后以正压气流对其磨削面吹拂除尘以及磨削过程中以负压吸附方式进行冷却处理，实现石墨样品磨削过程中整体温度及磨削质量的可控；解决现有技术中存在的超薄石墨样品加工质量难以控制的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种超薄石墨样品的加工方法，包括以下步骤:

(a)上料部分，将毛料以镶嵌方式放置于定位部b上的定位腔内后通过负压吸附方式对其固定；

(b)a面磨削，经步骤(a)后，通过平移机构上的驱动组件驱动定位部a以往复运动方式带动石墨试样与磨削机构上的磨轮接触，对石墨试样的a面进行磨削；

(c)换向部分，经步骤(b)后，定位部b经驱动组件推送至换向工位，经平移机构上的传动组件驱动翻转机构上的换向组件定向旋转过程中带动以转动方式安装于其上的放置组件旋转180°，由放置组件转动的同时带动其上的定位部a与定位部b上下换位,实现石墨试样的上下换向，将换向后的石墨试样以负压吸附方式固定于定位部a上的定位腔内后，经驱动组件复位过程中带动放置组件旋转，使定位部b与驱动组件上的连接柱卡合；

(d)b面磨削，经步骤(c)后，旋转升降机构上的调整组件带动定位部a上移后，经驱动组件带动吸附固定于定位部a内的石墨试样往复运动，通过磨轮对石墨试样的b面进行磨削处理。

其中，所述平移机构、翻转机构及升降机构上的承载组件均通过上下同步移动方式经所述调整组件带动移动。

另外，所述定位部a和定位部b均与承载组件上的导向台以凹槽定位方式沿导向台移动。

作为改进，所述定位部b经驱动组件推送至换向工位后，通过对以伸缩方式设置于驱动组件上的连接柱进行压缩，实现连接柱保持静止的同时由驱动组件上的活塞杆带动传动组件定向移动过程中驱动换向组件上的转棍旋转。

作为改进，所述放置组件以转动方式水平安装于转棍上，定位部a与定位部b以上下对称方式水平设置于放置组件上的转轴上，通过传动组件带动转棍转动的同时驱动定位部a和定位部b绕转棍的轴线摆动。

进一步的，所述换向组件通过沿放置组件上的齿轮a的摆动轨迹设置的传动部以单向啮合传动方式与齿轮a传动连接，使放置组件摆动过程中旋转，实现定位部a与定位部b的上下换位。

进一步的，所述定位部a与定位部b分别通过与设置于转棍上的负压气管的间断连通，实现将石墨试样固定吸附于定位腔内。

进一步的，所述步骤(c)还包括除尘部分，通过呈上下设置且分别含有正压气流和负压气流的正压气管和负压气管转动设置于换向组件上，通过定位部a和定位b分别与正压气管和负压气管连通，由定位部a内的正压气流处于其下方且吸附于定位b上的石墨样品的上表面以吹拂方式进行粉尘清除的同时对其上表面进行冷却处理。

进一步的，还包括冷却部分，经步骤(c)后，石墨试样经定位部a内的负压气流吸附于其上，通过定位腔的底面为石墨板设置，以石墨试样的孔隙n与石墨板的孔隙n之间的关系为，n＞n，实现负压气流贯穿石墨样品定向流动，由负压气流以热交换方式对石墨试样进行冷却处理。

本发明的有益效果：

(1)在本发明通过对石墨试样的上下面的循环换向方式分别对其上下面进行单次往复磨削，结合单次磨削后以正压气流对其磨削面吹拂除尘以及磨削过程中以负压吸附方式对石墨试样进行固定的同时冷却处理，避免了传统单面多次磨削过程中导致的石墨试样整体温度过高而造成石墨试样打卷的问题的同时，以双面磨削方式确保石墨试样上下面的平整度，进而实现石墨样品磨削过程中整体温度及磨削质量的可控；解决现有技术中存在的超薄石墨样品加工质量难以控制的技术问题。

(2)在本发明中通过呈上下位置设置的正压气流和负压气流分别对石墨试样进行除尘及吸附固定的同时，通过正压气流对单次磨削后的石墨试样的上表面吹拂处理，对其进行粉尘清理的同时避免石墨试样在换向过程中粉尘进入定位腔内而造成石墨试样定位平整度差的同时，通过石墨试样换向过程中分别以正压气流和负压气流对其进行双向作用，使石墨试样换向后快速准确进入定位腔内，进而确保石墨试样的表面平整度及磨削质量。

(3)在本发明中通过定位腔的地面以空隙大于石墨试样空隙的石墨板材料设置，使负压气流经石墨板对石墨试样下面的全面吸附固定，进一步提高削过程中石墨试样磨的平整度的同时，结合石墨试样的多孔性，使其内部形成若干定向流动气流，通过气流以热转移方式将磨削过程中的热量转移出去，从而大大降低磨削前后石墨试样整体温度的变化，从而降低石墨试样的变形可能性。

综上所述，本发明具有机构合理、自动化程度高以及生产质量稳定可靠等优点；尤其涉及一种超薄石墨样品的加工方法。

附图说明

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。

图1为本发明方法流程图；

图2为实施例三的整体结构示意图；

图3为实施例三的正视图；

图4为实施例三的侧视图；

图5为承载组件局部放大结构示意图；

图6为承载组件剖视局部放大示意图；

图7为放置组件局部放大结构示意图；

图8为放置组件正视剖视图；

图9为定位部a和定位部b局部放大剖视结构示意图；

图10为本发明工作状态结构示意图之一；

图11为放置组件状态示意图之一；

图12为放置组件俯视局部放大结构示意图；

图13为定位部a和定位部b状态示意图之一；

图14为传动部状体结构示意图；

图15为平移机构结构示意图。

具体实施方式

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。

实施例一

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

根据说明书附图图1描述本实施例中的一种超薄石墨样品的加工方法。

一种超薄石墨样品的加工方法，包括以下步骤:

(a)上料部分，将毛料以镶嵌方式放置于定位部b514上的定位腔5142内后通过负压吸附方式对其固定；

(b)a面磨削，经步骤(a)后，通过平移机构6上的驱动组件61驱动定位部a513往复运动方式带动石墨试样10与磨削机构2上的磨轮21接触，对石墨试样10的a面进行磨削；

(c)换向部分，经步骤(b)后，定位部b514经驱动组件61推送至换向工位，经平移机构6上的传动组件62驱动翻转机构5上的换向组件52定向旋转过程中带动以转动方式安装于其上的放置组件51旋转180°，由放置组件51转动的同时带动其上的定位部a513与定位部b514上下换位,实现石墨试样10的上下换向，将换向后的石墨试样10以负压吸附方式固定于定位部a513上的定位腔5142内后，经驱动组件61复位过程中带动放置组件51旋转，使定位部b514与驱动组件61上的连接柱613卡合；

(d)b面磨削，经步骤(c)后，旋转升降机构4上的调整组件43带动定位部a513上移后，经驱动组件61带动吸附固定于定位部a513内的石墨试样10往复运动，通过磨轮21对石墨试样10的b面进行磨削处理。

其中，所述平移机构6、翻转机构5及升降机构4上的承载组件42均通过上下同步移动方式经所述调整组件43带动移动。

另外，所述定位部a513和定位部b514均与承载组件42上的导向台421以凹槽定位方式沿导向槽421移动。

作为改进，所述定位部b514经驱动组件61推送至换向工位后，通过对以伸缩方式设置于驱动组件61上的连接柱613进行压缩，实现连接柱613保持静止的同时由驱动组件61上的活塞杆612带动传动组件62定向移动过程中驱动换向组件52上的转棍521旋转。

作为改进，所述放置组件51以转动方式水平安装于转棍521上，定位部a513与定位部b514以上下对称方式水平设置于放置组件51上的转轴511上，通过传动组件62带动转棍521转动的同时驱动定位部a513和定位部b514绕转棍521的轴线摆动。

进一步的，所述换向组件52通过沿放置组件51上的齿轮a513的摆动轨迹设置的传动部523以单向啮合传动方式与齿轮a513传动连接，使放置组件51摆动过程中旋转，实现定位部a513与定位部b514的上下换位。

进一步的，所述定位部a513与定位部b514分别通过与设置于转棍521上的负压气管的间断连通，实现将石墨试样10固定吸附于定位腔5142内。

实施例二

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：所述步骤(c)还包括除尘部分，通过呈上下设置且分别含有正压气流和负压气流的正压气管和负压气管转动设置于换向组件52上，通过定位部a513和定位b514分别与正压气×管和负压气管连通，由定位部a513内的正压气流处于其下方且吸附于定位b514上的石墨样品10的上表面以吹拂方式进行粉尘清除的同时对其上表面进行冷却处理。

进一步的，还包括冷却部分，经步骤(c)后，石墨试样10经定位部a513内的负压气流吸附于其上，通过定位腔5142的底面为石墨板5145设置，以石墨试样10的孔隙n与石墨板5145的孔隙n之间的关系为，n＞n，实现负压气流贯穿石墨样品10定向流动，由负压气流以热交换方式对石墨试样10进行冷却处理。

实施例三

(a)上料部分，将厚度为1±0.05mm，长×宽：10×10mm毛料放入定位部b514上规格为，长×宽：10×10mm，深度为0.4mm的定位腔5142内后通过负压吸附方式对其固定；

(b)a面磨削，经步骤(a)后，通过平移机构6上的驱动组件61驱动定位部a513上的石墨试样10进行一次往复运动，石墨试样10往复运动过程中与磨轮21接触，对石墨试样10的a面进行见光磨削处理；

(c)换向部分，经步骤(b)后，定位部b514经驱动组件61推送至换向工位的过程中通过定位部a513内的正压气流对石墨试样10的a面进行吹拂除尘，经平移机构6上的传动组件62驱动翻转机构5上的换向组件52定向旋转过程中带动以转动方式安装于其上的放置组件51旋转180°，由放置组件51转动的同时带动其上的定位部a513与定位部b514上下换位,在换向过程中，通过转动至上方的定位部b514以正压气流对石墨试样10吹压的同时通过定位部a513以负压气流对石墨试样10进行吸附，实现石墨试样10的上下快速换向，将换向后的石墨试样10以负压吸附方式固定于定位部a513上的定位腔5142内后，经驱动组件61复位过程中带动放置组件51旋转，使定位部b514与驱动组件61上的连接柱613卡合；

(d)b面磨削，经步骤(c)后，旋转调整组件43带动定位部a513以单次0.05mm的进给量间断进给后，经驱动组件61带动吸附固定于定位部a513内的石墨试样10再次进行一次往复运动，通过磨轮21对石墨试样10的b面磨削0.05mm，在砂轮21对石墨试样10的b面磨削过程中通过负压气流将砂轮21与石墨试样10摩擦产生的热量转移输出，实现磨削过程中，负压气流对石墨试样10的持续降温处理。

试样10的b磨削后，经步骤(c)对石墨试样10再次换向后以单次0.05mm的进给量进行磨削进给进行磨削，经十次循环磨削-换向后获得长×宽：10×10mm，厚度为0.5mm±0.005的成品石墨试样10。

实施例四

根据说明书附图2-15描述本实施例中的一种超薄石墨样品的加工设备。

如图2、3和4所示，一种超薄石墨样品的加工方法，包括机架1、设置于该机架1上用于样品磨削的磨削机构2及多个沿竖直方向设置的导向杆3，还包括:

升降机构4，所述升降机构4包括设置于所述导向杆3上且位于所述磨削机构2上方的支撑组件41、与该支撑组件41固定连接且位于所述磨削机构2上的磨轮21下方的承载组件42以及设置于支撑组件41上且与所述机架1传动连接的调整组件43,在本实施例中，通过调整组件43旋转带动支撑组件41上下移动的同时带动承载组件42上下移动；

翻转机构5，所述翻转机构5设置于所述支撑组件41上，其包括用于放置石墨样品10的放置组件51以及驱动该放置组件51翻转进行石墨样品10上下换向的换向组件52，所述放置组件51转动设置于所述换向组件52上，所述换向组件52设置于所述支撑组件41上，处于放置组件51上的石墨样品10经所述调整组件43驱动上移与所述磨削机构2接触进行研磨处理；

平移机构6，所述平移机构6设置于所述支撑组件41上且与所述翻转机构5分别位于所述磨削机构2的两侧，其包括驱动所述放置组件51水平往复运动的驱动组件61以及与该驱动组件61连接驱动所述换向组件52运动的传动组件62；在本实施例中，驱动组件61推动放置组件51沿承载组件42移动至远离驱动组件61一侧，通过传动组件62带动换向组件52旋转，在其转动过程中使放置组件51旋转180°，实现放置于其上的石墨样品10上下反转。

其中，如图2、3和4所述支撑组件41为平板结构设置，其与所述调整组件43转动连接设置，该调整组件43以螺旋传动方式驱动所述支撑组件41上下移动；在本实施例中调整组件43为螺杆结构设置，其与机架1通过螺纹传动连接方式相连接，通过旋转调整组件43，带动支撑组件41上下移动。

进一步的，如图2、3、4和6所示，所述承载组件42为水平套设于所述导向杆3上的平板结构且位于所述磨轮21的下方，其包括开设与其上表面且与所述放置组件51配合设置的导向台421，该导向台421沿所述驱动组件61的运动方向延伸；在本实施例中，导向台421为沉槽设置，其宽度与放置组件51上的定位板5141的宽度相适配，工作时，定位板5141贴于导向台421的底面滑动平移。

工作过程：将石墨样品10放置于定位部b514上的定位腔5142内后，经驱动组件61带动定位部b514沿导向台421往复运动过程中与转动状态的磨轮21接触，对石墨样品10表面进行磨削；当驱动组件61推动定位腔b514移动至定位部a513的下方时，通过定位部a513内的正压气流对石墨样品10的表面进行吹拂清理后，驱动组件61上的活塞杆612继续伸长，与定位部b514卡合的连接柱613经限位槽422阻挡保持静止，压簧614被压缩的同时连接柱613接近活塞杆612；传动组件62经活塞杆612带动移动过程中与齿轮b522啮合，驱动转棍521旋转的同时带动放置组件51摆动，放置组件51在摆动过程中经传动部523导向产生旋转，处于定位部b514内的石墨样品10翻转180°后进入定位部a513内，并经其内部的负压气流吸附紧固；放置组件51旋转180°后，驱动组件61复位收回，转棍521反转的同时，连接柱613保持静止状态并远离活塞杆612，定位部a513保持静止状态平移至导向台421内后与连接柱613卡合后，连接柱613经活塞杆612带动向磨轮21方向移动。

进一步的，如图2、3、7、8、9和10所示，所述放置组件51呈水平状态设置于所述换向组件52上，其包括转动设置的转轴511、固定安装于该转轴511的外圆周面上且与其同轴设置的齿轮a512、呈上下对称机构且以可伸缩方式滑动插设于该转轴511的端部的定位部a513和定位部b514以及开设于所述转轴511的内部且与分别与所述定位部a513和定位部b514内部连通的导气管a515和导气管b516，该导气管a515和导气管b516呈上下间隔结构设置且两者内部分别通有增压气流和负压气流，石墨样品10经负压气流吸附于定位部b514上；在本实施例中，定位部a513和定位部b514之间形成除尘空间，定位部b514经驱动组件61推送至定位部a513下方时，通过定位部a513喷出的正压气流对石墨样品10的表面进行吹拂除尘的同时进行冷却降温处理；另外，定位部a513和定位部b514均与转轴511为可伸缩滑动密封配合设置，驱动组件61带动定位部b514往复伸缩运动，对吸附于其上的石墨样品10进行研磨处理。

其中，如图6和9所示，所述定位部a513和定位部b514均包括与所述导向台421配合设置且沿其长度方向往复滑动的定位板5141、沉设于该定位板5141上且与石墨样品10的外形相适配的定位腔5142、开设于所述定位板5141内与所述导气管b516相连通的气腔5143以及设置于所述定位板5141的一端且远离所述转轴511的挂钩5144，所述气腔5143位于所述定位腔5142的下方且两者之间为通过石墨板5145隔离；所述驱动组件61通过与该挂钩5144卡合带动所述定位板5141沿所述导向台421往复运动，所述石墨板5145的孔隙n与石墨样品10的孔隙n之间，n＞n；在本实施例中，气腔5143的面积大于石墨样品10的面积，所述定位腔5142的高度小于石墨样品10的厚度。

需要说明的是，如图9和10所示，通过放置组件51的特殊结构设置及其运动方式，经驱动组件61带动处于下方的定位部b514往复运动，使处于定位部b514上的石墨样品10与旋转中的磨轮21接触对其进行磨削处理，单次磨削后通过冷却气流对石墨样品10的磨削表面进行吹拂除尘的同时进行冷却处理，避免磨削过程中杂质对石墨样品10表面质量影响的同时避免因多次磨削而出现稳定过高的情况，进而避免石墨样品10的变形打卷，实现石墨样品10磨削过程中对其温度及表面质量的准确控制，提高本发明的生产质量及合格率。

进一步的，如图7、8、12和13所示，所述换向组件52包括沿竖直方向向下延伸且转动设置于述支撑组件41上的转辊521、固定设安装该转辊521的下端且与其同轴设置的齿轮b522以及位于所述转辊521的一侧测且与所述齿轮a512间断传动连接的传动部523，所述转辊521经所述传动组件62带动齿轮b522间断旋转，同步带动放置组件51摆动，该放置组件51经所述传动部523驱动所述齿轮a512旋转；在本实施例中，通过转棍521转动的同时带动放置组件51旋转，旋转过程中挂钩5124与驱动组件61脱离后，齿轮a512沿传动部523旋转，同步带动放置组件51旋转180°，处于上方的定位部a513转动至下方，处于下方的定位部b514转动至上方，同步切换气体，分别经定位部b514内的正压气流和定位部a513内的负压气流将石墨样品10吸附于定位部a513上，实现石墨样品10的自动换向；另外在本实施例中，转棍521上固定设置有正压气管和负压气管且与放置组件51上的导气管a515和导气管b516分别对应设置，放置组件51旋转过程中通过导气管a515和导气管b516的上下换位实现实现定位部a513和定位部b514的自动气体切换。

其中，如图12和14所示，所述传动部523为弧形结构设置，且与所述齿轮a512的摆动轨迹相同，其包括支撑板5231、多个间隔转动设置于该支撑板5231的上表面且与所述齿轮a512合的板齿5232、分别设置于该板齿5232上使其弹性竖立的扭簧5233以及设置于该板齿5232一侧对其进行单向阻挡的挡块5234；所述板齿5232经该挡块5234格挡驱动所述齿轮a512转动，在本实施例中，石墨样品10换向过程中通过板齿5232对齿轮a512进行格挡，从而驱动其旋转带动放置组件51旋转180度，实现定位部a513和定位部b514的上下位置翻转放；复位过程中，齿轮a512推动板齿5232倾斜，放置组件51以静止状态平移摆动。

进一步的，如图10和15所示，所述驱动组件61包括水平固定设置与所述承载组件42上的推送部611、与该推送部611固定连接驱动所述传动组件62往复运动的活塞杆612、沿该活塞杆612的轴线方向滑动设置于其端部的连接柱613以及驱动该连接柱613复位的压簧614，所述连接柱613为圆柱结构设置且沿竖直方向向上延伸设置；在本实施例中，推送部611优选为气缸设置，通过连接柱613与挂钩5124卡合，由推送部611带动定位部b514往复运动。

进一步的，如图3和15所示，所述传动组件62为齿条结构设置，其固定设置于所述活塞杆612上且位于所述承载组件42的下方，该传动组件62与所述活塞杆612呈上下平行设置。

进一步的，如图5、6和10所示所述承载组件42还包括上下贯穿开设于与其上用于所述连接柱613位置限定的限位槽422，所述活塞杆612伸至所述限位槽422的内部；所述放置组件51经所述连接柱613推动移动至所述限位槽422的端部后对其进行压缩，所述传动组件62驱动所述换向组件52运动；在本实施例中，通过限位槽422对连接柱613进行端部限位后，活塞杆612继续伸长带动传动组件62定向移动过程中驱动齿轮b522旋转，实现换向组件52的自动正反旋转，进而实现放置组件51对石墨样品10的换向后复位与连接柱613卡合。

需要说明的是，如图10、12和13所示，通过翻转机构5与平移机构6的特殊配传动连接设置，驱动组件61将定位部b514推送至限位槽422的端部后，通过压缩压簧614使连接柱613保持静止的同时经传动组件62驱动转棍521旋转同步带动放置组件51摆动，实现定位部b514与定位部a513的上下换位，进而实现石墨样品10的反转，驱动组件61复位过程中，传动组件62带动转棍521复位至导向台421上后与连接柱613卡合，再经驱动组件61带动连接柱613复位，同步带动石墨样品10复位与磨盘21接触进行研磨，实现石墨样品10的自动除尘、反转及复位，进而提高本发明的生产效率。

在本发明中，需要理解的是：术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或者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方法或元件必须具有的特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对的重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。本发明的描述中，“多个”的含义是两个或者两个以上，除非另有明确具体的限定。

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，如通过对石墨试样上下面循环换向方式分别对其上下面进行单次往复磨削，结合单次磨削后以正压气流对其磨削面吹拂除尘以及磨削过程中以负压吸附方式进行冷却处理，实现石墨样品磨削过程中整体温度及磨削质量的可控的设计构思，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。