CN212794214U - 一种钣金切断面超声波自动抛光装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种钣金切断面超声波自动抛光装置，包括：底板；三轴悬臂伺服滑台，安装在所述底板上，包括水平向的X轴滑轨和Y轴滑轨，以及竖直向的Z轴滑轨；超声波抛光机构，可移动的安装在所述三轴悬臂伺服滑台的Z轴滑轨上，并能够沿所述三轴悬臂伺服滑台在任意方向移动，其包括超声波抛光器以及安装在所述超声波抛光器下部的抛光棒；及定位装夹机构，安装在所述底板上并位于所述抛光棒的下部，用于固定待抛光的工件。与现有技术相比，本抛光装置操作简单，加工质量稳定，抛光效率高，加工范围宽泛，最高可至镜面抛光，可满足广泛的表面技术要求，且抛光加工后不会改变原有的尺寸精度。

Description

一种钣金切断面超声波自动抛光装置

技术领域

本实用新型涉及钣金零件切断面抛光加工技术领域，具体涉及一种钣金切断面超声波自动抛光装置。

背景技术

钣金材料通过冷冲压模具冲裁加工后，在钣金的切断面上形成圆角带、光亮带和撕裂带三个部分，光亮带和撕裂带占到切断面的90％以上，采用通常的冲裁技术，其光亮带和撕裂带组成的面其粗糙度一般会大于3.2μm，使得切断面无法通过冲裁的办法得到小于0.4μm的粗糙度。

现有技术通过几种加工方法来满足切断面小于0.4μm粗糙度的要求：

第一种：采用精冲模具加工，可以得到接近0.4μm粗糙度的切断面，这种方案对模具材料，模具制造精度及冲床精度都有较高的要求，且所有切断面的粗糙度相同，无法做到局部切断面粗糙度的改善，模具制造成本高且冲压寿命相对较短，也较难满足切断面完全小于0.4μm粗糙度的要求。

第二种：采用金切光亮加工，将需满足切断面小于0.4μm粗糙度的部分，在冲裁落料加工时留有一点金切加工的余量，再上加工中心用高速铣刀按照切断面的轨迹进行铣削加工，可得到小于0.4μm粗糙度的切断面，但这种加工方法的机床使用成本高，且铣削加工的精度会受到工件重复定位精度的影响。

第三种：采用手持超声波抛光头对需小于0.4μm粗糙度的切断面部分进行抛光加工，虽然能达到粗糙度的要求，但会破坏切断面的垂直度与均匀性，产品的成品率不高，生产效率低下，工人的劳动强度较大。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了解决现有钣金零件切断面难以满足小于0.4μm的粗糙度的问题，而提供一种钣金切断面超声波自动抛光装置。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种钣金切断面超声波自动抛光装置，包括：

底板；

三轴悬臂伺服滑台，安装在所述底板上，包括水平向的X轴滑轨和Y轴滑轨，以及竖直向的Z轴滑轨；

超声波抛光机构，可移动的安装在所述三轴悬臂伺服滑台的Z轴滑轨上，并能够沿所述三轴悬臂伺服滑台在任意方向移动，其包括超声波抛光器以及安装在所述超声波抛光器下部的抛光棒；及

定位装夹机构，安装在所述底板上并位于所述抛光棒的下部，用于固定待抛光的工件。

进一步地，所述超声波抛光器的下部安装在一夹固盖及夹固座之间，所述夹固盖与夹固座相连接，所述夹固座与所述Z轴滑轨通过一Z轴滑块相连接。

进一步地，所述夹固座与夹固盖均为矩形长方体，且大小相同，所述夹固座与夹固盖相对的平面开有上下贯通的曲面半圆槽，两个曲面半圆槽形成曲面圆孔，所述夹固座与夹固盖的四角上开有螺栓安装通孔，用于安装紧固螺栓。

进一步地，所述曲面圆孔的形状与所述超声波抛光器夹持部位的曲面形状相同。

进一步地，所述夹固座通过螺栓与所述Z轴滑块相连接。

进一步地，所述夹固盖与夹固座合成的曲面圆孔中安装有弹性衬套，用于消除超声波抛光器在工作时产生的高速冲击对伺服滑台的损害。

进一步地，所述弹性衬套为3-6mm厚的半圆橡胶件，其形状与超声波抛光器夹持部位的曲面相同，由一对弹性衬套分别镶嵌在夹固盖与夹固座中。

进一步地，所述抛光棒通过抛光棒夹持头安装在所述超声波抛光器的下部。

进一步地，所述定位装夹机构包括：

两等高脚，平行设置，通过紧固螺栓与所述底板连接；

安装板，用于安装抛光工件，安装在所述等高脚的上部，其中心部位开有与抛光轨迹相同的贯通孔，用于抛光棒工作时的让位；及

压板，安装在所述安装板上，用于压紧工件。

进一步地，所述安装板上在与所述工件的定位孔相同的部位开有定位销安装孔，用于安装定位销；

所述安装板上还设有一螺纹孔，用于安装压紧螺栓，使压板压紧工件；

所述压板为矩形长方体，压板后部的下面设有一凸缘，凸缘的高度与所述工件的板厚相同，使压板在压紧工件时与所述安装板平行，所述压板前部端面的形状与抛光轨迹相同。

工作时，将两个半圆的弹性衬套分别镶嵌在夹固盖与夹固座中，根据待抛光工件的材质及形状，选用规格合适的抛光棒及抛光棒夹持头并安装在超声波抛光器上，将超声波抛光器嵌合在夹固座的合适位置中，合上夹固盖，拧紧紧固螺栓；将工件放置于安装板上，并将安装板上的两个定位销置于工件的定位孔中，装上压板，拧紧压紧螺栓，使抛光工件充分固定并压紧，在调试抛光棒运行轨迹时，预先切入工件切断面抛光轨迹约0.1-0.2mm，以保证在抛光过程中有足够的抛光压力。

打开超声波抛光器，启动控制程序，抛光棒对预先设定好的切断面进行抛光，抛光棒在超声波抛光器中换能器的驱动下，会产生小于0.6mm的往复位移，且往复位移的频率超过20000Hz，抛光棒通过高速往复震动，实现对切断面的研磨抛光，若被抛光的面存在弹性位移，会损耗抛光的能量，因工件被固定压紧在安装板上，因此钣金工件具有与安装板相同的刚性，这就保证了超声波抛光器的工作效率，抛光棒对工件切断面的抛光近似于高速研磨，研磨过程在三轴悬臂伺服滑台的带动下，做匀速移动，移动速度的快慢可影响到抛光后的粗糙度值，三轴悬臂伺服滑台的XY轴可形成抛光棒的水平任意轨迹移动，Z轴可使抛光棒上下移动，因需抛光钣金件的厚度小于3mm，而抛光棒的长度一般要超过60mm，因此，抛光过程中抛光棒的上下移动可减少抛光棒的磨损，也保证了抛光面的均匀性。

因抛光过程仅仅是对切断面表面金属的微量研磨，将切断面的撕裂带金属毛刺去除并与光亮带一同研磨至粗糙度值小于0.4μm，因此，采用该技术对钣金零件的切断面进抛光加工，不会改变模具冲裁所形成的尺寸精度。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

(1)操作简单，一般操作工进行简单培训即可批量生产；

(2)加工质量稳定，产品一致性得到保证；

(3)抛光效率高，成本低；

(4)加工范围宽泛，不同材质及形状的工件只要选用对应的抛光棒及驱动程序即可加工；

(5)最高可至镜面抛光，可满足广泛的表面技术要求；

(6)抛光加工后不会改变原有的尺寸精度。

附图说明

图1为本实用新型钣金切断面超声波自动抛光装置的立体结构示意图；

图2为图1的局部视图C；

图3为图1的主视图；

图4为图3的局部视图A；

图5为图3的左视图；

图6为图5的局部视图B；

图中标号：

1-Z轴滑轨，2-超声波抛光器，3-夹固座，4-夹固盖，5-抛光棒夹持头，6-抛光棒，7-工件，8-安装板，9-底板，10-压板，11-压紧螺栓，12-Z轴滑块，13-弹性衬套。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

如图1、3、5，一种钣金切断面超声波自动抛光装置，包括：

底板9，三轴悬臂伺服滑台，安装在底板9上，包括水平向的X轴滑轨和Y轴滑轨，以及竖直向的Z轴滑轨1；超声波抛光机构，可移动的安装在三轴悬臂伺服滑台的Z轴滑轨1上，并能够沿三轴悬臂伺服滑台在任意方向移动，其包括超声波抛光器2以及安装在超声波抛光器2下部的抛光棒6；及定位装夹机构，安装在底板9上并位于抛光棒6的下部，用于固定待抛光的工件7。

该装置采用安装在超声波抛光器2上的抛光棒6对需抛光工件7的切断面进行抛光，超声波抛光器2安装在三轴悬臂伺服滑台上，由三个程序控制的伺服电机通过滑台驱动超声波抛光器2沿着切断面需抛光的轨迹移动，对需抛光的切断面进行抛光加工，因被抛光的切断面由平面和弧面组成，三轴悬臂伺服滑台通过程序控制，可完成任意平面和弧面的运行轨迹，因此，可对切断面中任意区段进行抛光加工，待加工的工件7通过定位销定位在工作平台上并使用压板10固定。

如图2、4、6，超声波抛光器2被夹固盖4与夹固座3夹持，夹固盖4为矩形长方体，长方体的一个平面上开有上下贯通的曲面半圆槽，曲面的形状与超声波抛光器2夹持部位的曲面形状相同，另一个平面的四角开有四个内六角螺栓的安装通孔，用于通过螺栓与夹固座3连接；夹固座3与夹固盖4同为矩形长方体，且大小相同，夹固座3的一个平面开有与夹固盖4相同的曲面半圆槽，与夹固盖4合面形成曲面圆孔，平面的四角上开有与夹固盖4四个内六角螺栓安装通孔对应的四个螺纹孔，用于安装紧固螺栓，另外，平面上曲面半圆孔的两侧开有四个内六角螺栓安装通孔，用于通过螺栓与伺服滑台的Z轴滑块12连接；夹固盖4与夹固座3合成的曲面圆孔中安装有弹性衬套13，弹性衬套13为5mm厚的半圆橡胶件，其形状与超声波抛光器2夹持部位的曲面相同，由一对弹性衬套13分别镶嵌在夹固盖4与夹固座3中，用于消除超声波抛光器2在工作时产生的高速冲击对伺服滑台的损害；底板9为矩形长方体，是整个装置的底座，其后侧上面安装有三轴悬臂伺服滑台，中间的上面安装有抛光工件7的安装板8；安装板8的下面为两个平行的等高脚，通过紧固螺栓与底板9连接，上面为一平面，其中心部位开有与抛光轨迹相同的贯通孔，用于抛光棒6工作时的让位，在与工件7两个定位孔相同的部位开有定位销安装孔，用于安装定位销，另还开有一螺纹孔，用于压紧螺栓11通过压板10压紧工件7，压板10为矩形长方体，后部的下面有一凸缘，凸缘的高度与工件7的板厚相同，使得压板10在压紧工件7时能与安装板8平行，前部端面的形状与抛光轨迹相同。

工作时，将两个半圆的弹性衬套13分别镶嵌在夹固盖4与夹固座3中，根据待抛光工件7的材质及形状，选用规格合适的抛光棒6及抛光棒夹持头5并安装在超声波抛光器2上，将超声波抛光器2嵌合在夹固座3的合适位置中，合上夹固盖4，拧紧紧固螺栓；将工件7放置于安装板8上，并将安装板8上的两个定位销置于工件7的定位孔中，装上压板10，拧紧压紧螺栓11，使抛光工件7充分固定并压紧，在调试抛光棒6运行轨迹时，预先切入工件7切断面抛光轨迹约0.1-0.2mm，以保证在抛光过程中有足够的抛光压力。

打开超声波抛光器2，启动控制程序，抛光棒6对预先设定好的切断面进行抛光，抛光棒6在超声波抛光器2中换能器的驱动下，会产生小于0.6mm的往复位移，且往复位移的频率超过20000Hz，抛光棒6通过高速往复震动，实现对切断面的研磨抛光，若被抛光的面存在弹性位移，会损耗抛光的能量，因工件7被固定压紧在安装板8上，因此钣金工件7具有与安装板8相同的刚性，这就保证了超声波抛光器2的工作效率，抛光棒6对工件7切断面的抛光近似于高速研磨，研磨过程在三轴悬臂伺服滑台的带动下，做匀速移动，移动速度的快慢可影响到抛光后的粗糙度值，三轴悬臂伺服滑台的XY轴可形成抛光棒6的水平任意轨迹移动，Z轴可使抛光棒6上下移动，因需抛光钣金件的厚度小于3mm，而抛光棒6的长度一般要超过60mm，因此，抛光过程中抛光棒6的上下移动可减少抛光棒6的磨损，也保证了抛光面的均匀性。

因抛光过程仅仅是对切断面表面金属的微量研磨，将切断面的撕裂带金属毛刺去除并与光亮带一同研磨至粗糙度值小于0.4μm，因此，采用该技术对钣金零件的切断面进抛光加工，不会改变模具冲裁所形成的尺寸精度。

超声波抛光器2及三轴悬臂伺服滑台是现有的公知公用技术，其产品和组件市场有采购，在此不做详述。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种钣金切断面超声波自动抛光装置，其特征在于，包括：

底板；

三轴悬臂伺服滑台，安装在所述底板上，包括水平向的X轴滑轨和Y轴滑轨，以及竖直向的Z轴滑轨；

超声波抛光机构，可移动的安装在所述三轴悬臂伺服滑台的Z轴滑轨上，并能够沿所述三轴悬臂伺服滑台在任意方向移动，其包括超声波抛光器以及安装在所述超声波抛光器下部的抛光棒；及

定位装夹机构，安装在所述底板上并位于所述抛光棒的下部，用于固定待抛光的工件。

2.根据权利要求1所述的一种钣金切断面超声波自动抛光装置，其特征在于，所述超声波抛光器的下部安装在一夹固盖及夹固座之间，所述夹固盖与夹固座相连接，所述夹固座与所述Z轴滑轨通过一Z轴滑块相连接。

3.根据权利要求2所述的一种钣金切断面超声波自动抛光装置，其特征在于，所述夹固座与夹固盖均为矩形长方体，且大小相同，

所述夹固座与夹固盖相对的平面开有上下贯通的曲面半圆槽，两个曲面半圆槽形成曲面圆孔，所述夹固座与夹固盖的四角上开有螺栓安装通孔，用于安装紧固螺栓。

4.根据权利要求3所述的一种钣金切断面超声波自动抛光装置，其特征在于，所述曲面圆孔的形状与所述超声波抛光器夹持部位的曲面形状相同。

5.根据权利要求3所述的一种钣金切断面超声波自动抛光装置，其特征在于，所述夹固座通过螺栓与所述Z轴滑块相连接。

6.根据权利要求3所述的一种钣金切断面超声波自动抛光装置，其特征在于，所述夹固盖与夹固座合成的曲面圆孔中安装有弹性衬套。

7.根据权利要求6所述的一种钣金切断面超声波自动抛光装置，其特征在于，所述弹性衬套为3-6mm厚的半圆橡胶件，其形状与超声波抛光器夹持部位的曲面相同，由一对弹性衬套分别镶嵌在夹固盖与夹固座中。

8.根据权利要求1所述的一种钣金切断面超声波自动抛光装置，其特征在于，所述抛光棒通过抛光棒夹持头安装在所述超声波抛光器的下部。

9.根据权利要求1所述的一种钣金切断面超声波自动抛光装置，其特征在于，所述定位装夹机构包括：

两等高脚，平行设置，通过紧固螺栓与所述底板连接；

安装板，用于安装抛光工件，安装在所述等高脚的上部，其中心部位开有与抛光轨迹相同的贯通孔，用于抛光棒工作时的让位；及

压板，安装在所述安装板上，用于压紧工件。

10.根据权利要求9所述的一种钣金切断面超声波自动抛光装置，其特征在于，所述安装板上在与所述工件的定位孔相同的部位开有定位销安装孔，用于安装定位销；

所述安装板上还设有一螺纹孔，用于安装压紧螺栓，使压板压紧工件；

所述压板为矩形长方体，压板后部的下面设有一凸缘，凸缘的高度与所述工件的板厚相同，使压板在压紧工件时与所述安装板平行，所述压板前部端面的形状与抛光轨迹相同。

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