CN112503070B - 一种弹性连接件的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种弹性连接件的加工方法，包括以下步骤：S1、将圆管固定在工作台上，采用激光对圆管进行切割，得到壳体；S2、将弹性件置于壳体内使其与外层壳体两端进行固定连接，得到弹性连接件。本发明弹性连接件的加工方法采用激光切割技术对圆形管材进行切割处理，加工得到一种强度高、弯折幅度可控的弹性连接件。现有的普通机械加工技术很难加工本申请弹性连接件，通过本发明方法提高了产品质量和制造效率，降低了成本。
Description
技术领域
本发明具体涉及一种弹性连接件的加工方法，还涉及该方法加工的弹性连接件。
背景技术
生活生产中经常需要使用弹性连接件，弹性连接件通常具有柔性连接的作用，而在有些产品中，不仅要求弹性连接件具有柔性连接的作用，还要求其受力弯折后，同时能起到传递作用力的作用。现有弹性连接件外部多为软管，内部是软轴芯，其强度不足，弯折的时候幅度往往无法很好控制，无法很好传递作用力。对于一些使用过程中需要精确控制弯折幅度(角度)的产品，使用的效果往往更不理想。
基于此，有必要提供一种强度高，弯折幅度可控的弹性连接件。
发明内容
本发明的目的是提供一种弹性连接件的加工方法，解决现有技术中弹性连接件强度不高、弯折幅度不容易控制的不足。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种弹性连接件的加工方法，包括以下步骤：
S1、将圆管固定在工作台上，采用激光对圆管进行切割，得到壳体；
S2、将弹性件置于壳体内使其与外层壳体两端进行固定连接，得到弹性连接件。
本发明中，所述壳体包括外层壳体和设于外层壳体两端的端头；所述外层壳体由多个连接体连接而成；所述连接体包括主体和设置于主体两端的凸齿；每个连接体中两相邻凸齿之间形成凹槽，使得两相邻连接体通过其中一个连接体的凸齿与另一个连接体的凹槽相配合实现连接；所述端头设有与连接体相同的凸齿，通过凸齿与连接体的凹槽相配合连接。
本发明一些实施方式中，所述凸齿包括连接部和凸起部；所述连接部一端与连接体主体连接，所述连接部另一端与凸起部连接。
进一步地，所述凸齿的凸起部设置有两个，两个凸起部分别设置于所述连接部端部的两侧壁。这样设置使得凸齿类似T字型，结构简单。
本发明中，连接体的主体同一个端部上的凸齿均匀排布，不同端部上的凸齿对称设置于主体两端。凸齿均匀排布，使得连接体不同凸齿受力相同，使得弹性连接件向不同方向弯折的偏移角度相同。
本发明一些实施方式中，所述凸齿连接部的两侧壁沿主体圆筒的径向设置；所述凸齿凸起部的侧壁沿主体圆筒的径向设置。凸齿的连接部、凸起部侧壁径向设置结合连接体整体呈圆筒形，相邻连接体的凸齿之间具有限位作用，这样连接体之间的连接更稳固。
进一步地，所述凸齿凸起部的侧壁与顶面、底面的连接处都倒圆角设置。这样可以增大凸齿之间接触处局部缝隙的面积，增加通透性，更加方便对连接件进行清洗。
本发明可以进一步改进，所述凸齿的凸起部高度小于两相邻凸齿之间形成凹槽的深度。这样设置使得两相邻连接件通过凸齿与凹槽配合实现稳固连接，同时可以调整凹槽的深度来控制两相邻连接件之间沿径向弯折的角度大小。
进一步地，凹槽深度设置是凸齿凸起部高度的1.5-2.0倍。
本发明中，采用激光对圆管进行切割，得到壳体，具体包括以下过程：
(1)壳体端头端面的切割过程；
(2)凸齿与凹槽之间匹配缝隙的切割过程。
本发明可以进行以下改进，所述凸齿与凹槽之间匹配缝隙的激光切割过程，包括第一激光轨迹和第二激光轨迹。
进一步地，所述第一激光轨迹的起始点和终点设于连接体第一凸齿(任选的凸齿)顶部和该连接体相邻连接体上与第一凸齿相对应凹槽底部之间的区域内；第一激光轨迹由起始点进入第一凸齿顶部的激光接触第一入点后，依次沿着连接体凸齿、凹槽边沿行进至最后一个凸齿顶部，然后进入相邻连接体与最后一个凸齿相匹配的凹槽底部，沿着相邻连接体凹槽和凸齿边沿行进到与第一凸齿匹配凹槽的底部激光接触第一出点，然后到达终点。
优选地，所述第一激光轨迹的起始点和终点为同一个点；所述第一激光轨迹为闭合轨迹。
所述激光接触第一入点与激光接触第一出点为第一凸齿、与第一凸齿匹配凹槽两者相对应的点。
进一步地，所述第二激光轨迹的起始点和终点位于所述第一激光轨迹的起始点和终点相同的区域内；第二激光轨迹由起始点进入第一凸齿顶部激光接触第二入点后沿第一凸齿顶部边沿至激光接触第一入点，然后进入相邻连接体的激光接触第一出点，沿与第一凸齿匹配凹槽底部至凹槽底部激光接触第二出点，再到达终点。
进一步地，所述激光接触第二入点与激光接触第二出点为第一凸齿、与第一凸齿匹配凹槽两者相对应的点。
优选地，所述第二激光轨迹的起始点和终点为不同点，且第二激光轨迹的起始点和终点位于激光接触第二出点与激光接触第二入点连线的两侧，所述第二激光轨迹为非闭合轨迹。
本发明中，所述激光切割过程中，激光能量为420W-470W，激光频率为4000-8000Hz，激光脉宽为20μs-30μs。
本发明一种实施方式，激光切割过程中切割点处通入惰性保护气体。
进一步地，所述惰性保护气体为氮气。
本发明一种实施方式，激光切割过程中切割点处通入氧气。通入氧气可以提高激光切割效率。
本发明还可以做以下改进，激光切割过程中，所述圆管内通入水。通水对圆管进行冷却，保证激光切割效果。
本发明中，所述弹性件为弹簧。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明弹性连接件的加工方法采用激光切割技术对圆形管材进行切割处理，加工得到一种强度高、弯折幅度可控的弹性连接件。现有的普通机械加工技术很难加工本申请弹性连接件，通过本发明方法提高了产品质量和制造效率，降低了成本。
(2)本发明进行激光切割过程中，优化了激光切割路径，采用第一激光轨迹和第二激光轨迹，可以避免激光初始切割过程烧焦点出现在弹性连接体边沿，以及因尖端效应所产生应力对产品力学性能的不利影响，从而保证产品质量；同时缩短了单个缝隙切割过程中激光关闭的跳空时间，以及从一个凸齿凹槽匹配缝隙到另一个凸齿凹槽匹配缝隙之间移动的激光关闭跳空时间，进一步提高激光切割效率，降低成本。
(3)本发明制造的弹性连接件的外层壳体由连接体连接而成，相邻连接体之间通过凸齿和凹槽进行配合连接，凸齿与凹槽配合能够保证弹性连接件的弯折功能，同时凸齿与凹槽之间配合具有一定的限位功能，使得弹性连接件的弯折幅度范围可以控制，从而更好的传递作用力。这样还可以选择更高强度的材料，而不影响弹性连接件的连接功能。
(4)本发明连接体的主体同一个端部上的凸齿均匀排布，不同端部上的凸齿对称设置于主体两端，这样凸齿受力均匀，更好的传递作用力。凸齿连接部的两侧壁沿主体圆筒的径向设置；所述凸齿凸起部的侧壁沿主体圆筒的径向设置，这样连接体连接稳固，受力均匀，弹性连接件可以360度弯折。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
图1为本发明弹性连接件的整体结构示意图；
图2为本发明弹性连接件外壳的结构示意图；
图3为图2的***图；
图4为本发明连接体的整体结构示意图；
图5为本发明连接体的主视图；
图6为本发明连接体的后视图；
图7为本发明连接体的左视图；
图8为本发明连接体的右视图；
图9为本发明连接体的俯视图；
图10为本发明连接体的仰视图；
图11为两个连接体的连接结构示意图；
图12为本发明端头的结构示意图；
图13为本发明端头的主视图；
图14为本发明端头的左视图；
图15为本发明端头的右视图；
图16是激光切割图形示意图；
图17是激光切割其中一个凸齿与凹槽之间匹配缝隙的示意图；
图18是图17的A部放大图；
图19是图17的B部放大图；
图20是第二激光轨迹的示意图；
附图中标记如下：1、外层壳体；2、端头；3、弹性件；4、连接体；5、第一激光轨迹；6、第二激光轨迹；7、断面轨迹；401、主体；402、凸齿；4021、连接部；4022、凸起部；501、第一起始点；502、激光接触第一入点；503、激光接触第一出点；504、第一终点；601、第二起始点；602、激光接触第二入点；603、激光接触第二出点；604、第二终点。
具体实施方式
如图1-15所示弹性连接件，包括外壳和弹性件3。外壳为不锈钢材料，包括外层壳体1和端头2。外层壳体1套设于弹性件3外部，两个端头2分别与外层壳体1的两端连接。
外层壳体1由多个连接体4依次连接而成。每个连接体4包括主体401和设置于主体401两端的凸齿402；连接体4的主体401同一个端部上的凸齿402均匀排布，两相邻凸齿402之间形成凹槽，不同端部上的凸齿402对称设置于主体401两端。本实施例中，连接体4的主体401为圆筒，圆筒外径5.5mm，厚1mm，连接体4的凸齿402外壁和内壁分别处于主体401圆筒所在外圆柱、内圆柱的圆柱面上。每个连接体4两端分别均匀排布有五个凸齿402。凸齿402包括连接部4021和两个凸起部4022；连接部4021一端与连接体4主体401连接，连接部4021另一端与凸起部4022连接，两个凸起部4022分别设置于连接部4021端部的两侧壁。凸齿402连接部4021的两侧壁沿主体401圆筒的径向设置；凸齿402凸起部4022的侧壁沿主体401圆筒的径向设置，凸起部4022的侧壁与凸起部4022顶面、底面的连接处都倒圆角设置。凸齿402的凸起部4022高度小于两相邻凸齿402之间形成凹槽的深度，本实施例中，凹槽深度设置是凸齿402凸起部4022高度的1.8倍。通过上述设置，两相邻连接体4通过其中一个连接体4的凸齿402与另一个连接体4的凹槽相配合实现连接。
端头2呈圆筒形，其一端设有与连接体4相同的凸齿402。两个端头2分别通过凸齿402与外层壳体1最外侧的两个连接体4的凹槽相配合，实现端头2与外层壳体1的连接。弹性件3两端分别固定在两个端头2上，本实施例中，弹性件3为弹簧。
一种上述弹性连接件的加工方法，包括以下步骤：
S1、将外管径为5.5mm，管厚1mm的不锈钢圆管固定在工作台上，采用激光对圆管进行切割，得到壳体；
具体过程如下：
(1)设置加工图形文件，以及轨迹文件：端面轨迹7、第一激光轨迹5和第二激光轨迹6，见图16-20。
第一激光轨迹5为闭合轨迹，第一起始点501和第一终点504为同一个点。第一激光轨迹5的第一起始点501和第一终点504设于连接体4第一凸齿(任选的凸齿)顶部和该连接体4相邻连接体上与第一凸齿相对应凹槽底部之间的区域内；第一激光轨迹5由第一起始点501进入第一凸齿顶部的激光接触第一入点502，本实施例中激光接触第一入点502为凸齿402凸起部4022顶面与倒圆角圆弧面的连接处，然后依次沿着连接体4凸齿402、凹槽边沿行进至最后一个凸齿402顶部中间点位置，然后移动进入相邻连接体4相匹配的凹槽底部中间点位置，沿着相邻连接体4凹槽和凸齿402边沿行进到与第一凸齿匹配凹槽的底部激光接触第一出点503，本实施例中激光接触第一出点503为凹槽底部与激光接触第一入点502相对应的点，然后到达第一终点504。
第二激光轨迹6的第二起始点601和第二终点604位于所述第一激光轨迹5的第一起始点501和第一终点504相同的区域内；第二激光轨迹6由第二起始点601进入第一凸齿顶部激光接触第二入点602后沿第一凸齿顶部边沿至激光接触第一入点502，本实施例中激光接触第二入点602为第一凸齿顶部中间点位置，然后进入相邻连接体4的激光接触第一出点503，沿与第一凸齿402匹配凹槽底部边沿至凹槽底部激光接触第二出点603，本实施例中激光接触第二出点603为凹槽底部与激光接触第二入点602相对应的点，再到达第二终点604。本实施例中第二激光轨迹6的第二起始点601和第二终点604为不同点，且第二激光轨迹6的第二起始点601和第二终点604位于激光接触第二出点603与激光接触第二入点602连线的两侧，所述第二激光轨迹6为非闭合轨迹。
设置激光切割参数，其中激光参数中：激光能量为440W，激光频率为5500Hz，激光脉宽为25μs，IO触发延迟0ms，开激光后延迟80ms，关激光后延迟0ms，关激光前延迟0ms；加工过程中圆管轴向移动及旋转，激光发射装置不动,运动参数：直线速度为8mm/s，圆弧速度为8mm/s。平台为PlatformI，湿切：TRUE，焦距为-0.1mm(0mm代表正焦)；
(2)开启激光沿不锈钢圆管径向切割，得到壳体的第一端面，关闭激光；
(3)激光发射装置移动到第一激光轨迹5的第一起始点501，开启激光沿第一激光轨迹5对圆管进行切割，切割完成到达第一激光轨迹5的第一终点504，关闭激光；然后由第一轨迹第一终点504移动到第二激光轨迹6的第二起始点601，开启激光沿第二激光轨迹6对圆管进行切割，切割完成到达第二激光轨迹6终点，关闭激光，即完成第一次凸齿和凹槽之间匹配缝隙的切割。然后激光发射装置第二激光轨迹6终点移动到下一个第一激光轨迹5第一起始点501，开始进行第二个凸齿和凹槽之间匹配缝隙的切割，经过一个第一激光轨迹5和一个第二激光轨迹6，完成第二个凸齿和凹槽之间匹配缝隙的切割，依次类推，完成所有的凸齿和凹槽之间匹配缝隙。
(4)开启激光沿不锈钢圆管径向切割，得到壳体的第二端面，关闭激光，即完成壳体的加工过程。
S2、将弹簧置于壳体内使其与外层壳体两端进行固定连接，得到成品弹性连接件。
本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种弹性连接件的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将圆管固定在工作台上，采用激光对圆管进行切割，得到壳体；
所述壳体包括外层壳体和设于外层壳体两端的端头；所述外层壳体由多个连接体连接而成；所述连接体包括主体和设置于主体两端的凸齿；每个连接体中两相邻凸齿之间形成凹槽，使得两相邻连接体通过其中一个连接体的凸齿与另一个连接体的凹槽相配合实现连接；所述端头设有与连接体相同的凸齿，通过凸齿与连接体的凹槽相配合连接；
S2、将弹性件置于壳体内使其与外层壳体两端进行固定连接，得到弹性连接件；
采用激光对圆管进行切割，得到壳体，具体包括以下过程：
（1）壳体端头端面的切割过程；
（2）凸齿与凹槽之间匹配缝隙的切割过程；
所述凸齿与凹槽之间匹配缝隙的激光切割过程，包括第一激光轨迹和第二激光轨迹；所述第一激光轨迹的起始点和终点设于连接体第一凸齿顶部和该连接体相邻连接体上与第一凸齿相对应凹槽底部之间的区域内；第一激光轨迹由起始点进入第一凸齿顶部的激光接触第一入点后，依次沿着连接体凸齿、凹槽边沿行进至最后一个凸齿顶部，然后进入相邻连接体与最后一个凸齿相匹配的凹槽底部，沿着相邻连接体凹槽和凸齿边沿行进到与第一凸齿匹配凹槽的底部激光接触第一出点，然后到达终点；
所述第一激光轨迹的起始点和终点为同一个点；所述第一激光轨迹为闭合轨迹；所述激光接触第一入点与激光接触第一出点为第一凸齿、与第一凸齿匹配凹槽两者相对应的点；所述第二激光轨迹的起始点和终点位于所述第一激光轨迹的起始点和终点相同的区域内；第二激光轨迹由起始点进入第一凸齿顶部激光接触第二入点后沿第一凸齿顶部边沿至激光接触第一入点，然后进入相邻连接体的激光接触第一出点，沿与第一凸齿匹配凹槽底部至凹槽底部激光接触第二出点，再到达终点；所述激光接触第二入点与激光接触第二出点为第一凸齿、与第一凸齿匹配凹槽两者相对应的点；所述第二激光轨迹的起始点和终点为不同点，且第二激光轨迹的起始点和终点位于激光接触第二出点与激光接触第二入点连线的两侧，所述第二激光轨迹为非闭合轨迹。
2.根据权利要求1所述弹性连接件的加工方法，其特征在于，所述凸齿包括连接部和凸起部；所述连接部一端与连接体主体连接，所述连接部另一端与凸起部连接。
3.根据权利要求1所述弹性连接件的加工方法，其特征在于，所述激光切割过程中，激光能量为420W-470W，激光频率为4000 Hz -8000Hz，激光脉宽为20μs -30μs。
4.根据权利要求3所述弹性连接件的加工方法，其特征在于，激光切割过程中切割点处通入氧气；所述圆管内通入水。
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Denomination of invention: A processing method for elastic connectors Granted publication date: 20230117 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Guangzhou Panyu branch Pledgor: GUANGZHOU TIANYING PRECISION TOOL CO.,LTD. Registration number: Y2024980001172 |