CN114523356B - 一种用于薄壁零件的回转式多工位毛刺去除装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于薄壁零件的回转式多工位毛刺去除装置，其主要包括清理毛刺机械臂、零件装夹装置、分度系统和收废料装置。所述清理毛刺机械臂由三个独立机械臂组成，分别清理对应工位内零件的毛刺，且可同时工作；所述零件装夹装置中的零件压板和零件支撑底板上分别设有零件定位面和压紧零件结构，实现零件定位和压紧；所述分度系统主要采用蜗轮蜗杆机构，实现四个工位循环转动；所述收废料装置中收废料板下设有凸轨道，机架工作台上设有收料凹轨道，使左、右收废料板沿着轨道移动，并可取出倾倒废料。该装置具有高效率、自动化、高精度等特点，实现不同工位去除不同类型毛刺，且保护零件非加工表面，同时便于人员操作。

Description

一种用于薄壁零件的回转式多工位毛刺去除装置

技术领域

本发明专利涉及一种用于薄壁零件的回转式多工位毛刺去除装置，属于航空航天复杂薄壁类零件加工技术领域。

背景技术

随着航空航天工业的飞速发展，所需精密薄壁零件加工质量要求越来越高。然而，薄壁零件精密加工过程中，不可避免在零件表面复杂结构产生细小的毛刺。零件表面关键部位所存在的毛刺将影响装配精度，更严重时会产生尖端放电效应，这将导致航空发动机、武器制导等系统失灵，严重制约着航空航天工业的发展。因此，去除薄壁零件表面复杂结构毛刺是提高航空发动机等重大航空航天装备质量亟需解决的难题。

在航空航天工业领域，较多零件采用铝合金材料，而对于精度要求高、结构复杂且微小的零件，铝合金材料在加工过程中零件表面复杂结构容易产生大量细小或微毛刺，其将影响零件质量、后期装配精度、控制系统灵敏度等。例如某型设备用矩形薄壁零件，其加工过程中零件表面复杂结构产生大量毛刺，需严格去除毛刺，否则将出现严重事故。目前，存在各种各样去毛刺方法与装置，但对于该类复杂矩形薄壁铝合金零件，由于其壁厚薄、刚性弱、结构复杂等原因，去毛刺方法多采用人工法，工人借助工具显微镜，利用微细毛刷或细砂纸进行打磨。该方法可以有针对性的去除毛刺，但具有易伤害零件表面、难以去除复杂结构极限空间位置的毛刺、去毛刺效率低等不足。

针对该问题，提出一种多覆盖面地对金属材料表面进行去毛刺加工处理。该思想来源于已发表发明专利[田志玉.一种去毛刺机：中国，CN107855889A.],其主要内容为：一种去毛刺机，其包括机座，该机座上设置有用于输送工件的输送装置、用于对工件棱边及孔洞去毛刺的万向滚刷磨削机头和用于磨削工件表面的砂带磨削机头，所述万向滚刷磨削机头和所述砂带磨削机头沿着所述输送装置的输送方向依次间隔设置，且所述万向滚刷磨削机头和所述砂带磨削机头均位于所述输送装置的上方。

该文献所提去毛刺机对多数金属表面均能进行去毛刺处理，通过滚刷的自转和公转，实现从各个方向对工件表面进行刷洗，提高了去除毛刺的效果。但去除薄壁零件表面复杂结构毛刺时，存在零件表面划花、零件复杂结构毛刺去除不干净等问题。基于此，提出了本发明。

发明内容

针对上述存在技术的不足，本发明提供一种用于薄壁零件的回转式多工位毛刺去除装置，主要包括零件装夹装置、收废料装置、二工位分隔式滚轮毛刷机械臂、三工位滚轮毛刷机械臂、四工位清洁零件机械臂以及分度系统。零件装夹装置中的零件压板上设有零件定位面，实现零件的定位，零件装夹装置中的零件支撑底板设有推杆，使零件固定在加工台上；收废料装置中收废料板下设有凸轨道，机架工作台上设有收料凹轨道，使左、右收废料板沿着轨道移动，并取出倾倒废料；二工位分隔式滚轮毛刷机械臂主要清理零件槽的毛刺，三工位滚轮毛刷机械臂主要清理零件复杂结构部位毛刺，四工位清洁零件机械臂主要对已去除毛刺零件表面进行再清理，采用三个工位去除零件表面毛刺，可以减少对零件非加工表面影响和对整个零件表面进行清洁；分度系统采用蜗轮蜗杆机构，蜗杆带动蜗轮的旋转使分度台旋转。本发明具有高效率、自动化、高精度等特点，实现不同工位去除不同类型的毛刺，且保护零件非加工表面，同时便于人员操作。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：一种用于薄壁零件的回转式多工位毛刺去除装置，其特征在于：主要包括零件装夹装置、分度系统、二工位分隔式滚轮毛刷机械臂、三工位滚轮毛刷机械臂、四工位清洁零件机械臂以及收废料装置，所述零件装夹装置设置于分度系统分度台上，二工位分隔式滚轮毛刷机械臂设置于机架工作台靠左位置处，三工位滚轮毛刷机械臂设置于机架工作台靠后位置处，四工位清洁零件机械臂设置于机架工作台靠右位置处，收废料装置设置于机架工作台上，且位于零件装夹装置下方位置。

所述零件装夹装置由挡销、弹簧、推杆、操作板、零件支撑底板、零件压板等组成，挡销、弹簧、推杆、操作板构成推杆装置，推杆装置安装在零件支撑底板上，零件支撑底板安装在分度台上，零件支撑底板和零件压板通过螺栓连接，零件装夹装置分为四个工位，且按照圆周式均匀分布在分度台上方，四个工位上是相同结构，每一工位可以放五个零件装夹机构，单个零件装夹机构等距线性排列在工位上。

所述分度系统由电机支撑座、步进电机、蜗轮、分度台、蜗杆、蜗轮支撑座、蜗杆支撑座等组成，电机支撑座、蜗轮支撑座和蜗杆支撑座均通过螺钉连接在机架平台上，分度系统在机架平台中间位置处。

所述二工位分隔式滚轮毛刷机械臂由二工位机械臂支座、升降气缸、升降气缸连接板、光杠支撑座、丝杠支撑座、光杠、丝杠、毛刷连接板、丝杠滑块、光杠滑块、分隔式滚轮毛刷、电机支撑座、步进电机等组成，二工位机械臂支座一端通过螺钉与机架相连，另一端通过螺钉与升降气缸相连，升降气缸缸体与升降气缸连接板通过螺钉连接，光杠支撑座、丝杠支撑座、电机支撑座均通过螺栓和螺母与升降气缸连接板相连，光杠和丝杠设置于升降气缸连接板下方位置，光杠和丝杠上分别有光杠滑块和丝杠滑块，毛刷连接板在丝杠滑块和光杠滑块的下方，分隔式滚轮毛刷在毛刷连接板的下方。

所述三工位滚轮毛刷机械臂由步进电机、光杠、光杠支撑座、丝杠支撑座、升降气缸连接板、升降气缸、三工位机械臂支座、丝杠滑块、光杠滑块、连接板、毛刷杆、滚轮毛刷等组成，光杠、光杠支撑座、丝杠支撑座、升降气缸连接板、升降气缸、三工位机械臂支座连接方式与二工位分隔式滚轮毛刷机械臂相似，毛刷连接板设置于丝杠滑块的下方位置，滚轮毛刷设置在毛刷连接板下方。

所述四工位清洁零件机械臂由清洁毛刷、电机支撑板、步进电机、光杠支撑座、丝杠支撑座、升降气缸连接板、光杠滑块、丝杠滑块、四工位机械臂支座等组成，光杠滑块、丝杠滑块、电机支撑座、光杠支撑座、丝杠支撑座、升降气缸连接板、四工位机械臂支座、毛刷连接板连接方式与三工位滚轮毛刷机械臂相似，清洁毛刷设置在毛刷连接板下方。

所述收废料装置由收料凹轨道、左收废料板和右收废料板构成，左收废料板和右收废料板呈圆形分布在机架平台上，且收废料板下凸轨道与收料凹轨道相结合。

采用上述技术方案，能够实现高效率、自动化、高精度的工作，实现不同工位去除不同类型的毛刺，且保护零件非加工表面，同时便于人员操作。

本发明带来的有益效果：一种用于薄壁零件的回转式多工位毛刺去除装置，其主要包括零件装夹装置、分度系统、清理毛刺机械臂和收废料装置。零件装夹装置对薄壁零件定位并夹紧；分度系统使四工位循环转动；三个清理毛刺机械臂分别清理对应工位内的零件，且同时工作；收废料装置中收废料板下设有凸轨道，机架工作台上设有收料凹轨道，使左、右收废料板沿着轨道移动，并取出倾倒废料。采用以上结构，实现去除毛刺的自动化和不同工位去除不同类型的毛刺，人员只需装待加工零件和卸已加工零件，分度系统分度台旋转一周可以加工20个零件，提高了去除毛刺的效率，采用可快速装卸零件的零件装夹装置，便于人工操作，采用四个工位去除毛刺方式，且四个工位可同时工作，提高了去毛刺效率和零件质量。

附图说明

图1为本发明结构轴测图；

图2为本发明结构主视图；

图3为本发明零件装夹装置结构俯视图；

图4为本发明零件装夹装置单工位A-A剖视图；

图5为本发明零件装夹装置单工位立体结构拆分图；

图6为本发明分度系统结构示意图；

图7为本发明二工位分隔式滚轮毛刷机械臂结构示意图；

图8为本发明三工位滚轮毛刷机械臂结构示意图；

图9为本发明四工位清洁零件机械臂结构示意图；

图10为本发明结构俯视图。

图中：1-机架，2-零件装夹装置，3-二工位分隔式滚轮毛刷机械臂，4-三工位滚轮毛刷机械臂，5-四工位清洁零件机械臂，6-收废料装置，7-分度系统，8-螺钉，9-零件支撑底板，10-螺母，11-挡销，12-弹簧，13-推杆，14-操作板，15-零件压板，16-销，17-螺栓，18-机架平台，19-螺钉，20-电机支撑座，21-步进电机，22-联轴器，23-螺钉，24-蜗轮，25-分度台，26-蜗杆，27-蜗轮支撑座，28-蜗杆支撑座，29-二工位机械臂支座，30-压块，31-升降气缸，32-螺钉，33-升降气缸连接板，34-螺栓，35-螺母，36-光杠支撑座，37-丝杠支撑座，38-光杠，39-丝杠，40-步进电机，41-电机支撑座，42-毛刷支撑座，43-毛刷连接板，44-丝杠滑块，45-光杠滑块，46-分隔式滚轮毛刷，47-联轴器，48-电机支撑座，49-步进电机，50-步进电机，51-电机支撑座，52-光杠，53-光杠支撑座，54-丝杠支撑座，55-螺栓，56-升降气缸连接板，57-螺钉，58-升降气缸，59-压块，60-三工位机械臂支座，61-螺母，62-丝杠滑块，63-步进电机，64-联轴器，65-光杠滑块，66-毛刷连接板，67-毛刷支撑座，68-毛刷杆，69-滚轮毛刷，70-联轴器，71-毛刷支撑座，72-清洁毛刷，73-联轴器，74-电机支撑座，75-步进电机，76-光杠支撑座，77-丝杠支撑座，78-螺栓，79-升降气缸连接板，80-光杠滑块，81-丝杠滑块，82-螺母，83-螺钉，84-联轴器，85-步进电机，86-四工位机械臂支座，87-毛刷连接板，88-收料凹轨道，89-左收废料板，90-销，91-螺钉，92-右收废料板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明进行清楚、完整地描述。

如图1至2所示，一种用于薄壁零件的回转式多工位毛刺去除装置，主要由机架1、零件装夹装置2、二工位分隔式滚轮毛刷机械臂3、三工位滚轮毛刷机械臂4、四工位清洁零件机械臂5、收废料装置6以及分度系统7组成。

如图1所示，机架1由方钢管和钢板焊接而成，机架的设计复合人体工程学，便于人员操作，人员站在一工位进行装卸零件。

如图3至5所示，零件装夹装置2由零件支撑底板9、螺母10、挡销11、弹簧12、推杆13、操作板14、零件压板15、销16、螺栓17等组成，挡销11、弹簧12、推杆13、操作板14构成推杆装置，推杆装置安装在零件支撑底板9上，零件支撑底板9安装在分度台25上，零件支撑底板9和零件压板15通过销16定位、螺栓17连接；零件装夹装置2分为四个工位，且按照圆周式均匀分布在分度台25上方，四个工位上是相同结构，每一工位可以放五个零件装夹机构，单个零件装夹机构等距线性排列在工位上，人员推操作板14可以进行装卸零件。

如图6所示，分度系统7由机架平台18、螺钉19、电机支撑座20、步进电机21、联轴器22、螺钉23、蜗轮24、分度台25、蜗杆26、蜗轮支撑座27、蜗杆支撑座28等组成，电机支撑座20、蜗轮支撑座27和蜗杆支撑座28均通过螺钉连接在机架平台18上，分度系统7在机架平台18中间位置处，分度台25使在一工位装好的待加工零件，依次经过二工位分隔式滚轮毛刷机械臂3、三工位滚轮毛刷机械臂4、四工位清洁零件机械臂5，进行去除毛刺操作，并最后返回一工位，推操作板14将已加工零件取回；步进电机21间歇工作，蜗杆26带动蜗轮24的旋转使分度台25旋转，使毛刺去除装置一直重复上述操作。

清理毛刺机械臂由三个独立的清理毛刺机械臂组成，三个机械臂与人工操作位按照圆周式均匀分布在机架工作台上；二工位分隔式滚轮毛刷机械臂3主要清理零件槽的毛刺，零件槽多为间隔分布，毛刷采用分隔式滚轮毛刷46，减少对零件非加工表面的伤害；三工位滚轮毛刷机械臂4主要清理零件复杂结构部位毛刺，该部位毛刺类型复杂，包含顶部毛刺、出口毛刺、进口毛刺等，采用滚轮毛刷69，以便于对复杂结构毛刺进行清理；四工位清洁零件机械臂5主要对已去除毛刺零件表面进行再清理，为减少对零件非加工表面影响和对整个零件表面进行清洁，采用清洁毛刷72。

如图7所示，二工位分隔式滚轮毛刷机械臂3由二工位机械臂支座29、压块30、升降气缸31、螺钉32、升降气缸连接板33、螺栓34、螺母35、光杠支撑座36、丝杠支撑座37、光杠38、丝杠39、步进电机40、电机支撑座41、毛刷支撑座42、毛刷连接板43、丝杠滑块44、光杠滑块45、分隔式滚轮毛刷46、联轴器47、电机支撑座48、步进电机49等组成；二工位机械臂支座29一端通过螺钉91与机架1相连，另一端通过螺钉与升降气缸31相连，升降气缸31缸体与升降气缸连接板33通过螺钉32连接，光杠支撑座36、丝杠支撑座37、电机支撑座48均通过螺栓34和螺母35与升降气缸连接板33相连，光杠38和丝杠39设置于升降气缸连接板33下方位置，毛刷连接板43设置于丝杠滑块44下方位置处，毛刷连接板43的下方是分隔式滚轮毛刷46；清理零件毛刺时，步进电机40带动分隔式滚轮毛刷46转动，步进电机49带动丝杠39使分隔式滚轮毛刷46做平移运动，清理单工位上的5个零件，升降气缸31使分隔式滚轮毛刷46只与零件槽接触，接触完即抬起，分隔式滚轮毛刷46加工完单工位零件后回到初始位置，等待加工下一工位的零件。

如图8所示，三工位滚轮毛刷机械臂4由步进电机50、电机支撑座51、光杠52、光杠支撑座53、丝杠支撑座54、螺栓55、升降气缸连接板56、螺钉57、升降气缸58、压块59、三工位机械臂支座60、螺母61、丝杠滑块62、步进电机63、联轴器64、光杠滑块65、毛刷连接板66、毛刷支撑座67、毛刷杆68、滚轮毛刷69、联轴器70等组成，光杠支撑座53、丝杠支撑座54、升降气缸连接板56、升降气缸58、三工位机械臂支座60的连接方式与二工位分隔式滚轮毛刷机械臂相似，毛刷连接板66设置于丝杠滑块62的下方位置，滚轮毛刷69设置在毛刷连接板66下方，清理毛刺的工作方式与二工位分隔式滚轮毛刷机械臂3相同。

如图9所示，四工位清洁零件机械臂5由毛刷连接板71、清洁毛刷72、联轴器73、电机支撑板74、步进电机75、光杠支撑座76、丝杠支撑座77、螺栓78、升降气缸连接板79、光杠滑块80、丝杠滑块81、螺母82、螺钉83、联轴器84、步进电机85、四工位机械臂支座86、毛刷连接板87等组成，电机支撑座74、光杠支撑座76、丝杠支撑座77、升降气缸连接板83、四工位机械臂支座86、毛刷连接板87的连接方式与二工位分隔式滚轮毛刷机械臂3相似，清洁毛刷72设置在毛刷连接板87下方，清理毛刺72的工作方式与二工位分隔式滚轮毛刷机械臂3相同。

如图10所示，收废料装置6由收料凹轨道88、左收废料板89、右收废料板92等组成，左收废料板89和右收废料板92呈圆形分布在机架工作台上，且收废料板下凸轨道与机架工作台上收料凹轨道88相结合，拉动左收废料板89沿着收料凹轨道88逆时针移动可取出倾倒废料，拉动右收废料板92沿着收料凹轨道88顺时针移动可取出倾倒废料。

最后应说明的是：以上所述实施例仅仅是本发明的优选实施方案及所运用技术原理，本领域的普通技术人员应当理解，还可以对本发明进行各种修改、等同替换、变化等；而一切不脱离本发明精神和范围的技术方案及其改进，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于薄壁零件的回转式多工位毛刺去除装置，其特征在于：包括机架工作台、零件装夹装置、分度系统、人工操作位、二工位分隔式滚轮毛刷机械臂、三工位滚轮毛刷机械臂、四工位清洁零件机械臂以及收废料装置，所述零件装夹装置设置于分度系统的分度台上，人工操作位设置于机架工作台靠前位置处，二工位分隔式滚轮毛刷机械臂设置于机架工作台靠左位置处，三工位滚轮毛刷机械臂设置于机架工作台靠后位置处，四工位清洁零件机械臂设置于机架工作台靠右位置处，收废料装置设置于机架工作台上，且位于零件装夹装置下方位置；二工位分隔式滚轮毛刷机械臂用于清理零件槽的毛刺；三工位滚轮毛刷机械臂用于清理零件复杂结构部位毛刺，包括顶部毛刺、出口毛刺、进口毛刺；四工位清洁零件机械臂用于对已去除毛刺零件表面进行再清理；

所述零件装夹装置包括挡销、弹簧、推杆、操作板、零件支撑底板、零件压板，挡销、弹簧、推杆、操作板构成推杆装置；零件支撑底板安装在分度台上，零件支撑底板和零件压板通过螺栓连接，零件压板和零件支撑底板上均开设有五个通孔，且零件压板和零件支撑底板上的通孔上下对应设置，零件压板上还设有零件定位面，薄壁零件的一端置于所述零件定位面，薄壁零件的另一端置于相应的通孔内，推杆装置安装在零件支撑底板上且数量为五个，推杆装置与零件压板和零件支撑底板上的通孔一一对应设置，推杆装置的推杆一端置于通孔内并抵压在薄壁零件伸入通孔的一端上，推杆的另一端连接有操作板，推杆上还套接有弹簧；零件装夹装置设置在四个工位上，且按照圆周式均匀分布在分度台上方，四个工位上的零件装夹装置结构相同，每一工位设置五个零件装夹装置，五个零件装夹装置等距线性排列在工位上。

2.根据权利要求1所述的一种用于薄壁零件的回转式多工位毛刺去除装置，其特征在于：所述分度系统包括电机支撑座、步进电机、蜗轮、分度台、蜗杆、蜗轮支撑座、蜗杆支撑座，电机支撑座、蜗轮支撑座和蜗杆支撑座均通过螺钉连接在机架平台上，分度系统设置在机架平台中间位置处。

3.根据权利要求1所述的一种用于薄壁零件的回转式多工位毛刺去除装置，其特征在于：所述二工位分隔式滚轮毛刷机械臂包括二工位机械臂支座、升降气缸、升降气缸连接板、光杠支撑座、丝杠支撑座、光杠、丝杠、毛刷连接板、丝杠滑块、光杠滑块、分隔式滚轮毛刷、电机支撑座、步进电机，二工位机械臂支座一端通过螺钉与机架相连，另一端通过螺钉与升降气缸相连，升降气缸缸体与升降气缸连接板通过螺钉连接，光杠支撑座、丝杠支撑座、电机支撑座均通过螺栓和螺母与升降气缸连接板相连，光杠和丝杠设置于升降气缸连接板下方位置，光杠和丝杠上分别有光杠滑块和丝杠滑块，毛刷连接板设置在丝杠滑块和光杠滑块的下方，分隔式滚轮毛刷设置在毛刷连接板的下方。

4.根据权利要求1所述的一种用于薄壁零件的回转式多工位毛刺去除装置，其特征在于：所述三工位滚轮毛刷机械臂包括步进电机、光杠、光杠支撑座、丝杠支撑座、升降气缸连接板、升降气缸、三工位机械臂支座、丝杠滑块、光杠滑块、毛刷连接板、毛刷杆、滚轮毛刷，三工位机械臂支座上设置有升降气缸，光杠支撑座、丝杠支撑座设置于升降气缸连接板上，光杠和丝杠设置于升降气缸连接板下方位置，光杠和丝杠上分别设有光杠滑块和丝杠滑块，毛刷连接板设置于丝杠滑块的下方位置，滚轮毛刷设置在毛刷连接板的下方。

5.根据权利要求1所述的一种用于薄壁零件的回转式多工位毛刺去除装置，其特征在于：所述四工位清洁零件机械臂包括清洁毛刷、电机支撑座、步进电机、光杠支撑座、丝杠支撑座、升降气缸连接板、光杠滑块、丝杠滑块、四工位机械臂支座，四工位机械臂支座上设置有升降气缸连接板，光杠支撑座、丝杠支撑座、电机支撑座设置于升降气缸连接板上，光杠和丝杠设置于升降气缸连接板下方位置，光杠和丝杠上分别设有光杠滑块和丝杠滑块，毛刷连接板设置于丝杠滑块的下方位置，清洁毛刷设置在毛刷连接板的下方。

6.根据权利要求1所述的一种用于薄壁零件的回转式多工位毛刺去除装置，其特征在于：所述收废料装置由收料凹轨道、左收废料板和右收废料板构成，左收废料板和右收废料板呈圆形分布在机架平台上，且收废料板下凸轨道与收料凹轨道相配合。

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