超声波冲孔装置及超声波冲孔设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型属于冲孔设备领域，特别涉及超声波冲孔装置及超声波冲孔设备，包括支撑架、驱动件、超声波换能器和超声波冲孔头；驱动件固定安装于支撑架；超声波换能器连接于驱动件并被驱动件控制运动；超声波换能器与支撑架活动连接；超声波冲孔头安装于超声波换能器的输出端。使用该种超声波冲孔装置冲出的孔粗糙度低、尺寸精确、且无内应力，满足高标准的生产需要；而且超声波冲孔头可根据不同孔的大小、形状进行快速更换，提高了冲孔作业时的换模效率。与现有技术相比，安装有该种超声波冲孔装置的超声波冲孔设备作业时无需产生强大的冲压力，作业时噪音少，且作业环境相对安全，适应现代化生产的需求。
【专利说明】
超声波冲孔装置及超声波冲孔设备
技术领域
[0001]本实用新型属于冲孔设备领域，特别涉及超声波冲孔装置及超声波冲孔设备。
【背景技术】
[0002]传统的冲孔是利用特制的模具，施加一定的压力作用在待加工零件上，从而在待加工零件上打出各种形状的通孔。传统的冲孔设备有机械式冲孔机、气动式冲孔机、液压式冲孔机等，上述冲孔机采用冷加工的原理，待加工零件放置于上模套和下模套之间，上模套下模套相互错位，对待加工零件施加较大的剪切力，从而切出孔。但上述的冲孔机加工时需要产生较大的力，这对产生冲压力的设备和冲孔机的基座要求均较高，作业时噪音大、作业环境危险，且成品毛刺多、内应力大，越来越不能满足现代化生产的要求。
[0003]超声波是一种波动形式，超声波能产生高频的震动，如将超声波的高频震动传递到冲孔头，使冲孔头与待加工零件间产生高频摩擦，这样就能在待加工零件上产生较多的热量，使待加工零件的表面不断融化并被逐层剥落，直至形成通孔。
[0004]现有技术中，对汽车保险杠冲孔是采用冷冲技术，冷冲3mm深的孔大概需要10000N的冲压力，这么大的力冲孔后会有较大的残余应力留在保险杠上，且对冲孔机器内部原件的损耗也大，所需设备要求也高。
[0005]因此，亟待开发出一种使用超声波原理针对汽车保险杠进行冲孔的设备。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是提供一种使用超声波原理对汽车保险杠进行冲孔的超声波冲孔装置及安装有该种超声波冲孔装置的超声波冲孔设备。
[0007]为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的:
[0008]超声波冲孔装置，包括支撑架、驱动件、超声波换能器和超声波冲孔头;驱动件固定安装于支撑架;超声波换能器连接于驱动件的活动端，驱动件驱动超声波换能器运动;超声波换能器滑动连接于支撑架;超声波冲孔头固接于超声波换能器的输出端。
[0009]其中，超声波冲孔装置设置有深度控制器，深度控制器包括运动组件和控制组件；驱动件驱动超声波换能器运动的同时亦驱动运动组件运动，运动组件运动到预设位置后触发控制组件。
[00?0]其中，超声波冲孔头的冲孔端设置有关起，关起围成封闭图形，关起远尚冲孔端的一端为末端，关起罪近冲孔端的一端为起始端，关起由起始端到末端的横截面为渐缩的横截面。
[0011]其中，超声波冲孔头为钛合金超声波冲孔头。
[0012]其中，超声波冲孔头设有吹气管道，吹气管道包括进气口和出气口，出气口位于突起的封闭图形内，进气口设置于超声波冲孔头的侧面。
[0013]其中，驱动件为气缸、伺服电机或直线电机中的任意一种。
[0014]还提供了一种超声波冲孔设备，包括机架和超声波冲孔装置，该超声波冲孔装置上述的超声波冲孔装置;机架设置有冲孔平台，超声波冲孔装置通过驱动机构安装于机架，超声波冲孔装置在驱动机构的驱动下靠近或远离冲孔平台。
[0015]其中，超声波冲孔装置和冲孔平台之间设置有缓冲装置。
[0016]其中，冲孔平台设置有落料孔，落料孔的下方设置有废料收集装置。
[0017]其中，超声波冲孔设备设置有吹气组件，超声波冲孔头开有从其自身侧面连通到其冲孔端的吹气管道，吹气组件与吹气管道的侧面的气孔连通。
[0018]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0019]本实用新型的超声波冲孔装置，利用了超声波技术进行冲孔。超声波换能器在驱动件的带动下靠近或远离待加工零件，在足够靠近待加工零件后，超声波换能器启动，超声波冲孔头高频震动使待加工零件的表面产生大量的热，从而逐层融化待加工零件；同时驱动件缓慢前进，使超声波冲孔头缓慢插进待加工零件，直到产生通孔。使用种超声波冲孔装置冲出的孔粗糙度低、尺寸精确、且无内应力，满足高标准的生产需要。与现有技术相比，安装有该种超声波冲孔装置的超声波冲孔设备作业时无需产生强大的冲压力，采用该种超声波冲孔装置对3mm厚的保险杠进行冲孔时，所需的压力仅约为400N，作业时噪音少，且作业环境相对安全，适应现代化生产的需求。
【附图说明】
[0020]附图用来提供对本实用新型的进一步理解，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制，在附图中:
[0021 ]图1是超声波冲孔装置的结构示意图。
[0022]图2是超声波冲孔头的剖视图。
[0023]图3是超声波冲孔头的结构不意图。
[0024]图4是超声波冲孔设备的结构简图。
[0025]附图标记包括:
[0026]I——超声波冲孔装置、11——支撑架、12——驱动件、13——超声波换能器、
14——超声波冲孔头、141——突起、142——吹气管道、1421——进气口、1422——出气口；
15——控制组件、16——运动组件、17——缓冲装置、181——滑动件、182——滑轨；
[0027]2——机架、21——冲孔平台、22——缓冲平台；
[0028]3--驱动机构；
[0029]4一一废料收集装置；
[0030]5——吹气组件。
【具体实施方式】
[0031]以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0032]本实用新型超声波冲孔装置I，如图1所示，包括支撑架11、驱动件12、超声波换能器13和超声波冲孔头14;驱动件12固定安装于支撑架11;超声波换能器13连接于驱动件12并被驱动件12控制运动;超声波换能器13与支撑架11活动连接;超声波冲孔头14安装于超声波换能器13的输出端。驱动件12为可气缸、伺服电机或直线电机中的任一种，在本实施例中，驱动件12选用气缸;超声波换能器连接有滑动件181，支撑架上设置有滑轨182，在滑动件181和滑轨182的配合下，使气缸驱动超声波换能器13直线来回运动。超声波换能器13在气缸的带动下靠近或远离待加工零件，在足够靠近待加工零件后，超声波换能器13启动，超声波冲孔头14高频震动使待加工零件的表面产生大量的热，从而逐层融化待加工零件；同时气缸缓慢前进，使超声波冲孔头14缓慢插进待加工零件，直到产生通孔。使用种超声波冲孔装置I冲出的孔粗糙度低、尺寸精确、且无内应力，满足高标准的生产需要;而且超声波冲孔头14可根据不同孔的大小、形状进行快速更换，提高了冲孔作业时的换模效率。
[0033]在本实施例中，如图1所示，超声波冲孔装置I设置有深度控制器，深度控制器包括运动组件16和控制组件15;驱动件12带动超声波换能器13运动亦带动运动组件16运动，运动组件16运动到一定位置后触发控制组件15。具体地，运动组件16安装在气缸的输出端，控制组件15固定在支撑架11 (当然，控制组件15也可固定在其他地方)，气缸运动时，带动运动组件16同时运动，使运动组件16靠近或远离控制组件15。冲孔时，超声波冲孔头14缓慢对待加工零件进行加工，当超声波冲孔头14完成冲孔时，为了防止超声波冲孔头14继续前进而做无用功，运动组件16运动到控制组件15处并触发控制组件15，控制组件15被压后，发出信号，控制气缸停止前进并进行复位动作。
[0034]在本实施例中，如图2和图3所示，超声波冲孔头的冲孔端设置有围成封闭图形的关起141，关起远尚冲孔端的一端为末端，关起罪近冲孔端的一端为起始端，关起由起始端到末端的横截面为渐缩的横截面，具体地可如图2所示，将突起141设置为尖头;加工时，超声波冲孔头14通过该封闭的突起141与待加工零件接触，突起141与待加工零件间的接触面积较小，这使得作用在待加工零件上的单位面积能量密度增大，该种超声波冲孔头14只融化孔的边缘，而不会将孔内的全部待加工零件融化掉，在这种加工情况下，孔是被切出来的，所消耗的能量较少，能有效减少能量的浪费。另外，超声波冲孔头14开有从气自身侧面的进气口 1421连通到冲孔端的吹气管道142，吹气管道142位于冲孔端的出气口 1422设置于封闭图形之内；冲孔时，被切下的废料有可能粘留在封闭的突起141的中间，这会影响到下一次冲孔的正常进行，如人手去清理不但需要人工成本，还需停机，这会影响正常的生产，因此设置一吹气管道142，每冲孔一次或数次后，吹气管道142接通气源并吹气，使废料被吹下，实现自动化清理。为了延长超声波冲孔头14的使用寿命，其材料为钛合金。
[0035]本使用新型的超声波冲孔设备，如图4所示，包括机架2和超声波冲孔装置I，该超声波冲孔装置I上述的超声波冲孔装置I;机架2设置有冲孔平台21，超声波冲孔装置I通过驱动机构3安装于机架2，超声波冲孔装置I在驱动机构3的驱动下靠近或远离冲孔平台21。驱动机构3可为气缸、伺服电机、直线电机中的任意一种。驱动机构3带动超声波冲孔装置I靠近冲孔平台21后，超声波冲孔头14开始高频震动，同时驱动件12(见图1所示)开始启动，控制超声波换能器13和超声波冲孔头14对待加工零件不断工进，直到完成冲孔;冲孔完成后，驱动机构3带动超声波冲孔装置I复位，等待下一个待加工零件进入。该种超声波冲孔设备作业时无需产生强大的冲压力，具有作业时噪音少，且作业环境相对安全等优点，适应现代化生产的需求。
[0036]在本实施例中，超声波冲孔装置I和冲孔平台21之间设置有缓冲装置17。冲孔前，需要将超声波冲孔装置I靠近冲孔平台21，这通过驱动机构3实现。而驱动机构3靠近冲孔平台21时可能存在定位误差，如误差较大时，可能会是使超声波冲孔头14在仍未震动的情况下就误碰了待加工零件，这会对超声波冲孔头14造成损坏，因此需要在超声波冲孔装置I和冲孔平台21之间设置缓冲装置17，使超声波冲孔装置I到达一定位置后就被减速并不能继续前进。具体地，如图4所示，该超声波缓冲装置17可安装在超声波冲孔装置I上，在冲孔平台21上设置与缓冲装置17配合的缓冲平台22，达到保护超声波冲孔头14的目的。
[0037]在本实施例中，如图4所示，冲孔平台21设置有落料孔，落料孔的下方设置有废料收集装置4。超声波冲孔头14连接吹气组件5。在对零件进行完冲孔后，吹气组件5启动，废料被吹下并通过冲孔平台21上的通孔往下落，并落入废料收集装置，可防止废料到处散落，使工作环境清洁。
[0038]最后应说明的是:以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.超声波冲孔装置，其特征在于:包括支撑架、驱动件、超声波换能器和超声波冲孔头； 所述驱动件固定安装于所述支撑架； 所述超声波换能器连接于所述驱动件的活动端，所述驱动件驱动所述超声波换能器运动； 所述超声波换能器滑动连接于所述支撑架； 所述超声波冲孔头固接于所述超声波换能器的输出端;所述超声波冲孔装置设置有深度控制器，所述深度控制器包括运动组件和控制组件;所述驱动件驱动所述超声波换能器运动的同时亦驱动所述运动组件运动，所述运动组件运动到预设位置后触发所述控制组件。2.根据权利要求1所述的超声波冲孔装置，其特征在于:所述超声波冲孔头的冲孔端设置有突起，所述突起围成封闭图形，所述突起远离所述冲孔端的一端为末端，所述突起靠近所述冲孔端的一端为起始端，所述突起由所述起始端到所述末端的横截面为渐缩的横截面。3.根据权利要求2所述的超声波冲孔装置，其特征在于:所述超声波冲孔头为钛合金超声波冲孔头。4.根据权利要求2所述的超声波冲孔装置，其特征在于:所述超声波冲孔头设有吹气管道，所述吹气管道包括进气口和出气口，所述出气口位于所述突起的封闭图形内，所述进气口设置于所述超声波冲孔头的侧面。5.根据权利要求1所述的超声波冲孔装置，其特征在于:所述驱动件为气缸、伺服电机或直线电机中的任意一种。6.超声波冲孔设备，其特征在于:包括机架和超声波冲孔装置，该超声波冲孔装置为权利要求I至5中任意一项所述的超声波冲孔装置;所述机架设置有冲孔平台，所述超声波冲孔装置通过驱动机构安装于所述机架，所述超声波冲孔装置在所述驱动机构的驱动下靠近或远离所述冲孔平台。7.根据权利要求6所述的超声波冲孔设备，其特征在于:所述超声波冲孔装置和所述冲孔平台之间设置有缓冲装置。8.根据权利要求6所述的超声波冲孔设备，其特征在于:所述冲孔平台设置有落料孔，所述落料孔的下方设置有废料收集装置。9.根据权利要求6所述的超声波冲孔设备，其特征在于:所述超声波冲孔设备设置有吹气组件，所述超声波冲孔头开有从其自身侧面连通到其冲孔端的吹气管道，所述吹气组件与吹气管道的侧面的气孔连通。
【文档编号】B21D28/34GK205650670SQ201620048684
【公开日】2016年10月19日
【申请日】2016年1月19日 公开号201620048684.7, CN 201620048684, CN 205650670 U, CN 205650670U, CN-U-205650670, CN201620048684, CN201620048684.7, CN205650670 U, CN205650670U
【发明人】唐欧, 吕惠卿
【申请人】必诺机械（东莞）有限公司