一種高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔工作臺的制作方法
【專利摘要】本實用新型具體涉及一種高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔工作臺。其包括底座、水平移動機構(gòu)、固定架、豎直移動機構(gòu)、支撐架和高頻縱扭復(fù)合振動打孔裝置，所述高頻縱扭復(fù)合振動打孔裝置包括超聲波發(fā)生器、超聲波換能器、至少一級變幅桿和管狀刀具，所述管狀刀具包括與所述變幅桿相接的連接頭、內(nèi)含空腔的管體和刃口，所述管體一端與連接頭通過螺紋連接，另一端設(shè)有所述刃口，所述管體上設(shè)置有縱扭復(fù)合振動轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。本實用新型提供的技術(shù)方案通過高頻縱扭復(fù)合振動的方式在海綿上輕松打孔，待加工工件通過水平移動機構(gòu)實現(xiàn)水平移動，打孔裝置通過豎直移動機構(gòu)可實現(xiàn)上下精確運動，通過固定架可根據(jù)要求在待加工工件特定位置進行精確的自動控制打孔。
【專利說明】
一種高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔工作臺
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于轉(zhuǎn)印輥加工設(shè)備，具體涉及一種高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔工作臺O
【背景技術(shù)】
[0002]打印機或復(fù)印機的轉(zhuǎn)印輥一般包括金屬芯軸和套設(shè)在金屬芯軸之外的彈性體層，所述彈性體層通常是上述彈性材料，為了設(shè)置內(nèi)部芯軸，需要在彈性材料上開通孔。轉(zhuǎn)印輥屬于打印機或復(fù)印機的核心部件，對于尺寸精度和外形的平整度要求都非常高。
[0003]目前在海綿上打孔可以考慮如下兩種方式:其一采用刀具鉆孔加工，比如中國專利CN201856270U中公開了上述技術(shù)方案，但在旋轉(zhuǎn)刀具作用下，會軸向受到水平和扭轉(zhuǎn)的力，導(dǎo)致多方向形變，為了保證加工的孔圓度、尺寸和軸向水平度則必須通過人工操作隨時調(diào)整受力來實現(xiàn)，即使這樣也存在較高的次品率，所以加工成本高，效率低。其二利用發(fā)泡海綿本身遇熱容易融化的特性，采用電熱絲或激光打孔，但熱切割會對加工材料表面造成損傷，控制難度大，加工效率低，加工過程還會產(chǎn)生大量有害氣體，污染環(huán)境。
[0004]并且上述無法實現(xiàn)自動化操作，人力成本過高，生產(chǎn)效率也較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型提供了一種高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔工作臺，用以解決目前轉(zhuǎn)印輥的彈性體層加工效率低，自動化程度低，產(chǎn)品精度低等問題。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是:所述高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔工作臺，包括底座、設(shè)置在所述底座上的水平移動機構(gòu)、設(shè)置在水平移動機構(gòu)上的固定架、設(shè)置在所述底座上的豎直移動機構(gòu)、設(shè)置在所述豎直移動機構(gòu)上的支撐架和設(shè)置在所述支撐架上且位于所述固定架上方的高頻縱扭復(fù)合振動打孔裝置，所述高頻縱扭復(fù)合振動打孔裝置包括超聲波發(fā)生器、與所述超聲波發(fā)生器通過導(dǎo)線相連的超聲波換能器、與所述超聲波換能器相連的至少一級變幅桿和與所述變幅桿相連的管狀刀具。
[0007]所述管狀刀具與相連的變幅桿通過螺紋連接，所述管狀刀具包括與所述變幅桿相接的連接頭、內(nèi)含空腔的管體和刃口，所述管體一端與連接頭通過螺紋連接，另一端設(shè)有所述刃口，所述管體與連接頭連接處設(shè)有圓弧過渡結(jié)構(gòu)。
[0008]所述管體上設(shè)置有縱扭復(fù)合振動轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，所述縱扭復(fù)合振動轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)為螺旋斜槽結(jié)構(gòu)、螺旋斜孔結(jié)構(gòu)、沿螺旋線路徑陣列孔結(jié)構(gòu)或螺旋結(jié)構(gòu)，縱扭復(fù)合振動轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)為螺旋斜槽結(jié)構(gòu)時，螺旋斜槽中心線的螺旋升角在3-87度之間；縱扭復(fù)合振動轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)為螺旋斜孔結(jié)構(gòu)時，螺旋斜孔中心線的螺旋升角在3-87度之間；縱扭復(fù)合振動轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)為沿螺旋線路徑陣列孔結(jié)構(gòu)時，螺旋線路徑的螺旋升角在3-87度之間；縱扭復(fù)合振動轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)為螺旋結(jié)構(gòu)時，螺旋結(jié)構(gòu)的螺旋角在3-87度之間；
[0009]待加工工件置于所述固定架上，可根據(jù)需要隨水平移動機構(gòu)做在水平方向上移動，所述高頻縱扭復(fù)合振動打孔裝置在豎直移動機構(gòu)帶動下下移，隨管狀刀具穿過所述待加工工件，完成打孔作業(yè)。
[0010]進一步的，所述固定架包括承載所述待加工工件的底板、環(huán)繞所述底板且與待加工工件外形相匹配的外框和設(shè)置在底板下且固定在所述水平移動機構(gòu)上的底腳，所述底板上設(shè)有容許所述管狀刀具穿過的空檔。
[0011]進一步的，所述超聲波換能器產(chǎn)生軸向振動，振動頻率為10_120kHz。
[0012]進一步的，所述圓弧過渡結(jié)構(gòu)通過點焊形成，圓弧半徑為lmm-20mm。
[0013]進一步的，所述刃口通過焊接設(shè)置在管體上。
[0014]進一步的，所述管體的材料為TC4鈦合金或316L不銹鋼，所述刃口的材料為TC4鈦合金或316L不銹鋼或高速鋼或硬質(zhì)合金。
[0015]進一步的，所述管體的管壁厚度為0.5-3mm。
[0016]進一步的，所述刃口整體為倒圓臺型，斜度為1:5-1:100。
[0017]進一步的，所述刃口的末端具有圓周均勻分布的月牙形缺口，每個月牙形缺口均具有鋒利邊沿，在相鄰的兩個月牙形缺口中間具有一個鋒利尖角。
[0018]進一步的，所述外框上設(shè)有卡設(shè)待加工工件的內(nèi)翻邊。
[0019]進一步的，所述底板距所述水平移動機構(gòu)l_5cm。
[0020]進一步的，所述固定架通過螺栓固定在所示水平移動機構(gòu)上。
[0021 ]進一步的，所述連接頭內(nèi)設(shè)有通道，所述通道一端與外接空氣壓縮機相通，另一端與所述管體的空腔相通。
[0022]進一步的，所述水平移動機構(gòu)包括設(shè)置在所述底座上的縱向運動平臺和設(shè)置在縱向運動平臺上的橫向運動平臺；所述豎直移動機構(gòu)包括設(shè)置在所示底座上的立柱、設(shè)置在立柱上的驅(qū)動電機和通過聯(lián)軸器與驅(qū)動電機相連的絲桿，所述支撐架通過螺母副設(shè)置在絲桿上。
[0023]進一步的，所述豎直移動機構(gòu)還包括豎直微調(diào)機構(gòu)，所述豎直微調(diào)機構(gòu)通過螺母副設(shè)置在絲桿上，所述支撐架與豎直微調(diào)機構(gòu)相連。
[0024]本實用新型提供的技術(shù)方案通過高頻縱扭復(fù)合振動的方式在海綿上輕松打孔，打孔過程穩(wěn)定，孔徑尺寸精度高，孔壁表面平整無損傷，待加工工件通過水平移動機構(gòu)實現(xiàn)二維平面內(nèi)的任意軌跡移動，打孔裝置通過豎直移動機構(gòu)可實現(xiàn)上下精確運動，通過固定架可根據(jù)要求在待加工工件特定位置進行精確的自動控制打孔，對精度要求較高的轉(zhuǎn)印輥的自動化加工意義重大。
【附圖說明】
[0025]圖1是本實用新型所述高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔工作臺一【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是本實用新型所述固定架一【具體實施方式】的剖視圖；
[0027]圖3是圖2的俯視圖；
[0028]圖4是圖1中所示待加工工件打孔剖視圖；
[0029]圖5是圖4的俯視圖；
[0030]圖6是本實用新型所述管狀刀具一【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖7是所述管狀刀具局部放大剖視圖；
[0032]圖8是所述管體中縱扭復(fù)合振動轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的螺旋斜槽結(jié)構(gòu)局部視圖；
[0033]圖9是所述管體中縱扭復(fù)合振動轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的螺旋斜孔結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)局部視圖；
[0034]圖10是所述管體中縱扭復(fù)合振動轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的沿螺旋線路徑陣列孔結(jié)構(gòu)局部視圖；
[0035]圖11是所述管體中縱扭復(fù)合振動轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的螺旋結(jié)構(gòu)局部視圖；
[0036]圖中所示:
[0037]10-待加工工件，20-通孔；
[0038]1-底座，3-固定架，5-支撐架；
[0039 ]11 -超聲波發(fā)生器、12-導(dǎo)線、13-超聲波換能器、14_變幅桿、15_管狀刀具
[0040]21-縱向運動平臺，22-橫向運動平臺；
[0041]31_底板，32-外框、33-底腳，34-內(nèi)翻邊；
[0042]41-立柱，42-驅(qū)動電機，43-聯(lián)軸器，44-絲桿，45-螺母副，46-豎直微調(diào)機構(gòu)；
[0043]151-連接頭、152-管體、153-刃口、154-縱扭復(fù)合振動轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、155-圓弧過渡結(jié)構(gòu)、156-空腔、157-通道、158-月牙形缺口、159-鋒利尖角；
[0044]1541-螺旋斜槽結(jié)構(gòu)、1542-螺旋斜孔結(jié)構(gòu)、1543-沿螺旋線路徑陣列孔結(jié)構(gòu)、1544-螺旋結(jié)構(gòu)。
【具體實施方式】
[0045]以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型提出的高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔工作臺和應(yīng)用作進一步詳細說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本實用新型的優(yōu)點和特征將更清楚。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率，僅用以方便、明晰地輔助說明本實用新型實施例的目的。
[0046]本實用新型所述高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔工作臺，包括底座1、設(shè)置在所述底座I上的水平移動機構(gòu)、設(shè)置在水平移動機構(gòu)上的固定架3、設(shè)置在所述底座I上的豎直移動機構(gòu)、設(shè)置在所述豎直移動機構(gòu)上的支撐架5和設(shè)置在所述支撐架5上且位于所述固定架3上方的高頻縱扭復(fù)合振動打孔裝置。待加工工件10也就是海綿塊卡設(shè)在固定架3內(nèi)。
[0047 ] 如圖1所示，所述水平移動機構(gòu)包括縱向運動平臺21和橫向運動平臺22，滾珠絲杠驅(qū)動形式的縱向運動平臺21通過螺栓聯(lián)接設(shè)置在底座I上，滾珠絲杠驅(qū)動形式的橫向運動平臺22通過螺栓聯(lián)接設(shè)置在縱向運動平臺21上，固定架3通過螺栓聯(lián)接設(shè)置在橫向運動平臺22上，通過縱向運動平臺21、橫向運動平臺22的配合驅(qū)動，固定架3帶動待加工工件10實現(xiàn)橫向和縱向的復(fù)合二維平面內(nèi)的任意軌跡移動。
[0048]繼續(xù)參見圖1，所述豎直移動機構(gòu)包括設(shè)置在所示底座I上的立柱41、設(shè)置在立柱41上的驅(qū)動電機42、通過聯(lián)軸器43與驅(qū)動電機42相連的絲桿44和通過螺母副45設(shè)置在絲桿44上的豎直微調(diào)機構(gòu)45，所述支撐架5設(shè)置在所述豎直微調(diào)機構(gòu)46的絲桿44上。
[0049]繼續(xù)參見圖1，所述高頻縱扭復(fù)合振動打孔裝置包括超聲波發(fā)生器11、與所述超聲波發(fā)生器11通過導(dǎo)線12相連的超聲波換能器13、與所述超聲波換能器13螺紋連接的變幅桿14、與所述變幅桿14通過螺紋連接的管狀刀具15。
[0050]如圖2所示，所述固定架3包括承載所述待加工工件10的底板31、環(huán)繞所述底板31的外框32和設(shè)置在底板10下的底腳33，所述底板31距所述水平移動機構(gòu)高出3cm，所述底腳33通過螺栓固定在橫向運動平臺22上，所述外框31頂端設(shè)有內(nèi)翻邊34，待加工工件10可卡設(shè)其中。
[0051 ] 如圖1和3所示，待加工工件10尺寸為厚度340mm，長度1000mm，寬度600mm的海綿坯體，要在其上依次加工出矩陣排列的多個通孔20，孔徑5mm，長度為340mm。如圖4所示，所述底板31呈格柵狀，所述管狀刀具45穿過部分，也就是通孔20所處位置被空出來，所述外框32的外形與所述待加工工件10外形匹配，所述待加工工件10卡設(shè)其中，被定位和固定。
[0052]如圖6所示，所述管狀刀具15包括與所述變幅桿14相接的圓柱形連接頭151、內(nèi)含空腔156的管體152、刃口 153。
[0053]如圖7所示，所述管體152上設(shè)置的縱扭復(fù)合振動轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)154為螺旋斜孔結(jié)構(gòu)，螺旋斜孔中心線的螺旋升角為45度;該縱扭復(fù)合振動轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)154將超聲換能器產(chǎn)生的一部分縱向振動轉(zhuǎn)換為圓周方向的扭轉(zhuǎn)振動，驅(qū)動管體152前端的刃口 153進行縱扭復(fù)合高頻振動，縱向振動幅值為76微米，扭轉(zhuǎn)振動幅值為20微米；
[0054]繼續(xù)參見圖6，所述連接頭151內(nèi)設(shè)有通道157，所述通道157—端外接空氣壓縮機(未示)，另一端與所述空腔156相通。
[0055]繼續(xù)參見圖6，所述管體152—端與連接頭151通過螺紋連接，另一端焊接所述刃口153，所述管體152的管壁為1mm，所述管體152的材料為TC4鈦合金，所述刃口 153的材料為高速鋼。
[0056]繼續(xù)參見圖6，所述管體152與連接頭151連接處通過點焊形成圓弧過渡結(jié)構(gòu)155，圓弧半徑為1__20_，所述刃口 153為整體為倒圓臺型，斜度為1:1O0
[0057]如圖7所示，刃口153末端的具有圓周均勻分布的8個月牙形缺口 158，每個月牙形缺口 158均具有鋒利邊沿，月牙形缺口 158的圓弧半徑為2mm，在相鄰的兩個月牙形缺口 158中間具有一個鋒利尖角159。
[OO58 ]簡述轉(zhuǎn)印棍的彈性體層的成型加工過程:所述彈性體層長度34Omm，內(nèi)徑5mm，外徑12mm0
[0059]I)將待加工工件10卡設(shè)在固定架3內(nèi)，待加工工件10為長方體海綿坯體，其尺寸為厚度340mm，長度1000mm，寬度600mm;自動控制水平移動機構(gòu)，使預(yù)打孔位置與所述管狀刀具15對準(zhǔn)，選用管體152長度為350mm，外徑為15mm，內(nèi)徑13mm，控制豎直移動機構(gòu)使管狀刀具15下移至接近待加工工件10，使鋒利尖角159扎入待加工工件10內(nèi)，然后繼續(xù)下移穿過待加工工件10，完成打孔，然后控制豎直移動機構(gòu)上移，管狀刀具15從待加工工件10內(nèi)抽出，通入壓縮空氣將空腔156內(nèi)的廢料排除，然后水平移動機構(gòu)運動，將待加工工件10上下一個預(yù)打孔位置運動至指定位置，重復(fù)以上過程，完成待加工工件10上所以通孔20的加工。
[0060]2)固定圓柱型坯體，然后在其上加工通孔，選用管體152長度為350mm，外徑為8mm，內(nèi)徑 6mm ；
[0061]3)最后采用專用設(shè)備進行外輪廓的精細打磨，獲得最終產(chǎn)品。
【主權(quán)項】
1.一種高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔工作臺，其特征在于，包括底座、設(shè)置在所述底座上的水平移動機構(gòu)、設(shè)置在水平移動機構(gòu)上的固定架、設(shè)置在所述底座上的豎直移動機構(gòu)、設(shè)置在所述豎直移動機構(gòu)上的支撐架和設(shè)置在所述支撐架上且位于所述固定架上方的高頻縱扭復(fù)合振動打孔裝置，所述高頻縱扭復(fù)合振動打孔裝置包括超聲波發(fā)生器、與所述超聲波發(fā)生器通過導(dǎo)線相連的超聲波換能器、與所述超聲波換能器相連的至少一級變幅桿和與所述變幅桿相連的管狀刀具;所述超聲波換能器產(chǎn)生軸向振動，振動頻率為10-120kHZ。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔工作臺，其特征在于，所述固定架包括承載待加工工件的底板、環(huán)繞所述底板且與待加工工件外形相匹配的外框和設(shè)置在底板下且固定在所述水平移動機構(gòu)上的底腳，所述底板上設(shè)有容許所述管狀刀具穿過的空檔。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔工作臺，其特征在于，所述管狀刀具包括與所述變幅桿相接的連接頭、內(nèi)含空腔的管體和刃口，所述管體底端與連接頭相連，另一端設(shè)有所述刃口。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔工作臺，其特征在于，所述刃口的末端具有圓周均勻分布的月牙形缺口，每個月牙形缺口均具有鋒利邊沿，在相鄰的兩個月牙形缺口中間具有一個鋒利尖角。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔工作臺，其特征在于，所述管體上設(shè)置有縱扭復(fù)合振動轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔工作臺，其特征在于，所述管體上設(shè)置的縱扭復(fù)合振動轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)為螺旋斜槽結(jié)構(gòu)、螺旋斜孔結(jié)構(gòu)、沿螺旋線路徑陣列孔結(jié)構(gòu)或螺旋結(jié)構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔工作臺，其特征在于，所述連接頭內(nèi)設(shè)有通道，所述通道一端與外接空氣壓縮機相通，另一端與所述管體的空腔相通。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔工作臺，其特征在于，所述水平移動機構(gòu)包括設(shè)置在所述底座上的縱向運動平臺和設(shè)置在縱向運動平臺上的橫向運動平臺；所述豎直移動機構(gòu)包括設(shè)置在所示底座上的立柱、設(shè)置在立柱上的驅(qū)動電機和通過聯(lián)軸器與驅(qū)動電機相連的絲桿，所述支撐架通過螺母副設(shè)置在絲桿上。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔工作臺，其特征在于，所述豎直移動機構(gòu)還包括豎直微調(diào)機構(gòu)，所述豎直微調(diào)機構(gòu)通過螺母副設(shè)置在絲桿上，所述支撐架與豎直微調(diào)機構(gòu)相連。
【文檔編號】B26D7/08GK205630830SQ201620314086
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月15日
【發(fā)明人】殷振, 汪幫富, 齊芳娟, 錢蜜, 蔣全勝, 楊鑫銘, 張磊, 黃開明, 吳雷, 徐帖
【申請人】蘇州科技大學(xué)