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多孔彈性材料的非回轉(zhuǎn)高頻振動(dòng)取條或打孔方法及裝置的制造方法

文檔序號(hào):9900378閱讀:443來源:國知局
多孔彈性材料的非回轉(zhuǎn)高頻振動(dòng)取條或打孔方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高頻振動(dòng)加工領(lǐng)域,具體涉及多孔彈性材料的非回轉(zhuǎn)高頻振動(dòng)取條或打孔方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]天然海綿、人造海綿、發(fā)泡塑料、發(fā)泡橡膠、泡沫等多孔彈性材料因其分子鏈長、韌性強(qiáng)、密度小、彈性好等優(yōu)點(diǎn),在生活和工業(yè)中具有較廣泛的用途。但是天然海綿、人造海綿、發(fā)泡塑料、發(fā)泡橡膠、泡沫等多孔彈性材料彈性模量較小,在輕微壓力下易于變形并且傾向于通過壓縮抵抗向下的作用力。
[0003]在生活品或工業(yè)品中,有許多情況需要在多孔彈性材料上成型通孔結(jié)構(gòu),但由于材質(zhì)的特性,使其成型非常困難,特別是孔的尺寸較小并且精度要求較高時(shí),更是難上加難。
[0004]目前的方法主要有三種,一種是在模具中直接成型,毫無疑問,這種方法效率低,成本高,不具有普適意義;還可以采用電熱絲在多孔彈性材料上開孔,但會(huì)對(duì)加工材料表面造成損傷,控制難度大,加工效率低,加工過程還會(huì)產(chǎn)生大量有害氣體,污染環(huán)境;再有就是通過高速旋轉(zhuǎn)刀具在多孔彈性材料上鉆孔,但多孔彈性材料在旋轉(zhuǎn)刀具作用下,會(huì)軸向受到水平和扭轉(zhuǎn)的力,導(dǎo)致多方向形變,為了保證加工的孔圓度、尺寸和軸向水平度則必須通過人工操作隨時(shí)調(diào)整受力來實(shí)現(xiàn),即使這樣也存在較高的次品率,所以加工成本高,效率低;為了能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化加工,減少形變帶來的問題,嘗試將多孔彈性材料先進(jìn)行壓縮,然后再鉆孔,但多孔彈性材料各向異性,很難保證受力變形的一致性,因此壓縮鉆孔后的尺寸精度仍然保證不了。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種多孔彈性材料的非回轉(zhuǎn)高頻振動(dòng)打孔或取條方法及裝置,用以解決目前在多孔彈性材料上打孔困難的問題。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明的技術(shù)方案是:所述多孔彈性材料的非回轉(zhuǎn)高頻振動(dòng)取條或打孔方法,包括如下步驟:超聲波發(fā)生器為超聲波換能器提供電能后,所述超聲波換能器產(chǎn)生振動(dòng),變幅桿將所述超聲波換能器產(chǎn)生的振動(dòng)幅值進(jìn)行放大,進(jìn)而使管狀刀具產(chǎn)生非回轉(zhuǎn)軸向振動(dòng),驅(qū)動(dòng)所述管狀刀具在多孔彈性材料胚體中推進(jìn),管狀刀具內(nèi)內(nèi)容物與所述胚體分離,同時(shí)完成所述胚體上的打孔和所述內(nèi)容物的提取。
[0007]進(jìn)一步的,所述非回轉(zhuǎn)軸向振動(dòng)的頻率為1KHz至120KHZ。
[0008]進(jìn)一步的,所述多孔彈性材料的硬度小于30°時(shí),所述非回轉(zhuǎn)軸向振動(dòng)的頻率選自1KHz至18KHz,所述多孔彈性材料的硬度在30-50°時(shí),所述非回轉(zhuǎn)軸向振動(dòng)的頻率選自ISKHz至40KHz,所述多孔彈性材料的硬度大于50°時(shí),所述非回轉(zhuǎn)軸向振動(dòng)的頻率選自60KHz至120KHz。
[0009]進(jìn)一步的,所述非回轉(zhuǎn)軸向振動(dòng)的幅值為10-200μπι,優(yōu)選30_150μπι。
[0010]進(jìn)一步的,加工完成后,通過壓力氣體將所述內(nèi)容物從管狀刀具內(nèi)排出。
[0011 ]進(jìn)一步的,加工過程中,通過負(fù)壓使所述內(nèi)容物限制在所述管狀刀具內(nèi)。
[0012]進(jìn)一步的,所述管狀刀具在多孔彈性材料中非勻速行進(jìn)。
[0013]進(jìn)一步的,所述管狀刀具在多孔彈性材料中行進(jìn)過程包括提速、勻速和降速階段,所述提速階段的起始速率為0.1-3mm/s,所述降速階段的結(jié)束速率為0.1-3mm/s。
[0014]進(jìn)一步的,所述提速階段行進(jìn)距離為5-20mm,所述降速階段行進(jìn)距離為5-20mm。
[0015]本發(fā)明還提供了一種多孔彈性材料的非回轉(zhuǎn)高頻振動(dòng)打孔或取條裝置,包括超聲波發(fā)生器、與所述超聲波發(fā)生器通過導(dǎo)線相連的超聲波換能器、與所述超聲波換能器相連的至少一級(jí)變幅桿和與所述變幅桿相連的管狀刀具。
[0016]進(jìn)一步的,所述管狀刀具包括與所述變幅桿相接的連接頭、底端設(shè)置在連接頭上的至少一個(gè)含空腔的管體和設(shè)置在管體頂端的刃口。
[0017]進(jìn)一步的,所述刃口邊緣還設(shè)有至少一個(gè)定位針。因多孔彈性材料易于形變,在管狀刀具剛接觸時(shí)多向受力,易導(dǎo)致定位失敗,前端設(shè)置了定位針,點(diǎn)受力插入材料中可以有效保障定位的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
[0018]進(jìn)一步的,所述管體為單層或多層環(huán)套結(jié)構(gòu)。單層管體僅成型內(nèi)輪廓孔或取實(shí)心條,多層環(huán)套管體可同時(shí)進(jìn)行外輪廓和內(nèi)輪廓的成型,也就是可提取多層管狀條。
[0019]進(jìn)一步的,所述連接頭與管體之間通過圓弧過渡,所述圓弧半徑為1_-20_。過渡圓弧可避免應(yīng)力集中,并且能高效的將振動(dòng)順利傳遞到刃口的前端。
[0020]進(jìn)一步的,所述連接頭內(nèi)設(shè)有通道,所述通道一端與外接空氣壓縮機(jī)和/或抽真空機(jī)相通,另一端與所述管體的空腔相通。
[0021 ]所述多孔彈性材料的非回轉(zhuǎn)高頻振動(dòng)打孔或取條裝置安裝在數(shù)控裝置上,由數(shù)控裝置進(jìn)行精確控制加工位置、加工方式和加工速度,進(jìn)行精密打孔。
[0022]本發(fā)明通過高頻振動(dòng)對(duì)多孔彈性材料進(jìn)行打孔或取條加工,可以打孔或取條,或者同時(shí)完成打孔和取條功序,該技術(shù)方案結(jié)構(gòu)簡單、制造容易、成本低、加工精度高、加工效率高,材料利用率大大提高,對(duì)于打孔困難的多孔彈性材料,本技術(shù)方案克服了現(xiàn)有多孔彈性材料加工過程中存在的缺陷和障礙,加工過程中節(jié)能環(huán)保,安全無污染,成型規(guī)整,生產(chǎn)成本大大降低,具有較廣闊的應(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0023]圖1是本發(fā)明所述多孔彈性材料的非回轉(zhuǎn)高頻振動(dòng)打孔或取條裝置一【具體實(shí)施方式】的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是實(shí)施例1中所述海綿胚體加工計(jì)劃示意圖;
圖3是實(shí)施例1中所述管狀刀具的剖視圖;
圖4是實(shí)施例2中所述橡膠胚體加工計(jì)劃示意圖;
圖5是實(shí)施例2中所述管狀刀具的剖視圖;
圖6是實(shí)施例2中所述定位針分布結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7是實(shí)施例3中所述管狀刀具一【具體實(shí)施方式】剖視圖;
圖8是實(shí)施例3中所述管狀刀具另一【具體實(shí)施方式】結(jié)構(gòu)示意圖;
圖9是圖7中所述管狀刀具的仰視圖; 圖10是圖8中所述管狀刀具的仰視圖。
[0024]圖中所示:
11-超聲波發(fā)生器、12-導(dǎo)線、13-超聲波換能器、14-變幅桿、15-管狀刀具、16-保護(hù)外殼;
20-海綿胚體、21-通孔、30-橡膠胚體、31-圓柱條
151-連接頭、152-管體、153-刃口、154-定位針、155-圓弧、156-空腔、157-通道、158-雙層環(huán)套管體、159-多管體安置板;
1531-內(nèi)刃口、1532-外刃口、1541-第一定位針、1542-第二定位針、1581-內(nèi)層管體、1582-外層管體。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提出的多孔彈性材料的非回轉(zhuǎn)高頻振動(dòng)打孔或取條方法及裝置作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書,本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。需說明的是,附圖均采用非常簡化的形式且均使用非精準(zhǔn)的比率,僅用以方便、明晰地輔助說明本發(fā)明實(shí)施例的目的。
[0026]如圖1所示,所述多孔彈性材料的非回轉(zhuǎn)高頻振動(dòng)打孔或取條裝置包括超聲波發(fā)生器11、與所述超聲波發(fā)生器11通過導(dǎo)線12相連的超聲波換能器13、與所述超聲波換能器13螺紋連接的變幅桿14、與所述變幅桿14螺紋連接的管狀刀具15和設(shè)置在所示超聲波換能器13外的保護(hù)外殼16。
[0027]其中所述管狀刀具15可以為圓形管刀具、矩形管刀具、橢圓形管刀具或多邊形管刀具,在胚體上打出圓形、矩形、橢圓形或多邊形內(nèi)孔;可以為多層環(huán)套結(jié)構(gòu),在胚體上提取出具有特定輪廓內(nèi)孔的多種外輪廓柱體;可以是多組刀具的排列組合,一次在胚體上獲得多個(gè)內(nèi)孔或多個(gè)柱體,具體通過如下實(shí)施例舉例說明。
[0028]實(shí)施例1
如圖2所示,計(jì)劃在硬度為45°的長方體海綿胚體20上加工一個(gè)通孔21,所述海綿胚體20的尺寸為厚度340mm,長度I OOOmm,寬度600mm,通孔21的直徑為5mm。
[0029]如圖3所示,所述管狀刀具15包括與所述變幅桿14相接的
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