CN114516539B - 工件夹持装置及工件清洗设备 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种工件夹持装置及工件清洗设备，其中，工件夹持装置包括夹持部件(5)，夹持部件(5)包括：安装座(1)，具有容纳腔，安装座(1)与电源导电连接；电磁铁(2)，设在容纳腔内，电磁铁(2)与安装座(1)导电连接；和导电件(3)，用于封闭容纳腔的开口，导电件(3)与安装座(1)导电连接且导电件(3)的电阻小于电磁铁(2)；其中，电磁铁(2)抵靠于导电件(3)，以在通电的情况下间隔导电件(3)吸附工件。
Description
技术领域
本公开涉及电解质等离子加工领域，尤其涉及一种工件夹持装置及工件清洗设备。
背景技术
为保证电解质等离子加工的加工效果和工艺稳定性，工件与工装之间必须紧密接触，以保持良好的导电性。如果工件与工装之间接触不良，轻则加工效果不好，工艺过程不稳定，重则产生冲击电流烧坏工件。
以液压阀芯为例，液压阀芯种类繁多，多为碳钢材质，大小、形状差别较大，因此利用电解质等离子加工技术对其进行清洗时，尤其是在自动化、大批量实际生产过程中，对夹持装置的通用性存在很高的要求。如果设备不能满足对夹持装置的通用性要求，只能一种阀芯对应一种工装，则设备的通用性和清洗效率将受到极大地制约。因此，在实际生产中，电解质等离子加工设备的夹持装置要具备通用性，满足不同型号、不同大小的阀芯夹持需求，保证设备的高效稳定运行。本专利实际一种针对电解质等离子清洗阀芯的柔性夹持方法及装置，能够实现各类阀芯的稳定、可靠夹持，提高设备使用效率。
发明内容
本公开的实施例提供了一种工件夹持装置及工件清洗设备，能够提高装夹效率和通用性。
根据本公开的一方面，提供了一种工件夹持装置，包括夹持部件，夹持部件包括：
安装座，具有容纳腔，安装座与电源导电连接；
电磁铁，设在容纳腔内，电磁铁与安装座导电连接；和
导电件，用于封闭容纳腔的开口，导电件与安装座导电连接且导电件的电阻小于电磁铁；
其中，电磁铁抵靠于导电件，以在通电的情况下间隔导电件吸附工件。
在一些实施例中，夹持部件还包括：
弹性件，设在容纳腔内且设在安装座和电磁铁之间；
其中，弹性件用于通过弹性变形对电磁铁施加压力，以使得电磁铁抵靠于导电件。
在一些实施例中，导电件与安装座固定连接。
在一些实施例中，导电件为片状结构。
在一些实施例中，安装座、容纳腔和电磁铁中的至少一个为柱形。
在一些实施例中，电磁铁与导电件的相对位置固定。
在一些实施例中，工件夹持装置还包括导电板；
安装座安装于导电板，且安装座通过导电板与电源导电连接。
在一些实施例中，夹持部件为多个。
在一些实施例中，工件夹持装置还包括位置调节组件，导电板设在位置调节组件上，位置调节组件用于调节夹持部件的位置。
在一些实施例中，工件夹持装置还包括绝缘件，绝缘件设在导电板和位置调节组件之间。
在一些实施例中，工件夹持装置还包括位置调节组件，位置调节组件包括：
第一导轨，沿第一方向延伸；
第二导轨，沿第二方向延伸且沿第一方向可移动地安装于第一导轨，第二导轨上安装沿第二方向可移动的夹持部件，第二方向垂直于第一方向；
第一调节机构，用于沿第一方向调节第二导轨的位置；
第二调节机构，用于沿第二方向调节夹持部件的位置；和
第一驱动机构和第二驱动机构，分别用于驱动第一调节机构和第二调节机构的运动。
在一些实施例中，第一调节机构包括第一滚珠丝杠，第一滚珠丝杠包括第一螺杆、第一螺母和第一螺母座，第一螺母可移动地套设在第一螺杆外，第一螺母座连接于第一螺母；其中，第一螺杆安装于第一导轨，第一驱动机构用于驱动第一螺杆转动，第一螺母座与第二导轨连接；和/或
第二调节机构包括第二滚珠丝杠，第二滚珠丝杠包括第二螺杆、第二螺母和第二螺母座，第二螺母可移动地套设在第二螺杆外，第二螺母座连接于第二螺母；其中，第二螺杆安装于第二导轨，第二驱动机构用于驱动第二螺杆转动，第二螺母座与夹持部件连接。
根据本公开的另一方面，提供了一种工件清洗设备，包括：
上述实施例的工件夹持装置；和
加工槽，容纳有电解液，用于在通电后使得夹持部件夹持的工件与电解液之间产生电压，以对工件进行电解质等离子加工。
在一些实施例中，第二调节机构用于控制夹持部件升降至合适位置，以使多个夹持部件与电解液的液面保持间隔。
基于上述技术方案，本公开实施例的工件夹持装置，能够应用在电解质等离子加工领域，利用电磁铁的吸力对工件进行夹持，通过控制电源通断来实现工件的夹取和拆卸，装夹效率高，适用于自动化连续生产；夹持部件结构简单，可靠性高，电解质等离子加工效果好；夹持装置所能夹取的工件能够不受形状、尺寸等的限制，无需反复更换，通用性强且生产效率高。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：
图1为本公开工件夹持装置的夹持部件的一些实施例的结构示意图。
图2为本公开工件夹持装置的一些实施例的结构示意图。
附图标记说明
1、安装座；2、电磁铁；3、导电件；4、弹性件；5、夹持部件；6、导电板；7、绝缘件；8、位置调节组件；11、第一导轨；12、第一调节机构；13、第一驱动机构；21、第二导轨；22、第二调节机构；23、第二驱动机构；31、第一螺杆；32、第二螺杆；33、螺母座；34、第一导向齿条；35、第二导向齿条；36、第一连接件；37、第二连接件；x、第一方向；z、第二方向。
具体实施方式
以下详细说明本公开。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。
本公开中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分不同方向或不同组成部件，并不表示先后或主次关系。
在本公开的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于容纳腔、螺杆、导轨或工件等客体为基准进行定义，仅是为了便于描述本公开，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。
为了使本公开的内容更清楚，也为了更方便地描述本公开，在此给出部分缩略语和术语的定义，这些特定术语的定义不构成对本公开保护范围的限制。
电解质等离子加工：电解质等离子加工技术是建立在等离子化学及电化学的基础上，利用等离子体放电优先产生于尖端凸起部位的特点对金属表面凸起处的材料进行去除，从而实现对金属零件表面的精密抛光，适用于碳钢、铸铁等材质的金属工件。该技术特别适用于形状复杂、不易进行机械清洗的工件，同时该技术对环境无污染，是一项绿色加工工艺。
在一些实施例中，如图1所示，工件夹持装置包括夹持部件5，夹持部件5包括：
安装座1，具有容纳腔，安装座1与电源导电连接；
电磁铁2，设在容纳腔内，电磁铁2与安装座1导电连接；和
导电件3，用于封闭容纳腔的开口，导电件3与安装座1导电连接且导电件3的电阻小于电磁铁2；
其中，电磁铁2抵靠于导电件3，以在通电的情况下间隔导电件3吸附工件。
具体地，电源为直流稳压电源，安装座1与电源正极相连。安装座1为圆柱形，采用导电材料制成，例如，材料为304不锈钢材质，导电性能优良且耐腐蚀。
该实施例的工件夹持装置包括夹持部件5，安装座1与电源导电连接，电磁铁2与安装座1导电连接，导电件3与安装座1导电连接，在电源接通的情况下，由于导电件3的电阻小于电磁铁2，能够通过同一电源在实现磁吸夹持工件的同时保障电解质等离子加工所需的电流，例如，在用于电解质等离子加工领域时，可满足去毛刺时所需要的电流强度。
该实施例的工件夹持装置利用电磁铁2的吸力对工件进行夹持，通过控制电源通断来实现工件的夹取和拆卸，装夹效率高，适用于自动化连续生产；夹持部件5结构简单，可靠性高，电磁铁2通电后产生磁性能够紧紧吸住工件，保证加工过程中工件与夹持部件5紧密相连，保证加工过程中的可靠、稳定夹持，电解质等离子加工效果好。
例如，电解质等离子加工的原理为：通过电解液电解和电源短路放热使电解液中的水蒸发在工件的表面形成气层，气层在电压的作用下被击穿而去除毛刺。在气层被击穿的过程中，会有较大作用力施加于工件，由于电磁铁2具有较强的吸附作用，可防止工作从导电件3上脱落。
该实施例的工件夹持装置所能夹取的工件能够不受形状、尺寸等的限制，无需根据不同的工件定制更换匹配的夹持部件5，通用性强且生产效率高。
在一些实施例中，如图1所示，夹持部件5还包括：
弹性件4，设在容纳腔内且设在安装座1和电磁铁2之间；
其中，弹性件4用于通过弹性变形对电磁铁2施加压力，以使得电磁铁2抵靠于导电件3。
可选地，弹性件4可以是弹簧等任意具有弹性的部件。
该实施例通过设置弹性件4使得电磁铁2抵靠于导电件3，即电磁铁2被弹性件4挤压在导电件3上，能够使电磁铁2在通电的情况下隔着导电件3仍具有较大吸力，增加夹持部件5夹持工件的可靠性和稳定性。
在一些实施例中，导电件3与安装座1固定连接。
可选地，导电件3可以与安装座1焊接在一起，也可以采用其他任意固定连接方式。
该实施例通过设置导电件3与安装座1固定连接，能够避免夹持部件5在移动工件或夹持工件进行电解质等离子加工的过程中导电件意外脱落所导致的安全风险，增加夹持部件5夹持工件的稳定性。
在一些实施例中，如图1所示，导电件3为片状结构。
可选地，片状结构的导电件3为304不锈钢薄片，导电能力强。
该实施例通过设置导电件3为片状结构，能够使电磁铁2在通电的情况下隔着导电片仍具有较大吸力，增加夹持部件5夹持工件的可靠性和稳定性。
在一些实施例中，如图1所示，安装座1、容纳腔和电磁铁2中的至少一个为柱形。
可选地，安装座1、容纳腔和电磁铁2可以均为柱形。例如，圆柱形或棱柱形等。
该实施例中安装座1、容纳腔和电磁铁2中的至少一个为柱形，能够方便部件的加工制作，同时确保各部件之间紧密连接，增加夹持部件5的可靠性和稳定性。
在一些实施例中，如图1所示，电磁铁2与导电件3的相对位置固定。
具体地，在容纳腔为柱形的情况下，电磁铁2可以在径向方向上与容纳腔配合实现对电磁铁2的限位，以使电磁铁2与导电件3的相对位置固定。可选地，电磁铁2还可以采用其他任意限位方式保持与导电件3的相对位置固定。
该实施例中电磁铁2与导电件3的相对位置固定，可以确保夹持装置在使用过程中电磁铁2不会在容纳腔中晃动，进一步增加夹持的稳定性。
在一些实施例中，如图2所示，工件夹持装置还包括导电板6；
安装座1安装于导电板6，且安装座1通过导电板6与电源导电连接。
该实施例中安装座1不直接和电源导电连接，而是通过导电板6与电源导电连接，可便于使夹持部件5与后续提到的位置调节组件8安装连接，便于调整夹持部件5的位置，而且便于在导电板6上设置多个夹持部件5，以提高装夹效率，进而提高工件清洗效率，满足批量加工的需求。
在一些实施例中，如图2所示，夹持部件5为多个。
具体地，各个夹持部件5之间保持合适的间隔。可选地，多个夹持部件5可以在导电板6上排成一排，也可以排成多排，也可按照圆形阵列或其它任意方式排布。其中，多个夹持部件5能够分别夹取单个工件，也能够配合夹取大尺寸工件。其中，同一批次电解质等离子加工的工件可以是形状、尺寸相同的工件，也可以是形状、尺寸不同的工件。例如，当工件为柱形工件时，例如，液压阀芯，多个夹持部件5能够分别磁吸单个液压阀芯的端面，也能够多个夹持部件5配合磁吸液压阀芯的侧面；在同一批次的加工中，还能够同时出现部分单个夹持部件5磁吸单个液压阀芯的端面和部分多个夹持部件5磁吸液压阀芯的侧面。
该实施例通过在导电板6上设置多个夹持部件5，能够分别夹取单个工件，实现一次性夹取多个工件，提高装夹效率；多个夹持部件5相互配合以夹取更大尺寸的工件，能够增加夹持装置的通用性；通过控制导电板6电源的通断，控制多个夹持部件5中电磁铁2磁性的有无，进而同时控制多个工件的装夹和拆卸，进一步提高装夹的稳定性，适用于自动化连续、批量生产。
在一些实施例中，如图2所示，工件夹持装置还包括位置调节组件8，导电板6设在位置调节组件8上，位置调节组件8用于调节夹持部件5的位置。
具体地，位置调节组件8能够调节夹持部件5的位置实现对工件的夹取、电解质等离子加工和加工完成后的放置等操作。可选地，位置调节组件8可以是任意用于调节位置的组件，例如机械导轨、传送装置、机械手臂等。可选地，位置调节组件8对夹持部件5位置的调节能够通过自动化方式实现。
该实施例通过位置调节组件8调节夹持部件5的位置实现对工件的夹取、电解质等离子加工和加工完成后的放置等操作，利用导电板实现电源的通断控制，方便快捷地实现工件的装夹和拆卸，能够提高装夹效率和稳定性，适用于自动化连续生产。
在一些实施例中，如图2所示，工件夹持装置还包括绝缘件7，绝缘件7设在导电板6和位置调节组件8之间。
具体地，绝缘件7为绝缘板。可选地，绝缘件7可以为任意绝缘材质，例如，尼龙材质。
该实施例中通过在导电板6和位置调节组件8之间设置绝缘件7，能够有效阻隔导电板6和位置调节组件8，防止通电时整个夹持装置带电，保证安全性。
在一些实施例中，如图2所示，工件夹持装置还包括位置调节组件8，位置调节组件8包括：
第一导轨11，沿第一方向x延伸，例如，第一方向x可位于水平面内；
第二导轨21，沿第二方向z延伸且沿第一方向x可移动地安装于第一导轨11，第二导轨21上安装沿第二方向z可移动的夹持部件5，第二方向z垂直于第一方向x，例如，第二方向z可为竖直方向；
第一调节机构12，用于沿第一方向x调节第二导轨21的位置；
第二调节机构22，用于沿第二方向z调节夹持部件5的位置；和
第一驱动机构13和第二驱动机构23，分别用于驱动第一调节机构12和第二调节机构22的运动。
具体地，第一导轨11和第二导轨21为平板状结构，第一驱动机构13和第二驱动机构23可以为驱动电机。可选地，第一调节机构12和第二调节机构22可以为滚珠丝杠、齿轮齿条等任意类型。
该实施例的位置调节组件8通过设置导轨、调节机构和驱动机构等部件，能够实现在第一方向x和第二方向z上驱动夹持部件5移动到所需位置，进而通过控制电源的通断使工件夹持装置实现对工件的夹取、电解质等离子加工和拆卸；该实施例中的位置调节组件8还能够适用于自动化连续生产，方便编程实现对夹持部件5位置的控制。
在一些实施例中，夹持部件5直接连接于第二调节机构22。
在另一些实施例中，夹持部件5通过导电板6连接于第二调节机构22。
在一些优选地实施例中，如图2所示，多个夹持部件5通过导电板6和绝缘件7连接于第二调节机构22。
该实施例的工件夹持装置，既能够实现多个工件的同时磁吸夹持，又能够通过多个夹持部件5配合实现对大尺寸工件的磁吸夹持；通过导电板6配合电源的通断能够快速实现对多个工件的夹取和拆卸，装夹效率高且适用于自动化连续、批量生产；通过绝缘件7能够有效阻隔导电板6和第二调节机构22，防止通电时整个夹持装置带电，保证安全性。
在一些实施例中，如图2所示，第一调节机构12包括第一滚珠丝杠，第一滚珠丝杠包括第一螺杆31、第一螺母和第一螺母座33，第一螺母可移动地套设在第一螺杆31外，第一螺母座33连接于第一螺母；其中，第一螺杆31安装于第一导轨11，第一驱动机构13用于驱动第一螺杆31转动，第一螺母座33与第二导轨21连接；和/或
第二调节机构22包括第二滚珠丝杠，第二滚珠丝杠包括第二螺杆32、第二螺母和第二螺母座，第二螺母可移动地套设在第二螺杆32外，第二螺母座连接于第二螺母；其中，第二螺杆32安装于第二导轨21，第二驱动机构23用于驱动第二螺杆32转动，第二螺母座与夹持部件5连接。
具体地，第一滚珠丝杠能够把第一驱动机构13的轴(连接于第一螺杆31)的旋转运动转换为第一螺母座33(或第一螺母)沿第一螺杆31的直线运动，即驱动第二导轨21沿第一方向x运动；第二滚珠丝杠能够把第二驱动机构23的轴(连接于第二螺杆32)的旋转运动转换为第二螺母座(或第二螺母)沿第二螺杆32的直线运动，即驱动夹持部件5沿第二方向z运动。
该实施例中的调节机构为滚珠丝杠，能够将回转运动转化为直线运动，在保证定位精度的同时兼顾传动效率，适用于自动化连续生产。
在一些实施例中，第一螺杆31上套设的第一螺母和第一螺母座33可以有多个，用于连接多组第二调节机构22。
在一些实施例中，第一调节机构12还包括第一连接件36，第一连接件36连接第一螺母座33和第二导轨21，第一导轨11上设有第一导向齿条34，第一连接件36与第一导向齿条34配合使得第二导轨21的运动更加平稳；第二调节机构22还包括第二连接件37，第二导轨21上设有第二导向齿条35，第二连接件37的一端与第二螺母座连接，第二连接件37的另一端与绝缘件7、导电板6和夹持部件5中的至少一个连接，第二连接件37和第二导向齿条35配合使得夹持部件5的运动更加平稳。
可选地，如图1所示，第一导向齿条34和第二导向齿条35可以各有两条，以增加运动的平稳性。
其次，本公开提供了一种工件清洗设备，包括：
上述实施例的工件夹持装置；和
加工槽，容纳有电解液，用于在通电后使得夹持部件5夹持的工件与电解液之间产生电压，以对工件进行电解质等离子加工。
具体地，工件与电源正极相连作为阳极，加工槽(电解液)与电源负极相连作为阴极，工件与电解液之间产生100～400V的电压。可选地，工件可以是有精密清洗加工需求的任意零件，如液压阀体、液压阀芯等。可选地，电解液也可以是用于实现电解质等离子加工的其他种类的盐溶液，盐溶液的种类、浓度范围、工艺温度范围、清洗时间等均可依工件的材料、类别等进行适应性调整。
该实施例的工件清洗设备，能够通过工件夹持装置磁吸各种形状、尺寸的工件，通用性强，通过避免反复更换夹持装置提高生产效率；工件与夹持部件5之间保持稳定的紧密接触，保证加工过程中的可靠、稳定夹持，电解质等离子加工效果好；通过加工槽进行电解质等离子加工，去除工件的毛刺、氧化皮等，实现对工件的精密抛光，通过控制电源通断来实现工件的夹取和拆卸，装夹效率高，适用于自动化连续生产。
在一些实施例中，第二调节机构22用于控制夹持部件5升降至合适位置，以使多个夹持部件5与电解液的液面保持间隔。
该实施例的工件清洗设备，通过使多个夹持部件5与电解液的液面保持间隔，能够使工件夹持装置中的电流保持在安全阈值范围内，避免对夹持部件5或导电板6等部件的损坏。
以上对本公开所提供的一种工件夹持装置及工件清洗设备进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本公开的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本公开的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开原理的前提下，还可以对本公开进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本公开权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种工件清洗设备，其特征在于，用于电解质等离子加工，所述工件清洗设备包括工件夹持装置和加工槽，所述工件夹持装置包括夹持部件(5)，所述夹持部件(5)包括：
安装座(1)，具有容纳腔，所述安装座(1)与电源导电连接；
电磁铁(2)，设在所述容纳腔内，所述电磁铁(2)与所述安装座(1)导电连接；
导电件(3)，用于封闭所述容纳腔的开口，所述导电件(3)与所述安装座(1)导电连接且所述导电件(3)的电阻小于所述电磁铁(2)，所述导电件(3)为片状结构；和
弹性件(4)，设在所述容纳腔内且设在所述安装座(1)和所述电磁铁(2)之间；
所述工件夹持装置还包括：
导电板(6)，所述安装座(1)安装于所述导电板(6)，且所述安装座(1)通过所述导电板(6)与电源导电连接；
位置调节组件(8)，用于调节所述夹持部件(5)的位置，所述导电板(6)设在所述位置调节组件(8)上；所述位置调节组件(8)包括：第一导轨(11)，沿第一方向延伸；第二导轨(21)，沿第二方向延伸且沿所述第一方向可移动地安装于所述第一导轨(11)，所述第二导轨(21)上安装沿所述第二方向可移动的所述夹持部件(5)，所述第二方向垂直于所述第一方向，所述第二方向为竖直方向；第一调节机构(12)，用于沿所述第一方向调节所述第二导轨(21)的位置，所述第一调节机构(12)包括第一滚珠丝杠，所述第一滚珠丝杠包括第一螺杆(31)、第一螺母和第一螺母座，所述第一螺母可移动地套设在所述第一螺杆(31)外，所述第一螺母座(33)连接于所述第一螺母；其中，所述第一螺杆(31)安装于所述第一导轨(11)，所述第一驱动机构(13)用于驱动所述第一螺杆(31)转动，所述第一螺母座(33)与所述第二导轨(21)连接；第二调节机构(22)，用于沿所述第二方向调节所述夹持部件(5)的位置，所述第二调节机构(22)包括第二滚珠丝杠，所述第二滚珠丝杠包括第二螺杆(32)、第二螺母和第二螺母座，所述第二螺母可移动地套设在所述第二螺杆(32)外，所述第二螺母座连接于所述第二螺母；其中，所述第二螺杆(32)安装于所述第二导轨(21)，所述第二驱动机构(23)用于驱动所述第二螺杆(32)转动，所述第二螺母座与所述夹持部件(5)连接；和第一驱动机构(13)和第二驱动机构(23)，分别用于驱动所述第一调节机构(12)和所述第二调节机构(22)的运动；和
绝缘件(7)，所述绝缘件(7)设在所述导电板(6)和所述位置调节组件(8)之间；
其中，所述电磁铁(2)抵靠于所述导电件(3)，以在通电的情况下间隔所述导电件(3)吸附工件；所述弹性件(4)用于通过弹性变形对所述电磁铁(2)施加压力，以使得所述电磁铁(2)抵靠于所述导电件(3)；所述加工槽内容纳有电解液，用于在通电后使得所述夹持部件(5)夹持的工件与所述电解液之间产生电压，以对所述工件进行电解质等离子加工。
2.根据权利要求1所述的工件清洗设备，其特征在于，所述导电件(3)与所述安装座(1)固定连接。
3.根据权利要求1所述的工件清洗设备，其特征在于，所述安装座(1)、所述容纳腔和所述电磁铁(2)中的至少一个为柱形。
4.根据权利要求1所述的工件清洗设备，其特征在于，所述电磁铁(2)与所述导电件(3)的相对位置固定。
5.根据权利要求1所述的工件清洗设备，其特征在于，所述夹持部件(5)为多个。
6.根据权利要求1所述的工件清洗设备，其特征在于，第二调节机构(22)用于控制夹持部件(5)升降至合适位置，以使多个夹持部件(5)与所述电解液的液面保持间隔。
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