CN109622707B - 管内壁上微结构的成形装置 - Google Patents

Abstract

管内壁上微结构的成形装置，涉及管内壁上微结构。设有大底板、夹紧旋转机构、压紧机构和冲压成形组件；所述夹紧旋转机构、压紧机构和冲压成形组件固定在大底板上；夹紧旋转机构设有垫高支撑座、安装座、伺服电机、轴承座、电机安装座、夹紧气缸、气爪、气缸旋转轴、皮带、皮带轮；压紧机构设有定位上盖、上盖安装座、电机安装座、安装座、伺服电机、垫高座、联轴器、丝杆、滑块、滑轨、轴承垫高座；冲压成形组件设有冲压成形机构、丝杆、电机安装座、伺服电机、联轴器、安装板、定位底座、待加工件、滑轨、滑块、轴承座、垫高座；冲压成形机构设有轴承座、传动轴、联轴器、电机安装座、伺服电机、移动板、轴承座、导向套、冲压用齿条。

Description

管内壁上微结构的成形装置

技术领域

本发明涉及管内壁上微结构，尤其是涉及用于加工管内壁上的微结构，以实现对管内壁上具有能使液滴在微结构表面定向流动的功能微结构的管内壁上微结构的成形装置。

背景技术

流体的定向移动是目前备受关注的问题，它在设计防水防雾材料、喷墨技术数字芯片等方面有重要的应用，同时对电力设施抗腐蚀防护、合理利用水资源也有重要意义。目前对具有流体定向流动功能的微结构主要集中在微结构的结构特性对流体定向流动功能的影响上，对于此类功能微结构的制造研究甚少，特别是关于管内壁上的此类功能微结构的制造还未见报导。而管内壁上的具有流体定向流动功能的微结构对于精密控制金属数字芯片上的喷墨、合理利用水资源等具有重要作用。为解决上述问题，需要设计一种管内壁上微结构的成形装置。高香玉公开了一种液体在微结构表面的定向润湿行为研究(高香玉.液体在微结构表面的定向润湿行为研究[D],北京化工大学,2017)。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种能实现管内壁上微结构加工、装拆方便的管内壁上微结构的成形装置。

本发明设有大底板、夹紧旋转机构、压紧机构和冲压成形组件；所述夹紧旋转机构、压紧机构和冲压成形组件固定在大底板上；

所述夹紧旋转机构设有垫高支撑座、第1安装座、第1伺服电机、第1轴承座、第1电机安装座、夹紧气缸、气爪、气缸旋转轴、皮带、第1皮带轮、第2皮带轮；

所述压紧机构设有定位上盖、上盖安装座、第2电机安装座、第2安装座、第2伺服电机、第1垫高座、第1联轴器、第1丝杆、第1滑块、第1滑轨、轴承垫高座、第2轴承座；

所述冲压成形组件设有冲压成形机构、第2丝杆、第4电机安装座、第4伺服电机、第3联轴器、安装板、定位底座、待加工件、第2滑轨、第2滑块、第5轴承座、第2垫高座；所述冲压成形机构设有第3轴承座、第1传动轴、第2联轴器、第3电机安装座、第3伺服电机、移动板、第4轴承座、导向套、冲压用齿条；

所述夹紧旋转机构的垫高支撑座上设置平行于待加工件轴向方向的U形槽，定位底座和压紧机构的上盖安装座、第1电机安装座、第2电机安装座、第3电机安装座、第4电机安装座设置垂直于待加工件轴向方向的U形槽，以实现对整个装置的快速安装定位；

所述待加工件径向方向位置通过夹紧旋转机构中的第1伺服电机、皮带、第1皮带轮、第2皮带轮、气缸旋转轴、夹紧气缸、气爪等组成的传动系统实现；第1伺服电机通过皮带、第1皮带轮、第2皮带轮将动力传给气缸旋转轴，而夹紧气缸与气缸旋转轴固定；所述夹紧气缸与气爪连接并带动气爪伸缩，实现对待加工件的夹紧与径向方向上位置的调整；

所述定位上盖与定位底座固定，定位上盖与上盖安装座连接，上盖安装座固定在第1滑块3与第1丝杆的螺母上，第1滑轨与第1滑块滑动配合，而第2伺服电机通过第1联轴器将动力传给第1丝杆，以控制定位上盖与定位底座间的垂直距离，实现对待加工件的固定；

所述冲压成形组件中的第4伺服电机与冲压成形机构的移动板连接并实现对移动板的运动控制；所述冲压成形机构的移动板与第2滑块、第2丝杆的螺母连接，第2丝杆通过第3联轴器与第4伺服电机连接；

所述冲压用齿条与第1传动轴以齿条与平面螺纹的形式配合，第3伺服电机通过第2联轴器将动力传给第1传动轴，使冲压用齿条在待加工件的径向方向上移动，实现对待加工件内壁上微结构的冲压成形。

本发明的有益结果如下：

本发明的冲压用齿条在第1传动轴的动力作用下在待加工件径向方向上运动，可对管内壁施压压力，实现对延展性能优异的管的内壁上的微结构的冲压成形；冲压成形机构的移动板与第2滑块、第2丝杆的螺母连接，而第2丝杆又通过第3联轴器与第4伺服电机连接，实现对待加工件轴向方向上加工位置的调整；气爪通过与夹紧气缸的连接，可对待加工件进行松、夹，而夹紧气缸固定在气缸旋转轴上，第1伺服电机通过皮带、第1皮带轮、第2皮带轮可控制气缸旋转轴的旋转运动，实现对待加工件径向方向上加工位置的调整；定位上盖与上盖安装座固定，上盖安装座与第1滑块、第1丝杆的螺母固定，第2伺服电机通过第1联轴器带动第1丝杆运动，控制定位上盖与定位底座间的垂直距离，实现对待加工件的固定；夹紧旋转机构的垫高支撑座设置平行于待加工件轴向方向的U形槽，定位底座、上盖安装座、第1电机安装座、第2电机安装座、第3电机安装座、第4电机安装座设置垂直于待加工件轴向方向的U形槽，实现整个装置快速的定位安装。在上述的管内壁上微结构的成形装置可实现装置的快速定位安装与管内壁上微结构的冲压成形。本发明所述管内壁上微结构的成形装置具有良好的使用性能。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明实施例的夹紧旋转机构结构示意图；

图3是本发明实施例的压紧机构结构示意图；

图4是本发明实施例的冲压成形组件结构示意图；

图5是本发明实施例的冲压成形机构结构示意图；

图6是本发明实施例的冲压成形机构的主视图；

图7是本发明实施例的冲压成形机构的俯视图；

图8是本发明实施例的冲压成形机构的左视图；

图9是图6的A-A剖视图；

图10是图6的B局部放大图；

图11是图8的C局部放大图；

图12是本发明实施例的导向套的主视图；

图13是本发明实施例的导向套的俯视图；

图14是图12的D-D剖视图；

图15是图13的E局部放大图；

图16是本发明实施例的冲压用齿条的主视图；

图17是本发明实施例的冲压用齿条的左视图；

图18是本发明实施例的冲压用齿条的俯视图；

图19是图18的F局部放大图。

在图1～19中，各标记为：1.大底板；2-1.垫高支撑座；2-2.第1安装座；2-3.第1伺服电机；2-4.第1轴承座；2-5.第1电机安装座；2-6.夹紧气缸；2-7.气爪；2-8.气缸旋转轴；2-9.皮带；2-10.第1皮带轮；2-11.第2皮带轮；3-1.定位上盖；3-2.上盖安装座；3-3.第2电机安装座；3-4.第2安装座；3-5.第2伺服电机；3-6.第1垫高座；3-7.第1联轴器；3-8.第1丝杆；3-9.第1滑块；3-10.第1滑轨；3-11.轴承垫高座；3-12.第2轴承座；4-1-1.第3轴承座；4-1-2.第1传动轴；4-1-3.第2联轴器；4-1-4.第3电机安装座；4-1-5.第3伺服电机；4-1-6.移动板；4-1-7.第4轴承座；4-1-8.导向套；4-1-9.冲压用齿条；4-2.第2丝杆；4-3.第4电机安装座；4-4.第4伺服电机；4-5.第3联轴器；4-6.安装板；4-7.定位底座；4-8.待加工件；4-9.第2滑轨；4-10.第2滑块；4-11.第5轴承座；4-12.第2垫高座。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的是实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

如图1～19所示，本发明实施例设有大底板1、夹紧旋转机构、压紧机构和冲压成形组件；所述夹紧旋转机构、压紧机构和冲压成形组件固定在大底板1上；

所述夹紧旋转机构设有垫高支撑座2-1、第1安装座2-2、第1伺服电机2-3、第1轴承座2-4、第1电机安装座2-5、夹紧气缸2-6、气爪2-7、气缸旋转轴2-8、皮带2-9、第1皮带轮2-10、第2皮带轮2-11；

所述压紧机构设有定位上盖3-1、上盖安装座3-2、第2电机安装座3-3、第2安装座3-4、第2伺服电机3-5、第1垫高座3-6、第1联轴器3-7、第1丝杆3-8、第1滑块3-9、第1滑轨3-10、轴承垫高座3-11、第2轴承座3-12；

所述冲压成形组件设有冲压成形机构、第2丝杆4-2、第4电机安装座4-3、第4伺服电机4-4、第3联轴器4-5、安装板4-6、定位底座4-7、待加工件4-8、第2滑轨4-9、第2滑块4-10、第5轴承座4-11、第2垫高座4-12；所述冲压成形机构设有第3轴承座4-1-1、第1传动轴4-1-2、第2联轴器4-1-3、第3电机安装座4-1-4、第3伺服电机4-1-5、移动板4-1-6、第4轴承座4-1-7、导向套4-1-8、冲压用齿条4-1-9；

所述夹紧旋转机构的垫高支撑座2-1上设置平行于待加工件4-8轴向方向的U形槽，定位底座4-7和压紧机构的上盖安装座3-2、第1电机安装座2-5、第2电机安装座3-3、第3电机安装座4-1-4、第4电机安装座4-3设置垂直于待加工件4-8轴向方向的U形槽，以实现对整个装置的快速安装定位；

所述待加工件4-8径向方向位置通过夹紧旋转机构中的第1伺服电机2-3、皮带2-9、第1皮带轮2-10、第2皮带轮2-11、气缸旋转轴2-8、夹紧气缸2-6、气爪2-7等组成的传动系统实现；第1伺服电机2-3通过皮带2-9、第1皮带轮2-10、第2皮带轮2-11将动力传给气缸旋转轴2-8，而夹紧气缸2-6与气缸旋转轴2-8固定；所述夹紧气缸2-6与气爪2-7连接并带动气爪2-7伸缩，实现对待加工件4-8的夹紧与径向方向上位置的调整；

所述定位上盖3-1与定位底座4-7固定，定位上盖3-1与上盖安装座3-2连接，上盖安装座3-2固定在第1滑块3-9与第1丝杆3-8的螺母上，第1滑轨3-10与第1滑块3-9滑动配合，而第2伺服电机3-5通过第1联轴器3-7将动力传给第1丝杆3-8，以控制定位上盖3-1与定位底座4-7间的垂直距离，实现对待加工件4-8的固定；

所述冲压成形组件中的第4伺服电机4-4与冲压成形机构的移动板4-1-6连接并实现对移动板4-1-6的运动控制；所述冲压成形机构的移动板4-1-6与第2滑块4-10、第2丝杆4-2的螺母连接，第2丝杆4-2通过第3联轴器4-5与第4伺服电机4-4连接；

所述冲压用齿条4-1-9与第1传动轴4-1-2以齿条与平面螺纹的形式配合，第3伺服电机4-1-5通过第2联轴器4-1-3将动力传给第1传动轴4-1-2，使冲压用齿条4-1-9在待加工件4-8的径向方向上移动，实现对待加工件4-8内壁上微结构的冲压成形。

如图1、2所示，所述夹紧旋转机构上设置第1伺服电机2-3，第1伺服电机2-3与气缸旋转轴2-8间设置皮带2-9、第1皮带轮2-10、第2皮带轮2-11，夹紧气缸2-6固定在气缸旋转轴2-8上，气爪2-7固定在夹紧气缸2-6上，实现对待加工件4-8径向方向上的加工位置的调整。

如图1、3所示，所述压紧机构上设置定位上盖3-1，定位上盖3-1固定在上盖安装座3-2上，上盖安装座3-2与第1滑块3-9、第1丝杆3-8的螺母连接，第2伺服电机3-5与第1丝杆3-8通过第1联轴器3-7连接，实现对待加工件4-8的固定。

如图1、4所示，所述冲压成形组件上设置冲压成形机构，冲压成形机构与第2滑块4-10、第2丝杆4-2的螺母连接，第4伺服电机4-4通过第3联轴器4-5与第2丝杆4-2连接，实现对待加工件4-8轴向方向上的加工位置的调整。

如图1、4～19所示，所述冲压成形机构上设置冲压用齿条4-1-9、第1传动轴4-1-2，冲压用齿条4-1-9与第1传动轴4-1-2以齿条与平面螺纹的形式配合，同时冲压用齿条4-1-9与导向套4-1-8滑动配合，导向套4-1-8与第4轴承座4-1-7固定，第1传动轴4-1-2通过第2联轴器4-1-3与第3伺服电机4-1-5连接，实现对管内壁上微结构的冲压成形。

如图1、4、5、10、16～19所示，所述冲压用齿条4-1-9上设置能冲压出微结构的凸模，待加工件4-8采用具有优异延展性能的材料，实现管内壁上具有使液滴定向流动功能的微结构的冲压成形。

Claims (1)

1.管内壁上微结构的成形装置，其特征在于设有大底板、夹紧旋转机构、压紧机构和冲压成形组件；所述夹紧旋转机构、压紧机构和冲压成形组件固定在大底板上；

所述夹紧旋转机构设有垫高支撑座、第1安装座、第1伺服电机、第1轴承座、第1电机安装座、夹紧气缸、气爪、气缸旋转轴、皮带、第1皮带轮、第2皮带轮；

所述压紧机构设有定位上盖、上盖安装座、第2电机安装座、第2安装座、第2伺服电机、第1垫高座、第1联轴器、第1丝杆、第1滑块、第1滑轨、轴承垫高座、第2轴承座；

所述冲压成形组件设有冲压成形机构、第2丝杆、第4电机安装座、第4伺服电机、第3联轴器、安装板、定位底座、待加工件、第2滑轨、第2滑块、第5轴承座、第2垫高座；所述冲压成形机构设有第3轴承座、第1传动轴、第2联轴器、第3电机安装座、第3伺服电机、移动板、第4轴承座、导向套、冲压用齿条；

所述夹紧旋转机构的垫高支撑座上设置平行于待加工件轴向方向的U形槽，定位底座和压紧机构的上盖安装座、第1电机安装座、第2电机安装座、第3电机安装座、第4电机安装座设置垂直于待加工件轴向方向的U形槽，以实现对整个装置的快速安装定位；

所述待加工件径向方向位置通过夹紧旋转机构中的第1伺服电机、皮带、第1皮带轮、第2皮带轮、气缸旋转轴、夹紧气缸、气爪组成的传动系统实现；第1伺服电机通过皮带、第1皮带轮、第2皮带轮将动力传给气缸旋转轴，而夹紧气缸与气缸旋转轴固定；所述夹紧气缸与气爪连接并带动气爪伸缩，实现对待加工件的夹紧与径向方向上位置的调整；

所述定位上盖与定位底座固定，定位上盖与上盖安装座连接，上盖安装座固定在第1滑块与第1丝杆的螺母上，第1滑轨与第1滑块滑动配合，而第2伺服电机通过第1联轴器将动力传给第1丝杆，以控制定位上盖与定位底座间的垂直距离，实现对待加工件的固定；

所述冲压成形组件中的第4伺服电机与冲压成形机构的移动板连接并实现对移动板的运动控制；所述冲压成形机构的移动板与第2滑块、第2丝杆的螺母连接，第2丝杆通过第3联轴器与第4伺服电机连接；

所述冲压用齿条与第1传动轴以齿条与平面螺纹的形式配合，第3伺服电机通过第2联轴器将动力传给第1传动轴，使冲压用齿条在待加工件的径向方向上移动，实现对待加工件内壁上微结构的冲压成形。