一種高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型具體涉及一種高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔裝置，主要用于打印復(fù)印機中轉(zhuǎn)印輥上彈性層的加工。所述高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔裝置，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)方案在海綿上輕松打孔，孔徑尺寸精度高，孔壁表面平整無損傷，產(chǎn)品合格率大幅提升，生產(chǎn)效率明顯提高。
【專利說明】
一種高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于海綿加工技術(shù)，具體涉及一種高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔裝置及應(yīng)用，主要用于打印復(fù)印機中轉(zhuǎn)印輥上彈性體層的加工。
【背景技術(shù)】
[0002]在生活品或工業(yè)品中，有許多情況需要在彈性材料(比如人造海綿、發(fā)泡橡膠等)上進(jìn)行切肩加工，但上述材料在輕微壓力或扭力下易于變形并且傾向于通過壓縮或變形抵抗向下的切削或鉆取動作，。
[0003]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。
[0004]與彈性材料的普通切肩加工相比，難度更加高，通?？梢钥紤]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。
[0005]可見，希望通過上述兩種打孔方式都不甚理想，無法滿足轉(zhuǎn)印輥上彈性體層的要求，嚴(yán)重影響了轉(zhuǎn)印輥的生產(chǎn)速率和生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型提供了一種高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔裝置，用以解決目前的在海綿類彈性體上打孔控制困難、效率低、有污染等問題。
[0007]本實用新型提供了上述高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔裝置用于轉(zhuǎn)印輥上彈性體層的加工，用以解決目前彈性體層產(chǎn)品率低，生產(chǎn)效率低，成本高等問題。
[0008]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)。
[0009]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；
[0010]通過超聲振動的刃口來打孔，隨著管狀刀具推進(jìn)，空腔內(nèi)海綿被帶出，實現(xiàn)打孔目的，超聲振動打孔完全克服了現(xiàn)有打孔技術(shù)的弊端，并且效率高，產(chǎn)品外觀好，易于控制，能夠獲得精度較高的產(chǎn)品。由于需要在海綿內(nèi)加工徑小且長的通孔，管體與連接頭通過螺紋連接可以快速準(zhǔn)確的軸心定位，管體與連接頭連接處通過圓弧過渡則可以滿足良好的振動傳遞。
[0011]進(jìn)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(jìn)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(jìn)一步的，所述刃口通過焊接設(shè)置在管體上。
[0014]進(jìn)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(jìn)一步的，所述管體的管壁厚度為0.5-3mm。
[0016]進(jìn)一步的，所述刃口整體為倒圓臺型，斜度為1:5-1:100。
[0017]進(jìn)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(jìn)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。完成打孔時，可向空腔內(nèi)通入壓縮空氣，將廢料集中排除。
[0019]本實用新型提供的技術(shù)方案通過高頻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，產(chǎn)品合格率大幅提升，生產(chǎn)效率明顯提高，無碎肩，不產(chǎn)生有害氣體，裝置結(jié)構(gòu)簡單，控制方便，且成本低廉，對轉(zhuǎn)印輥的加工意義重大。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型所述高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔裝置一【具體實施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖2是所述管狀刀具一【具體實施方式】的剖視圖；
[0022]圖3是所述管狀刀具局部放大剖視圖；
[0023]圖4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；
[0024]圖5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；
[0025]圖6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；
[0026]圖7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；
[0027]圖中所示:
[0028]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、16-保護(hù)夕卜殼；
[0029]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；
[0030]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】
[0031]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)合振動海綿打孔裝置和應(yīng)用作進(jìn)一步詳細(xì)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。
[0032]如圖1所示，本實用新型所述高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔裝置包括超聲波發(fā)生器U、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和設(shè)置在所示超聲波換能器13外的保護(hù)外殼16。
[0033]所述超聲波換能器11產(chǎn)生軸向振動，即圖中上下振動，振動頻率為18.5kHz。
[0034]如圖2和圖3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。
[0035]所述管體上設(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(jìn)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；
[0036]繼續(xù)參見圖2和圖3，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。
[0037]繼續(xù)參見圖2，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1_，所述管體的材料為TC4鈦合金，所述刃口的材料為高速鋼。
[0038]繼續(xù)參見圖2和圖3，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lmm-20mm，所述刃口 153為整體為倒圓臺型，斜度為1:10。
[0039]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。
[0040 ]轉(zhuǎn)印棍的彈性體層的成型加工，所述彈性體層長度3 4Omm，內(nèi)徑5mm，外徑12mm，包括如下步驟:I)首先在長方體海綿上提取多個圓柱型條形坯體，所述長方體海綿坯體的尺寸為厚度340mm，長度1000mm，寬度600mm，選用管體152長度為350mm，外徑為15mm，內(nèi)徑13mm，在所述長方體海綿上打孔，然后將空腔156內(nèi)部分集中收集，獲得多個圓柱型條形坯體;或者將長方體海綿坯體切成小的長方形條形坯體2)固定圓柱型或長方形條形坯體，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; 3)最后采用專用設(shè)備進(jìn)行外輪廓的精細(xì)打磨，獲得最終產(chǎn)品。
[0041]轉(zhuǎn)印輥的彈性體層的成型加工，還可以將步驟I)和步驟2)的順序變一下，具體如下:I)在長方形海綿上依次打多個通孔，選用管體152長度為350mm，外徑為8mm，內(nèi)徑6mm;2)然后通孔定位后，選用管體152長度為350mm，外徑為15mm，內(nèi)徑13mm，在打孔后的所述長方體海綿上打孔，然后將空腔156內(nèi)部分集中收集，獲得粗加工產(chǎn)品；或者可以用切割設(shè)備以通孔為中心切割出長方體條型坯體，該坯體中心帶有通孔;3)最后采用專用設(shè)備進(jìn)行外輪廓的精細(xì)打磨，獲得最終產(chǎn)品。
【主權(quán)項】
1.一種高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔裝置，其特征在于，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)，所述管體上設(shè)置有縱扭復(fù)合振動轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔裝置，其特征在于，所述超聲波換能器產(chǎn)生軸向振動，振動頻率為10-120kHz。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔裝置，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)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔裝置，其特征在于，所述管體的管壁厚度為0.5-3mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔裝置，其特征在于，所述圓弧過渡結(jié)構(gòu)通過點焊形成，圓弧半徑為lmm_20mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔裝置，其特征在于，所述刃口通過焊接設(shè)置在管體上。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔裝置，其特征在于，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。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高頻縱扭復(fù)合振動海綿打孔裝置，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。
【文檔編號】B26D1/06GK205521557SQ201620314089
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月15日
【發(fā)明人】殷振, 錢蜜, 齊芳娟, 蔣全勝, 汪幫富, 楊鑫銘, 張磊, 黃開明, 吳雷, 徐帖
【申請人】蘇州科技學(xué)院