超聲波沖孔裝置及超聲波沖孔設(shè)備的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型屬于沖孔設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及超聲波沖孔裝置及超聲波沖孔設(shè)備，包括支撐架、驅(qū)動(dòng)件、超聲波換能器和超聲波沖孔頭；驅(qū)動(dòng)件固定安裝于支撐架；超聲波換能器連接于驅(qū)動(dòng)件并被驅(qū)動(dòng)件控制運(yùn)動(dòng)；超聲波換能器與支撐架活動(dòng)連接；超聲波沖孔頭安裝于超聲波換能器的輸出端。使用該種超聲波沖孔裝置沖出的孔粗糙度低、尺寸精確、且無(wú)內(nèi)應(yīng)力，滿(mǎn)足高標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)需要；而且超聲波沖孔頭可根據(jù)不同孔的大小、形狀進(jìn)行快速更換，提高了沖孔作業(yè)時(shí)的換模效率。與現(xiàn)有技術(shù)相比，安裝有該種超聲波沖孔裝置的超聲波沖孔設(shè)備作業(yè)時(shí)無(wú)需產(chǎn)生強(qiáng)大的沖壓力，作業(yè)時(shí)噪音少，且作業(yè)環(huán)境相對(duì)安全，適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
超聲波沖孔裝置及超聲波沖孔設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于沖孔設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及超聲波沖孔裝置及超聲波沖孔設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的沖孔是利用特制的模具，施加一定的壓力作用在待加工零件上，從而在待加工零件上打出各種形狀的通孔。傳統(tǒng)的沖孔設(shè)備有機(jī)械式?jīng)_孔機(jī)、氣動(dòng)式?jīng)_孔機(jī)、液壓式?jīng)_孔機(jī)等，上述沖孔機(jī)采用冷加工的原理，待加工零件放置于上模套和下模套之間，上模套下模套相互錯(cuò)位，對(duì)待加工零件施加較大的剪切力，從而切出孔。但上述的沖孔機(jī)加工時(shí)需要產(chǎn)生較大的力，這對(duì)產(chǎn)生沖壓力的設(shè)備和沖孔機(jī)的基座要求均較高，作業(yè)時(shí)噪音大、作業(yè)環(huán)境危險(xiǎn)，且成品毛刺多、內(nèi)應(yīng)力大，越來(lái)越不能滿(mǎn)足現(xiàn)代化生產(chǎn)的要求。
[0003]超聲波是一種波動(dòng)形式，超聲波能產(chǎn)生高頻的震動(dòng)，如將超聲波的高頻震動(dòng)傳遞到?jīng)_孔頭，使沖孔頭與待加工零件間產(chǎn)生高頻摩擦，這樣就能在待加工零件上產(chǎn)生較多的熱量，使待加工零件的表面不斷融化并被逐層剝落，直至形成通孔。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)汽車(chē)保險(xiǎn)杠沖孔是采用冷沖技術(shù)，冷沖3mm深的孔大概需要10000N的沖壓力，這么大的力沖孔后會(huì)有較大的殘余應(yīng)力留在保險(xiǎn)杠上，且對(duì)沖孔機(jī)器內(nèi)部原件的損耗也大，所需設(shè)備要求也高。
[0005]因此，亟待開(kāi)發(fā)出一種使用超聲波原理針對(duì)汽車(chē)保險(xiǎn)杠進(jìn)行沖孔的設(shè)備。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種使用超聲波原理對(duì)汽車(chē)保險(xiǎn)杠進(jìn)行沖孔的超聲波沖孔裝置及安裝有該種超聲波沖孔裝置的超聲波沖孔設(shè)備。
[0007]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]超聲波沖孔裝置，包括支撐架、驅(qū)動(dòng)件、超聲波換能器和超聲波沖孔頭;驅(qū)動(dòng)件固定安裝于支撐架;超聲波換能器連接于驅(qū)動(dòng)件的活動(dòng)端，驅(qū)動(dòng)件驅(qū)動(dòng)超聲波換能器運(yùn)動(dòng);超聲波換能器滑動(dòng)連接于支撐架;超聲波沖孔頭固接于超聲波換能器的輸出端。
[0009]其中，超聲波沖孔裝置設(shè)置有深度控制器，深度控制器包括運(yùn)動(dòng)組件和控制組件；驅(qū)動(dòng)件驅(qū)動(dòng)超聲波換能器運(yùn)動(dòng)的同時(shí)亦驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)組件運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)組件運(yùn)動(dòng)到預(yù)設(shè)位置后觸發(fā)控制組件。
[00?0]其中，超聲波沖孔頭的沖孔端設(shè)置有關(guān)起，關(guān)起圍成封閉圖形，關(guān)起遠(yuǎn)尚沖孔端的一端為末端，關(guān)起罪近沖孔端的一端為起始端，關(guān)起由起始端到末端的橫截面為漸縮的橫截面。
[0011]其中，超聲波沖孔頭為鈦合金超聲波沖孔頭。
[0012]其中，超聲波沖孔頭設(shè)有吹氣管道，吹氣管道包括進(jìn)氣口和出氣口，出氣口位于突起的封閉圖形內(nèi)，進(jìn)氣口設(shè)置于超聲波沖孔頭的側(cè)面。
[0013]其中，驅(qū)動(dòng)件為氣缸、伺服電機(jī)或直線(xiàn)電機(jī)中的任意一種。
[0014]還提供了一種超聲波沖孔設(shè)備，包括機(jī)架和超聲波沖孔裝置，該超聲波沖孔裝置上述的超聲波沖孔裝置;機(jī)架設(shè)置有沖孔平臺(tái)，超聲波沖孔裝置通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于機(jī)架，超聲波沖孔裝置在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下靠近或遠(yuǎn)離沖孔平臺(tái)。
[0015]其中，超聲波沖孔裝置和沖孔平臺(tái)之間設(shè)置有緩沖裝置。
[0016]其中，沖孔平臺(tái)設(shè)置有落料孔，落料孔的下方設(shè)置有廢料收集裝置。
[0017]其中，超聲波沖孔設(shè)備設(shè)置有吹氣組件，超聲波沖孔頭開(kāi)有從其自身側(cè)面連通到其沖孔端的吹氣管道，吹氣組件與吹氣管道的側(cè)面的氣孔連通。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0019]本實(shí)用新型的超聲波沖孔裝置，利用了超聲波技術(shù)進(jìn)行沖孔。超聲波換能器在驅(qū)動(dòng)件的帶動(dòng)下靠近或遠(yuǎn)離待加工零件，在足夠靠近待加工零件后，超聲波換能器啟動(dòng)，超聲波沖孔頭高頻震動(dòng)使待加工零件的表面產(chǎn)生大量的熱，從而逐層融化待加工零件；同時(shí)驅(qū)動(dòng)件緩慢前進(jìn)，使超聲波沖孔頭緩慢插進(jìn)待加工零件，直到產(chǎn)生通孔。使用種超聲波沖孔裝置沖出的孔粗糙度低、尺寸精確、且無(wú)內(nèi)應(yīng)力，滿(mǎn)足高標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)需要。與現(xiàn)有技術(shù)相比，安裝有該種超聲波沖孔裝置的超聲波沖孔設(shè)備作業(yè)時(shí)無(wú)需產(chǎn)生強(qiáng)大的沖壓力，采用該種超聲波沖孔裝置對(duì)3mm厚的保險(xiǎn)杠進(jìn)行沖孔時(shí)，所需的壓力僅約為400N，作業(yè)時(shí)噪音少，且作業(yè)環(huán)境相對(duì)安全，適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求。
【附圖說(shuō)明】
[0020]附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，與本實(shí)用新型的實(shí)施例一起用于解釋本實(shí)用新型，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制，在附圖中:
[0021 ]圖1是超聲波沖孔裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2是超聲波沖孔頭的剖視圖。
[0023]圖3是超聲波沖孔頭的結(jié)構(gòu)不意圖。
[0024]圖4是超聲波沖孔設(shè)備的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
[0025]附圖標(biāo)記包括:
[0026]I——超聲波沖孔裝置、11——支撐架、12——驅(qū)動(dòng)件、13——超聲波換能器、
14——超聲波沖孔頭、141——突起、142——吹氣管道、1421——進(jìn)氣口、1422——出氣口；
15——控制組件、16——運(yùn)動(dòng)組件、17——緩沖裝置、181——滑動(dòng)件、182——滑軌；
[0027]2——機(jī)架、21——沖孔平臺(tái)、22——緩沖平臺(tái)；
[0028]3--驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；
[0029]4一一廢料收集裝置；
[0030]5——吹氣組件。
【具體實(shí)施方式】
[0031]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于說(shuō)明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0032]本實(shí)用新型超聲波沖孔裝置I，如圖1所示，包括支撐架11、驅(qū)動(dòng)件12、超聲波換能器13和超聲波沖孔頭14;驅(qū)動(dòng)件12固定安裝于支撐架11;超聲波換能器13連接于驅(qū)動(dòng)件12并被驅(qū)動(dòng)件12控制運(yùn)動(dòng);超聲波換能器13與支撐架11活動(dòng)連接;超聲波沖孔頭14安裝于超聲波換能器13的輸出端。驅(qū)動(dòng)件12為可氣缸、伺服電機(jī)或直線(xiàn)電機(jī)中的任一種，在本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)件12選用氣缸;超聲波換能器連接有滑動(dòng)件181，支撐架上設(shè)置有滑軌182，在滑動(dòng)件181和滑軌182的配合下，使氣缸驅(qū)動(dòng)超聲波換能器13直線(xiàn)來(lái)回運(yùn)動(dòng)。超聲波換能器13在氣缸的帶動(dòng)下靠近或遠(yuǎn)離待加工零件，在足夠靠近待加工零件后，超聲波換能器13啟動(dòng)，超聲波沖孔頭14高頻震動(dòng)使待加工零件的表面產(chǎn)生大量的熱，從而逐層融化待加工零件；同時(shí)氣缸緩慢前進(jìn)，使超聲波沖孔頭14緩慢插進(jìn)待加工零件，直到產(chǎn)生通孔。使用種超聲波沖孔裝置I沖出的孔粗糙度低、尺寸精確、且無(wú)內(nèi)應(yīng)力，滿(mǎn)足高標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)需要;而且超聲波沖孔頭14可根據(jù)不同孔的大小、形狀進(jìn)行快速更換，提高了沖孔作業(yè)時(shí)的換模效率。
[0033]在本實(shí)施例中，如圖1所示，超聲波沖孔裝置I設(shè)置有深度控制器，深度控制器包括運(yùn)動(dòng)組件16和控制組件15;驅(qū)動(dòng)件12帶動(dòng)超聲波換能器13運(yùn)動(dòng)亦帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)組件16運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)組件16運(yùn)動(dòng)到一定位置后觸發(fā)控制組件15。具體地，運(yùn)動(dòng)組件16安裝在氣缸的輸出端，控制組件15固定在支撐架11 (當(dāng)然，控制組件15也可固定在其他地方)，氣缸運(yùn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)組件16同時(shí)運(yùn)動(dòng)，使運(yùn)動(dòng)組件16靠近或遠(yuǎn)離控制組件15。沖孔時(shí)，超聲波沖孔頭14緩慢對(duì)待加工零件進(jìn)行加工，當(dāng)超聲波沖孔頭14完成沖孔時(shí)，為了防止超聲波沖孔頭14繼續(xù)前進(jìn)而做無(wú)用功，運(yùn)動(dòng)組件16運(yùn)動(dòng)到控制組件15處并觸發(fā)控制組件15，控制組件15被壓后，發(fā)出信號(hào)，控制氣缸停止前進(jìn)并進(jìn)行復(fù)位動(dòng)作。
[0034]在本實(shí)施例中，如圖2和圖3所示，超聲波沖孔頭的沖孔端設(shè)置有圍成封閉圖形的關(guān)起141，關(guān)起遠(yuǎn)尚沖孔端的一端為末端，關(guān)起罪近沖孔端的一端為起始端，關(guān)起由起始端到末端的橫截面為漸縮的橫截面，具體地可如圖2所示，將突起141設(shè)置為尖頭;加工時(shí)，超聲波沖孔頭14通過(guò)該封閉的突起141與待加工零件接觸，突起141與待加工零件間的接觸面積較小，這使得作用在待加工零件上的單位面積能量密度增大，該種超聲波沖孔頭14只融化孔的邊緣，而不會(huì)將孔內(nèi)的全部待加工零件融化掉，在這種加工情況下，孔是被切出來(lái)的，所消耗的能量較少，能有效減少能量的浪費(fèi)。另外，超聲波沖孔頭14開(kāi)有從氣自身側(cè)面的進(jìn)氣口 1421連通到?jīng)_孔端的吹氣管道142，吹氣管道142位于沖孔端的出氣口 1422設(shè)置于封閉圖形之內(nèi)；沖孔時(shí)，被切下的廢料有可能粘留在封閉的突起141的中間，這會(huì)影響到下一次沖孔的正常進(jìn)行，如人手去清理不但需要人工成本，還需停機(jī)，這會(huì)影響正常的生產(chǎn)，因此設(shè)置一吹氣管道142，每沖孔一次或數(shù)次后，吹氣管道142接通氣源并吹氣，使廢料被吹下，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化清理。為了延長(zhǎng)超聲波沖孔頭14的使用壽命，其材料為鈦合金。
[0035]本使用新型的超聲波沖孔設(shè)備，如圖4所示，包括機(jī)架2和超聲波沖孔裝置I，該超聲波沖孔裝置I上述的超聲波沖孔裝置I;機(jī)架2設(shè)置有沖孔平臺(tái)21，超聲波沖孔裝置I通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3安裝于機(jī)架2，超聲波沖孔裝置I在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3的驅(qū)動(dòng)下靠近或遠(yuǎn)離沖孔平臺(tái)21。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3可為氣缸、伺服電機(jī)、直線(xiàn)電機(jī)中的任意一種。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3帶動(dòng)超聲波沖孔裝置I靠近沖孔平臺(tái)21后，超聲波沖孔頭14開(kāi)始高頻震動(dòng)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)件12(見(jiàn)圖1所示)開(kāi)始啟動(dòng)，控制超聲波換能器13和超聲波沖孔頭14對(duì)待加工零件不斷工進(jìn)，直到完成沖孔;沖孔完成后，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3帶動(dòng)超聲波沖孔裝置I復(fù)位，等待下一個(gè)待加工零件進(jìn)入。該種超聲波沖孔設(shè)備作業(yè)時(shí)無(wú)需產(chǎn)生強(qiáng)大的沖壓力，具有作業(yè)時(shí)噪音少，且作業(yè)環(huán)境相對(duì)安全等優(yōu)點(diǎn)，適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需求。
[0036]在本實(shí)施例中，超聲波沖孔裝置I和沖孔平臺(tái)21之間設(shè)置有緩沖裝置17。沖孔前，需要將超聲波沖孔裝置I靠近沖孔平臺(tái)21，這通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3實(shí)現(xiàn)。而驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3靠近沖孔平臺(tái)21時(shí)可能存在定位誤差，如誤差較大時(shí)，可能會(huì)是使超聲波沖孔頭14在仍未震動(dòng)的情況下就誤碰了待加工零件，這會(huì)對(duì)超聲波沖孔頭14造成損壞，因此需要在超聲波沖孔裝置I和沖孔平臺(tái)21之間設(shè)置緩沖裝置17，使超聲波沖孔裝置I到達(dá)一定位置后就被減速并不能繼續(xù)前進(jìn)。具體地，如圖4所示，該超聲波緩沖裝置17可安裝在超聲波沖孔裝置I上，在沖孔平臺(tái)21上設(shè)置與緩沖裝置17配合的緩沖平臺(tái)22，達(dá)到保護(hù)超聲波沖孔頭14的目的。
[0037]在本實(shí)施例中，如圖4所示，沖孔平臺(tái)21設(shè)置有落料孔，落料孔的下方設(shè)置有廢料收集裝置4。超聲波沖孔頭14連接吹氣組件5。在對(duì)零件進(jìn)行完沖孔后，吹氣組件5啟動(dòng)，廢料被吹下并通過(guò)沖孔平臺(tái)21上的通孔往下落，并落入廢料收集裝置，可防止廢料到處散落，使工作環(huán)境清潔。
[0038]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，盡管參照實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，但是凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.超聲波沖孔裝置，其特征在于:包括支撐架、驅(qū)動(dòng)件、超聲波換能器和超聲波沖孔頭； 所述驅(qū)動(dòng)件固定安裝于所述支撐架； 所述超聲波換能器連接于所述驅(qū)動(dòng)件的活動(dòng)端，所述驅(qū)動(dòng)件驅(qū)動(dòng)所述超聲波換能器運(yùn)動(dòng)； 所述超聲波換能器滑動(dòng)連接于所述支撐架； 所述超聲波沖孔頭固接于所述超聲波換能器的輸出端;所述超聲波沖孔裝置設(shè)置有深度控制器，所述深度控制器包括運(yùn)動(dòng)組件和控制組件;所述驅(qū)動(dòng)件驅(qū)動(dòng)所述超聲波換能器運(yùn)動(dòng)的同時(shí)亦驅(qū)動(dòng)所述運(yùn)動(dòng)組件運(yùn)動(dòng)，所述運(yùn)動(dòng)組件運(yùn)動(dòng)到預(yù)設(shè)位置后觸發(fā)所述控制組件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波沖孔裝置，其特征在于:所述超聲波沖孔頭的沖孔端設(shè)置有突起，所述突起圍成封閉圖形，所述突起遠(yuǎn)離所述沖孔端的一端為末端，所述突起靠近所述沖孔端的一端為起始端，所述突起由所述起始端到所述末端的橫截面為漸縮的橫截面。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波沖孔裝置，其特征在于:所述超聲波沖孔頭為鈦合金超聲波沖孔頭。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波沖孔裝置，其特征在于:所述超聲波沖孔頭設(shè)有吹氣管道，所述吹氣管道包括進(jìn)氣口和出氣口，所述出氣口位于所述突起的封閉圖形內(nèi)，所述進(jìn)氣口設(shè)置于所述超聲波沖孔頭的側(cè)面。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波沖孔裝置，其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)件為氣缸、伺服電機(jī)或直線(xiàn)電機(jī)中的任意一種。6.超聲波沖孔設(shè)備，其特征在于:包括機(jī)架和超聲波沖孔裝置，該超聲波沖孔裝置為權(quán)利要求I至5中任意一項(xiàng)所述的超聲波沖孔裝置;所述機(jī)架設(shè)置有沖孔平臺(tái)，所述超聲波沖孔裝置通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝于所述機(jī)架，所述超聲波沖孔裝置在所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下靠近或遠(yuǎn)離所述沖孔平臺(tái)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲波沖孔設(shè)備，其特征在于:所述超聲波沖孔裝置和所述沖孔平臺(tái)之間設(shè)置有緩沖裝置。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲波沖孔設(shè)備，其特征在于:所述沖孔平臺(tái)設(shè)置有落料孔，所述落料孔的下方設(shè)置有廢料收集裝置。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超聲波沖孔設(shè)備，其特征在于:所述超聲波沖孔設(shè)備設(shè)置有吹氣組件，所述超聲波沖孔頭開(kāi)有從其自身側(cè)面連通到其沖孔端的吹氣管道，所述吹氣組件與吹氣管道的側(cè)面的氣孔連通。
【文檔編號(hào)】B21D28/34GK205650670SQ201620048684
【公開(kāi)日】2016年10月19日
【申請(qǐng)日】2016年1月19日 公開(kāi)號(hào)201620048684.7, CN 201620048684, CN 205650670 U, CN 205650670U, CN-U-205650670, CN201620048684, CN201620048684.7, CN205650670 U, CN205650670U
【發(fā)明人】唐歐, 呂惠卿
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