一种碳化硅复合陶瓷加工用干压成型设备及成型方法
技术领域
本发明涉及陶瓷加工技术领域，具体为一种碳化硅复合陶瓷加工用干压成型设备及成型方法。
背景技术
陶瓷是以粘土为主要原料以及各种天然矿物经过粉碎混炼、成型和煅烧制得的材料以及各种制品，按用途分给分为日用陶瓷、艺术陶瓷、工业陶瓷等，又分以下四个方面：建筑-卫生陶瓷，如砖瓦，卫生洁具等；化工陶瓷，用于各种化学工业的耐酸容器、塔、泵等；电瓷，用于电力工业高低压输电线路上的绝缘子等；特种陶瓷，用于各种现代工业和尖端科学技术的特种陶瓷制品，有高铝氧质瓷、镁石质瓷以及磁性瓷、金属陶瓷等。
其中，碳化硅陶瓷是以碳化硅为主要成分的陶瓷，具有优良的力学性能，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，在石油、化工、微电子、汽车、航天、航空、造纸、激光、矿业及原子能等工业领域获得了广泛的应用。
干压成型是陶瓷成型加工中最常用的成型方法之，其实质是在外力作用下，颗粒在模具内相互靠近，并借助内摩擦力牢固地把各颗粒联系起来，保持一定形状，这种内摩擦力作用在相互靠近的颗粒外围结合剂薄层上，随着压力增大，坯料将改变外形，相互滑动，间隙减少，逐步加大接触，相互贴紧，由于颗粒进一步靠近，使胶体分子与颗粒间的作用力加强因而坯体具有一定的机械强度。
干压成型工艺成型效率高，成型制品尺寸偏差小，特别适宜于各种截面厚度较小的陶瓷制品制备，如陶瓷密封环、阀门用陶瓷阀芯、陶瓷衬板、陶瓷内衬等。
陶瓷成型前需要对陶瓷原料进行造粒，造粒方法包括有直接对陶瓷浆料进行喷雾干燥成粒，也有对陶瓷粉料进行造粒液喷雾处理后干燥成粒，如专利申请号为CN201721435000.X的喷雾造粒装置；造粒后的陶瓷粉料一般放置在储存装置中，当需要进行陶瓷干压成型时，再将陶瓷粉料从储存装置中通过输送装置等转移至干压机上进行干压成型。
现有的干压机通常只具有压力成型的功能，需要人工或外部设备将模具放置到干压机上，再填装陶瓷粉料，干压成型后，再通过人工或者外部设备对模具或成型的陶瓷体进行下料，且每次上、下料需要及其停止工作一端时间，完成上下料后再进行工作，影响工作效率。
基于此，本发明设计了一种碳化硅复合陶瓷加工用干压成型设备及成型方法，以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种碳化硅复合陶瓷加工用干压成型设备及成型方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种碳化硅复合陶瓷加工用干压成型设备，包括由上至下依次设置的粉碎箱、造粒箱、转动台和底座，且粉碎箱、造粒箱与底座固定连接，转动台与底座转动连接，粉碎箱中设有半圆形的粉碎腔，粉碎腔中设有粉碎组件，且粉碎腔的顶面中间设有进料口，粉碎腔的底部外侧设有弧形的下料腔，粉碎腔的两侧对称设有连通口，并通过连通口与下料腔连通，且连通口处设有第一封口组件；
造粒箱固定于粉碎箱的底部，下料腔的底部中间设有下料口，且下料口与造粒箱的内腔连通，造粒箱的底部固定有储料筒，储料筒的两侧对称设有倾斜的下料管，且底部设有第二封口组件，转动台上均匀设置有多个成型槽，转动台的底面固定有环形板，底座上设有驱动组件，且环形板和第二封口组件分别与驱动组件对应连接；
储料筒的两侧对称固定有固定板，固定板上固定有液压伸缩杆，且液压伸缩杆的底端固定有成型板，成型板与成型槽对应连接。
优选的，粉碎组件包括转动连接于粉碎腔上部的第一转轴，第一转轴上固定有刮板，且第一刮板的底部两侧对称并转动连接有碾压轮，第一转轴的一端伸出粉碎箱，并固定有转动杆，转动杆上沿长度方向设有连接槽，粉碎箱的侧壁上固定有电机，电机的输出轴上固定有转动盘，转动盘的内侧面上偏心固定有连接轴，且连接轴位于连接槽中。
优选的，第一封口组件包括圆弧状的封口板，且封口板滑动连接于连通口处，粉碎腔的底部侧壁与封口板位于同一圆周上，且粉碎腔的上部侧壁半径小于封口板，并与封口板的内侧壁上部滑动连接，封口板的外侧面上沿弧线方向均匀固定有多个齿牙，并通过齿牙啮合有封口齿轮，封口齿轮连接有电机。
优选的，造粒箱的上部设有喷雾腔，且喷雾腔中设有搅拌组件，喷雾腔的顶部侧壁均匀设有多个喷雾管，喷雾管的一端连接有喷雾机，造粒箱的下部设有干燥腔，干燥腔的侧壁上部均匀固定有多个第一风管，且第一风管的一端连接有热风机，干燥腔的下部设有出风口，且出风口中固定有挡网，喷雾腔和干燥腔的底面均设置为斗状，且喷雾腔的底面中间与干燥腔连通，干燥腔的底面与储料筒连通。
优选的，搅拌组件包括固定于下料口中间的电机腔，电机腔中固定有电机，电机的输出轴上固定连接有第二转轴，第二转轴的底端伸入喷雾腔中，且伸入段上均匀固定有多个搅拌杆。
优选的，第二转轴的底端伸入干燥腔中，并固定有圆形的落料板，且落料板上均匀设置有多个气孔，干燥腔的斗状底面上均匀固定有多个第二风管，第二风管连接有电机，干燥腔的底面对应第二风管的位置设有进风口，且进风口中固定有挡网，防止陶瓷粉料颗粒下落时从进风口中排出。
优选的，第二封口组件包括滑动连接于储料筒中的封口塞，且封口塞的端面形状为非圆形，避免封口塞转动，封口塞的顶面对应两侧下料管的位置对称设有两个倾斜的导向面，且底面中间固定有螺纹轴，螺纹轴的底端伸出储料筒螺纹连接有螺纹筒，螺纹筒的底端与底座转动连接，且底部固定有第一齿轮，第一齿轮啮合有沿水平方向滑动的齿条，且齿条与驱动组件连接。
优选的，驱动组件包括固与底座转动连接的驱动轴，驱动轴上固定有第一带轮，且一端连接有电机，另一端固定有第一锥齿轮，第一锥齿轮啮合有第二锥齿轮，第二锥齿轮的中心处固定有竖直的齿轮轴，齿轮轴的底端与底座转动连接，且顶端固定有拨盘，环形板与螺纹筒转动连接，且环形板上固定有槽轮，槽轮上槽的数目与成型槽的数目相等，且槽轮与拨盘对应连接，底座上转动连接有往复丝杆，且往复丝杆与齿条平行，往复丝杆上套接有移动块，移动块与齿条固定连接，且往复丝杆的一端固定有第二带轮，第二带轮和第一带轮通过传动带连接。
优选的，转动台上沿圆周方向均匀设有多个放置槽，放置槽的外侧端设为开口状，内侧端通过弹簧连接有弹簧板，且弹簧板的顶端高于转动台的顶面，放置槽的外侧段上对称固定有两个挡块，挡块的顶面低于转动台的顶面，成型槽的底部伸入放置槽，并位于挡块和弹簧板之间。
优选的，放置槽的底面外侧段上转动连接有凸轮，凸轮的顶面低于转动台的顶面，且凸轮的轮面与成型槽的外侧端壁面接触，转动台的底面对应凸轮的位置转动连接有第二齿轮，且第二齿轮与凸轮同轴固定，多个第二齿轮之间共同与一个齿圈，且齿圈与底座固定连接。
一种碳化硅复合陶瓷加工用干压成型方法，包括以下步骤：
S1、通过人工或外部设备向粉碎箱中投入原料，原料可使用按照一定配比混合过的混合原料，通过粉碎组件的往复运动，对原料进行进一步的碾压粉碎和细化；
S2、原料粉碎到一定程度后，通过第一封口组件使连通口打开，通过粉碎组件往复运动，将原料移动至两侧的连通口处，并通过连通口进入下料腔中，沿下料腔的底面进入造粒箱；
S3、通过搅拌组件使进入喷雾腔的细粉料打散，呈悬浮状态，并通过喷射雾化水使粉料相互凝集成粒，粉粒下落进入干燥腔中，进行干燥后，完成陶瓷粉料造粒，然后陶瓷粉料下落进入储料筒中；
S4、通过驱动组件使成型槽间歇转动，同时第二封口组件通过驱动组件的作用，间歇的打开下料管，当转动台停歇期时，下料管恰好打开，两个成型槽通过下料管加料，两个成型槽通过液压伸缩杆带动成型板下移，对陶瓷粉料进行干压成型，其余两个成型槽通过外部设备或人工手动取下并重新放上新的成型槽，使加料、成型和下料同步进行。
S5、下料管关闭，成型板上移，重复S，使转动台转动，切换成型槽的位置，再次将进行加料、成型和下料，至加工结束。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明通过粉碎组往复运动，对陶瓷原料进行进一步的粉碎和细化，便于后续进行陶瓷粉料造粒，同时通过刮板的往复运动，使粉料移动，避免其堆积在同一位置，以提高粉碎效果；
2、本发明通过第一封口组件使连通口配合粉碎组件的工作打开或关闭，并且在连通口打开时，通过刮板作用使粉料进入下料腔中并进入造粒箱中，粉料下落简单方便；
3、本发明通过储料筒储存造粒后的陶瓷粉料，通过驱动组件使第二封口组件运动，从间歇的使下料管打开，向成型槽中加料，加料简单方便；
4、通过驱动组件使转动台间歇转动，并配合第二封口组件的运动，在转动台停歇期间进行加料，同时设置有多个成型槽，使得加料、成型和下料能同时进行，提高成型加工的效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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他的附图。
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明粉碎箱的结构示意图；
图3为本发明封口板的结构示意图；
图4为本发明粉碎箱的侧向示意图；
图5为本发明转动盘的结构示意图；
图6为本发明造粒箱的结构示意图；
图7为本发明底座和转动台的连接示意图；
图8为本发明槽轮和拨盘的结构的结构示意图；
图9为本发明第一齿轮和齿条的结构示意图；
图10为本发明成型板的结构示意图；
图11为本发明转动台的结构示意图；
图12为本发明成型槽和放置槽的位置示意图；
图13为本发明放置槽的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-粉碎箱，101-进料口，102-粉碎腔，103-下料腔，104-封口板，105-封口齿轮，106-电机腔，2-造粒箱，201-喷雾腔，202-干燥腔，203-储料筒，204-喷雾管，205-第一风管，206-出风口，207-第二风管，208-下料管，3-转动台，301-槽轮，302-放置槽，303-挡块，304-弹簧板，305-凸轮，306-第二齿轮，4-底座，401-驱动轴，402-第一带轮，403-齿圈，404-齿轮轴，5-第一转轴，501-刮板，502-碾压轮，503-转动杆，504-转动盘，6-第二转轴，601-搅拌杆，602-落料板，603-气孔，7-封口塞，701-螺纹筒，702-第一齿轮，703-齿条，704-移动块，705-往复丝杆，706-第二带轮，8-成型槽，9-成型板，901-液压伸缩杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅附图，本发明提供一种技术方案：一种碳化硅复合陶瓷加工用干压成型设备，包括由上至下依次设置的粉碎箱1、造粒箱2、转动台3和底座4，且粉碎箱1、造粒箱2与底座4固定连接，转动台3与底座4转动连接，粉碎箱1中设有半圆形的粉碎腔102，粉碎腔102中设有粉碎组件，且粉碎腔102的顶面中间设有进料口101，粉碎腔102的底部外侧设有弧形的下料腔103，粉碎腔102的两侧对称设有连通口，并通过连通口与下料腔103连通，且连通口处设有第一封口组件；
造粒箱2固定于粉碎箱1的底部，下料腔103的底部中间设有下料口，且下料口与造粒箱2的内腔连通，造粒箱2的底部固定有储料筒203，储料筒203的两侧对称设有倾斜的下料管208，且底部设有第二封口组件，转动台3上均匀设置有多个成型槽8，转动台3的底面固定有环形板，底座4上设有驱动组件，且环形板和第二封口组件分别与驱动组件对应连接；
储料筒203的两侧对称固定有固定板，固定板上固定有液压伸缩杆901，且液压伸缩杆901的底端固定有成型板9，成型板9与成型槽8对应连接。
粉碎组件包括转动连接于粉碎腔102上部的第一转轴5，第一转轴5上固定有刮板501，且第一刮板501的底部两侧对称并转动连接有碾压轮502，第一转轴5的一端伸出粉碎箱1，并固定有转动杆503，转动杆503上沿长度方向设有连接槽，粉碎箱1的侧壁上固定有电机，电机的输出轴上固定有转动盘504，转动盘504的内侧面上偏心固定有连接轴，且连接轴位于连接槽中。
第一封口组件包括圆弧状的封口板104，且封口板104滑动连接于连通口处，粉碎腔102的底部侧壁与封口板104位于同一圆周上，且粉碎腔102的上部侧壁半径小于封口板104，并与封口板104的内侧壁上部滑动连接，封口板104的外侧面上沿弧线方向均匀固定有多个齿牙，并通过齿牙啮合有封口齿轮105，封口齿轮105连接有电机，为了进一步限定封口板104的运动方向，可在下料腔103的两侧壁上对应封口板104的位置设置限位滑槽，使封口板104的端部滑动连接于限位滑槽中。
造粒箱2的上部设有喷雾腔201，且喷雾腔201中设有搅拌组件，喷雾腔201的顶部侧壁均匀设有多个喷雾管204，喷雾管204的一端连接有喷雾机，造粒箱2的下部设有干燥腔202，干燥腔202的侧壁上部均匀固定有多个第一风管205，且第一风管205的一端连接有热风机，干燥腔202的下部设有出风口206，且出风口206中固定有挡网，喷雾腔201和干燥腔202的底面均设置为斗状，且喷雾腔201的底面中间与干燥腔202连通，干燥腔202的底面与储料筒203连通。
搅拌组件包括固定于下料口中间的电机腔106，电机腔106中固定有电机，电机的输出轴上固定连接有第二转轴6，第二转轴6的底端伸入喷雾腔201中，且伸入段上均匀固定有多个搅拌杆601。
第二封口组件包括滑动连接于储料筒203中的封口塞7，且封口塞7的端面形状为非圆形，避免封口塞7转动，封口塞7的顶面对应两侧下料管208的位置对称设有两个倾斜的导向面，且底面中间固定有螺纹轴，螺纹轴的底端伸出储料筒203螺纹连接有螺纹筒701，螺纹筒701的底端与底座4转动连接，且底部固定有第一齿轮702，第一齿轮702啮合有沿水平方向滑动的齿条703，且齿条703与驱动组件连接。
驱动组件包括固与底座4转动连接的驱动轴401，驱动轴401上固定有第一带轮402，且一端连接有电机，另一端固定有第一锥齿轮，第一锥齿轮啮合有第二锥齿轮，第二锥齿轮的中心处固定有竖直的齿轮轴404，齿轮轴404的底端与底座4转动连接，且顶端固定有拨盘，环形板与螺纹筒701转动连接，且环形板上固定有槽轮301，槽轮301上槽的数目与成型槽8的数目相等，且槽轮301与拨盘对应连接，底座4上转动连接有往复丝杆705，且往复丝杆705与齿条703平行，往复丝杆705上套接有移动块704，移动块704与齿条703固定连接，且往复丝杆705的一端固定有第二带轮706，第二带轮706和第一带轮402通过传动带连接。
一种碳化硅复合陶瓷加工用干压成型方法，包括以下步骤：
S1、通过进料口101向粉碎腔102中投入陶瓷原料，原料可使用按照一定配比混合过的混合原料，通过电机带动转动盘504转动，转动盘504、连接轴和转动杆503构成曲柄摇杆结构，从而通过连接轴和连接槽使转动杆503往复摇摆，并带动刮板501和碾压轮502往复摆动，碾压轮502对粉碎腔102底面上的原料进行进一步的碾压粉碎和细化，并通过刮板501的往复运动，将粉料反复刮动，避免其始终停留在粉碎腔102的底部位置，影响粉碎效果，其中，刮板501运动到最高位置时，其底端位于封口板104处；
S2、原料粉碎到一定程度后，通过电机使封口齿轮105转动，并通过齿牙的作用使弧形的封口板104沿粉碎腔102的上部侧壁滑动，使连通口打开，刮板501往复运动，将原料移动至两侧的连通口处，并通过连通口进入下料腔103中，沿下料腔103的底面进入造粒箱2；
S3、通过电机使第一转轴5带动搅拌杆601转动，使进入喷雾腔201的细粉料打散，呈悬浮状态，并通过喷雾管204喷出雾化水，通过雾化水使粉料相互凝集成粒，粉粒下落进入干燥腔202中，通过第一风管205向干燥腔202中送入热风，通过热风使陶瓷粉粒在下落过程中通过热风快速干燥，完成陶瓷粉料造粒，然后陶瓷粉料下落进入储料筒203中；
S4、通过电机使驱动轴401转动，驱动轴401通过第一锥齿轮、第二锥齿轮的传动以及槽轮301和拨盘的传动，使成型槽8间歇转动；同时驱动轴401通过第一带轮402和第二带轮706使往复丝杆705转动，往复丝杆705通过移动那块带动齿条703往复移动，从而使第一齿轮702往复的进行正反转，螺纹筒701与第一齿轮702同步转动，从而使螺纹杆带动封口塞7上下往复移动，使下料管208间歇的打开；当转动台3停歇期时，下料管208恰好打开，两个成型槽8通过下料管208加料，两个成型槽8通过液压伸缩杆901带动成型板9下移，对陶瓷粉料进行干压成型，其余两个成型槽8通过外部设备或人工手动取下并重新放上新的成型槽8，使加料、成型和下料同步进行。
S5、下料管208关闭，成型板9上移，重复S4，使转动台3转动，切换成型槽8的位置，再次将进行加料、成型和下料，至加工结束。
实施例二
本实施例的结构与实施例一基本相同，不同之处在于，第二转轴6的底端伸入干燥腔202中，并固定有圆形的落料板602，且落料板602上均匀设置有多个气孔603，干燥腔202的斗状底面上均匀固定有多个第二风管207，第二风管207连接有电机，干燥腔202的底面对应第二风管207的位置设有进风口，且进风口中固定有挡网，防止陶瓷粉料颗粒下落时从进风口中排出。
当粉料通过喷雾成粒后，下落进入干燥腔202中，通过第一风管205进行干燥，然后粉粒下落到落料板602上，落料板602随第二转轴6转动，并随着落料板602的转动，使粉料向落料板602的外侧移动，并在移动过程中，通过斜下方的第二风管207进行烘干，提高干燥效果，同时，通过落料板602和下方的热风增加粉料下落的时间，从而增加干燥时间，使粉料干燥更充分。
实施例三
本实施例的结构与实施例一基本相同，不同之处在于，转动台3上沿圆周方向均匀设有多个放置槽302，放置槽302的外侧端设为开口状，内侧端通过弹簧连接有弹簧板304，且弹簧板304的顶端高于转动台3的顶面，放置槽302的外侧段上对称固定有两个挡块303，挡块303的顶面低于转动台3的顶面，成型槽8的底部伸入放置槽302，并位于挡块303和弹簧板304之间。
放置槽302的底面外侧段上转动连接有凸轮305，凸轮305的顶面低于转动台3的顶面，且凸轮305的轮面与成型槽8的外侧端壁面接触，转动台3的底面对应凸轮305的位置转动连接有第二齿轮306，且第二齿轮306与凸轮305同轴固定，多个第二齿轮306之间共同与一个齿圈403，且齿圈403与底座4固定连接。
当需要向转动台3上放上成型槽8时，将成型槽8向转动台3上移动，并带动弹簧板304压缩弹簧移动，使成型槽8位置与挡块303错开，然后将成型槽8下移放入放置槽302中，并通过弹簧和弹簧板304的作用，使其移动，并卡在挡块303和弹簧板304之间，使成型槽8位置相对固定；当转动台3带动成型槽8转动，第二齿轮306相对于齿圈403运动，从而使第二齿轮306带动凸轮305转动，通过凸轮305和弹簧使成型槽8往复运动，使陶瓷粉料在成型槽8中分布均匀，以便后续通过成型板9下压成型，其中，转动台3每转动一次，凸轮305恰好转过整数圈，使成型槽8移动至成型板9处时，两端分别挡块303和弹簧板304接触，从而使其内部腔体与成型板9对准，以便进行压制成型。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
