CN104525414A - 一种用于微型复杂零件在线清洗涂覆装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于微型复杂零件在线清洗涂覆装置及方法，包括气压缸，在气压缸输出管路上依次连接有联轴器、注射器、单向阀、环形腔及有微细内通道的刀柄，在喷嘴出口处能够获得高速液流，而且借助数控机床主轴系统及控制系统，可以使得喷涂、清洗效率高、厚度均匀。而且清洗装置与涂覆装置一体化，无需拆装，可实现在线涂覆清洗，可以提高微细加工效率和加工质量。

Description

一种用于微型复杂零件在线清洗涂覆装置及方法

技术领域

本发明适用于微型零件加工及后处理领域，特别涉及一种用于清洗和涂覆加工表面的装置。

背景技术

微细加工过程，如微铣削加工，产生的毛刺作用于已加工表面，使加工表面粗糙度增加，严重时造成加工表面划伤，使加工零件报废。微细加工前，在加工表面涂覆牺牲层(低熔点合金、固化性胶体等)是抑制毛刺产生的有效方法。目前，胶体涂覆主要限于规则平面上，且采用手工涂覆方式，生产效率低，难以保证涂覆的均匀性，难以保证涂覆牺牲层发挥最佳效果。而且对于一些复杂曲面、窄槽、以及微纳结构特征的涂覆尚无良好的方法。目前现有的微观涂覆技术如热喷涂、离子、爆炸喷枪、高速氧-燃料、光丝弧和火焰喷涂等技术因其可能因温度高造成表面热损伤或者涂覆结合强度高不容易去除，不适合喷涂抑制毛刺产生的牺牲层材料。

微细加工作为一个新兴的技术领域具有广阔的前景，而微细加工零件及产品在未来也将会占据着越来越大的市场比重。然而针对微小型复杂零件及产品，尚没有适合的自动化或在线清洗装置,微细加工零件由于尺寸小且刚性弱是人工极很难清洗。因此，微加工表面的清洗已成为制约微小零件加工技术应用和微细加工技术应用的重要难题。现在存在的清洗技术，有高压气洗装置，但是对于附着性质较强的胶体或者其它杂质清洗效果不佳。

发明目的

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明公开了一种用于微型复杂零件在线清洗涂覆装置及方法。

为了实现上述目的，本实验采用如下技术方案：

一种用于微型复杂零件在线清洗涂覆装置,包括注射器，所述注射器的推杆由一个气缸驱动，注射器的喷头与刀柄外圈的环形腔相连通，喷头喷出的液体通过环形腔内的环形通道进入到刀柄的内部通道，且所述的刀柄在驱动装置的驱动下能在环形腔内旋转，在内部通道的出口安装一个导流管，在所述的导流管内圈设有一个与其配合的喷嘴。

所述的气缸通过联轴器与注射器推杆相连，控制推杆的运动。

注射器侧壁上端开设有注液口，通过注液口注入牺牲层材料或清洗液；注液完成后，采用螺纹密封。注射器喷头出口处螺旋联接一个闸阀，可以在向注射器注液时防止液体泄漏。

所述的注射器与涂覆清洗装置之间接有一个单向阀，可以防止液体回流。

所述的注射器喷头串联单向阀防止液体回流，且注射器喷头通过软管与环形腔进液通道相联接，然后液体在压力作用下通过环形腔环形通道进入刀柄内通道。液体经过刀柄内通道进入导流管，并通过与导流管相连的喷嘴喷出，从而实现对微细复杂零件表面的涂覆和清洗；

所述的气缸是动力装置，可以控制调节喷涂液体的速度。

所述的注射器是提供涂覆液、清洗液的装置。气缸和注射器处于同一平面，注射器固定在机床的固定构件上。

所述的注射器侧壁上端开设有注液口，注液完成后，采用螺纹密封。注射器喷头出口处螺旋联接一个闸阀，可以在向注射器注液时防止液体泄漏。注射器与涂覆清洗装置之间接有一个单向阀，可以防止液体回流。

所述的刀柄上开有4条与环形腔相连通的进液通道，且相邻两进液通道夹角成90°，环形腔与刀柄通过2个轴承联接，所述轴承通过止动环定位，密封圈防止液体泄露。

所述的喷嘴与导流管之间安装一个实现对导流管的夹紧固定的弹簧夹头，且喷嘴与导流管利用密封螺纹螺旋联接。

本装置的清洗及涂覆方法如下：

气缸和注射器固定在数控机床的固定机构上，机床刀柄通过轴承联接环形腔，联接方式如图2所示，刀柄上装夹专用导流管，专用导流管与刀柄的装夹方式同刀具与刀柄的装夹方式相同，导流管头部连接涂覆或清洗微喷嘴。首先向注射器注液，然后注射器内液体经注射器喷头由软管经过单向阀，进入环形腔进液通道后，注入环形腔环形通道，沿着刀柄进液通道连续进液，保证刀柄到旋转过程中不间断喷涂或清洗；输送的液体再由刀柄内通道，经过导流管，流向喷嘴，并在其喷口处转化为高速液流喷涂到零件上；刀柄在环形腔中旋转，借助数控机床控制刀柄的精准运动以控制喷嘴处产生的高速液流，从而实现均匀喷涂。

所述的注液过程如下：通过气缸把注射器推杆拉到最左边，关闭闸阀，并将液体由注射器注液口注入到注射器腔体内，完成注液过程，气缸通过联轴器带动注射器推杆运动。

本发明的有益效果如下：

向注射器腔壁注入涂覆液(清洗液)，根据实际加工环境确定气缸工作压力，控制注射器液体的流速。当液体进入环形腔环形通道时，可以由进液通道不间断的实现连续均匀供液，在喷嘴处产生高速液流。刀柄在环形腔中旋转，借助数控机床的精准运动实现均匀喷涂。

本发明借助数控机床主轴系统，将涂覆液(牺牲层材料)或清洗液通过外部压力注入刀柄内部，刀柄上装夹专用导流管，专用导流管与刀柄的装夹方式同刀具与刀柄的装夹方式相同，导流管头部连接涂覆或清洗微喷嘴，在喷嘴出口处产生高速液流，同时利用机床数控系统的编程功能，使数控机床的主轴根据零件的形状进行不同运动，从而使得喷嘴出产生的高速液流能在复杂曲面、窄槽、以及其他复杂微纳结构表面的均匀涂覆，提高涂覆效率，改善涂覆的均匀性。

清洗喷嘴出口的高速清洗液，可以对一些微孔、微槽等较细小的结构实现有效清洗。

而且通过在涂覆结束后，通过机床的换刀结构转换到清洗功用的喷嘴(连接着装有清洗液的注射器)，即可以把涂覆和清洗过程结合在同一装置上，提高微细加工效率和加工质量，并实现加工过程中涂覆牺牲层和清洗零件的一体化。

本发明能够提供高速液流，通过调节气缸压力，实现不同的液流出口速度。

本发明所产生的高速液流能够清洗、喷涂复杂曲面、窄槽以及其它微纳结构表面。

本发明装置安装于数控机床主轴系统上，零件加工时，如需涂覆或清洗，无需拆卸工件，刀柄内部开设内通道，直接进行胶体涂覆或清洗，实现了在线处理。

注射器喷口处装有单向阀，可以避免推杆回程运动时，造成的液体回流。

环形腔开设有环形通道，可以使得刀柄在旋转时不间断注液。

本发明导流管与刀柄联接方式同刀具与刀柄的联接方式相同，切削加工后，需要喷涂或者清洗，只要将刀具卸下，换上喷头即可。

附图说明

图1本发明的整体结构示意图；

图2.涂覆清洗装置示意图；

图3.环形腔示意图；

图4.喷嘴外观示意图；

图5.注射器示意图；

图中1气缸，2六角螺栓，3联轴器，4注射器，5注射器的推杆，6注液口，7喷头，8闸阀，9单向阀，10清洗涂覆装置，11环形腔，12刀柄，13环形腔进液通道，14环形通道，15轴承，16止动环，17密封圈，18刀柄进液通道，19刀柄内通道，20弹簧夹头，21导流管，22喷嘴，23高速液流，24零件，25密封圈凹槽，26轴承凹端。

具体实施方式

用于微型复杂零件在线清洗涂覆装置10,包括注射器4，所述注射器的推杆5由一个气缸1驱动，注射器4的喷头7与刀柄12外圈的环形腔11相连通，喷头7喷出的液体通过环形腔内的环形通14道进入到刀柄12的内部通道，且所述的刀柄12在驱动装置的驱动下能在环形腔11内旋转，在内部通道的出口安装一个导流管21，在所述的导流管21内圈设有一个与其配合的喷嘴22，

所述的气缸1通过联轴器3和六角螺栓2与注射器的推杆5相连，控制推杆的运动；

注射器侧壁上端开设有注液口6，通过注液口6注入牺牲层材料或清洗液；注液完成后，采用螺纹密封。注射器喷头出口处螺旋联接一个闸阀8，可以在向注射器注液时防止液体泄漏。

注射器与涂覆清洗装置之间接有一个单向阀9，可以防止液体回流。

注射器喷头串联单向阀防止液体回流，且注射器喷头通过软管与环形腔进液通道13相联接，然后液体在压力作用下通过环形腔环形通道进入刀柄12内通道。液体经过刀柄内通道19进入导流管，并通过与导流管相连的喷嘴喷出，从而实现对微细复杂零件表面的涂覆和清洗；

气缸1是动力装置，可以控制调节喷涂液体的速度。

注射器是提供涂覆液、清洗液的装置。气缸和注射器处于同一平面，注射器固定在机床的固定构件上。

注射器侧壁上端开设有注液口6，注液完成后，采用螺纹密封。注射器喷头出口处螺旋联接一个闸阀，可以在向注射器注液时防止液体泄漏。注射器与涂覆清洗装置之间接有一个单向阀，可以防止液体回流。

所述的刀柄上开有4条与环形腔相连通的进液通道，且相邻两进液通道夹角成90°，环形腔与刀柄通过2个轴承15联接，所述轴承15通过止动环16定位，密封圈17防止液体泄露，具体结构如图3所示的密封圈凹槽25和轴承凹端26。

所述的喷嘴与导流管之间安装一个实现对导流管的夹紧固定的弹簧夹头20，且喷嘴与导流管利用密封螺纹螺旋联接。

本装置的清洗及涂覆方法如下：

首先向注射器注液，然后注射器内液体经注射器喷头由软管经过单向阀，进入环形腔进液通道后，注入环形腔环形通道，沿着刀柄进液通道连续进液，保证刀柄到旋转过程中不间断喷涂或清洗；输送的液体再由刀柄内通道，经过导流管，流向喷嘴，并在其喷口处转化为高速液流23喷涂到零件上；刀柄在环形腔中旋转，借助数控机床的精准运动实现均匀喷涂。

所述的注液过程如下：通过气缸把注射器推杆拉到最左边，关闭闸阀，并将液体由注射器注液口注入到注射器腔体内，完成注液过程，气缸通过联轴器带动注射器推杆运动。

本装置所使用的液体为喷涂液或者清洗液，首先向注射器4注液，注液过程如下：通过气缸1把注射器推杆5拉到最左边，关闭闸阀8。并将液体由注射器注液口6注入到注射器腔体内，完成注液过程。气缸1通过联轴器3带动注射器推杆5运动。注射器内液体经注射器喷头7由软管经过单向阀9，进入环形腔进液通道13后，注入环形腔环形通道14，沿着刀柄进液通道18连续进液，保证刀柄12到旋转过程中不间断喷涂或清洗。输送的液体再由刀柄内通道19，经过导流管21，流向喷嘴22，并在其喷口处转化为高速液流23喷涂到零件24上。

本发明在喷嘴出口处能够获得高速液流，而且借助数控机床主轴系统及控制系统，可以使得喷涂、清洗效率高、厚度均匀。而且清洗装置与涂覆装置一体化，无需拆装，可实现在线涂覆清洗，可以提高微细加工效率和加工质量。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种用于微型复杂零件在线清洗涂覆装置,其特征在于：包括注射器，所述注射器的推杆由一个气缸驱动，注射器的喷头与刀柄外圈的环形腔相连通，喷头喷出的液体通过环形腔内的环形通道进入到刀柄的内部通道，且所述的刀柄在驱动装置的驱动下能在环形腔内旋转，在内部通道的出口安装一个导流管，在所述的导流管内圈设有一个与其配合的喷嘴。

2.如权利要求1所述的用于微型复杂零件在线清洗及涂覆装置,其特征在于：注射器侧壁上端开设有注液口，通过注液口注入牺牲层材料或清洗液；注液完成后，采用螺纹密封。

3.如权利要求1所述的用于微型复杂零件在线清洗涂覆装置,其特征在于：注射器喷头出口处螺旋联接一个在向注射器注液时防止液体泄漏的闸阀。

4.如权利要求1所述的用于微型复杂零件在线清洗涂覆装置,其特征在于：所述的注射器与涂覆清洗装置之间接有一个防止液体回流的单向阀。

5.如权利要求1所述的用于微型复杂零件在线清洗涂覆装置,其特征在于：所述的注射器喷头通过软管与环形腔进液通道相联接，液体在压力作用下通过环形腔环形通道进入刀柄内通道；液体经过刀柄内通道进入导流管，并通过与导流管相连的喷嘴喷出，实现对微细复杂零件表面的涂覆和清洗。

6.如权利要求1所述的用于微型复杂零件在线清洗涂覆装置,其特征在于：环形腔与刀柄通过2个轴承联接，所述轴承通过止动环定位，密封圈防止液体泄露。

7.如权利要求1所述的用于微型复杂零件在线清洗涂覆装置,其特征在于：所述的刀柄上开有4条与环形腔相连通的进液通道，且相邻两进液通道夹角成90°。

8.如权利要求1所述的用于微型复杂零件在线清洗涂覆装置,其特征在于：所述的喷嘴与导流管之间安装一个实现对导流管的夹紧固定的弹簧夹头，且喷嘴与导流管利用密封螺纹螺旋联接。

9.如权利要求1所述的用于微型复杂零件在线清洗涂覆装置的清洗涂覆方法,其特征在于：

气缸和注射器固定在数控机床的固定机构上，所述的刀柄通过轴承联接环形腔，刀柄上装夹导流管，导流管与刀柄的装夹方式同刀具与刀柄的装夹方式相同，导流管头部连接涂覆或清洗微喷嘴；向注射器注液，然后注射器内液体经注射器喷头由软管经过单向阀，进入环形腔进液通道后，注入环形腔环形通道，沿着刀柄进液通道连续进液，保证刀柄到旋转过程中不间断喷涂或清洗；输送的液体再由刀柄内通道，经过导流管，流向喷嘴，并在其喷口处转化为高速液流喷涂到零件上；刀柄在环形腔中旋转，借助数控机床控制刀柄的精准运动以控制喷嘴处产生的高速液流，从而实现均匀喷涂。

10.如权利要求9所述清洗涂覆方法,其特征在于：

注液过程为通过气缸把注射器推杆拉到最左边，关闭闸阀，并将液体由注射器注液口注入到注射器腔体内，完成注液过程，气缸通过联轴器带动注射器推杆运动。