專利名稱：自動(dòng)六工位超聲波清洗機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用超聲波清洗工件的機(jī)床設(shè)備。該機(jī)床有六個(gè)工位。該機(jī)由超聲波發(fā)生器和主機(jī)兩大部份組成。超聲波發(fā)生器是一個(gè)產(chǎn)生超聲頻電訊號(hào)的功率源，它供給主機(jī)清洗槽中的換能器工作時(shí)所必需的超聲電頻功率。換能器將電功率轉(zhuǎn)換成超聲能量，形成超聲振動(dòng)。應(yīng)用于清洗鐘表，各種儀器、儀表、光學(xué)、氣動(dòng)、液壓原器件，油泵油嘴等領(lǐng)域內(nèi)的精密另件上的氧化物，油脂，研磨膏和各種粘附微粒。
目前使用的超聲波清洗機(jī)的原理，是在清洗液中引入超聲頻率的機(jī)械振動(dòng)，在高速振動(dòng)的作用下，液體強(qiáng)列撕拉和擠壓的作用產(chǎn)生空化，這種空化作用能在被清洗的工件表面產(chǎn)生強(qiáng)大的機(jī)械力，將其表面的粘附微粒剝離，起到凈化作用。同時(shí)超聲振動(dòng)加強(qiáng)了清洗液的乳化和分化溶解作用，加強(qiáng)了清洗效果。在該設(shè)備中將電磁振湯轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動(dòng)的關(guān)鍵部件是換能器，換能器的質(zhì)量和效果直接影響清洗效果。而換能器產(chǎn)生的聲場(chǎng)在清洗槽中的分布關(guān)系到清洗的質(zhì)量。現(xiàn)在的超聲波清洗機(jī)換能器工作頻帶窄，清洗另件時(shí)表面污垢能清洗干凈，達(dá)到使用要求，但是另件內(nèi)部或是另件上的孔內(nèi)表面，特別是象噴油嘴針閥體這類深盲孔另件，超聲振動(dòng)能量傳不進(jìn)去，無(wú)法精洗干凈。另外由于換能器安裝在清洗槽的底部，另件擺放在小筐內(nèi)，放在換能器的上面，這樣清洗槽底部的超聲振動(dòng)強(qiáng)，將沉淀在槽底的污垢都攪起來(lái)，反而影響了清洗另件的清潔度。并且清洗各工位自動(dòng)化程度低。引進(jìn)國(guó)外一些清洗機(jī)，各工位的定位機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)復(fù)雜，制造成本較高，采用氣動(dòng)定位，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但定位不精碓，造成無(wú)法工作。
本實(shí)用新型的目的就是 提供一種設(shè)備，使清洗另件的各工序自動(dòng)化程度高，清潔度高，特別是帶有細(xì)長(zhǎng)盲孔的另件，盲孔內(nèi)的清潔度與另件表面一樣高。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的由于換能器產(chǎn)生的超聲振動(dòng)的頻帶是直接影響另件清洗的質(zhì)量，因而增加換能器的頻帶寬度是關(guān)鍵。現(xiàn)將懸掛在清洗槽中的換能器的發(fā)能塊上的發(fā)射端面鉆孔。以增加發(fā)能塊的表面積，拓寬換能器的工作頻帶。頻帶寬度的增大是以發(fā)能塊鉆孔去掉的體積與發(fā)能塊原來(lái)的體積之比成正比。鉆孔去掉的發(fā)能塊體積越大頻帶越寬，但發(fā)能塊是粘在殼體上的，因此要保證粘接有足夠的強(qiáng)度。換能器的信號(hào)源采用敲擊式脈沖信號(hào)，其波形如圖四。
為了增強(qiáng)另件在清洗液中的清洗作用，在超聲機(jī)械振動(dòng)中疊加一個(gè)電磁機(jī)械振動(dòng)。在機(jī)床的主軸懸掛架上，增加了電磁振動(dòng)頭，它是一個(gè)折掉短路環(huán)的牽引電磁鐵，在主體的一端固定一支半軸，在另一端的活動(dòng)鐵芯上固定一支半軸，這兩支掌軸由彈簧片聯(lián)接在一起。鐵芯方向向下，外面竄以殼體。當(dāng)電磁鐵鐵芯吸向線圈主體，固定在鐵芯上的掌軸隨同向上運(yùn)動(dòng)，由于沒(méi)有短路環(huán)，電磁鐵產(chǎn)生工頻振動(dòng)，固定在鐵芯上的掌軸由彈簧片的作用彈出線圈主體，向下運(yùn)動(dòng)，繼續(xù)往復(fù)，形成機(jī)械振動(dòng)。
在電磁振動(dòng)頭的下面，掛著裝有另件的懸掛式夾具。在一個(gè)別把式的懸掛柱的底端，與柱垂直的裝有一平盤(pán)，平盤(pán)上垂直裝有若干頭部磨成刃角的彈性鋼絲。一旦有盲孔的另件，將孔套在彈性鋼絲上，鋼絲越細(xì)彈性越大，傳遞的超聲振動(dòng)越大，但應(yīng)保持相對(duì)懸掛的另件有足夠的強(qiáng)度。
六工位清洗，工位轉(zhuǎn)動(dòng)采用氣動(dòng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，為解決定位不準(zhǔn)，在主機(jī)機(jī)動(dòng)部件的升降缸頂端增加了一個(gè)安全定位裝置－導(dǎo)向圈。導(dǎo)向圈的內(nèi)表面有與工位數(shù)相同的六個(gè)鍵槽，在內(nèi)表面上是均布的，因?yàn)橹鬏S(也就是氣缸軸)轉(zhuǎn)動(dòng)，氣缸筒固定不動(dòng)，導(dǎo)向圈在氣缸頂其鍵槽的位置與各工位位置對(duì)準(zhǔn)，主軸上裝有導(dǎo)向鍵以其定位。主軸轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，導(dǎo)向鍵隨同轉(zhuǎn)動(dòng)同一角度，主軸(氣缸軸)下降，導(dǎo)向鍵進(jìn)入導(dǎo)向圈的鍵槽中，起到轉(zhuǎn)換工位和定位的作用。因?yàn)闅鈩?dòng)轉(zhuǎn)角有誤差，在導(dǎo)向圈的主軸上導(dǎo)向鍵進(jìn)入的端面的鍵槽口為V形導(dǎo)口。導(dǎo)向鍵轉(zhuǎn)動(dòng)有誤差只要落在V形口范圍內(nèi)，就能順到槽內(nèi)，自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)工位定位，結(jié)構(gòu)既簡(jiǎn)單，又準(zhǔn)碓。
經(jīng)過(guò)這樣的改進(jìn)，配合以適合各種另件特點(diǎn)的懸掛式夾具和另件的放置位置，達(dá)到另件表面和內(nèi)孔一樣清洗干凈，主機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，定位精碓，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。
圖示為本實(shí)用新型用于噴油嘴偶件長(zhǎng)針閥體的清洗機(jī)上專機(jī)部件。
長(zhǎng)針閥體要求清潔度高，其結(jié)構(gòu)為帶有細(xì)長(zhǎng)盲孔的小另件，使用其他設(shè)備，包括進(jìn)口設(shè)備，其清洗度一直達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求。
圖面說(shuō)明


圖1電磁振動(dòng)頭1鐵芯、2半軸、3彈簧片、4主體、5外殼、6半軸。
圖2懸掛式夾具1別把式懸掛柱、2彈性鋼絲、3平盤(pán)。
圖3發(fā)能塊結(jié)構(gòu)1螺絲、2壓塊、3壓電陶瓷片、4發(fā)能塊。
圖4敲擊式脈沖信號(hào)圖5主機(jī)機(jī)動(dòng)部件的升降缸1主軸導(dǎo)向鍵、2壓蓋、3導(dǎo)向圈、4主軸、5氣缸體、6氣缸 蓋、7轉(zhuǎn)動(dòng)氣缸。
圖6導(dǎo)向圈圖7換能器1殼體主機(jī)的主體，為機(jī)動(dòng)部件，該部份的功能為園周轉(zhuǎn)動(dòng)，和升降直線運(yùn)動(dòng)。圖5機(jī)動(dòng)部件的主軸(4)上半部是氣缸的芯軸，在活塞的作用下可以上升、下降。主軸(4)下半部份連在活塞的下端面上?；钊跉飧左w(5)內(nèi)上下滑動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)是靠一個(gè)水平安置的轉(zhuǎn)動(dòng)氣缸(7)帶動(dòng)一套棘輪機(jī)構(gòu)完成的。升降氣缸是由主軸(4)的上半部份和下半部份，活塞和氣缸體(5)組成。升降氣缸與轉(zhuǎn)動(dòng)氣缸(7)都由順序控制部份編排好程序動(dòng)作的。其轉(zhuǎn)動(dòng)誤差由升降氣缸頂端的導(dǎo)向圈控制。其動(dòng)作為主軸(4)升起，在主軸(4)上的主軸導(dǎo)向鍵(1)隨同上升，超出導(dǎo)向圈(3)，當(dāng)主軸(4)在轉(zhuǎn)動(dòng)氣缸(7)的作用下，轉(zhuǎn)過(guò)60°角處，主軸導(dǎo)向鍵(1)正好對(duì)著氣缸頂端導(dǎo)向圈(3)六個(gè)鍵槽的其中一個(gè)，轉(zhuǎn)動(dòng)氣缸(7)在動(dòng)作時(shí)有誤差，可能正好對(duì)準(zhǔn)鍵槽，由于導(dǎo)向圈(3)上端面，也就是主軸導(dǎo)向鍵(1)進(jìn)入導(dǎo)向圈(3)端面的鍵槽入口處成V形的導(dǎo)口，見(jiàn)其圖6。主軸導(dǎo)向鍵(1)只要在V形導(dǎo)口的范圍內(nèi)，就能順導(dǎo)口進(jìn)入鍵槽，達(dá)到正碓定位。在主軸(4)的上方頂端的支架上，按60°的轉(zhuǎn)角分別裝有六個(gè)電磁振動(dòng)頭，
圖1。電磁振動(dòng)頭的核心為折掉短路環(huán)的牽引電磁鐵，在電磁鐵的主軸(4)上固定著一支半軸(6)，在活動(dòng)鐵芯(1)上，固定著另一支半軸(2)，這兩支半軸由彈簧片(3)聯(lián)接，六個(gè)結(jié)構(gòu)外面套著外殼(5)。一旦通電，電磁振動(dòng)頭產(chǎn)生振動(dòng)。在電磁振動(dòng)頭下面掛著懸掛式夾具圖2，該夾具是專為長(zhǎng)針閥體另件設(shè)計(jì)的。在別把式懸柱(1)上垂直裝有一個(gè)平盤(pán)(3)，其上垂直裝若干頭部磨有刃角的鋼絲(2)，其長(zhǎng)度為另件內(nèi)孔深度再加5毫米，鋼絲要細(xì)，有彈性，但強(qiáng)度應(yīng)能支持另件。另件倒插在彈性鋼絲(2)上，鋼絲上的刃角插入針閥體的壓力室內(nèi)。在上料工位上，當(dāng)電磁振動(dòng)頭振動(dòng)時(shí)，另件在鋼絲上跳動(dòng)1－2毫米，鋼絲頭上的刃角將壓力室內(nèi)殘存的鐵屑以及噴油孔內(nèi)側(cè)的細(xì)小毛刺刮除干凈，并隨著倒出來(lái)。由于鋼絲有彈性，在清洗工位上鋼絲又能將超聲振動(dòng)能量傳遞到中孔的座面上，從而增加孔內(nèi)的超聲密度，獲得良好的清洗效果。如果是清洗其他另件，可以根據(jù)另件的清洗要求設(shè)計(jì)相應(yīng)的夾具。
在第二、三、四工位的清洗槽內(nèi)兩側(cè)，各邊掛有一個(gè)超聲波換能器，圖7每個(gè)清洗槽內(nèi)兩個(gè)換能器，位置在槽的上半部。換能器結(jié)構(gòu)圖3換能器由PET－4鋯鈦酸鋁壓電陶瓷片(3)和多孔的發(fā)能鋁塊(4)，由螺絲(1)，通過(guò)壓塊(2)壓在一起，發(fā)能塊連同其上的其他件一同粘在外殼上。發(fā)能鋁塊的發(fā)射端，也就是粘在外殼上的端面，鉆有孔，排有兩圈，內(nèi)圈8個(gè)孔，外圈16個(gè)孔，孔數(shù)多，發(fā)能塊的工作頻帶就寬，成正比。但因粘在外殼上，要考慮發(fā)能塊的精粘強(qiáng)度。因每個(gè)發(fā)能塊孔是有限的。在電磁振動(dòng)頭下的懸掛夾具裝上另件，主機(jī)的主軸下降達(dá)工作位置時(shí)，另件置于清洗槽內(nèi)的方位和清洗槽兩側(cè)懸掛的換能器在同一高度方位上。都在槽的上半部，另件表面作用面大，超聲功率密度強(qiáng)，另件處于換能器的聲波場(chǎng)中，由另件上清洗下來(lái)的污垢沉入槽底，不會(huì)受到換能器聲場(chǎng)的干擾，不會(huì)影響另件的清潔度。深孔的超聲能量由彈性鋼絲傳遞，聲能集中，提高了清洗效果。
權(quán)利要求一種由超聲波發(fā)生器和主機(jī)組成的自動(dòng)六工位超聲波清洗機(jī)，其特征在于所說(shuō)的主機(jī)增加了；a、電磁振動(dòng)頭，它是在一個(gè)牽引電磁鐵的主體一端固定一支半軸，在另一端的活動(dòng)鐵芯上固定一支半軸，兩支半軸用彈簧片聯(lián)接；b、懸掛在清洗槽中的換能器，是在一個(gè)殼體內(nèi)，使用的多孔發(fā)能塊；c、安全定位裝置，在升降缸頂端裝有與工位數(shù)相同，進(jìn)入端帶有V形導(dǎo)口的鍵槽的導(dǎo)向圈；d、懸掛式夾具，懸掛柱上裝有與其垂直的一平盤(pán)，平盤(pán)上垂直裝有若干頭部磨有刃角的彈性鋼絲。
專利摘要本實(shí)用新型是一種利用超聲波清洗工件的機(jī)床設(shè)備。該機(jī)床有六個(gè)工位，自動(dòng)化程度高。該設(shè)備增加了電磁振動(dòng)頭，帶有多孔發(fā)能塊的換能器，和工位安全定位裝置，為清洗各種零件的工作需要設(shè)計(jì)不同的懸掛式夾具。使設(shè)備工作頻帶寬，聲場(chǎng)寬度強(qiáng)，清洗零件的清潔度高，特別適用于帶有細(xì)長(zhǎng)盲孔的零件清洗。
文檔編號(hào)B08B3/12GK2083967SQ9021396
公開(kāi)日1991年9月4日 申請(qǐng)日期1990年6月14日 優(yōu)先權(quán)日1990年6月14日
發(fā)明者唐維平, 曲廣安 申請(qǐng)人:山東油泵油嘴廠龍口配件廠