專利名稱：一種金剛石合成柱芯裝配上料裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于超硬材料合成設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種金剛石合成柱芯裝配上料裝置。
背景技術(shù)：
在超硬材料合成領(lǐng)域，以合成金剛石為例，其合成原理是金剛石和石墨是同素異 形體，向六面頂壓機(jī)形成的合成腔放入金剛石合成柱芯，在1500°C高溫和5. 5Gpa高壓條件 下，金剛石合成柱芯即轉(zhuǎn)化成金剛石。金剛石合成柱芯是具有一定直徑和高度的圓柱體，其 由石墨柱、葉臘石塊和導(dǎo)電鋼圈等通過某種方式組裝而成。長期以來，金剛石合成柱芯的組 裝工作完全依靠人工手動(dòng)來完成，既耗費(fèi)大量的人力、物力和時(shí)間，工作效率低，絕緣碗破 損率高，又使金剛石合成柱芯存在較大的裝配誤差，導(dǎo)致合成金剛石的品質(zhì)低下。另外，金 剛石合成柱芯過程中，石墨柱和絕緣碗粉末飛散到空氣中，對(duì)人體呼吸道危害極大。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述不足，提供一種工作效率高、對(duì)人體危害小、生產(chǎn)成 本低的金剛石合成柱芯裝配上料裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是一種金剛石合成柱芯裝配上料裝置， 包括底座和底座上設(shè)置的左絕緣碗上料機(jī)構(gòu)、右絕緣碗上料機(jī)構(gòu)、石墨柱上料機(jī)構(gòu)，上料機(jī) 構(gòu)與氣控動(dòng)力系統(tǒng)連接。所述氣控動(dòng)力系統(tǒng)包括氣罐和與其串聯(lián)的截止閥和節(jié)流閥；節(jié)流閥后連接有送氣 管路，送氣管路通過第一換向開關(guān)分別與左絕緣碗限位氣缸、右絕緣碗限位氣缸和石墨柱 限位氣缸的前、后腔相連通，送氣管路通過第二換向開關(guān)分別與左送碗氣缸、右送碗氣缸和 送柱氣缸的前、后腔相連通，送氣管路通過第三換向開關(guān)與托柱氣缸的前、后腔相連通，送 氣管路通過第四換向開關(guān)分別與左推進(jìn)氣缸和右推進(jìn)氣缸的前、后腔相連通；所述截止閥 與節(jié)流閥之間串接有壓力表。所述自動(dòng)上料裝置包括位于兩側(cè)的左絕緣碗滑槽、右絕緣碗滑槽和位于其間的石 墨柱滑槽，左絕緣碗滑槽、右絕緣碗滑槽和石墨柱滑槽均由下傾段與水平段構(gòu)成；左絕緣碗 滑槽、右絕緣碗滑槽和石墨柱滑槽的水平段分別與左絕緣碗限位氣缸、右絕緣碗限位氣缸 和石墨柱限位氣缸相連，左絕緣碗限位氣缸與左絕緣碗滑槽水平段端部之間、右絕緣碗限 位氣缸與右絕緣碗滑槽水平段端部之間、石墨柱限位氣缸與石墨柱滑槽水平段端部之間分 別設(shè)有左送碗氣缸、右送碗氣缸、送柱氣缸；石墨柱滑槽出料口處設(shè)有托柱氣缸；所述底座 上對(duì)應(yīng)左絕緣碗滑槽和右絕緣碗滑槽設(shè)有左絕緣碗擋板和右絕緣碗擋板。所述動(dòng)力系統(tǒng)相連設(shè)有電控系統(tǒng)，電控系統(tǒng)包括電控柜、與電控柜相連的多個(gè)信號(hào)收發(fā)器，信號(hào)收發(fā)器設(shè)有兩個(gè)接線端，一個(gè)接線端分別與左絕緣碗限位氣缸、右絕緣碗限 位氣缸、石墨柱限位氣缸、左送碗氣缸、右送碗氣缸、送柱氣缸、托柱氣缸、左推進(jìn)氣缸和右 推進(jìn)氣缸相連，另一個(gè)接線端與第一換向開關(guān)、第二換向開關(guān)、第三換向開關(guān)和第四換向開關(guān)。 本實(shí)用新型在使用時(shí)，左送碗氣缸、右送碗氣缸和送柱氣缸將存放在左絕緣碗滑 槽、右絕緣碗滑槽和石墨柱滑槽內(nèi)的左絕緣碗、右絕緣碗和石墨柱推送至左推進(jìn)氣缸和右 推進(jìn)氣缸之間的位置，并由左絕緣碗擋板、右絕緣碗擋板和托柱氣缸定位，確保左絕緣碗與 右絕緣碗分別處于石墨柱兩端、石墨柱處于托柱氣缸頂部，以備裝配。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1、本實(shí)用新型安裝于金剛石合成柱芯自動(dòng)組裝機(jī)中，由機(jī)械設(shè)備自動(dòng)上料代替人 工手動(dòng)操作，既提高了工作效率，又減少了對(duì)人體的危害、降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)還降低了 配件的損壞率，降低生產(chǎn)成本。2、動(dòng)力系統(tǒng)解放了手工操作工，既降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度、提高了工作效率，，大大 提高了自動(dòng)化程度，有助于改善金剛石品質(zhì)。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的俯視圖；圖3為完成裝配的金剛石合成柱芯；圖4為本實(shí)用新型中動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為與本實(shí)用新型配套使用的旋轉(zhuǎn)推進(jìn)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型用于圖1和圖2所示的石墨柱合成塊自動(dòng)組裝機(jī)中，石墨柱合成塊自 動(dòng)組裝機(jī)包括底座1、底座1上設(shè)置的自動(dòng)上料裝置2、自動(dòng)上料裝置2的出料口處設(shè)置的 旋轉(zhuǎn)推進(jìn)裝置3，自動(dòng)上料裝置2和旋轉(zhuǎn)推進(jìn)裝置3與氣控動(dòng)力系統(tǒng)4相連，氣控動(dòng)力系統(tǒng) 4上連接有電控系統(tǒng)5，氣控動(dòng)力系統(tǒng)4為本實(shí)用新型提供動(dòng)力支持，電控系統(tǒng)5使本實(shí)用 新型實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化操作，機(jī)械化、自動(dòng)化程度得到極大地提高。圖4所示的氣控動(dòng)力系統(tǒng)4，其包括氣罐48和與其串聯(lián)的截止閥49和節(jié)流閥410， 氣罐48向各工作缸提供動(dòng)力氣源；截止閥49與節(jié)流閥410之間串接有壓力表417和氣動(dòng) 三聯(lián)件416，分別用于監(jiān)控工作缸氣源壓力和調(diào)整工作缸動(dòng)作快慢及同步配合，以保證各工 作缸安全工作。在節(jié)流閥410后連接有送氣管路415，送氣管路415通過第一換向開關(guān)411 分別與左絕緣碗限位氣缸41、右絕緣碗限位氣缸42和石墨柱限位氣缸43的前、后腔相連 通，送氣管路415通過第二換向開關(guān)412分別與左送碗氣缸44、右送碗氣缸45和送柱氣缸 46的前、后腔相連通，送氣管路415通過第三換向開關(guān)413與托柱氣缸47的前、后腔相連 通，送氣管路415通過第四換向開關(guān)414分別與左推進(jìn)氣缸31和右推進(jìn)氣缸32的前、后腔 相連通。氣罐48經(jīng)由送氣管路415并通過各換向開關(guān)向各工作缸后腔送氣，使各工作缸活 塞桿向外推動(dòng)，實(shí)現(xiàn)預(yù)定動(dòng)作；完成上述動(dòng)作后，各換向開關(guān)換向，送氣管路415提供的高 壓氣體從各工作缸前腔送入，使活塞桿向后收縮，實(shí)現(xiàn)預(yù)定動(dòng)作。各工作缸能夠及時(shí)、準(zhǔn)確 的換向，以保證各工作缸完成連續(xù)的推動(dòng)和收縮動(dòng)作，滿足工作需要。從圖1和圖2可知，自動(dòng)上料裝置2包括底座1和底座1上設(shè)置的左絕緣碗上料 機(jī)構(gòu)、右絕緣碗上料機(jī)構(gòu)、石墨柱上料機(jī)構(gòu)，上料機(jī)構(gòu)包括位于兩側(cè)的左絕緣碗滑槽21、右絕緣碗滑槽22和位于其間的石墨柱滑槽23，左絕緣碗滑槽21、右絕緣碗滑槽22和石墨柱 滑槽23均由下傾段24與水平段25構(gòu)成。下傾段24的設(shè)置可使最前方的左絕緣碗11、右 絕緣碗12和石墨柱13被取走后，后方的左絕緣碗11、右絕緣碗12和石墨柱13可自動(dòng)向前 滑動(dòng)填補(bǔ)空缺。左絕緣碗限位氣缸41、右絕緣碗限位氣缸42和石墨柱限位氣缸43分別設(shè) 在左絕緣碗滑槽21、右絕緣碗滑槽22和石墨柱滑槽23的水平段25上，用于左絕緣碗11、 右絕緣碗12和石墨柱13的限位。左送碗氣缸44、右送碗氣缸45和送柱氣缸46分別設(shè)在 左絕緣碗限位氣缸41與左絕緣碗滑槽21的下傾段24之間、右絕緣碗限位氣缸42與右絕 緣碗滑槽22的下傾段24之間、石墨柱限位氣缸43與石墨柱滑槽23的下傾段24之間，用 于將左絕緣碗11、右絕緣碗12和石墨柱13送至左推進(jìn)氣缸31與右推進(jìn)氣缸32之間，等待 進(jìn)行金剛石合成柱芯的裝配工作。在底座1上對(duì)應(yīng)左絕緣碗滑槽21和右絕緣碗滑槽22設(shè) 有左絕緣碗擋板26和右絕緣碗擋板27，對(duì)左絕緣碗11與右絕緣碗12起到定位作用，確保 左絕緣碗11與右絕緣碗12位于準(zhǔn)確的裝配位置。在石墨柱滑槽23的出料口處設(shè)有托柱 氣缸47，即托柱氣缸47位于左推進(jìn)氣缸31與右推進(jìn)氣缸32之間的下方，用于支撐石墨柱 13，且托柱氣缸47對(duì)石墨柱13的支撐位置在石墨柱13的中部，不妨礙左絕緣碗11和右絕 緣碗12從石墨柱13兩端向內(nèi)裝配。 圖5所示的旋轉(zhuǎn)推進(jìn)裝置，其包括支套34和與其套設(shè)并滑動(dòng)配合的旋轉(zhuǎn)套37，有 一旋轉(zhuǎn)軸35后端與支套34轉(zhuǎn)動(dòng)連接、前端與旋轉(zhuǎn)套37固定連接，所述旋轉(zhuǎn)軸35后端與支 套34通過旋轉(zhuǎn)軸承36轉(zhuǎn)動(dòng)連接，旋轉(zhuǎn)軸承36通過內(nèi)卡簧311固定。在支套34與旋轉(zhuǎn)套 37之間的旋轉(zhuǎn)軸35上通過彈簧座15設(shè)有緩沖彈簧7，以補(bǔ)償左絕緣碗11和右絕緣碗12的 高度公差；旋轉(zhuǎn)軸35兩端部分別設(shè)有用于鎖緊支套34的鎖緊螺母8和調(diào)整旋轉(zhuǎn)套37的調(diào) 整螺母9，根據(jù)彈力需要來調(diào)整緩沖彈簧7的松緊程度。旋轉(zhuǎn)套37外圓周面上設(shè)有導(dǎo)向軸 39，導(dǎo)向軸39外端位于導(dǎo)向軌道架16上的導(dǎo)向槽6內(nèi)，導(dǎo)向槽6為曲線或者由淺至深設(shè)置， 導(dǎo)向軸39可沿導(dǎo)向槽6向前滾動(dòng)。所述導(dǎo)向軸39通過其外端安裝的導(dǎo)向軸承310伸入導(dǎo) 向槽6內(nèi)，并使導(dǎo)向軸承310可沿導(dǎo)向槽6向前滾動(dòng)。為提高旋轉(zhuǎn)套37與左絕緣碗11和 右絕緣碗12之間的摩擦力，防止旋轉(zhuǎn)套37打滑、空轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)套37前端設(shè)置有摩擦片38。由圖1和圖2可知，與氣控動(dòng)力系統(tǒng)4相連的電控系統(tǒng)5包括電控柜51、與電控 柜51相連的多個(gè)信號(hào)收發(fā)器52，每個(gè)信號(hào)收發(fā)器52設(shè)有兩個(gè)接線端，一個(gè)接線端分別與 左絕緣碗限位氣缸41、右絕緣碗限位氣缸42、石墨柱限位氣缸43、左送碗氣缸44、右送碗氣 缸45、送柱氣缸46、托柱氣缸47、左推進(jìn)氣缸31和右推進(jìn)氣缸32相連，另一個(gè)接線端與第 一換向開關(guān)411、第二換向開關(guān)412、第三換向開關(guān)413和第四換向開關(guān)414，從而控制第一 換向開關(guān)411、第二換向開關(guān)412、第三換向開關(guān)413和第四換向開關(guān)414及時(shí)換向，以使左 絕緣碗限位氣缸41、右絕緣碗限位氣缸42、石墨柱限位氣缸43、左送碗氣缸44、右送碗氣缸 45、送柱氣缸46、托柱氣缸47、左推進(jìn)氣缸31和右推進(jìn)氣缸32切換動(dòng)作方向，完成工作缸 活塞桿向外推動(dòng)和向內(nèi)收縮的動(dòng)作交替，實(shí)現(xiàn)連續(xù)裝配動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)裝配的機(jī)械化和自動(dòng)化。圖3所示為本實(shí)用新型裝配而成的金剛石合成柱芯，其由芯部的石墨柱13和石墨 柱13兩端套裝的左絕緣碗11與右絕緣碗12構(gòu)成。在金剛石合成柱芯裝配過程中，由于導(dǎo) 向槽6為曲線軌跡或者由淺至深設(shè)置，導(dǎo)向軸承310沿導(dǎo)向槽6向前滾動(dòng)推進(jìn)，同時(shí)導(dǎo)向軸 39對(duì)旋轉(zhuǎn)套37的切向力作用使旋轉(zhuǎn)套37做旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)套37的推進(jìn)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并 將此運(yùn)動(dòng)通過摩擦片38作用于左絕緣碗11和右絕緣碗12的外端面，以完成金剛石合成柱芯的裝配工作。
石墨柱合成塊自動(dòng)組裝機(jī)的使用過程為第一，開通氣罐48，接通電源，啟動(dòng)運(yùn)行 信號(hào)收發(fā)器52，左送碗氣缸44、右送碗氣缸45和送柱氣缸46將左絕緣碗11、右絕緣碗12和 石墨柱13推出，同時(shí)左絕緣碗限位氣缸41、右絕緣碗限位氣缸42和石墨柱限位氣缸43動(dòng) 作對(duì)左絕緣碗滑槽21、右絕緣碗滑槽22和石墨柱滑槽23內(nèi)的左絕緣碗11、右絕緣碗12和 石墨柱13限位，托柱氣缸47頂升至底座1高度處，直至左絕緣碗11、右絕緣碗12和石墨柱 13被送至左推進(jìn)氣缸31和右推進(jìn)氣缸32之間的位置，左絕緣碗11和右絕緣碗12分別由 左絕緣碗擋板26和右絕緣碗擋板27阻擋定位，石墨柱13由托柱氣缸47承托定位。第二， 左絕緣碗11、右絕緣碗12和石墨柱13到位后，與第二換向開關(guān)412和第四換向開關(guān)414相 連的信號(hào)收發(fā)器52發(fā)出信號(hào)，控制第二換向開關(guān)412和第四換向開關(guān)414換向，使左送碗 氣缸44、右送碗氣缸45和送柱氣缸46反向復(fù)位，使左推進(jìn)氣缸31和右推進(jìn)氣缸32受控向 前推進(jìn)。第三，同時(shí)向前推進(jìn)的左推進(jìn)氣缸31與右推進(jìn)氣缸32使摩擦片38緊貼左絕緣碗 11與右絕緣碗12外端面，左推進(jìn)氣缸31與右推進(jìn)氣缸32繼續(xù)推進(jìn)，旋轉(zhuǎn)推進(jìn)裝置模擬人 工裝配時(shí)的推進(jìn)、旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，使左絕緣碗11與右絕緣碗12分別裝配在石墨柱13的左、右兩 端，左絕緣碗11與右絕緣碗12裝配二分之一左右時(shí)，與第三換向開關(guān)413相連的信號(hào)收發(fā) 器52發(fā)出信號(hào)，控制第三換向開關(guān)413換向，使托柱氣缸47反向下降以脫離石墨柱13，直 至完成如圖3所示金剛石合成柱芯的裝配。第四，與第一換向開關(guān)411、第二換向開關(guān)412 和第三換向開關(guān)413相連的信號(hào)收發(fā)器52發(fā)出信號(hào)，控制第一換向開關(guān)411、第二換向開關(guān) 412和第三換向開關(guān)413換向，以解除左絕緣碗限位氣缸41、右絕緣碗限位氣缸42和石墨 柱限位氣缸43對(duì)左絕緣碗滑槽21、右絕緣碗滑槽22和石墨柱滑槽23內(nèi)的左絕緣碗11、右 絕緣碗12和石墨柱13的限位作用，同時(shí)左送碗氣缸44、右送碗氣缸45和送柱氣缸46動(dòng)作 將左絕緣碗11、右絕緣碗12和石墨柱13推出，左推進(jìn)氣缸31和右推進(jìn)氣缸32反向復(fù)位， 石墨柱13到位時(shí)將第三步中完成的金剛石合成柱芯頂出至成品柱倉10。第五，重復(fù)上述第 二和第三步的過程，實(shí)現(xiàn)金剛石合成柱芯的連續(xù)裝配。
權(quán)利要求一種金剛石合成柱芯裝配上料裝置，其特征在于，包括底座和底座上設(shè)置的左絕緣碗上料機(jī)構(gòu)、右絕緣碗上料機(jī)構(gòu)、石墨柱上料機(jī)構(gòu)，上料機(jī)構(gòu)與氣控動(dòng)力系統(tǒng)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的金剛石合成柱芯裝配上料裝置，其特征在于，所述氣控動(dòng)力系 統(tǒng)包括氣罐和與其串聯(lián)的截止閥和節(jié)流閥；節(jié)流閥后連接有送氣管路，送氣管路通過第一 換向開關(guān)分別與左絕緣碗限位氣缸、右絕緣碗限位氣缸和石墨柱限位氣缸的前、后腔相連 通，送氣管路通過第二換向開關(guān)分別與左送碗氣缸、右送碗氣缸和送柱氣缸的前、后腔相連 通，送氣管路通過第三換向開關(guān)與托柱氣缸的前、后腔相連通，送氣管路通過第四換向開關(guān) 分別與左推進(jìn)氣缸和右推進(jìn)氣缸的前、后腔相連通；所述截止閥與節(jié)流閥之間串接有壓力 表。
3.如權(quán)利要求1或2所述的金剛石合成柱芯裝配上料裝置，其特征在于，所述自動(dòng)上 料裝置包括位于兩側(cè)的左絕緣碗滑槽、右絕緣碗滑槽和位于其間的石墨柱滑槽，左絕緣碗 滑槽、右絕緣碗滑槽和石墨柱滑槽均由下傾段與水平段構(gòu)成；左絕緣碗滑槽、右絕緣碗滑槽 和石墨柱滑槽的水平段分別與左絕緣碗限位氣缸、右絕緣碗限位氣缸和石墨柱限位氣缸相 連，左絕緣碗限位氣缸與左絕緣碗滑槽水平段端部之間、右絕緣碗限位氣缸與右絕緣碗滑 槽水平段端部之間、石墨柱限位氣缸與石墨柱滑槽水平段端部之間分別設(shè)有左送碗氣缸、 右送碗氣缸、送柱氣缸；石墨柱滑槽出料口處設(shè)有托柱氣缸；所述底座上對(duì)應(yīng)左絕緣碗滑 槽和右絕緣碗滑槽設(shè)有左絕緣碗擋板和右絕緣碗擋板。
4.如權(quán)利要求3所述的金剛石合成柱芯裝配上料裝置，其特征在于，所述動(dòng)力系統(tǒng)相 連設(shè)有電控系統(tǒng)，電控系統(tǒng)包括電控柜、與電控柜相連的多個(gè)信號(hào)收發(fā)器，信號(hào)收發(fā)器設(shè)有 兩個(gè)接線端，一個(gè)接線端分別與左絕緣碗限位氣缸、右絕緣碗限位氣缸、石墨柱限位氣缸、 左送碗氣缸、右送碗氣缸、送柱氣缸、托柱氣缸、左推進(jìn)氣缸和右推進(jìn)氣缸相連，另一個(gè)接線 端與第一換向開關(guān)、第二換向開關(guān)、第三換向開關(guān)和第四換向開關(guān)。
5.如權(quán)利要求1或2所述的金剛石合成柱芯裝配上料裝置，其特征在于，所述動(dòng)力系 統(tǒng)相連設(shè)有電控系統(tǒng)，電控系統(tǒng)包括電控柜、與電控柜相連的多個(gè)信號(hào)收發(fā)器，信號(hào)收發(fā)器 設(shè)有兩個(gè)接線端，一個(gè)接線端分別與左絕緣碗限位氣缸、右絕緣碗限位氣缸、石墨柱限位氣 缸、左送碗氣缸、右送碗氣缸、送柱氣缸、托柱氣缸、左推進(jìn)氣缸和右推進(jìn)氣缸相連，另一個(gè) 接線端與第一換向開關(guān)、第二換向開關(guān)、第三換向開關(guān)和第四換向開關(guān)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種金剛石合成柱芯裝配上料裝置，包括底座和底座上設(shè)置的左絕緣碗上料機(jī)構(gòu)、右絕緣碗上料機(jī)構(gòu)、石墨柱上料機(jī)構(gòu)，上料機(jī)構(gòu)與動(dòng)力系統(tǒng)連接。安裝應(yīng)用于金剛石合成柱芯自動(dòng)組裝機(jī)中，由機(jī)械設(shè)備自動(dòng)上料代替人工手動(dòng)操作，既提高了工作效率，又減少了對(duì)人體的危害、降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)還降低了配件的損壞率，降低生產(chǎn)成本。
文檔編號(hào)B23P21/00GK201769051SQ20102029576
公開日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2010年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月18日
發(fā)明者彭獻(xiàn)偉, 林玉, 王振海, 申兆清 申請(qǐng)人:鄭州人造金剛石及制品工程技術(shù)研究中心有限公司