一种碳化硅陶瓷成型设备及其工作方法

技术领域

本发明涉及碳化硅陶瓷加工技术领域，尤其涉及一种碳化硅陶瓷成型设备及其工作方法。

背景技术

碳化硅陶瓷不仅具有优良的常温力学性能，如高的抗弯强度、优良的抗氧化性、良好的耐腐蚀性、高的抗磨损以及低的摩擦系数，而且高温力学性能(强度、抗蠕变性等)是已知陶瓷材料中最佳的热压烧结、无压烧结、热等静压烧结的材料，其高温强度可一直维持到1600℃，是陶瓷材料中高温强度最好的材料。

授权公告号为CN219666963U的中国专利文件公开了一种碳化硅陶瓷生产用挤压成型装置，包括底座，所述底座的顶面垂直固定两个左右镜像对称的立柱，两个所述立柱之间设有横梁，所述横梁的底面设有压实件，所述压实件的下方设有挤压箱，所述挤压箱为一个上下贯通的方形管，所述挤压箱通过支架与所述立柱连接，所述挤压箱的前侧开设缺口，所述缺口内设有底板，所述底板的顶面贯穿通槽，所述底板的底面垂直连通成型件，所述挤压箱的两侧各梦设有一个锁扣组件。

上述碳化硅陶瓷生产用挤压成型装置通过底部设置可脱落的支撑板。弹簧推动支撑板封住成型件。因此成型效果受压力力度影响大，力度大时原料直接挤开支撑板，造成漏料，力度小时成型效果不好，且上述装置需要人工配合进料、出料，单次成型的碳化硅陶瓷数量有限，成型效率不高。

发明内容

针对背景技术中存在的问题，提出一种碳化硅陶瓷成型设备及其工作方法。

本发明提出一种碳化硅陶瓷成型设备，包括底座、原料罐、轨道、压合模具组件以及移动模具组件。底座用于支撑和连接各部件。原料罐位于底座上，用于存料以及多方向步料。轨道沿底座外周设置多组，每组头端与原料罐的出料端一一对应，用于输送原料。压合模具组件位于轨道的尾端，通过施加压力，促进碳化硅陶瓷成型。移动模具组件沿轨道滑动在原料罐和压合模具组件之间，一方面用于承接原料并转移，另一方面与压合模具组件配合，使得碳化硅陶瓷成型。

优选的，移动模具组件包括移动架；移动架与轨道配合，沿轨道往返与原料罐和压合模具组件之间，移动架上端设置可拆卸的下模具座；下模具座上端设置可拆卸的下模具，两侧设置可升降、旋转的支撑件。

优选的，轨道包括架体、电机一和丝杠。电机一位于架体一端。丝杠通过电机一传动，在架体上转动的，同时与移动架螺纹配合，使其水平移动。

优选的，移动架的上端设置电控升降的卡块，两侧设置带定位孔的定位架；下模具座的底部设置有与卡块匹配的卡孔；支撑件与定位孔配合。

优选的，支撑件包括位于下模具座上的电机二、通过电机二驱动旋转的支撑架、位于支撑架上的升降气缸以及位于升降气缸伸缩杆上的支撑杆；支撑杆通过升降气缸驱动，进出下方的定位孔，且直径与定位孔的孔径吻合。

优选的，下模具通过螺钉一安装在下模具座的上端；下模具座的内部还设置支撑框、敲击器和振动器。

优选的，压合模具组件包括位于轨道端部的支架、位于支架顶部的压合气缸、位于支架底部设置到位感应器、位于压合气缸伸缩杆端的上模具座以及位于上模具座下方可拆卸的上模具。

优选的，上模具通过螺钉二安装在上模具座的下方；上模具座的上方设置泥胚收集件。

优选的，泥胚收集件包括转动套接在压合气缸伸缩杆上的转动架、位于转动架一侧的半齿轮以及位于转动架另一侧的电机三；电机三的主轴上设置带加热功能的收集盒；下模具上还设置电机四以及通过电机四驱动旋转的齿轮；齿轮与半齿轮啮合。

本发明又提出上述碳化硅陶瓷成型设备的工作方法，步骤如下：

S1、移动架水平移动至原料罐下方，承接原料；接着通过轨道滑动至靠近压合模具组件；

S2、下模具座抵住到位感应器，压合气缸驱动上模具下压，使得碳化硅陶瓷成型，得到泥胚；

S3、移动架后移一段距离；卡块和卡孔分离，支撑杆接地，并持续伸长，带动下模具座离开移动架；

S4、通过转动架转动、升降，带动收集盒提前移动至下模具座下方；

S5、下模具座翻转，泥胚倒在收集盒上；

S6、下模具座复位，卡块和卡孔卡合，开始下一轮的布料；

S7、收集盒对泥胚干燥、预热，使其定型；再通过转动架转动至轨道一侧，收集盒翻转，将定型的泥胚转移至输送设备上，泥胚被输送至烧结端。

与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果：本发明通过移动模具组件循环往返原料罐和压合模具组件之间，过移动模具组件接料后，与压合模具组件配合，使得碳化硅陶瓷成型。再通过下模具座翻转，将泥胚倒在收集盒上，对其定型、转移。整个碳化硅陶瓷成型过程连贯、高效，自动完成布料、压合、倒模，自动性强，实现了碳化硅陶瓷的批量加工。

附图说明

图1为本发明中碳化硅陶瓷成型设备的结构示意图；

图2为本发明中移动模具组件的结构图；

图3为本发明中移动模具组件的拆分图；

图4为本发明中支撑件的结构图；

图5为本发明中压合模具组件的结构图；

图6为本发明中泥胚收集件的结构图。

附图标记：1、底座；2、原料罐；3、轨道；301、架体；302、丝杠；4、移动模具组件；401、移动架；4011、卡块；4012、定位架；4013、定位条；402、下模具座；4021、支撑框；4022、敲击器；4023、振动器；403、支撑件；4031、电机二；4032、支撑架；4033、升降气缸；4034、支撑杆；404、下模具；405、螺钉一；5、压合模具组件；501、支架；502、到位感应器；503、压合气缸；504、上模具座；505、上模具；506、螺钉二；507、泥胚收集件；5071、转动架；5072、半齿轮；5073、齿轮；5074、电机三；5075、收集盒。

具体实施方式

实施例一，如图1所示，本发明提出的一种碳化硅陶瓷成型设备，包括底座1、原料罐2、轨道3、压合模具组件5以及移动模具组件4。底座1用于支撑和连接各部件。原料罐2位于底座1上，用于存料以及多方向步料。轨道3沿底座1外周设置多组，每组头端与原料罐2的出料端一一对应，用于输送原料。压合模具组件5位于轨道3的尾端，通过施加压力，促进碳化硅陶瓷成型。移动模具组件4沿轨道3滑动在原料罐2和压合模具组件5之间，一方面用于承接原料并转移，另一方面与压合模具组件5配合，使得碳化硅陶瓷成型。

本发明设置移动模具组件4靠近原料罐2，承接原料。通过轨道3滑动至靠近压合模具组件5，压合成型。取下碳化硅陶瓷泥胚后，即可再次重复上述操作。

实施例二，在上述实施例的基础上，本实施例公开了移动模具组件4的具体结构。如图2-图4所示，移动模具组件4包括移动架401；移动架401与轨道3配合，沿轨道3往返与原料罐2和压合模具组件5之间，移动架401上端设置可拆卸的下模具座402；下模具座402上端设置可拆卸的下模具404，两侧设置可升降、旋转的支撑件403。移动架401沿轨道3移动，带动下模具座402水平移动。下模具404先在原料罐2下方承接原料，再移动至压合模具组件5下方，其内部的原料受压成型。接着下模具座402与移动架401分离，支撑件403将下模具座402升起、翻转，下模具404朝下，倒出碳化硅陶瓷泥胚。

需要进一步说明的是，轨道3包括架体301、电机一和丝杠302。电机一位于架体301一端。丝杠302通过电机一传动，在架体301上转动的，同时与移动架401螺纹配合，使其水平移动。需要移动时，启动电机一，丝杠302转动，带动移动架401水平移动。

需要进一步说明的是，移动架401的上端设置电控升降的卡块4011，两侧设置带定位孔的定位架4012；下模具座402的底部设置有与卡块4011匹配的卡孔；支撑件403与定位孔配合。需要连接移动架401和下模具座402时，卡块4011通过驱动结构（电机、气缸等）升起，卡入卡孔。支撑件403卡入定位孔。下模具座402位置固定。需要倒出泥胚时，卡块4011和卡孔分离，支撑件403带动下模具座402升起、转动，完成倒模。

需要进一步说明的是，支撑件403包括位于下模具座402上的电机二4031、通过电机二4031驱动旋转的支撑架4032、位于支撑架4032上的升降气缸4033以及位于升降气缸4033伸缩杆上的支撑杆4034；支撑杆4034通过升降气缸4033驱动，进出下方的定位孔，且直径与定位孔的孔径吻合。支撑杆4034的外周设置定位条4013；定位孔的孔壁上设置有与定位条4013匹配的定位槽，使其定位更加准确。定位时，升降气缸4033驱动支撑杆4034卡入定位孔。下模具座402位置固定。需要调节其高度时，支撑杆4034接地，并持续伸长，即可带动下模具座402离开移动架401，完成倒模。

需要进一步说明的是，下模具404通过螺钉一405安装在下模具座402的上端，便于更换下模具404；下模具座402的内部还设置支撑框4021支撑下模具座402的底部，设置敲击器4022和振动器4023对下模具座402作用，通过敲击和振动加快脱模。

实施例三，在上述实施例的基础上，本实施例公开了压合模具组件5的具体结构。如图5-图6所示，压合模具组件5包括位于轨道3端部的支架501、位于支架501顶部的压合气缸503、位于支架501底部设置到位感应器502、位于压合气缸503伸缩杆端的上模具座504以及位于上模具座504下方可拆卸的上模具505。支架501为倒置的L型结构，下模具座402移动至压合气缸503下方，抵住到位感应器502，此时上模具505与下模具404相对，压合气缸503驱动上模具505下压，对下模具404内的原料作用。

需要进一步说明的是，上模具505通过螺钉二506安装在上模具座504的下方，便于根据需要更换上模具505；上模具座504的上方设置泥胚收集件507，用于收集倒出的泥胚。

需要进一步说明的是，泥胚收集件507包括转动套接在压合气缸503伸缩杆上的转动架5071、位于转动架5071一侧的半齿轮5072以及位于转动架5071另一侧的电机三5074；电机三5074的主轴上设置带加热功能的收集盒5075；下模具404上还设置电机四以及通过电机四驱动旋转的齿轮5073；齿轮5073与半齿轮5072啮合。当碳化硅陶瓷压合成型后，支撑件403带动下模具座402升起、转动，通过压合气缸503和电机四配合，转动架5071转动、升降，带动收集盒5075提前移动至下模具座402下方，接住倒出的泥胚。收集盒5075上设置加热层，通电产热对泥胚干燥、预热，使其定型。再通过转动架5071转动至轨道3一侧，收集盒5075翻转，将定型的泥胚转移至输送设备上。

实施例四，本发明又提出一种碳化硅陶瓷成型设备的工作方法，步骤如下：

S1、移动架401水平移动至原料罐2下方，承接原料；接着通过轨道3滑动至靠近压合模具组件5；

S2、下模具座402抵住到位感应器502，压合气缸503驱动上模具505下压，使得碳化硅陶瓷成型，得到泥胚；

S3、移动架401后移一段距离；卡块4011和卡孔分离，支撑杆4034接地，并持续伸长，带动下模具座402离开移动架401；

S4、通过转动架5071转动、升降，带动收集盒5075提前移动至下模具座402下方；

S5、下模具座402翻转，泥胚倒在收集盒5075上；

S6、下模具座402复位，卡块4011和卡孔卡合，开始下一轮的布料；

S7、收集盒5075对泥胚干燥、预热，使其定型；再通过转动架5071转动至轨道3一侧，收集盒5075翻转，将定型的泥胚转移至输送设备上，泥胚被输送至烧结端。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于此，在所属技术领域的技术人员所具备的知识范围内，在不脱离本发明宗旨的前提下还可以作出各种变化。