CN110202278A - 一种钣金件激光打孔方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种钣金件激光打孔方法，由机床、按压夹具、对位装置、上模具、下模具、激光孔头和连接架配合完成的作业，本发明可以解决加工斜孔时，现有的激光孔头工作时通常暴露在空气中，激光打孔产生的火星会溅到钣金件的未加工区域，从而影响了钣金件的质量，激光打孔时产生的孔屑往往不能及时清理，且产生的孔屑温度较高，未能及时清理容易在冷却后形成结块从而影响了钣金件以及斜孔内壁的光滑度等问题。

Description

一种钣金件激光打孔方法
技术领域
本发明涉及钣金件打孔领域，特别涉及一种钣金件激光打孔方法。
背景技术
激光打孔技术是激光材料加工技术中最早实现实用化的激光技术，现在的激光打孔机实现了自动化的操作，在打孔效果方面提升了一个档次，加工效果赫然显著，钣金车间中激光打孔一般采用的是脉冲激光，能量密度较高，时间较短，特别适用于加工具有一定角度和材料较薄的小孔，但是，在加工斜孔时常常会遇到一些问题：
1、现有的激光孔头工作时通常暴露在空气中，激光打孔产生的火星会溅到钣金件的未加工区域，从而影响了钣金件的质量；
2、激光打孔时产生的孔屑往往不能及时清理，且产生的孔屑温度较高，未能及时清理容易在冷却后形成结块从而影响了钣金件以及斜孔内壁的光滑度。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种钣金件激光打孔方法，可以解决加工斜孔时，现有的激光孔头工作时通常暴露在空气中，激光打孔产生的火星会溅到钣金件的未加工区域，从而影响了钣金件的质量，激光打孔时产生的孔屑往往不能及时清理，且产生的孔屑温度较高，未能及时清理容易在冷却后形成结块从而影响了钣金件以及斜孔内壁的光滑度等问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种钣金件激光打孔方法，其特征在于：具体打孔方法如下：
S1、钣金件固定：将钣金件放置在机床上，并通过按压夹具对其进行固定，且钣金件的加工位置位于上模具和下模具之间；
S2、进气腔外接：将进气腔与外接气泵进行密封对接，并检查二者之间的密封性；
S3、钣金件打孔：对位装置带动上模具、下模具相向运动从而对加工位置进行对位夹持，激光孔头对钣金件进行斜孔加工；
S4、孔屑清理：外接气泵工作通过进气腔将气体吹至斜孔位表面从而将孔屑吹入下模具，打孔完毕后，人工将下模具内的孔屑取出倒离；
S5、钣金件表面清理：斜孔加工完毕后，通过人工擦拭的方式对钣金件表面进行清理。
上述钣金件激光打孔过程中还涉及了一种打孔设备，所述的打孔设备包括机床、按压夹具、对位装置、上模具、下模具、激光孔头和连接架，机床的上端安装有连接架,连接架的右端安装有激光孔头，连接架的左端安装有对位装置，对位装置的右端上侧连有上模具，对位装置的右端下侧连有下模具，机床的中部右端安装有按压夹具。
所述的上模具包括对位上筒、对位上孔、可拆金属片、按压球、外接管、进气腔、连通腔、防溅环和连通管，对位上筒安装在上侧位移块上，对位上筒的上端嵌入有可拆金属片，对位上筒的右端开设有连通腔，连通腔的右端与外接管相连，连通腔的左端与进气腔相通，且进气腔开设在对位上筒内，对位上筒的下端沿其周向均匀开设有凹槽，且凹槽内设有按压球，对位上筒的下端设有防溅环，且防溅环位于按压球内,且防溅环与进气腔之间连有连通管，对位上筒的中部开设有对位上孔；
所述的下模具包括对位下筒、对位下孔、积屑槽和积屑框，对位下筒安装在下侧位移块上，对位下筒的中部上端开设有对位下孔，对位下筒的中部下端开设有积屑槽，且对位下孔与积屑槽之间连通，积屑槽内设有积屑框。
具体工作时，对位装置带动对位上筒、对位下筒相向运动从而对加工位置进行对位夹持，激光孔头对加工位置进行斜孔加工，加工后，外接气泵工作通过进气腔将气体吹出使得孔屑向下落至积屑框内，防溅环避免了颗粒状孔屑飘出，可拆金属片隔绝了火星与对位上筒内壁，且可拆金属片可拆下进行表面清洗，打孔完毕后，人工取出积屑框从而将孔屑集中倒至指定位置。
其中，所述的按压夹具包括固定架、按压气缸和按压板，固定架安装在机床上，固定架上均匀安装有按压气缸，按压气缸的顶端安装有按压板，按压夹具对钣金件进行按压固定。
其中，所述的对位装置包括防尘框、工作电机、转动柱和两个位移块，防尘框的上端安装有工作电机，工作电机的输出轴与转动柱相连，转动柱的下端通过轴承安装在防尘框的下端，转动柱上设有两段螺纹，且两段螺纹方向相反，且每段螺纹上均设有一个位移块，位移块通过滑动配合的方式与防尘框相连，工作电机工作带动上模具、下模具相向运动从而对钣金件的加工位置周围进行对位夹持。
其中，所述的对位上筒的上端开设有环形嵌入槽，且可拆金属片位于环形嵌入槽内，对位上筒的上端沿其周向均匀设有螺纹杆，且螺纹杆通过螺纹配合的方式与环形嵌入槽相连，螺纹杆紧贴在可拆金属片的外壁上，对位上筒的下端开设环形槽，具体工作时，将可拆金属片折成环形结构后嵌入到环形嵌入槽内，通过螺纹杆的拧动从而对可拆金属片上端进行压紧限位。
其中，所述的按压球的外壁包裹有橡胶层，外接管的右端外壁上设有螺纹结构。
其中，所述的进气腔为环形结构，进气腔的下端与连通管的内端相连，进气腔的下端内侧开设有出气腔，且出气腔内部设有密集软毛，防止孔屑进入出气腔内。
其中，所述的防溅环包括密封环和复位弹簧，密封环通过滑动配合的方式与环形槽相连，且密封环的上端通过复位弹簧与环形槽相连。
其中，所述的防溅环的内部沿其周向均匀开设有吹出腔，吹出腔的上端与连通管外端相连，防溅环的内部设有重力槽，且重力槽内放置有钢珠，且吹出腔位于重力槽的上方。
其中，所述的防溅环内端为环状弧形结构，防溅环的下端开设有凹型槽，且凹型槽内设有滚动珠。
其中，所述的对位下筒中部的左右两侧设有两个放气槽，且放气槽的内端设有不锈钢过滤网，放气槽的外端为向下倾斜的结构。
其中，所述的积屑框的上端设有密封橡胶环，积屑框通过螺纹配合的方式与积屑槽相连，积屑框的下端设有手柄，方便人员对积屑框的拧动取出。
其中，所述的激光孔头、对位上筒与对位下筒之间同轴线布置。
本发明的有益效果在于：
(一)、本发明提供的一种钣金件激光打孔方法，采用气体吹落孔屑的方式对其进行集中清理，且气体可对较高温度的孔屑进行加速降温，减小了钣金件以及斜孔内壁结块的可能性，对位上筒的设置减小了打孔时火星的溅出率；
(二)、本发明提供的一种钣金件激光打孔方法，所述的激光孔头、对位上筒与对位下筒之间为单驱动带动，且三者之间为同轴线布置，避免了三者之间错位导致打孔与收集的区域不重叠从而减小了有效工作区域；
(三)、本发明提供的一种钣金件激光打孔方法，所述的上模具对加工中的激光孔头起到火星防溅的作用，且可拆金属片可随时拆出从而对其表面的结块进行清理，且通过气体的进入提高了孔屑的流动性以及冷却速度，减小了结块的可能性；
(四)、本发明提供的一种钣金件激光打孔方法，所述的下模具与上模具相配合对钣金件对位夹持，且下模具对吹落的孔屑进行集中收集。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明钣金件的激光打孔流程图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是本发明上模具与下模具之间的剖视图；
图4是本发明密封环的结构示意图；
图5是本发明图3的X向局部放大图；
图6是本发明对钣金件的加工示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
如图1至图6所示，一种钣金件激光打孔方法，其特征在于：具体打孔方法如下：
S1、钣金件固定：将钣金件放置在机床1上，并通过按压夹具2对其进行固定，且钣金件的加工位置位于上模具4和下模具5之间；
S2、进气腔45外接：将进气腔45与外接气泵进行密封对接，并检查二者之间的密封性；
S3、钣金件打孔：对位装置3带动上模具4、下模具5相向运动从而对加工位置进行对位夹持，激光孔头6对钣金件进行斜孔加工；
S4、孔屑清理：外接气泵工作通过进气腔45将气体吹至斜孔位表面从而将孔屑吹入下模具5，打孔完毕后，人工将下模具5内的孔屑取出倒离；
S5、钣金件表面清理：斜孔加工完毕后，通过人工擦拭的方式对钣金件表面进行清理。
上述钣金件激光打孔过程中还涉及了一种打孔设备，所述的打孔设备包括机床1、按压夹具2、对位装置3、上模具4、下模具5、激光孔头6和连接架7，机床1的上端安装有连接架7,连接架7的右端安装有激光孔头6，连接架7的左端安装有对位装置3，对位装置3的右端上侧连有上模具4，对位装置3的右端下侧连有下模具5，机床1的中部右端安装有按压夹具2。
所述的按压夹具2包括固定架21、按压气缸22和按压板23，固定架21安装在机床1上，固定架21上均匀安装有按压气缸22，按压气缸22的顶端安装有按压板23，按压夹具2对钣金件进行按压固定。
所述的对位装置3包括防尘框31、工作电机32、转动柱33和两个位移块34，防尘框31的上端安装有工作电机32，工作电机32的输出轴与转动柱33相连，转动柱33的下端通过轴承安装在防尘框31的下端，转动柱33上设有两段螺纹，且两段螺纹方向相反，且每段螺纹上均设有一个位移块34，位移块34通过滑动配合的方式与防尘框31相连，工作电机32工作带动上模具4、下模具5相向运动从而对钣金件的加工位置周围进行对位夹持。
所述的上模具4包括对位上筒41、对位上孔49、可拆金属片42、按压球43、外接管44、进气腔45、连通腔46、防溅环47和连通管48，对位上筒41安装在上侧位移块34上，对位上筒41的上端嵌入有可拆金属片42，对位上筒41的右端开设有连通腔46，连通腔46的右端与外接管44相连，连通腔46的左端与进气腔45相通，且进气腔45开设在对位上筒41内，对位上筒41的下端沿其周向均匀开设有凹槽，且凹槽内设有按压球43，对位上筒41的下端设有防溅环47，且防溅环47位于按压球43内,且防溅环47与进气腔45之间连有连通管48，对位上筒41的中部开设有对位上孔49；
所述的对位上筒41的上端开设有环形嵌入槽，且可拆金属片42位于环形嵌入槽内，对位上筒41的上端沿其周向均匀设有螺纹杆，且螺纹杆通过螺纹配合的方式与环形嵌入槽相连，螺纹杆紧贴在可拆金属片42的外壁上，对位上筒41的下端开设环形槽，具体工作时，将可拆金属片42折成环形结构后嵌入到环形嵌入槽内，通过螺纹杆的拧动从而对可拆金属片42上端进行压紧限位。
所述的按压球43的外壁包裹有橡胶层，从而减小了对钣金件的表面损伤，外接管44的右端外壁上设有螺纹结构，螺纹连接提高了密封性。
所述的进气腔45为环形结构，进气腔45的下端与连通管48的内端相连，进气腔45的下端内侧开设有出气腔，气体从环形结构的出气腔吹出确保了料屑向中间集中，且出气腔内部设有密集软毛，防止孔屑进入出气腔内。
所述的防溅环47包括密封环471和复位弹簧472，密封环471通过滑动配合的方式与环形槽相连，且密封环471的上端通过复位弹簧472与环形槽相连，复位弹簧472起到复位的作用。
所述的防溅环47的内部沿其周向均匀开设有吹出腔，气体从吹出腔吹出可将防溅环47死角处的孔屑吹离，吹出腔的上端与连通管48外端相连，防溅环47的内部设有重力槽，且重力槽内放置有钢珠，且吹出腔位于重力槽的上方，钢珠的放置增大了防溅环47下端的重量从而提高了防溅环47下端面与钣金件上端面之间的密封性。
所述的防溅环47内端为环状弧形结构，环状弧形结构的设计减小了防溅环47与钣金件表面的死角数量，防溅环47的下端开设有凹型槽，且凹型槽内设有滚动珠，减小了摩擦力。
所述的下模具5包括对位下筒51、对位下孔52、积屑槽53和积屑框54，对位下筒51安装在下侧位移块34上，对位下筒51的中部上端开设有对位下孔52，对位下筒51的中部下端开设有积屑槽53，且对位下孔52与积屑槽53之间连通，积屑槽53内设有积屑框54，对位下孔52的上端为扩孔结构。
具体工作时，对位装置3带动对位上筒41、对位下筒51相向运动从而对加工位置进行对位夹持，激光孔头6对加工位置进行斜孔加工，加工后，外接气泵工作通过进气腔45将气体吹出使得孔屑向下落至积屑框54内，防溅环47避免了颗粒状孔屑飘出，可拆金属片42隔绝了火星与对位上筒41内壁，且可拆金属片42可拆下进行表面清洗，打孔完毕后，人工取出积屑框54从而将孔屑集中倒至指定位置。
所述的对位下筒51中部的左右两侧设有两个放气槽，且放气槽的内端设有不锈钢过滤网，不锈钢过滤网确保气体输送出去，同时起到过滤的作用阻挡了大量孔屑的外泄，放气槽的外端为向下倾斜的结构，方便了气体的输出。
所述的积屑框54的上端设有密封橡胶环从而提高了密封性，积屑框54通过螺纹配合的方式与积屑槽53相连，积屑框54的下端设有手柄，方便人员对积屑框54的拧动取出。
其中，所述的激光孔头6、对位上筒41与对位下筒51之间同轴线布置。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种钣金件激光打孔方法，其特征在于：具体打孔方法如下：
S1、钣金件固定：将钣金件放置在机床(1)上，并通过按压夹具(2)对其进行固定，且钣金件的加工位置位于上模具(4)和下模具(5)之间；
S2、进气腔(45)外接：将进气腔(45)与外接气泵进行密封对接，并检查二者之间的密封性；
S3、钣金件打孔：对位装置(3)带动上模具(4)、下模具(5)相向运动从而对加工位置进行对位夹持，激光孔头(6)对钣金件进行斜孔加工；
S4、孔屑清理：外接气泵工作通过进气腔(45)将气体吹至斜孔位表面从而将孔屑吹入下模具(5)，打孔完毕后，人工将下模具(5)内的孔屑取出倒离；
S5、钣金件表面清理：斜孔加工完毕后，通过人工擦拭的方式对钣金件表面进行清理。
上述钣金件激光打孔过程中还涉及了一种打孔设备，所述的打孔设备包括机床(1)、按压夹具(2)、对位装置(3)、上模具(4)、下模具(5)、激光孔头(6)和连接架(7)，机床(1)的上端安装有连接架(7),连接架(7)的右端安装有激光孔头(6)，连接架(7)的左端安装有对位装置(3)，对位装置(3)的右端上侧连有上模具(4)，对位装置(3)的右端下侧连有下模具(5)，机床(1)的中部右端安装有按压夹具(2)；
所述的上模具(4)包括对位上筒(41)、对位上孔(49)、可拆金属片(42)、按压球(43)、外接管(44)、进气腔(45)、连通腔(46)、防溅环(47)和连通管(48)，对位上筒(41)安装在上侧位移块(34)上，对位上筒(41)的上端嵌入有可拆金属片(42)，对位上筒(41)的右端开设有连通腔(46)，连通腔(46)的右端与外接管(44)相连，连通腔(46)的左端与进气腔(45)相通，且进气腔(45)开设在对位上筒(41)内，对位上筒(41)的下端沿其周向均匀开设有凹槽，且凹槽内设有按压球(43)，对位上筒(41)的下端设有防溅环(47)，且防溅环(47)位于按压球(43)内,且防溅环(47)与进气腔(45)之间连有连通管(48)，对位上筒(41)的中部开设有对位上孔(49)；
所述的下模具(5)包括对位下筒(51)、对位下孔(52)、积屑槽(53)和积屑框(54)，对位下筒(51)安装在下侧位移块(34)上，对位下筒(51)的中部上端开设有对位下孔(52)，对位下筒(51)的中部下端开设有积屑槽(53)，且对位下孔(52)与积屑槽(53)之间连通，积屑槽(53)内设有积屑框(54)。
2.根据权利要求1所述一种钣金件激光打孔方法，其特征在于：所述的按压夹具(2)包括固定架(21)、按压气缸(22)和按压板(23)，固定架(21)安装在机床(1)上，固定架(21)上均匀安装有按压气缸(22)，按压气缸(22)的顶端安装有按压板(23)。
3.根据权利要求1所述一种钣金件激光打孔方法，其特征在于：所述的对位装置(3)包括防尘框(31)、工作电机(32)、转动柱(33)和两个位移块(34)，防尘框(31)的上端安装有工作电机(32)，工作电机(32)的输出轴与转动柱(33)相连，转动柱(33)的下端通过轴承安装在防尘框(31)的下端，转动柱(33)上设有两段螺纹，且两段螺纹方向相反，且每段螺纹上均设有一个位移块(34)，位移块(34)通过滑动配合的方式与防尘框(31)相连。
4.根据权利要求1所述一种钣金件激光打孔方法，其特征在于：所述的对位上筒(41)的上端开设有环形嵌入槽，且可拆金属片(42)位于环形嵌入槽内，对位上筒(41)的上端沿其周向均匀设有螺纹杆，且螺纹杆通过螺纹配合的方式与环形嵌入槽相连，螺纹杆紧贴在可拆金属片(42)的外壁上，对位上筒(41)的下端开设环形槽；
所述的按压球(43)的外壁包裹有橡胶层，外接管(44)的右端外壁上设有螺纹结构。
5.根据权利要求1所述一种钣金件激光打孔方法，其特征在于：所述的进气腔(45)为环形结构，进气腔(45)的下端与连通管(48)的内端相连，进气腔(45)的下端内侧开设有出气腔，且出气腔内部设有密集软毛。
6.根据权利要求1所述一种钣金件激光打孔方法，其特征在于：所述的防溅环(47)包括密封环(471)和复位弹簧(472)，密封环(471)通过滑动配合的方式与环形槽相连，且密封环(471)的上端通过复位弹簧(472)与环形槽相连；
所述的防溅环(47)的内部沿其周向均匀开设有吹出腔，吹出腔的上端与连通管(48)外端相连，防溅环(47)的内部设有重力槽，且重力槽内放置有钢珠，且吹出腔位于重力槽的上方。
7.根据权利要求1所述一种钣金件激光打孔方法，其特征在于：所述的防溅环(47)内端为环状弧形结构，防溅环(47)的下端开设有凹型槽，且凹型槽内设有滚动珠。
8.根据权利要求1所述一种钣金件激光打孔方法，其特征在于：所述的对位下筒(51)中部的左右两侧设有两个放气槽，且放气槽的内端设有不锈钢过滤网，放气槽的外端为向下倾斜的结构。
9.根据权利要求1所述一种钣金件激光打孔方法，其特征在于：所述的积屑框(54)的上端设有密封橡胶环，积屑框(54)通过螺纹配合的方式与积屑槽(53)相连，积屑框(54)的下端设有手柄。
10.根据权利要求1所述一种钣金件激光打孔方法，其特征在于：所述的激光孔头(6)、对位上筒(41)与对位下筒(51)之间同轴线布置。
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