CN104148993A - 微型焊针内孔研磨装置 - Google Patents

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Abstract

微型焊针内孔研磨装置，涉及内孔研磨装置。设有工作台、焊针存放盘、研磨槽、立柱横梁、X轴导轨、X轴伺服电机、X轴丝杆、X轴移动块、Z轴旋转电机、Z轴旋转块、Z轴导轨、Z轴伺服电机、Z轴丝杆、主轴电机、主轴、焊针夹头、超声换能器、旋转电机和磁铁。采用磁力研磨方式对焊针进行加工，可解决微型焊针内孔的抛光问题，使焊针内孔的表面质量得到显著提高，从而可使焊针在焊接使用过程中焊接剂的畅通，使焊接质量得到保证。此外，结构简单，易于实际生产，焊针夹头采用气动型，小巧方便，装夹快捷；同时，流线式的生产能大大减小加工时间，工效显著提高。

Description

微型焊针内孔研磨装置
技术领域
本发明属于抛光技术领域，涉及内孔研磨装置，尤其是涉及一种微型焊针内孔研磨装置。
背景技术
焊接技术在工程上的应用尤为广泛，焊接件的尺寸也越来越小，对焊接精度的要求却越来越高。目前，3D打印技术的迅速发展促进了焊针的微型化，为实现小尺寸、高精度的焊接，微型焊针运用越来越广。然而由于微型焊针的尺寸小，有的焊针内孔只有微纳米级，而且为锥形，所以采用一般的加工装置和加工方法根本无法对焊针内孔进行抛光，内孔表面质量难以保证。如果焊针的内孔表面不够光滑，会使得焊接时焊接剂不能通内孔过或者通过时不连续，严重影响焊接质量。因此急需一种能够对微型焊针的内孔进行抛光的装置，以改变其内表面质量。
发明内容
本发明的目的是为解决上述问题，提供一种可保证加工质量的微型焊针内孔研磨装置。
本发明设有工作台、焊针存放盘、研磨槽、立柱横梁、X轴导轨、X轴伺服电机、X轴丝杆、X轴移动块、Z轴旋转电机、Z轴旋转块、Z轴导轨、Z轴伺服电机、Z轴丝杆、主轴电机、主轴、焊针夹头、超声换能器、旋转电机和磁铁；
焊针存放盘设于工作台表面，研磨槽设于工作台表面一侧；立柱横梁设于工作台侧面，X轴导轨设于立柱横梁上部；X轴伺服电机设于立柱横梁上部一侧，X轴丝杆一端与X轴伺服电机输出轴连接，X轴丝杆另一端通过轴承与立柱横梁上部转动连接，X轴移动块与X轴丝杆螺接配合，Z轴旋转电机设于X轴移动块上；Z轴旋转块设有Z轴导轨，Z轴旋转块与Z轴旋转电机输出轴连接，Z轴伺服电机设于Z轴旋转块上，Z轴丝杆上端与Z轴伺服电机输出轴连接，Z轴丝杆下端通过轴承与Z轴旋转块转动连接，Z轴移动块与Z轴丝杆螺接配合；主轴电机设于Z轴移动块上，主轴上端与主轴电机输出轴连接，主轴下端内孔设有焊针夹头，超声换能器设于主轴上；旋转电机设于工作台侧方，旋转电机输出轴与磁铁连接，磁铁位于研磨槽外部侧方且与主轴垂直。
所述工作台最好设有支撑脚。
所述焊针存放盘的数量可为至少2个，每个焊针存放盘设有焊针存放孔阵列。
所述立柱横梁最好为龙门式立柱横梁。
所述Z轴伺服电机最好设于Z轴旋转块顶部。
所述超声换能器最好为磁致动超声换能器，所述磁铁可为圆柱条形磁铁或U字形磁铁。
所述焊针夹头最好为气动式焊针夹头，气动式焊针夹头是由弹性薄膜覆盖在主轴内孔末端形成，主轴内孔外接压力气源，当主轴内孔充气时，弹性薄膜向外膨胀，从而产生对待研磨焊针的夹持力；当主轴内孔气排出时，弹性薄膜收缩，即可使研磨后的焊针脱落。
与现有技术比较，本发明的有益效果如下：
本发明采用磁力研磨方式对焊针进行加工，加工时，焊针先放置于焊针存放盘中，再通过主轴夹持并固定住，旋转电机带动磁铁高速转动，磁铁的磁场作用于研磨槽内的研磨液，使其在磁场方向上形成凸起弹性体并高速转动，通过X轴伺服电机和Z轴伺服电机控制主轴，使焊针置于研磨液内，同时通过Z轴旋转电机控制Z轴旋转块的角度，进而控制焊针在竖直方向的角度，使焊针内孔壁一侧处于竖直状态，以保证研磨过程中其内孔形状不会发生变化。同时主轴电机带动焊针高速旋转，超声换能器带动焊针上下振动，使焊针与研磨液之间形成相对运动，完成对焊针内孔的研磨。加工完成的焊针再放置于工作台左侧的焊针存放盘内，再在焊针存放盘内装夹未研磨的焊针进行加工，从而实现流线式生产。
由此可见，本发明采用上述技术方案，可解决微型焊针内孔的抛光问题，使焊针内孔的表面质量得到显著提高，从而可使焊针在焊接使用过程中焊接剂的畅通，使焊接质量得到保证。此外，本发明结构简单，易于实际生产，焊针夹头采用气动型，小巧方便，装夹快捷；同时，流线式的生产能大大减小加工时间，工效显著提高。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
图2为本发明实施例的焊针夹头结构示意图。
图3为本发明实施例的研磨原理示意图。
上述各图中的标记表示：
1-工作台支脚，2-工作台，3-焊针存放盘，4-立柱横梁，5-X轴伺服电机，6-X轴丝杆，7-X轴导轨，8-Z轴伺服电机，9-Z轴旋转电机，10-X轴移动块，11-Z轴旋转块，12-Z轴丝杆，13-Z轴导轨，14-主轴电机，15-Z轴移动块，16-超声换能器，17-主轴，18-研磨槽，19-旋转电机，20-圆柱条形磁铁，21-弹性薄膜，P1-焊针，P2-研磨液。
具体实施方式
参见图1～3，本实施例本发明设有工作台支脚1、工作台2、焊针存放盘3、研磨槽18、立柱横梁4、X轴导轨7、X轴伺服电机5、X轴丝杆6、X轴移动块10、Z轴旋转电机9、Z轴旋转块11、Z轴导轨13、Z轴伺服电机8、Z轴丝杆12、主轴电机14、主轴17、焊针夹头21(为弹性薄膜)、超声换能器16、旋转电机19和圆柱条形磁铁20。
焊针存放盘3设于工作台2表面，研磨槽18设于工作台2表面一侧，立柱横梁4设于工作台2侧面。X轴导轨7设于立柱横梁4上部，X轴伺服电机5设于立柱横梁4上部一侧。X轴丝杆6一端与X轴伺服电机5输出轴连接，X轴丝杆6另一端通过轴承与立柱横梁4上部转动连接。X轴移动块10与X轴丝杆6螺接配合。Z轴旋转电机设于X轴移动块10上，Z轴旋转块11设有Z轴导轨13，Z轴旋转块11与Z轴旋转电机9输出轴连接，Z轴伺服电机8设于Z轴旋转块11上，Z轴丝杆12上端与Z轴伺服电机8输出轴连接，Z轴丝杆12下端通过轴承与Z轴旋转块11转动连接，Z轴移动块15与Z轴丝杆12螺接配合。主轴电机14设于Z轴移动块15上，主轴17上端与主轴电机14输出轴连接，主轴17下端内孔设有焊针夹头，超声换能器16设于主轴17上。旋转电机19设于工作台2侧方，旋转电机19输出轴与圆柱条形磁铁20连接，圆柱条形磁铁20位于研磨槽18外部侧方且与主轴17垂直。
所述焊针存放盘3的数量为2个，每个焊针存放盘3设有焊针存放孔阵列。所述立柱横梁4为龙门式立柱横梁。所述Z轴伺服电机8设于Z轴旋转块11顶部。所述超声换能器16为磁致动超声换能器，所述磁铁20为圆柱条形磁铁(也可为U字形磁铁)。
所述焊针夹头21为气动式焊针夹头，气动式夹头21是由弹性薄膜21覆盖在主轴17内孔末端形成，主轴17内孔外接压力气源，当主轴17内孔充气时，弹性薄膜21向外膨胀，从而产生对待研磨焊针的夹持力；当主轴17内孔气排出时，弹性薄膜21收缩，即可使研磨后的焊针P1脱落。
图3中的标记α表示焊针P1与垂直线的偏离角度；2个弧形箭头表示焊针P1可旋转的方向；垂直双向箭头表示焊针P1可上下移动；标记“N”和“S”表示圆柱条形磁铁20的磁极。
下面给出本实施例工作原理：
本实施例工作时，先将许多待加工焊针P1放置于焊针存放盘3中，在研磨槽18内注入研磨液P2。将主轴17移动至工作台2左端，对焊针P1进行装夹。启动旋转电机19带动圆柱条形磁铁20高速转动，研磨液P2在圆柱条形磁铁20的磁场作用下，在磁场方向上形成凸起弹性体并高速转动，通过X轴伺服电机5和Z轴伺服电机8控制主轴17到合适的位置，使焊针P1完全置于研磨液P2中，同时通过Z轴旋转电机9控制焊针P1在竖直方向的角度，使其与锥形内孔的锥形角相等，使焊针P1内孔壁一侧处于竖直状态，以保证研磨过程中其内孔形状不会发生变化。启动主轴电机14带动焊针P1高速旋转，超声换能器16带动焊针P1上下振动，使焊针P1与研磨液P2之间形成相对运动，完成对焊针P1内孔的研磨。加工完成的焊针P1放置于工作台2左侧的焊针存放盘3内，再在焊针存放盘3内装夹未研磨的焊针P1进行加工，从而实现流线式生产。

Claims (7)

1.微型焊针内孔研磨装置，其特征在于，设有工作台、焊针存放盘、研磨槽、立柱横梁、X轴导轨、X轴伺服电机、X轴丝杆、X轴移动块、Z轴旋转电机、Z轴旋转块、Z轴导轨、Z轴伺服电机、Z轴丝杆、主轴电机、主轴、焊针夹头、超声换能器、旋转电机和磁铁；
焊针存放盘设于工作台表面，研磨槽设于工作台表面一侧；立柱横梁设于工作台侧面，X轴导轨设于立柱横梁上部；X轴伺服电机设于立柱横梁上部一侧，X轴丝杆一端与X轴伺服电机输出轴连接，X轴丝杆另一端通过轴承与立柱横梁上部转动连接，X轴移动块与X轴丝杆螺接配合，Z轴旋转电机设于X轴移动块上；Z轴旋转块设有Z轴导轨，Z轴旋转块与Z轴旋转电机输出轴连接，Z轴伺服电机设于Z轴旋转块上，Z轴丝杆上端与Z轴伺服电机输出轴连接，Z轴丝杆下端通过轴承与Z轴旋转块转动连接，Z轴移动块与Z轴丝杆螺接配合；主轴电机设于Z轴移动块上，主轴上端与主轴电机输出轴连接，主轴下端内孔设有焊针夹头，超声换能器设于主轴上；旋转电机设于工作台侧方，旋转电机输出轴与磁铁连接，磁铁位于研磨槽外部侧方且与主轴垂直。
2.如权利要求1所述微型焊针内孔研磨装置，其特征在于，所述工作台设有支撑脚。
3.如权利要求1所述微型焊针内孔研磨装置，其特征在于，所述焊针存放盘的数量为至少2个，每个焊针存放盘设有焊针存放孔阵列。
4.如权利要求1所述微型焊针内孔研磨装置，其特征在于，所述立柱横梁为龙门式立柱横梁。
5.如权利要求1所述微型焊针内孔研磨装置，其特征在于，所述Z轴伺服电机设于Z轴旋转块顶部。
6.如权利要求1所述微型焊针内孔研磨装置，其特征在于，所述超声换能器为磁致动超声换能器，所述磁铁为圆柱条形磁铁或U字形磁铁。
7.如权利要求1所述微型焊针内孔研磨装置，其特征在于，所述焊针夹头为气动式焊针夹头，气动式焊针夹头是由弹性薄膜覆盖在主轴内孔末端形成。
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