一种碳碳坩埚坯体近净成形设备及成形方法技术

本发明专利技术公开了一种碳碳坩埚坯体近净成形设备，包括：成形模具，定位旋转装置；成形模具包括：上凸模、下凹模、模架，上凸模从下凹模上端开口处插入内部时，其外围与下凹模内壁之间配合形成回转型腔；模架包括相对位于下凹模上端开口上方且沿回转型腔径向移动设置的第一、二模架，其上设有与回转型腔外围相配合的模架弧面；定位旋转装置包括：移动平台、安装座、转轴、工作台、以及旋转头，安装座通过弹性顶升组件架设于移动平台上，其上设置转轴，转轴上端安装下凹模，下端与旋转头通过离合机构传动连接；安装座下端与工作台上端之间还设有定位结构、吸合紧固部件。本发明专利技术还公开了近净成形方法，旨在改善碳碳坩埚坯体的密度，提高其使用性能。性能。性能。

【技术实现步骤摘要】
一种碳碳坩埚坯体近净成形设备及成形方法


[0001]本专利技术涉及碳材料制备
，特别涉及一种碳碳坩埚坯体近净成形设备及成形方法。

技术介绍

[0002]碳碳复合材料（c
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c composite or carbon
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carbon composite material）是指以炭纤维或其织物为增强相，以化学气相渗透的热解炭或液相浸渍－炭化的树脂炭、沥青炭为基体组成的一种纯炭多相结构。具有低密度、高强度、高比模量、高导热性、低膨胀系数、摩擦性能好，以及抗热冲击性能好、尺寸稳定性高等优点。由碳碳复合材料制成的坩埚在熔炼金属、稀贵金属、非金属方面有很大的应用。
[0003]然而，碳碳坩埚通常是由碳纤维编织坯体经过切削、浸渍、碳化、打磨等步骤制成，然而在切削步骤中，单边需要切削掉3~5mm，虽然可以得到光洁的表面，但是坯体内部及表面碳纤维间不够紧密，导致质地疏松，影响产品最终的强硬度；另一方面，甘切削势必造成材料的浪费，本身碳纤维编织体的制造成本就较高，因此，有必要对现有生产设备、方法进行更进一步地改进。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种碳碳坩埚坯体近净成形设备及成形方法，以改善碳碳坩埚坯体的密度，提高其制品使用性能；节约材料，使模具在进行成形加工时，具有较好的定位准确度，保证产品的尺寸。
[0005]为实现以上目的，本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术提供了一种碳碳坩埚坯体近净成形设备，包括：成形模具，以及定位旋转装置；所述成形模具包括：上凸模、下凹模、模架，所述上凸模从下凹模上端开口处插入内部时，其外围与下凹模内壁之间配合形成回转型腔；所述模架包括相对位于下凹模上端开口上方且沿回转型腔径向移动设置的第一模架、第二模架，所述第一模架、第二模架上靠近回转型腔轴心的一侧设有与回转型腔外围相配合的模架弧面；所述定位旋转装置包括：移动平台、安装座、转轴、工作台、以及旋转头，所述安装座通过弹性顶升组件架设于移动平台上，其上绕竖直轴转动设置所述的转轴，转轴上端同轴安装所述的下凹模，下端与设置于工作台上的旋转头通过离合机构传动连接；所述安装座下端与工作台上端之间还设有定位结构，以及吸合紧固部件。
[0006]进一步地，还包括机架，所述机架上方通过升降组件设置有安装架，所述上凸模绕竖直轴转动安装于安装架上。
[0007]进一步地，所述模架弧面上设有绕水平轴转动的滚轮。
[0008]进一步地，所述下凹模上端开口处相对设置第一卸料架、第二卸料架，第一卸料架、第二卸料架沿回转型腔径向移动设置，其上设有用以对坯体上端进行限位的限位齿。
[0009]进一步地，还包括用于驱动第一模架、第二模架、第一卸料架、第二卸料架移动的径向移动机构，其包括：沿回转型腔径向移动设置的门形导向架、以及伸缩杆。
[0010]进一步地，所述下凹模包括：回转体形的模座、以及至少两块弧形模板，多块所述的弧形模板拼装围合成环形后其下端可拆卸安装于模座上。
[0011]进一步地，所述离合机构包括：设置于转轴、旋转头两者之一端部上的定位孔，以及设置于两者另一端部上的定位销，当定位销插入定位孔中时，旋转头带动转轴转动。
[0012]进一步地，所述定位销沿轴线方向移动设置于旋转头端部的安装孔中，所述安装孔中还设有用于将定位销弹性顶出的弹簧。
[0013]进一步地，所述定位结构包括：与转轴同轴设置于安装座下端的倒圆锥头、以及设置于工作台上端的倒圆锥孔，所述倒圆锥头插入倒圆锥孔中时实现定位。
[0014]进一步地，所述吸合紧固部件为电磁吸盘，所述安装座下端面设有与电磁吸盘吸合的吸合部。
[0015]进一步地，还包括：平等设置的导轨、传动丝杆组件，所述移动平台移动架设于导轨上，所述移动平台通过传动丝杆组件实现横向移动。
[0016]上述碳碳坩埚坯体近净成形设备的成形方法，包括以下几个步骤：S1、坯体装入：将碳碳坩埚坯体放置于下凹模上端开口处；S2、合模：第一步，上凸模下移与碳碳坩埚坯体上端初步接触顶紧后停止；第二步，所述第一模架、第二模架靠近轴心方向移动，通过模架弧面夹紧碳碳坩埚坯体外圆周面；S3、压制近净成形：上凸模继续下移，将碳碳坩埚坯体压入下凹模内；S4、出模：上凸模上移回至起始位置，后将碳碳坩埚坯体从下凹模内取出。
[0017]进一步地，所述S3中：上凸模下移将碳碳坩埚坯体压入下凹模过程中时，上凸模、下凹模绕轴线转动，且转动方向相反。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：改善碳碳坩埚坯体的密度，提高其制品使用性能。
[0019]1、本专利技术采用对碳碳坩埚坯体内外表面进行双向挤压增密，即上凸模、下凹模向自绕不同的方向转动时，使得坯体内部的编织纤维发生扭转交织，相对于普通直进直出式压模，在保证了界面的质密性的同时也减小坯体被挤压时的轴向变形程度，减少后续修正加工的切削量。
[0020]2、本专利技术提供的双面挤压近净成形方法增加了坯体的内部密度，尤其是各界面上的密度，节省了材料，也减少了后续机加工的时间，降低了成本。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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它相关的附图。
[0022]图1为碳碳坩埚坯体的主剖结构示意图；图2为本专利技术实施例中的主剖结构示意图；图3为本专利技术图2中俯剖结构示意图；
图4为本专利技术图2中下凸模侧视结构示意图；图5为本专利技术图2中A处局部放大结构示意图；图6为本专利技术图2中B处局部放大结构示意图。
[0023]图中：1、成形模具；100、机架；101、升降组件；102、安装架；11、上凸模；12、下凹模；121、模座；122、弧形模板；13、模架；131、第一模架；132、第二模架；133、模架弧面；134、滚轮；135、第一卸料架；136、第二卸料架；137、限位齿；138、门形导向架；139、伸缩杆；2、定位旋转装置；200、导轨；201、传动丝杆组件；21、移动平台；22、安装座；23、转轴；24、工作台；25、旋转头；26、弹性顶升组件；27、离合机构；271、定位孔；272、定位销；273、安装孔；274、弹簧；28、定位结构；281、倒圆锥头；282、倒圆锥孔；29、吸合紧固部件。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0025]请参阅图1
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图6，在一个具体的实施例中，本专利技术实施例提供了一种碳碳坩埚坯体近净成形设备，包括：成形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳碳坩埚坯体近净成形设备，其特征在于，包括：成形模具（1），以及定位旋转装置（2）；所述成形模具（1）包括：上凸模（11）、下凹模（12）、模架（13），所述上凸模（11）从下凹模（12）上端开口处插入内部时，其外围与下凹模（12）内壁之间配合形成回转型腔；所述模架（13）包括相对位于下凹模（12）上端开口上方且沿回转型腔径向移动设置的第一模架（131）、第二模架（132），所述第一模架（131）、第二模架（132）上靠近回转型腔轴心的一侧设有与回转型腔外围相配合的模架弧面（133）；所述定位旋转装置（2）包括：移动平台（21）、安装座（22）、转轴（23）、工作台（24）、以及旋转头（25），所述安装座（22）通过弹性顶升组件（26）架设于移动平台（21）上，其上绕竖直轴转动设置所述的转轴（23），转轴（23）上端同轴安装所述的下凹模（12），下端与设置于工作台（24）上的旋转头（25）通过离合机构（27）传动连接；所述安装座（22）下端与工作台（24）上端之间还设有定位结构（28），以及吸合紧固部件（29）。2.根据权利要求1所述的碳碳坩埚坯体近净成形设备，其特征在于，还包括机架（100），所述机架上方通过升降组件（101）设置有安装架（102），所述上凸模（11）绕竖直轴转动安装于安装架（102）上。3.根据权利要求1所述的碳碳坩埚坯体近净成形设备，其特征在于，所述下凹模（12）上端开口处相对设置第一卸料架（135）、第二卸料架（136），第一卸料架（135）、第二卸料架（136）沿回转型腔径向移动设置，其上设有用以对坯体上端进行限位的限位齿（137）。4.根据权利要求3所述的碳碳坩埚坯体近净成形设备，其特征在于，还包括用于驱动第一模架（131）、第二模架（132）、第一卸料架（135）、第二卸料架（136）移动的径向移动机构，其包括：沿回转型腔径向移动设置的门形导向架（138）、以及伸缩杆（139）...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊锋，
申请(专利权)人：湖南碳谷新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：