一种石墨卡瓣的省料加工方法

技术领域

本申请涉及石墨制品的加工技术领域，特别是涉及一种石墨卡瓣的省料加工方法。

背景技术

随着光伏行业的迅速发展，作为多晶硅材料生产设备中的主要消耗品石墨夹具的需求也同期出现大幅增长。石墨夹具是多晶硅材料生产设备-还原炉重要零配件之一，其主要作用是在生产中起到固定硅芯和导电。每套石墨夹具是由卡瓣、卡帽组成。

在硅芯固定安装过程中，需要1个卡帽、4个卡瓣配合形成石墨夹具，卡瓣与卡帽之间通过卡紧或螺纹可拆卸连接，便于后期拆卸分离，达到卡帽重复利用的目的。卡瓣在夹紧硅芯底部端头的应用中，多晶硅生长完成后，硅芯底部端头与卡瓣融为一体，无法分离，只能将卡瓣与卡帽分离，卡帽重复利用，但下一批次多晶硅生长时，需要新的4个卡瓣夹装硅芯，这就造成卡瓣消耗严重。

对于多晶硅生产过程中所需的石墨夹具的加工，现阶段主要是采用圆柱形坯料或方形坯料，采用掏料的方式（如中国发明专利201510118129.7，一种多晶硅生产用石墨卡帽及卡瓣的加工方法及专用刀具中公开的掏料方式）一次性加工一个卡帽和四个卡瓣，达到原材料充分利用的目的。但是卡瓣消耗之后，需要单独提供多个卡瓣。据了解，多晶硅厂家，1个卡帽重复利用4次，则需要4*4个卡瓣与其适配，即需要单独再提供3*4=12个卡瓣，而单独卡瓣的生产，无法采用上述采用掏料的方式。

现有技术中，只能采用圆柱形坯料或方形坯料，加工卡瓣，首先需要将圆柱形坯料或方形坯料车削成圆台状，然后进行精加工并切成4个卡瓣，在将圆柱形坯料或方形坯料车削成圆台状的过程中，存在原材料利用率极低、成本高的问题。

发明内容

基于此，有必要针对目前采用圆柱形坯料或方形坯料加工卡瓣时，在将圆柱形坯料或方形坯料车削成圆台状的过程中，存在原材料利用率极低、成本高的问题。提供一种石墨卡瓣的省料加工方法，能够使得每个四棱台料加工至圆台状料的原材料利用率为78.3%，废料率为21.7%，极大的节省材料，提高原材料利用率，减少废料，降低废料率，从而降低生产成本。

一种石墨卡瓣的省料加工方法，包括以下步骤：

S10.将石墨块通过线切割锯床切割为板状料；

S20.将所述板状料立放于梯形切割模具的平台上，并使所述板状料的侧边抵靠于所述梯形切割模具的梯形挡边，推动所述板状料沿着所述梯形挡边移动，直至所述板状料的一侧端抵接于所述梯形切割模具的定距挡边，启动所述梯形切割模具，使所述梯形切割模具的锯条沿避让槽切割移动，得到第一半成品料；

S30.将所述第一半成品料以其抵接于所述梯形挡边的侧边为转动中心翻转180°重新通过所述梯形切割模具切割，得到梯形长条料，所述梯形长条料的横截面形状为等腰梯形；

S40.将所述梯形长条料通过所述梯形切割模具切割为四棱台料；

S50.将所述四棱台料装夹于车床进行车削加工，得到圆台状料，沿所述圆台状料的径向均分为四瓣切开，得到四个卡瓣。

优选地，上述一种石墨卡瓣的省料加工方法中，所述梯形切割模具包括平台、梯形挡边、定距挡边和锯条，所述梯形挡边和所述定距挡边均设置于所述平台上，所述平台开设有避让槽，所述避让槽沿所述梯形挡边的顶边所在的直线延伸，所述锯条沿所述避让槽切割移动，所述定距挡边与所述梯形挡边的顶边之间具有预设距离，且所述预设距离可调节。

优选地，上述一种石墨卡瓣的省料加工方法中，所述S30步骤具体包括以下步骤：

将所述第一半成品料以其抵接于所述梯形挡边的侧边为转动中心翻转180°立放于所述平台上，并使所述第一半成品料的侧边抵靠于所述梯形挡边，推动所述第一半成品料沿着所述梯形挡边移动，直至所述第一半成品料在所述S20步骤中被切割的一侧抵接于所述定距挡边，启动所述梯形切割模具，使所述锯条沿所述避让槽切割移动，得到所述梯形长条料。

优选地，上述一种石墨卡瓣的省料加工方法中，所述S40步骤具体包括以下步骤：

S41.将所述梯形长条料放置于所述平台上，并使所述梯形长条料的底边抵靠于所述梯形挡边，推动所述梯形长条料沿着所述梯形挡边移动，直至所述梯形长条料的一端抵接于所述定距挡边，启动所述梯形切割模具，使所述锯条沿所述避让槽切割移动，得到第二半成品料；

S42.将所述第二半成品料以其抵接于所述梯形挡边的底边为转动中心翻转180°重新通过所述梯形切割模具切割，得到所述四棱台料。

优选地，上述一种石墨卡瓣的省料加工方法中，所述S42步骤具体包括以下步骤：

将所述第二半成品料以其抵接于所述梯形挡边的底边为转动中心翻转180°放置于所述平台上，并使所述第二半成品料的顶边抵靠于所述梯形挡边，推动所述第二半成品料沿着所述梯形挡边移动，直至所述第二半成品料在所述S41步骤中被切割的一侧抵接于所述定距挡边，启动所述梯形切割模具，使所述锯条沿所述避让槽切割移动，得到所述四棱台料。

优选地，上述一种石墨卡瓣的省料加工方法中，所述车床包括四棱台料专用夹具和顶尖，所述四棱台料专用夹具包括四爪卡盘、四个梯形夹爪，四个个所述梯形夹爪设置于所述四爪卡盘，在所述四棱台料专用夹具夹装所述四棱台料的情况下，四个所述梯形夹爪与所述四棱台料的四个斜侧边一一对应抵接，实现夹装，且所述顶尖顶设于所述四棱台料的端面。

优选地，上述一种石墨卡瓣的省料加工方法中，所述S50步骤具体包括以下步骤：

S51.将所述四棱台料装夹于所述四棱台料专用夹具，四个所述梯形夹爪与所述四棱台料的四个斜侧边一一对应抵接夹装，且所述顶尖顶设于所述四棱台料的端面，启动所述机床；

S52.对所述四棱台料的一端进行车削加工，加工出圆形底部；

S53.从所述四棱台料专用夹具取下所述四棱台料，并从机床上取下所述四棱台料专用夹具，并换上用于夹装柱状的三爪卡盘；

S54.将所述四棱台料的圆形底部夹装于所述三爪卡盘，启动所述机床，车削加工出锥形侧面，得到圆台状料，沿所述圆台状料的径向均分为四瓣切开，得到四个卡瓣。

本申请采用的技术方案能够达到以下有益效果：

本申请实施例公开的一种石墨卡瓣的省料加工方法中，通过四棱台料加工圆台状料，以实现省料的目的，相较于通过方形坯料加工圆台状料，本申请公开的方法能够将成品率提高28.6%，每个方形坯料加工至圆台状料的原材料利用率为45.8%，废料率为54.2%，而每个四棱台料加工至圆台状料的原材料利用率为78.3%，废料率为21.7%；同样的一个板状料通过方形坯料的方式原材料利用率为45.8%，废料率也54.2%；而同样的一个板状料通过四棱台料的方式原材料利用率为58.9%，废料率也为41.1%。同时，相较于通过圆柱形坯料加工圆台状料，本申请公开的方法能够将成品率提高1.7%，每个圆柱形坯料加工至圆台状料的原材料利用率为58.3%，废料率为41.7%；而每个四棱台料加工至圆台状料的原材料利用率为78.3%，废料率为21.7%；相同体积的材料通过圆柱形坯料的方式原材料利用率为57.9%，废料率也为42.1%；而相同体积的材料通过四棱台料的方式原材料利用率为58.9%，废料率也为41.1%。

综上所述，通过本申请公开的加工方法能够极大的节省材料，提高原材料利用率，减少废料，降低废料率，从而降低生产成本。

附图说明

图1为本申请实施例公开的梯形切割模具的示意图；

图2为本申请实施例公开的四棱台料专用夹具的示意图；

图3为本申请实施例公开的四棱台料的示意图；

图4为本申请实施例公开的圆台状料的示意图；

图5为本申请实施例公开的一种石墨卡瓣的省料加工方法的流程示意图；

图6为本申请实施例公开的S20步骤与S30步骤的流程示意图；

图7为本申请实施例公开的S41步骤与S42步骤的流程示意图；

图8为方形坯料至梯形长条料的下料示意图；

图9为梯形长条料至四棱台料的下料示意图。

其中：梯形切割模具100、平台110、避让槽111、梯形挡边120、定距挡边130、锯条140、四棱台料专用夹具200、四爪卡盘210、梯形夹爪220。

实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“顶部”、“底部”、“底端”、“顶端”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参考图1、图6、图7、图8和图9，本申请实施例公开一种梯形切割模具100，用于将板状料切割成梯形长条料，然后再将梯形长条料切割成四棱台料，以达到省料的目的。本申请公开的梯形切割模具100包括平台110、梯形挡边120、定距挡边130和锯条140，其中：

请再次参考图1，梯形挡边120和定距挡边130均设置于平台110上，平台110开设有避让槽111，避让槽111沿梯形挡边120的顶边所在的直线延伸，锯条140沿避让槽111切割移动，定距挡边130与梯形挡边120的顶边之间具有预设距离，且预设距离可调节。

请再次参考图6，在将板状料切割成梯形长条料具体的加工过程中，首先调整定距挡边130与梯形挡边120的顶边之间的预设距离，待调整合适后（具体为调小），将板状料立放于平台110上，即板状料垂直放置于平台110上，并使板状料的侧边抵靠于梯形挡边120，推动板状料沿着梯形挡边120移动，直至板状料的一端抵接于定距挡边130，启动梯形切割模具100，使锯条140沿避让槽111切割移动，得到第一半成品料；然后再调整定距挡边130与梯形挡边120的顶边之间的预设距离，待调整合适后（具体为调大），将第一半成品料以其抵接于梯形挡边120的侧边为转动中心翻转180°立放于平台110上，并使第一半成品料的侧边抵靠于梯形挡边120，推动第一半成品料沿着梯形挡边120移动，直至第一半成品料在上一步骤中被切割的一端（斜边尖端）抵接于定距挡边130，启动梯形切割模具100，使锯条140沿避让槽111切割移动，得到梯形长条料。

请再次参考图7，在将梯形长条料切割成四棱台料具体的加工过程中，首先调整定距挡边130与梯形挡边120的顶边之间的预设距离，待调整合适后（具体为调小），将梯形长条料放置于平台110上，并使梯形长条料的底边抵靠于梯形挡边120，推动梯形长条料沿着梯形挡边120移动，直至梯形长条料的一端抵接于定距挡边130，启动梯形切割模具100，使锯条140沿避让槽111切割移动，得到第二半成品料；然后再调整定距挡边130与梯形挡边120的顶边之间的预设距离，待调整合适后（具体为调大），将第二半成品料以其抵接于梯形挡边120的底边为转动中心翻转180°放置于平台110上，并使第二半成品料的顶边抵靠于梯形挡边120，推动第二半成品料沿着梯形挡边120移动，直至第二半成品料在上一步骤中被切割的一侧抵接于定距挡边130，启动梯形切割模具100，使锯条140沿避让槽111切割移动，得到四棱台料。

在加工单独卡瓣的过程中，首先需要加工成圆台状（后文中的圆台状料）。请参考图8和图9，假设有两个相同大小的板状料，其中一个板状料按照现有技术中加工单独卡瓣的方法，首先需要将板状料横切为长条料，得到7条长条料，每条长条料再竖切为方形坯料，得到7块方形坯料，总计7*7=49块方形坯料，可以加工出49个圆台状料；而按照本申请公开的梯形切割模具100进行切割另一个板状料，首先将板状料切割成梯形长条料，可以切割成9条梯形长条料，每条梯形长条料再切割成四棱台料，得到7块四棱台料（这是由于为了保证四棱台的渐缩方向相同，以保证上下底面均为正方形，无法同图8中的方式进行切割，只能选择切除中间的部分（为减少切除部分的浪费，可以按照图9中三角形的路线进行切除，切除下来的部分为三角形，切除部分的浪费最少），为下一个四棱台料切割做出牺牲，若将梯形长条料按照图8中的方式进行切割，则图中被切下来的，且标号为偶数号的物料不是四棱台料，上下底面不是正方形），总计9*7=63块四棱台料，可以加工出63个圆台状料。即同样大小的一个板状料按照现有技术中的方式下料，可以加工出49个圆台状料，而同样大小的一个板状料按照四棱台料的方式下料，可以加工出63个圆台状料，数量明显增多（平方增长趋势），成品率提高28.6%，若该板状料的尺寸更大，则成品率会更大，超过28.6%。需要说明的是，通过四棱台料能够加工出圆台状（后文中的圆台状料）。

在单独卡瓣的加工过程中，现有技术中将方形坯料车削成圆台状的过程中，大部分料被车削浪费，特别是圆台状的顶部，这个位置处方形坯料被车削浪费的料最多，导致原材料利用率极低，而利用四棱台料，在圆台状的顶部这个位置处车削时，四棱台料的斜侧边处浪费的料能够减少，从而达到省料的目的，使得成品率提高28.6%，从而提高单独卡瓣的加工过程中的原材料利用率，有利于降低生产成本。

请参考图2和图3，本申请实施例公开一种四棱台料专用夹具200，用于将夹装四棱台料，在将四棱台料通过四棱台料专用夹具200夹装后，通过车床车削加工四棱台料。本申请公开的四棱台料专用夹具200包括四爪卡盘210、四个梯形夹爪220，其中：

请再次参考图2，四个个梯形夹爪220设置于四爪卡盘210，在四棱台料专用夹具200夹装四棱台料的情况下，四个梯形夹爪220与四棱台料的四个斜侧边一一对应抵接，实现夹装，且顶尖顶设于四棱台料的端面。

在具体的夹装过程中，四棱台料的四个斜侧边与四个梯形夹爪220相对应，也就是说，四个梯形夹爪220夹装于四棱台料的四个斜侧边，从而实现四棱台料的夹装。四棱台料专用夹具200用于车床上，也就是说，车床包括四棱台料专用夹具200，车床通过四棱台料专用夹具200装夹四棱台料，然后进行车削加工。

为了避免四棱台料的斜侧边受夹装力而滑出四棱台料专用夹具200，在车床通过四棱台料专用夹具200装夹四棱台料后，车床的顶尖顶住四棱台料的端面，通过顶尖限制四棱台料滑出四棱台料专用夹具200，从而避免装夹不稳定的情况出现，提高加工过程中的稳定性与可靠性。

请参考图1至图9，本申请实施例公开一种石墨卡瓣的省料加工方法，包括以下步骤：

S10.将石墨块通过线切割锯床切割为板状料；

S20.将板状料立放于梯形切割模具100的平台110上，并使板状料的侧边抵靠于梯形切割模具100的梯形挡边120，推动板状料沿着梯形挡边120移动，直至板状料的一侧端抵接于梯形切割模具100的定距挡边130，启动梯形切割模具100，使梯形切割模具100的锯条140沿避让槽111切割移动，得到第一半成品料；

进一步地，在S20步骤前还包括以下步骤：

S10-20.调节预设距离，以使在S20步骤中，当板状料的一侧端抵接于定距挡边130时，板状料端部超出避让槽111的部分的投影面为三角形，板状料端部超出避让槽111的部分被切割，成为废料，因此尽可能减少板状料端部超出避让槽111的部分，能够减少废料，达到省料的目的，而板状料端部超出避让槽111的部分最少的摆放位置，为板状料端部超出避让槽111的部分的投影面为三角形时的摆放位置，因此，通过此种方式能够尽可能减少废料，达到省料的目的。

在具体的加工过程中，首先调整定距挡边130与梯形挡边120的顶边之间的预设距离，待调整合适后（具体为板状料端部超出避让槽111的部分的投影面为三角形），将板状料立放于平台110上，即板状料垂直放置于平台110上，并使板状料的侧边抵靠于梯形挡边120，推动板状料沿着梯形挡边120移动，直至板状料的一端抵接于定距挡边130，启动梯形切割模具100，使锯条140沿避让槽111切割移动，得到第一半成品料。

S30.将第一半成品料以其抵接于梯形挡边120的侧边为转动中心翻转180°重新通过梯形切割模具100切割，得到梯形长条料，梯形长条料的横截面形状为等腰梯形；

具体地，S30步骤具体包括以下步骤：

将第一半成品料以其抵接于梯形挡边120的侧边为转动中心翻转180°立放于平台110上，并使第一半成品料的侧边抵靠于梯形挡边120，推动第一半成品料沿着梯形挡边120移动，直至第一半成品料在S20步骤中被切割的一侧抵接于定距挡边130，启动梯形切割模具100，使锯条140沿避让槽111切割移动，得到梯形长条料。

进一步地，在S30步骤前还包括以下步骤：

S20-30.调节预设距离，以使在S30步骤中，当第一半成品料在S20步骤中被切割的一侧抵接于定距挡边130时，第一半成品料端部超出避让槽111的部分的投影面为等腰梯形，且满足在S50步骤中车削加工圆台状料的尺寸要求。

在S30步骤前通过调节预设距离，以使最终切割得到的梯形长条料满足在S50步骤中车削加工圆台状料的尺寸要求，避免尺寸较小而无法满足加工圆台状料的尺寸要求，同时也避免尺寸较大而导致加工圆台状料的过程中废料较多。

在具体的加工过程中，首先调整定距挡边130与梯形挡边120的顶边之间的预设距离，待调整合适后（具体为第一半成品料端部超出避让槽111的部分的投影面为等腰梯形，且满足在S50步骤中车削加工圆台状料的尺寸要求），将第一半成品料以其抵接于梯形挡边120的侧边为转动中心翻转180°立放于平台110上，并使第一半成品料的侧边抵靠于梯形挡边120，推动第一半成品料沿着梯形挡边120移动，直至第一半成品料在S20步骤中被切割的一端（斜边尖端）抵接于定距挡边130，启动梯形切割模具100，使锯条140沿避让槽111切割移动，得到梯形长条料。

S40.将梯形长条料通过梯形切割模具100切割为四棱台料；

具体地，S40步骤具体包括以下步骤：

S41.将梯形长条料放置于平台110上，并使梯形长条料的底边抵靠于梯形挡边120，推动梯形长条料沿着梯形挡边120移动，直至梯形长条料的一端抵接于定距挡边130，启动梯形切割模具100，使锯条140沿避让槽111切割移动，得到第二半成品料；

进一步地，在S410步骤前还包括以下步骤：

S30-41.调节预设距离，以使在S41步骤中，当梯形长条料的一端抵接于定距挡边130时，梯形长条料端部超出避让槽111的部分的投影面为三角形，梯形长条料端部超出避让槽111的部分被切割，成为废料，因此尽可能减少梯形长条料端部超出避让槽111的部分，能够减少废料，达到省料的目的，而梯形长条料端部超出避让槽111的部分最少的摆放位置，为梯形长条料端部超出避让槽111的部分的投影面为三角形时的摆放位置，因此，通过此种方式能够尽可能减少废料，达到省料的目的。

在具体的加工过程中，首先调整定距挡边130与梯形挡边120的顶边之间的预设距离，待调整合适后（具体为梯形长条料端部超出避让槽111的部分的投影面为三角形），将梯形长条料放置于平台110上，并使梯形长条料的底边抵靠于梯形挡边120，推动梯形长条料沿着梯形挡边120移动，直至梯形长条料的一端抵接于定距挡边130，启动梯形切割模具100，使锯条140沿避让槽111切割移动，得到第二半成品料。

S42.将第二半成品料以其抵接于梯形挡边120的底边为转动中心翻转180°重新通过梯形切割模具100切割，得到四棱台料。

具体地，S42步骤具体包括以下步骤：

将第二半成品料以其抵接于梯形挡边120的底边为转动中心翻转180°放置于平台110上，并使第二半成品料的顶边抵靠于梯形挡边120，推动第二半成品料沿着梯形挡边120移动，直至第二半成品料在S41步骤中被切割的一侧抵接于定距挡边130，启动梯形切割模具100，使锯条140沿避让槽111切割移动，得到四棱台料。

进一步地，在S42步骤前还包括以下步骤：

S41-42.调节预设距离，以使在S42步骤中，当第二半成品料在S41步骤中被切割的一侧抵接于定距挡边130时，第二半成品料端部超出避让槽111的部分的投影面为等腰梯形，且满足在S50步骤中车削加工圆台状料的尺寸要求。

在S42步骤前通过调节预设距离，以使最终切割得到的四棱台料满足在S50步骤中车削加工圆台状料的尺寸要求，避免尺寸较小而无法满足加工圆台状料的尺寸要求，同时也避免尺寸较大而导致加工圆台状料的过程中废料较多。

在具体的加工过程中，首先调整定距挡边130与梯形挡边120的顶边之间的预设距离，待调整合适后（具体为第二半成品料端部超出避让槽111的部分的投影面为等腰梯形，且满足在S50步骤中车削加工圆台状料的尺寸要求），将第二半成品料以其抵接于梯形挡边120的底边为转动中心翻转180°放置于平台110上，并使第二半成品料的顶边抵靠于梯形挡边120，推动第二半成品料沿着梯形挡边120移动，直至第二半成品料在S41步骤中被切割的一侧（斜边尖端）抵接于定距挡边130，启动梯形切割模具100，使锯条140沿避让槽111切割移动，得到四棱台料。

S50.将四棱台料装夹于车床进行车削加工，得到圆台状料，沿圆台状料的径向均分为四瓣切开，得到四个卡瓣。

四棱台料的装夹可以利用上述公开的四棱台料专用夹具200，以使四棱台料专用夹具200稳定装夹四棱台料，提高加工过程中的稳定性与可靠性。

具体地，S50步骤具体包括以下步骤：

S51.将四棱台料装夹于四棱台料专用夹具200，四个梯形夹爪220与四棱台料的四个斜侧边一一对应抵接夹装，且顶尖顶设于四棱台料的端面，启动机床；

S52.对四棱台料的一端进行车削加工，加工出圆形底部；

S53.从四棱台料专用夹具200取下四棱台料，并从机床上取下四棱台料专用夹具200，并换上用于夹装柱状的三爪卡盘；

或者是，首先将四棱台料专用夹具200与四棱台料整体从机床上取下，然后再从四棱台料专用夹具200上将四棱台料取下。

S54.将四棱台料的圆形底部夹装于三爪卡盘，启动机床，车削加工出锥形侧面，得到圆台状料，沿圆台状料的径向均分为四瓣切开，得到四个卡瓣。

需要说明的是，板状料切割成梯形长条料的切割方式按照图8所示，梯形长条料切割成四棱台料的切割方式按照图9所示。

本申请实施例公开的一种石墨卡瓣的省料加工方法中，通过四棱台料加工圆台状料，以实现省料的目的，相较于通过方形坯料加工圆台状料，本申请公开的方法能够将成品率提高28.6%，每个方形坯料加工至圆台状料的原材料利用率为45.8%，废料率为54.2%，而每个四棱台料加工至圆台状料的原材料利用率为78.3%，废料率为21.7%；同样的一个板状料通过方形坯料的方式原材料利用率为45.8%，废料率也54.2%；而同样的一个板状料通过四棱台料的方式原材料利用率为58.9%，废料率也为41.1%。同时，相较于通过圆柱形坯料加工圆台状料，本申请公开的方法能够将成品率提高1.7%，每个圆柱形坯料加工至圆台状料的原材料利用率为58.3%，废料率为41.7%；而每个四棱台料加工至圆台状料的原材料利用率为78.3%，废料率为21.7%；相同体积的材料通过圆柱形坯料的方式原材料利用率为57.9%，废料率也为42.1%；而相同体积的材料通过四棱台料的方式原材料利用率为58.9%，废料率也为41.1%。

综上所述，通过本申请公开的加工方法能够极大的节省材料，提高原材料利用率，减少废料，降低废料率，从而降低生产成本。

为了进一步说明本申请所公开方法的效果，申请人提供了如下实施例：

不论通过圆柱形坯料、方形坯料，还是四棱台料，均是首先加工出圆台状料，然后再加工卡瓣，而圆台状料加工卡瓣均采用相同的方式，此步骤加工过程相同，因此，如下实施例用于说明通过圆柱形坯料、方形坯料、四棱台料加工圆台状料过程中的废料或省料情况。需要说明的是，下文中涉及到的长度单位均为厘米，体积单位为立方厘米。

假设需要加工出一个底面直径为4、顶面直径为2、高为4的圆台状料，则需要4*4*4的方形坯料；需要底面直径为4，高为4的圆柱形坯料；需要上底边长为2，下底边长为4，高为4的四棱台料。

实施例1：取长为28、宽为28、高为4的板状料，并将该板状料切割成方形坯料（4*4*4），首先需要将板状料横切为长条料，得到7条长条料，每条长条料再竖切为方形坯料，得到7块方形坯料，总计7*7=49块方形坯料，可以加工出49个圆台状料计算废料如下（圆周率取3.14）：

每个圆台状料的体积约等于29.3，49个圆台状料的体积等于49*29.3=1435.7；

每个方形坯料的体积等于64，49块方形坯料的体积（即板状料的体积）等于3136；

每个方形坯料加工至圆台状料的废料为64-29.3=34.7，则49块方形坯料（即板状料）的整体废料为34.7*49=1700.3，或者3136-1435.7=1700.3；

每个方形坯料加工至圆台状料的原材料利用率为45.8%，废料率为54.2%；

该板状料最多加工出49个圆台状料，该板状料的原材料利用率也为45.8%，废料率也为54.2%；

实施例2：取长为28、宽为28、高为4的板状料，并将该按照本申请公开的方式下料，首先将板状料切割成梯形长条料，可以切割成9条梯形长条料，每条梯形长条料再切割成四棱台料，得到7块四棱台料（参考图8和图9，上底长为2，下底长为4），总计9*7=63块四棱台料，可以加工出63个圆台状料，计算废料如下（圆周率取3.14）：

每个圆台状料的体积约等于29.3，63个圆台状料的体积等于63*29.3=1845.9；

每个四棱台料的体积等于37.4，63块四棱台料的体积等于2356.2，板状料的体积等于3136，此处废料3136-2356.2=779.8；

每个四棱台料加工至圆台状料的废料为37.4-29.3=8.1，则63块四棱台料的整体废料为8.1*63=510.3，或者3136-1845.9-779.8=510.3，板状料整体废料779.8+510.3=1290.1；

每个四棱台料加工至圆台状料的原材料利用率为78.3%，废料率为21.7%；

该板状料加工至63个圆台状料的原材料利用率为58.9%，废料率也为41.1%；

通过实施例1和实施例2可以得到：

（1）同样大小的一个板状料按照方形坯料的方式只能加工出49个圆台状料，而按照本申请四棱台料的方式可以加工出63个圆台状料，成品率提高28.6%，若该长条料的长度更长，则成品率会更大，超过28.6%。

（2）加工单个圆台状料，每个方形坯料加工至圆台状料的原材料利用率为45.8%，废料率为54.2%；而每个四棱台料加工至圆台状料的原材料利用率为78.3%，废料率为21.7%；原材料利用率得到提高，从而达到省料的目的，提高单独卡瓣的加工过程中的原材料利用率，有利于降低生产成本。

（3）同样大小的一个板状料通过方形坯料的方式原材料利用率为45.8%，废料率也54.2%；而同样大小的一个板状料通过四棱台料的方式原材料利用率为58.9%，废料率也为41.1%；从同样大小的一个板状料这一角度而言，也能够提高原材料利用率。

综上所述，可以考虑在生产卡瓣时，可以选择直接外购四棱台料，而不是购买石墨块或板状料后再加工成四棱台料，如此，可以将原材料利用率从58.9%提高至78.3%。

实施例3：取底面直径为4，高为4的圆柱形坯料，加工出一个底面直径为4、顶面直径为2、高为4的圆台状料，计算废料如下（圆周率取3.14）：

每个圆台状料的体积约等于29.3，每个圆柱形坯料的体积等于50.24；每个圆柱形坯料加工至圆台状料的废料为50.24-29.3=20.94，每个圆柱形坯料加工至圆台状料的原材料利用率为58.3%，废料率为41.7%。

通过实施例2和实施例3可以得到：

加工单个圆台状料，每个圆柱形坯料加工至圆台状料的原材料利用率为58.3%，废料率为41.7%；而每个四棱台料加工至圆台状料的原材料利用率为78.3%，废料率为21.7%；原材料利用率得到提高，从而达到省料的目的，提高单独卡瓣的加工过程中的原材料利用率，有利于降低生产成本。

在实施例3的基础上，计算材料整体体积为3136加工至62个圆台状料的整体废料：

在实施例2中材料整体体积为3136，以这个体积为基准，可以得到底面直径为4，长度为249.7的圆柱形料，切割该圆柱形料，可以最对得到62（249.7/4=62.425）个底面直径为4，高为4的圆柱形坯料，计算废料如下（圆周率取3.14）：

每个圆台状料的体积约等于29.3，62个圆台状料的体积等于62*29.3=1816.6；

每个圆柱形坯料的体积等于50.24，62块圆柱形坯料的体积等于62*50.24=3114.88，此处整体废料3136-3114.88=21.12；

每个圆柱形坯料加工至圆台状料的废料为50.24-29.3=20.94，则62块圆柱形坯料的整体废料为20.94*62=1298.28，或者3136-21.12-1816.6=1298.28，整体废料1298.28+21.12=1319.4；

每个圆柱形坯料加工至圆台状料的原材料利用率为58.3%，废料率为41.7%；

体积为3136的材料该加工至62个圆台状料的原材料利用率为57.9%，废料率也为42.1%；

由此可见：

（1）同样体积的材料（体积为3136），通过圆柱形坯料能够加工出62个圆台状料，而通过板状料至四棱台料的方式能够加工出63个圆台状料，成品率提高1.7%，若该长条料的长度更长，则成品率会更大，超过1.7%。

（2）加工单个圆台状料，每个圆柱形坯料加工至圆台状料的原材料利用率为58.3%，废料率为41.7%；而每个四棱台料加工至圆台状料的原材料利用率为78.3%，废料率为21.7%；原材料利用率得到提高，从而达到省料的目的，提高单独卡瓣的加工过程中的原材料利用率，有利于降低生产成本。

（3）相同体积的材料（体积为3136），通过圆柱形坯料的方式原材料利用率为57.9%，废料率也为42.1%；而相同体积的材料通过四棱台料的方式原材料利用率为58.9%，废料率也为41.1%；从同样体积的材料这一角度而言，也能够提高原材料利用率。

综上所述，可以考虑在生产卡瓣时，可以选择直接外购四棱台料，而不是购买圆柱形坯料，如此，可以将原材料利用率从58.3%提高至78.3%。同时，可以考虑在生产卡瓣时，可以选择直接外购四棱台料，而不是购买同体积重量的圆柱形坯料，如此，可以将原材料利用率从57.9%提高至78.3%。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。