石墨加热器组及其加工方法与流程

本发明涉及一种石墨加热器组，还涉及加工该石墨加热器组的工艺方法。

背景技术：

石墨材料作为应用于航空、航天、核能、光伏发电（绿色能源）新型材料，越来越多的被广泛使用，高纯等静压石墨更为突出。

现有技术中的石墨加热器大多为筒状，只能从侧面加热，物料受热不均，加热时间长，效果不理想。另一方面，应用于新型、高科技产品的高端石墨材料仍需大量进口，在国家政策的大力扶持下，光伏进入高速发展时期，对石墨材料需求的缺口巨大，市场甚至出现了一料难求的境况，而石墨加热器的加工过程中，柱状原料的芯部原料被切削成碎料，无法重复利用，原料成本高。

技术实现要素：

本发明提出了一种石墨加热器组及其加工方法，其目的是：（1）提升加热效果，缩短加热时间；（2）节省石墨材料，降低原材料成本。

一种石墨加热器组，包括外壁加热器和底部加热器；

所述底部加热器具有盘状的底板以及底端与所述底板外边缘相接的筒状的侧壁，所述底板中心处设有通孔，该底部加热器由一首尾相连、往复迂回的第一石墨条构成；位于侧壁部分的第一石墨条沿竖直方向迂回，位于底板部分的第一石墨条沿以底板中心为圆心的辐射方向迂回；

所述第一石墨条上设有第一电极和第二电极，所述第一电极和第二电极均位于底部加热器的底板上；

所述底部加热器的圆周外边缘的四个象限处分别设有上下贯通的第一通槽、第二通槽、第三通槽及第四通槽，所述第一电极和第二电极分别位于第一通槽和第二通槽的内侧；

所述外壁加热器包括筒状的本体，所述本体的圆周四个象限处分别设有第一石墨板、第二石墨板、第三石墨板及第四石墨板，外壁加热器还包括第三电极和第四电极，所述第三电极与第三石墨板底端垂直相接并位于第三石墨板的内侧，所述第四电极与第四石墨板底端垂直相接并位于第四石墨板的内侧；相邻的石墨板之间通过往复迂回的第二石墨条相连接；所述第二石墨条沿竖直方向迂回；

所述第一石墨板和第二石墨板的底端分别位于第一通槽处和第二通槽处，所述第三石墨板的底端及第三电极位于第三通槽处，所述第四石墨板的底端及第四电极位于第四通槽处。

作为本发明的进一步改进：所述底部加热器的侧壁的顶部高低不平，且高低处交错设置。

作为本发明的进一步改进：所述外壁加热器的本体底部高低不平且高低处交错设置。

一种加工上述的石墨加热器组的加工方法，其特征在于步骤如下：

（一）取柱状石墨原料，车外圆及两端端面，一端设为a端，另一端面设为b端；

（二）在a端端面处车盘状中心孔，所述中心孔的深度大于底部加热器底板厚度，直径小于等于底部加热器底板通孔内径；

（三）从中心孔底部处下钩刀，车盘状空腔，所述盘状空腔位于a端端面的内侧，与a端端面之间的距离大于等于底部加热器底板厚度，内径小于等于外壁加热器本体的内径、亦小于等于底部加热器侧壁的内径；

（四）使用掏刀从b端端面沿圆周轨迹向a端切削至步骤（二）中的盘状空腔处，然后从b端将工件的柱状芯部取出；

（五）在a端端面上加工第三电极和第四电极的外轮廓，以及第一石墨板和第二石墨板底部的外轮廓；

（六）在工件圆柱外壁上加工分割槽，该分割槽将底部加热器的侧壁与外壁加热器的本体分开，并与步骤（五）中的外轮廓相接，从而将底部加热器部分和外壁加热器部分分开；

（七）分别加工底部加热器部分和外壁加热器部分。

进一步地：所述掏刀为环形掏刀，包括圆盘状的底座，底座的前侧固定有圆筒，圆筒的前端设置有切削刃，底座的后侧中心固定有锥柄；在底座上还开设有通孔形式的除尘孔。

进一步地：所述步骤（五）在立式加工中心进行。

进一步地：所述步骤（六）在卧式加工中心进行。

相对于现有技术，本发明具有以下积极效果：（1）本石墨加热器组能够从物料的底部和圆周侧面同时加热，提升了加热效果，缩短了加热时间；（2）加热器组的四支电极均设置在底部，方便接线及维护；（3）两支加热器使用一块柱状原料一次加工完成，相对于传统分开加工的工艺，不仅节约了原料用量，缩短了工序，而且能够将芯部的原料整块掏出，实现重复利用，提高了石墨原材料利用率，降低了成本。

附图说明

图1为底部加热器的结构示意图，图中底部朝上，与实际使用时的方向相反。

图2为外壁加热器的结构示意图，图中底部朝上，与实际使用时的方向相反。

图3为钩刀结构示意图。

图4为环形掏刀的结构示意图。

图5为柱状原料示意图。

图6为原料加工出中心孔后的结构示意图。

图7为加工出盘状空腔后的剖视图。

图8为原料a端端面加工出第三电极和第四电极的外轮廓、以及第一石墨板和第二石墨板底部的外轮廓后的结构示意图。

图9为石墨加热器组使用时的示意图，为方便展示结构，底部朝上。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的技术方案：

一种石墨加热器组，包括外壁加热器和底部加热器；

如图1，所述底部加热器具有盘状的底板以及底端与所述底板外边缘相接的筒状的侧壁，所述底板中心处设有通孔，该底部加热器由一首尾相连、往复迂回的第一石墨条构成；位于侧壁部分的第一石墨条沿竖直方向迂回，位于底板部分的第一石墨条沿以底板中心为圆心的辐射方向迂回；

所述第一石墨条上设有第一电极1-1和第二电极1-2，所述第一电极1-1和第二电极1-2均位于底部加热器的底板上；

所述底部加热器的圆周外边缘的四个象限处分别设有上下贯通的第一通槽1-3、第二通槽1-4、第三通槽1-5及第四通槽1-6，所述第一电极1-1和第二电极1-2分别位于第一通槽1-3和第二通槽1-4的内侧；

所述底部加热器的侧壁的顶部可以为齐平设置，也可以是高低不平，且高低处交错设置。高低不平交错设置，可以扩大加热范围，达到加热范围和材料使用量二者间的平衡。

如图2，所述外壁加热器包括筒状的本体，所述本体的圆周四个象限处分别设有第一石墨板2-5、第二石墨板2-6、第三石墨板2-3及第四石墨板2-4，外壁加热器还包括第三电极2-1和第四电极2-2，所述第三电极2-1与第三石墨板2-3底端垂直相接并位于第三石墨板2-3的内侧，所述第四电极2-2与第四石墨板2-4底端垂直相接并位于第四石墨板2-4的内侧；相邻的石墨板之间通过往复迂回的第二石墨条相连接；所述第二石墨条沿竖直方向迂回；

所述第一石墨板2-5和第二石墨板2-6的底端分别位于第一通槽1-3处和第二通槽1-4处，所述第三石墨板2-3的底端及第三电极2-1位于第三通槽1-5处，所述第四石墨板2-4的底端及第四电极2-2位于第四通槽1-6处。

所述外壁加热器的本体底部可以为齐平设置，也可以是高低不平且高低处交错设置。

上述石墨加热器组采用如下步骤如下：

（一）取柱状石墨原料，如图5，车外圆及两端端面，一端设为a端，另一端面设为b端；

（二）如图6，在a端端面处车盘状中心孔，所述中心孔的深度大于底部加热器底板厚度，直径小于等于底部加热器底板通孔内径；

（三）从中心孔底部处下钩刀，钩刀的结构如图3所示，车盘状空腔，如图7，所述盘状空腔位于a端端面的内侧，与a端端面之间的距离大于等于底部加热器底板厚度，内径小于等于外壁加热器本体的内径、亦小于等于底部加热器侧壁的内径；

（四）使用掏刀从b端端面沿圆周轨迹向a端切削至步骤（二）中的盘状空腔处，然后从b端将工件的柱状芯部取出；

所述掏刀可以是单一的偏心回转切削刃3-4，也可以是如图4所示的环形掏刀，其包括圆盘状的底座3-2，底座3-2的前侧固定有圆筒3-3，圆筒3-3的前端设置有切削刃3-4，底座3-2的后侧中心固定有锥柄3-1；在底座3-2上还开设有通孔形式的除尘孔3-5

（五）如图8，转立式加工中心，a端朝上，在a端端面上加工第三电极2-1和第四电极2-2的外轮廓，以及第一石墨板2-5和第二石墨板2-6底部的外轮廓；

（六）转卧式加工中心，a端朝上，在工件圆柱外壁上加工分割槽，该分割槽将底部加热器的侧壁与外壁加热器的本体分开，并与步骤（五）中的外轮廓相接，从而将底部加热器部分和外壁加热器部分分开；

（七）分别加工底部加热器部分和外壁加热器部分。

石墨加热器组使用时，如图9，底部加热器在底部，外壁加热器在上方，四支电极均在底部，各加热器的两支电极分别与电源正负极相连接，同时对物料加热。