CN112680771B - 一种适用于外螺纹工件表面处理的工装和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种适用于外螺纹工件表面处理的工装和方法，包括中间固定板、螺纹安装板和紧固件，所述中间固定板通过紧固件与螺纹安装板可拆卸连接，所述中间固定板上设有用于连接表面处理电极的连接杆螺纹孔，所述螺纹安装板上贯穿设置多个工件安装螺纹孔。中间固定板和螺纹安装板分开加工，保证了螺纹安装板上的工件安装螺纹孔可贯穿设置，工件拧入工件安装螺纹孔后，工件的端面与中间固定板接触，实现紧密无损接触、导电良好，进而保证了表面处理效果，避免传统装夹方式中通过螺纹啮合接触，工件与工装的螺纹易出现“咬死”的情况发生。
Description
技术领域
本发明涉及工艺工装设计改装的技术领域，具体为一种适用于外螺纹工件表面处理的工装和方法。
背景技术
铝、镁、钛及其合金因其密度低、比强度高等优点，在机械、电子、航空航天等领域有很广泛的应用。但由于这些金属在应用中存在不耐磨、不耐腐蚀等缺点，所以需要对其进行表面处理。常用的表面处理方法主要有化学氧化、阳极氧化、微弧氧化等，这些方法由于工艺的特殊性，根据产品的结构形状不同，过程中需要用到各种专用工装。
目前主要使用的工装主要有如下几种：一是结构件自带内螺纹孔，工装主要通过螺纹连接工件，这种连接较紧固，安全可靠，但局限性大，只适用于自带内螺纹孔的工件。二是使用夹具通过夹、撑等方式实现点或线接触，这种方法通用性较弱，不适用于对表面外观要求严格的工件，会在产品表面留下夹具点，且夹装不稳，在鼓气槽液中会出现晃动，影响导电性，出现烧蚀、腐蚀、未氧化等问题。
目前已公布的表面处理工装专利类型主要有：孔装配(CN205529118U)，长杆(CN210060901U)，金属精密件(CN209919742U)，弹簧(CN208390300U)等，并没有针对外螺纹工件表面处理的专用工装报道，针对外螺纹工件表面处理主要存在以下问题：由于所处理工件体积较小，形状为柱状且无任何可装夹的孔，无法采用普通通用工装，且难以实现批产；由于表面处理过程中，不允许工件与工装之间存在相对晃动，容易造成烧蚀、腐蚀、未氧化等问题，严重时造成产品报废，故需要工件装夹紧固，无任何晃动，保证导电良好；需要保证工装的可持续利用，且无需频繁对工装进行维护。
综上所述，需提出一种能适用于外螺纹工件进行表面处理的工装，解决其表面处理的装夹问题。
发明内容
为了弥补现有技术存在的不足，本发明提供了一种适用于外螺纹工件表面处理的工装和方法，对于外螺纹工件可进行装夹，实现批量处理；工件装夹紧固无任何晃动，保证了导电良好；且工装的可持续利用，无需频繁对工装进行维护。
一种适用于外螺纹工件表面处理的工装，包括中间固定板、螺纹安装板和紧固件，所述中间固定板通过紧固件与螺纹安装板可拆卸连接，所述中间固定板上设有用于连接表面处理电极的连接杆螺纹孔，所述螺纹安装板上贯穿设置多个工件安装螺纹孔。
进一步地，所述螺纹安装板的厚度为2-5mm。
进一步优选地，所述中间固定板和螺纹安装板为圆板或方板结构，所述螺纹安装板为两块，两块所述螺纹安装板分别安装于中间固定板相互平行的两个端面上。
更进一步地，还包括设于中间固定板的多个弹顶机构，所述弹顶机构位于工件安装螺纹孔的下方，所述弹顶机构用于与工件的底部弹性贴合。
进一步地，所述弹顶机构包括设于中间固定板的安装孔，所述安装孔位于工件安装螺纹孔的下方，所述安装孔内安装有弹性组件。
进一步地，所述弹性组件包括顶针、顶针固定环和弹性元件，所述弹性元件安装于安装孔的底部，所述顶针固定环与顶针套装，所述顶针固定环固定安装于安装孔的口部，所述顶针的下端面与弹性元件弹性贴合，所述顶针的上端面与工件弹性贴合。
更进一步地，所述安装孔的口部与顶针固定环通过螺纹结构连接，所述顶针固定环的上端面设有“一”字或“十”字的开口。
进一步地，所述中间固定板、螺纹安装板和紧固件的制备材料为阀金属。
具体地，所述中间固定板、螺纹安装板和紧固件的制备材料为镁、铝和钛及其合金中的任一种。
基于所述的一种适用于外螺纹工件表面处理的工装的工装方法，包括以下步骤：
S1、工件安装至工件安装螺纹孔中、紧固件将中间固定板和螺纹安装板连接后，再将连接杆螺纹孔与表面处理电极连接，置入电解液内进行表面处理；
S2、完成表面处理后，先拆卸紧固件，再拆卸安装至工件安装螺纹孔中的工件。
优选地，步骤S1中，先将弹顶机构安装至中间固定板，再将工件安装至工件安装螺纹孔中。
具体地，所述表面处理包括化学氧化、阳极氧化和微弧氧化多种化学及电化学表面处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、中间固定板和螺纹安装板分开加工，保证了螺纹安装板上的工件安装螺纹孔可贯穿设置，工件拧入工件安装螺纹孔后，工件的端面与中间固定板接触，实现紧密无损接触、导电良好，进而保证了表面处理效果，避免传统装夹方式中通过螺纹啮合接触，工件与工装的螺纹易出现“咬死”的情况发生。
2、中间固定板和螺纹安装板通过可拆卸结构，便于控制螺纹安装板的厚度，以控制工件上螺纹的装夹深度，保证装夹连接强度可靠后，使工件更大范围地进行表面处理，同时可对螺纹安装板进行更换，以适应不同规格的工件进行表面处理。
3、通过设置弹顶机构，进一步提升工装与工件接触的可靠性，避免使用的螺纹安装板厚度较薄时，多个工件依靠手感安装至螺纹安装板过程中，其中一个工件拧入行程较多后，螺纹安装板变形隆起，使周边工件出现接触不良的情况发生。
4、通过本发明的工装完成表面处理后，可先拆卸紧固件再拆卸工件，对工件与中间固定板之间的锁紧力先进行释放，降低工件的拆卸难度，避免对工件或工装上的螺纹结构造成损坏，工装的使用寿命更长。
附图说明
图1是适用于外螺纹工件表面处理的工装正面结构示意图；
图2是适用于外螺纹工件表面处理的工装侧面结构示意图；
图3是图2的A处放大结构示意图；
图4为实施例2中顶针固定环的正面结构示意图；
图5为实施例2中顶针固定环的剖面结构示意图。
其中，1-中间固定板、2-螺纹安装板、3-紧固件、4-连接杆螺纹孔、5-工件安装螺纹孔、6-弹顶机构、7-安装孔、8-弹性组件、9-顶针、10-顶针固定环、11-弹性元件、12-开口、13-工件。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
实施例1
一种适用于外螺纹工件表面处理的工装，包括中间固定板、螺纹安装板和紧固件，所述中间固定板通过紧固件与螺纹安装板可拆卸连接，所述中间固定板上设有用于连接表面处理电极的连接杆螺纹孔，用于阳极氧化处理时，通过连接杆螺纹孔外接两根连接杆实现工装与氧化电极的连接，所述螺纹安装板上贯穿设有20个工件安装螺纹孔，螺纹安装板用连接螺钉安装固定在中间固定板两面，外螺纹工件旋入工件安装螺纹孔。
所述螺纹安装板的厚度为4.5mm，工件的螺纹为M14，螺距2mm，所述中间固定板和螺纹安装板为圆板结构，所述螺纹安装板为两块，两块所述螺纹安装板分别安装于中间固定板相互平行的两个端面上，两块螺纹安装板上均可安装工件，进行大批量的表面氧化处理。
紧固件为沉头螺钉，螺纹安装板上设有用于紧固件穿过的通孔，中间固定板上设有用于紧固件安装的内螺纹孔，紧固件穿过通孔后拧入内螺纹孔中，进而将螺纹安装板紧固；紧固件为9个，呈“米”字型分布安装，保证连接结构牢固及良好的导电性能，所述中间固定板、螺纹安装板和紧固件的制备材料为镁合金。进行表面处理的工件旋入螺纹安装板上的工件安装螺纹孔，旋至与中间固定板接触为止，实现工件紧固连接，无晃动。
实施例2
如图1所示，一种适用于外螺纹工件表面处理的工装，包括中间固定板、螺纹安装板和紧固件，所述中间固定板通过紧固件与螺纹安装板可拆卸连接，所述中间固定板上设有用于连接表面处理电极的连接杆螺纹孔，用于阳极氧化处理时，通过连接杆螺纹孔外接两根连接杆实现工装与氧化电极的连接，所述螺纹安装板上贯穿设有80个工件安装螺纹孔，紧固件为9个，呈“田”字型分布安装。
所述螺纹安装板的厚度为3mm，工件的螺纹为M10，螺距1.5mm。
述中间固定板和螺纹安装板为方板结构，所述螺纹安装板为两块，两块所述螺纹安装板分别安装于中间固定板相互平行的两个端面上，即单次可实现160个工件的表面处理。
如图2所示，还包括设于中间固定板的160个弹顶机构，所述弹顶机构位于工件安装螺纹孔的下方，即每个弹顶机构对应一个工件安装螺纹孔，所述弹顶机构用于与工件的底部弹性贴合。
所述弹顶机构包括设于中间固定板的安装孔，所述安装孔位于工件安装螺纹孔的下方，所述安装孔内安装有弹性组件。
如图3所示，所述弹性组件包括顶针、顶针固定环和弹性元件，所述弹性元件安装于安装孔的底部，所述顶针固定环与顶针套装，所述顶针固定环固定安装于安装孔的口部，所述顶针的下端面与弹性元件弹性贴合，所述顶针的上端面与工件弹性贴合，弹性元件为压簧，顶针为回转体，底部为凸台结构。
如图4、图5所示，所述安装孔的口部与顶针固定环通过螺纹结构连接，所述顶针固定环的上端面设有“一”字的开口。安装弹性组件时，先将弹性元件置入安装孔底部，顶针固定环与顶针套装，顶针固定环由安装孔的口部向下拧入，具体可通过螺丝刀和开口的配合拧入，完成安装后保证顶针与弹性元件弹性接触良好，顶针的头部凸出中间固定板0.8-1.2mm，弹性组件均为导电材料制成。
所述中间固定板、螺纹安装板和紧固件的制备材料为铝合金。
基于所述的一种适用于外螺纹工件表面处理的工装的工装方法，包括以下步骤：
S1、工件安装至工件安装螺纹孔中、紧固件将中间固定板和螺纹安装板连接后，再将连接杆螺纹孔与表面处理电极连接，置入电解液内进行表面处理；
S2、完成表面处理后，先拆卸紧固件，再拆卸安装至工件安装螺纹孔中的工件。
步骤S1中，先将弹顶机构安装至中间固定板，再将工件安装至工件安装螺纹孔中。安装后工件的端面与螺纹安装板的底面平齐，再将安装有工件的螺纹安装板安装至中间固定板，置入电解液内进行阳极氧化处理。
本发明中工件的安装固定主要依靠工件本身自带的螺纹与螺纹安装板的内螺纹相互配合，实现紧固无损连接，保证良好导电性，以在其表面形成均匀氧化膜。此外，螺纹安装板螺纹直径与深度可根据具体产品特点进行调整，实现工装的灵活及通用性，实现多产品通用及批量生产的需求。本发明结构简单、成本低，操作简单，可靠性及重复性强，通用性强，且适合于批量生产。
实施例3
一种适用于外螺纹工件表面处理的工装，包括中间固定板、螺纹安装板和紧固件，所述中间固定板通过紧固件与螺纹安装板可拆卸连接，所述中间固定板上设有用于连接表面处理电极的连接杆螺纹孔，用于工件表面电镀处理时，通过连接杆螺纹孔外接连接杆实现工装与电镀电极的连接，所述螺纹安装板上贯穿设有20个工件安装螺纹孔。
所述螺纹安装板的厚度为2，工件的螺纹为M5，螺距0.8mm。
所述中间固定板和螺纹安装板为方板结构，所述螺纹安装板为两块，两块所述螺纹安装板分别安装于中间固定板相互平行的两个端面上。
还包括设于中间固定板的40个弹顶机构，所述弹顶机构位于工件安装螺纹孔的下方，所述弹顶机构用于与工件的底部弹性贴合。
所述弹顶机构包括设于中间固定板的安装孔，所述安装孔位于工件安装螺纹孔的下方，所述安装孔内安装有弹性组件。
所述弹性组件包括顶针、顶针固定环和弹性元件，所述弹性元件安装于安装孔的底部，所述顶针固定环与顶针套装，所述顶针固定环固定安装于安装孔的口部，所述顶针的下端面与弹性元件弹性贴合，所述顶针的上端面与工件弹性贴合，所述弹性元件为弹片。
所述安装孔的口部与顶针固定环通过卡扣结构连接，所述顶针固定环的上端面设有“十”字的开口，开口用于通过螺丝刀对顶针固定环进行安装，弹性组件安装后，顶针的头部凸出中间固定板0.4-0.6mm。
所述中间固定板、螺纹安装板和紧固件的制备材料钛合金。
基于所述的一种适用于外螺纹工件表面处理的工装的工装方法，包括以下步骤：
S1、工件安装至工件安装螺纹孔中、紧固件将中间固定板和螺纹安装板连接后，再将连接杆螺纹孔与表面处理电极连接，置入电解液内进行表面处理；
S2、完成表面处理后，先拆卸紧固件，再拆卸安装至工件安装螺纹孔中的工件。
优选地，步骤S1中，先将弹顶机构安装至中间固定板，再将工件安装至工件安装螺纹孔中。先安装工件，再将螺纹安装板安装至中间固定板，可避免工件拧入工件安装螺纹孔的过程中，轴向受力使螺纹出现变形或损坏的风险。解决了小型外螺纹工件表面处理工艺的装夹问题，可确保工件与工装连接紧固，无晃动，导电良好。
Claims (9)
1.一种基于适用于外螺纹工件表面处理的工装的工装方法，所述工装包括中间固定板、螺纹安装板和紧固件，所述中间固定板通过紧固件与螺纹安装板可拆卸连接，所述中间固定板上设有用于连接表面处理电极的连接杆螺纹孔，所述螺纹安装板上贯穿设置多个工件安装螺纹孔；其特征在于包括以下步骤：
S1、工件安装至工件安装螺纹孔中、紧固件将中间固定板和螺纹安装板连接后，再将连接杆螺纹孔与表面处理电极连接，置入电解液内进行表面处理；
S2、完成表面处理后，先拆卸紧固件，再拆卸安装至工件安装螺纹孔中的工件。
2.根据权利要求1所述的基于适用于外螺纹工件表面处理的工装的工装方法，其特征在于所述螺纹安装板的厚度为2-5mm。
3.根据权利要求1或2所述的基于适用于外螺纹工件表面处理的工装的工装方法，其特征在于所述中间固定板和螺纹安装板为圆板或方板结构，所述螺纹安装板为两块，两块所述螺纹安装板分别安装于中间固定板相互平行的两个端面上。
4.根据权利要求3所述的基于适用于外螺纹工件表面处理的工装的工装方法，其特征在于还包括设于中间固定板的多个弹顶机构，所述弹顶机构位于工件安装螺纹孔的下方，所述弹顶机构用于与工件的底部弹性贴合。
5.根据权利要求4所述的基于适用于外螺纹工件表面处理的工装的工装方法，其特征在于所述弹顶机构包括设于中间固定板的安装孔，所述安装孔位于工件安装螺纹孔的下方，所述安装孔内安装有弹性组件。
6.根据权利要求5所述的基于适用于外螺纹工件表面处理的工装的工装方法，其特征在于所述弹性组件包括顶针、顶针固定环和弹性元件，所述弹性元件安装于安装孔的底部，所述顶针固定环与顶针套装，所述顶针固定环固定安装于安装孔的口部，所述顶针的下端面与弹性元件弹性贴合，所述顶针的上端面与工件弹性贴合。
7.根据权利要求6所述的基于适用于外螺纹工件表面处理的工装的工装方法，其特征在于所述安装孔的口部与顶针固定环通过螺纹结构连接，所述顶针固定环的上端面设有“一”字或“十”字的开口。
8.根据权利要求7所述的基于适用于外螺纹工件表面处理的工装的工装方法，其特征在于所述中间固定板、螺纹安装板和紧固件的制备材料为阀金属。
9.根据权利要求1所述的工装方法，其特征在于步骤S1中，先将弹顶机构安装至中间固定板，再将工件安装至工件安装螺纹孔中。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 410205 East of the first floor, 2nd floor, 7th floor, 8th floor, Building B8, Luguyuyuan, No. 27 Wenxuan Road, Changsha High-tech Development Zone, Changsha, Hunan Province Applicant after: Aerospace Science and Industry (Changsha) New Materials Research Institute Co.,Ltd. Address before: 410205 7th floor, building B8, Lugu Enterprise Square, Yuelu District, Changsha City, Hunan Province Applicant before: CHANGSHA ADVANCED MATERIALS INDUSTRIAL RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |