CN204276234U - 一种止焊剂涂覆装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种止焊剂涂覆装置，包括用于承载被加工部件的下平台,以及设置于下平台上方的安装平台，在安装平台与下平台之间设有移动涂覆机构，移动涂覆机构包括：第一连杆臂和第二连杆臂；平面移动作动器驱动所述移动涂覆机构在安装平台所在平面内移动；旋转作动器，能周向转动的安装于所述安装平台的下表面，第一连杆臂的上端铰接于旋转作动器的旋转外壁上；喷涂器；第一作动器驱动所述第一连杆臂绕其上端摆动；第二作动器驱动所述第二连杆臂绕其上端摆动。本实用新型适用于各种超塑成形/扩散连接曲面结构的涂覆，具有效率高、精度高、长期使用成本低、长寿命、涂覆自由度高的优点，在航空航天领域具有广泛的应用前景。

Description

一种止焊剂涂覆装置

技术领域

本实用新型涉及一种止焊剂涂覆装置，尤其涉及一种复杂曲面结构表面止焊剂涂覆装置，属于超塑成形/扩散连接领域。

背景技术

目前，在超塑成形/扩散连接工艺中，在金属表面涂覆止焊剂主要有两类方法：手工涂覆、丝网印刷和喷墨式印刷技术。其中：

手工涂覆是采用手工的方法在刻好形的金属板材表面涂覆止焊剂，这种方法不仅效率低，而且涂覆质量受人为因素影响而不稳定，一般只用于实验室开展小型的试验，不适用于批量生产。

丝网印刷最早起源于中国，距今已有两千多年的历史，后来经改进后的丝网印刷技术广泛应用与各个行业。早在上世纪80年代，英国罗—罗公司就已经采用丝网印刷技术用于空心叶片制造过程中的止焊剂涂覆，这种方法利用丝网印版图文部分网孔透油墨，非图文部分网孔不透油墨的基本原理进行印刷。具体工艺过程为：印刷时在丝网印版一端上倒入油墨，用刮印刮板在丝网印版上的油墨部位施加一定压力，同时朝丝网印版另一端移动，油墨在移动中被刮板从图文部分的网孔中挤压到承印物上。这种止焊剂涂覆方法已经广泛应用于超塑成形/扩散连接中，该工艺具有批量大、成本低、生产效率高等优点，尤其是其涂覆质量、图形均匀性及精度可靠，在航空航天和军工制造业中获得了广泛地应用，并不断地在完善。但是在丝网印刷技术中，网版的制造需要专门定制，工艺周期长，且网版很容易被尖锐物体损坏，使用完毕后需要采用专用清洗剂对网版进行清洗，并需要专用地点进行网版存放，如果生产过程中需要更改图形，必须重新制作网版，定制周期长。

为了解决丝网印刷中需要专门定制网版的问题，近年来又发展了一种喷墨式印刷技术。具体工艺过程为：印刷前将图形输入进计算机软件中，将承印物放置于平台上，印刷时在喷头中注入油墨，计算机根据设定的轨迹控制喷头移动，同时喷头向承印物喷出油墨。目前，喷墨式印刷技术已经广泛应用于报刊、图书的印刷，随着喷墨式印刷的技术不断提高，逐渐在一些电子行业、航空、航天、传播等高新产业得到应用。本世纪初British Aerospace PublicLimited Company将喷墨式印刷技术应用于超塑成形/扩散连接工艺中止焊剂涂覆工序，弥补了丝网印刷的一部分不足，使得该技术在多个行业中得到广泛应用。

随着飞行器速度越来越高，航空发动机的推重比越来越高，要求飞行器及发动机结构在实现减重的同时又具有良好的气动性能，这样结构件的型面越来越复杂，很多结构需要设计成空心复杂曲面结构，这类结构不仅具有复杂的外形，同时还具有复杂的内部结构，如变厚度设计，带加强筋等。为了制造具有复杂曲面的空心结构，超塑成形/扩散连接工艺是一种非常有效的制备方法。但是，复杂的外形和内部结构为超塑成形/扩散连接工艺带来了难度，特别是在复杂曲面上涂覆止焊剂的涂覆是其中一个关键的工艺难点，止焊剂涂覆质量将直接决定零件的好坏，止焊剂涂覆效果不理想，将直接导致零件的报废，从而产生重大经济损失。

但现有的丝网印刷和喷墨式印刷技术仍存在有一些技术的不足之处。现有的丝网印刷一般用于在平面上实现止焊剂涂覆，对于复杂曲面的空心结构实现起来较难，而且对于复杂型面的结构，每次需要针对具体的型面定制网板，效率较低，成本较高。现有的喷墨式印刷技术虽然不需要每次更换网板，但是一般只适用于涂覆平面图形，适配性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有手工涂覆、丝网印刷及喷墨式印刷技术存在的不足，提出一种能够根据复杂曲面自动调节喷涂位置、止焊剂涂覆质量高的止焊剂涂覆装置。

为达到上述目的，本实用新型提出了一种止焊剂涂覆装置，所述止焊剂涂覆装置包括用于承载被加工部件的下平台,以及设置于所述下平台上方的安装平台，在所述安装平台与所述下平台之间设有移动涂覆机构，所述移动涂覆机构包括：

通过铰链连接的第一连杆臂和第二连杆臂；

平面移动作动器，能移动的安装于所述安装平台上，驱动所述移动涂覆机构在安装平台所在平面内移动；

旋转作动器，能周向转动的安装于所述安装平台的下表面，并与所述平面移动作动器固接，所述第一连杆臂的上端铰接于所述旋转作动器的旋转外壁上；

喷涂器，铰接于所述第二连杆臂的下端；

第一作动器，连接于所述第一连杆臂的中部与所述旋转作动器之间，驱动所述第一连杆臂绕其上端摆动；

第二作动器，连接于所述第二连杆臂的中部与所述第一连杆臂之间，驱动所述第二连杆臂绕其上端摆动。

如上所述的止焊剂涂覆装置，其中，在所述喷涂器与所述第二连杆臂下端的铰接处设有旋转电机，所述喷涂器与所述旋转电机相连接，所述旋转电机驱动所述喷涂器绕所述第二连杆臂下端摆动。

如上所述的止焊剂涂覆装置，其中，所述安装平台上沿横向和纵向方向开设有导轨，平面移动作动器底部设有滑块，所述滑块与所述导轨滑动配合。

如上所述的止焊剂涂覆装置，其中，所述第一作动器和所述第二作动器为气压伸缩缸。

如上所述的止焊剂涂覆装置，其中，所述第一作动器和所述第二作动器为油压伸缩缸。

如上所述的止焊剂涂覆装置，其中，所述喷涂器包括喷涂盒、设置在所述喷涂盒下端的喷嘴和设置在所述喷涂盒上端的铰支座，所述喷嘴朝向所述被加工部件的上表面。

与现有技术相比，本实用新型具有以下特点和优点：

1、本实用新型采用程序来控制喷涂轨迹，具有更好的精确性、均匀性并提高了效率。

2、本实用新型避免了丝网印刷过程中需要专门定制网版、网版图形不能任意更改、网版易损坏、网版使用后需清洗和保存等一系列问题，可以实现对涂覆图形的任意修改。

3、本实用新型改善了现有涂覆方法难于实现对复杂曲面涂覆的局限性，可以对空间内任意图形进行涂覆，甚至可以通过将机器臂伸入到零件内腔，对内表面进行涂覆，并根据图形的面积、结构形式可以方便地更换打印头，来满足不同曲面结构的特征和要求，从而可以获得不同的图形精度，提高了工作效率。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。

图1为本实用新型止焊剂涂覆装置的结构示意图；

图2为本实用新型的喷涂器的结构示意图。

附图标记说明：

10-被加工部件；1-下平台；2-安装平台；3-第一连杆臂；4-第二连杆臂；5-平面移动作动器；6-旋转作动器；7-喷涂器；71-喷涂盒；72-喷嘴；73-铰支座；8-第一作动器；9-第二作动器；11-第一铰链；12-第二铰链；13-第三铰链；14-旋转电机。

具体实施方式

结合附图和本实用新型具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本实用新型的细节。但是，在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。

请参考图1、图2，图1为本实用新型止焊剂涂覆装置的结构示意图；图2为本实用新型的喷涂器的结构示意图。

如图1所示，本实用新型止焊剂涂覆装置包括用于承载被加工部件10的下平台1,以及设置于下平台1上方的安装平台2，在安装平台2与下平台1之间设有用于向被加工部件10表面喷涂止焊剂的移动涂覆机构，该移动涂覆机构包括：第一连杆臂3、第二连杆臂4、平面移动作动器5、旋转作动器6、喷涂器7、第一作动器8和第二作动器9，其中，第一连杆臂3的上端与旋转作动器6通过第一铰链11铰接，第一连杆臂3与第二连杆臂4通过第二铰链12铰接，使得第一连杆臂3与第二连杆臂4能够通过第一铰链11相对转动；平面移动作动器5能移动的安装于安装平台2上，用于驱动整个移动涂覆机构在安装平台2所在平面内移动，以满足对被加工部件10表面不同区域位置的喷涂要求；旋转作动器6能周向转动的安装于安装平台2的下表面，并与平面移动作动器5固接，第一连杆臂3的上端通过第一铰链11铰接于旋转作动器6的旋转外壁上，使得平面移动作动器5在移动过程中带动旋转作动器6及第一连杆臂3同步移动，而旋转作动器6自身的周向转动驱动第一连杆臂3及第二连杆臂4沿周向转动；喷涂器7通过第三铰链13铰接于第二连杆臂4的下端。在本实施例中，如图2所示，喷涂器7包括填装有止焊剂的喷涂盒71、设置在喷涂盒71下端的喷嘴72和设置在喷涂盒71上端的铰支座73，喷嘴72朝向被加工部件10的上表面。第一作动器8连接于第一连杆臂3的中部与旋转作动器6之间，第一作动器8与第一连杆臂3呈一定夹角，使得第一作动器8通过其伸缩杆驱动第一连杆臂3绕第一铰链11摆动；第二作动器9连接于第二连杆臂4的中部与第一连杆臂3之间，第二作动器9与第一连杆臂3和第二连杆臂4呈一定夹角，使得第二作动器9通过其伸缩杆驱动第二连杆臂4绕第二铰链12摆动。这样，由第一连杆臂3、第二连杆臂4、第一作动器8和第二作动器9构成的连杆机构能够调整喷涂器7的高低位置，而通过平面移动作动器5和旋转作动器6可以调节喷涂器7的水平位置，从而满足复杂曲面结构的止焊剂涂覆要求，具有涂覆质量高、效率高，成本低的优点。

进一步的，如图1所示，在喷涂器7与第二连杆臂4下端的铰接处设有旋转电机14，喷涂器7与旋转电机14相连接，旋转电机14驱动喷涂器7绕第二连杆臂4下端的第三铰链13转动，从而起到对喷涂器7位置的微调作用。

进一步的，安装平台2上沿横向和纵向方向开设有导轨(图中未示出)，平面移动作动器5底部设有滑块(图中未示出)，滑块与导轨滑动配合，通过滑块在导轨上滑动，使得平面移动作动器5驱动移动涂覆机构水平移动。

作为本实用新型一种可选的实施方式，第一作动器8和第二作动器9为气压伸缩缸，气压伸缩缸具有活动伸缩杆，分别驱动第一连杆臂3和第二连杆臂4转动。

作为本实用新型另一种可选的实施方式，第一作动器8和第二作动器9为油压伸缩缸，油压伸缩缸具有活动伸缩杆，分别驱动第一连杆臂3和第二连杆臂4转动。

本实用新型在使用时，具体方法如下：

步骤1、原材料准备，采用线切割、高压水切割的方法切割出金属板材；

步骤2、板材成形，采用热成形等方法将板材成形为复杂曲面结构；

步骤3、表面碱崩酸洗，去除板材表面的氧化层或污垢；

步骤4、将碱崩酸洗后的零件10固定在下平台1上；

步骤5、采用处理软件，将板材的曲面图形数据转换成轨迹行走装置控制程序。为了实现对复杂曲面结构表面的涂覆，在软件中的程序控制下，固定在安装平台2上的旋转作动器6可以绕y轴360度旋转，第一连杆臂3、第二连杆臂4可以在第一作动器8、第二作动器9作用下，分别绕第一铰链11、第二铰链12转动，与水平面的夹角可以在0°～90°之间调整。喷涂器7轴线与第二连杆臂4轴线的夹角可以通过转动旋转电机14，绕第三铰链13转动，以保证喷涂器7中的喷嘴72轴线始终平行于所需要涂覆工件表面曲面上位置点的法线方向。

步骤6、向喷涂器7中的喷涂盒71中加入止焊剂，喷涂器7的喷嘴72直径为Ф2mm～10mm；

步骤7、启动控制程序，控制平面移动作动器5、旋转作动器6、第一作动器8和第二作动器9作动，驱动第一连杆臂3和第二连杆臂4，使得喷涂器7中喷嘴72按照设定的轨迹行走，在喷嘴72按照轨迹行走的同时，喷涂盒71中的止焊剂经由喷嘴72喷出，对被加工部件10上对应位置涂覆止焊剂；

步骤8、在下平台1上取下被加工部件10，对被加工部件10表面的止焊剂进行晾晒。

本实用新型将移动涂覆机构安装在轨迹行走装置(安装平台)上，采用微机系统的程序控制或驱动轨迹行走系统及平面移动作动器、旋转作动器、第一作动器和第二作动器，从而可以按照一定的轨迹行走的同时，向复杂曲面表面喷涂止焊剂，从而实现对复杂曲面结构表面的止焊剂涂覆。本实用新型克服了传统止焊剂涂覆方法周期长、成本高、精度低、不能涂覆复杂曲面结构的不足，适用于各种超塑成形/扩散连接曲面结构的涂覆，具有效率高、精度高、长期使用成本低、长寿命、涂覆自由度高的优点，在航空航天领域具有广泛的应用前景。

针对上述各实施方式的详细解释，其目的仅在于对本实用新型进行解释，以便于能够更好地理解本实用新型，但是，这些描述不能以任何理由解释成是对本实用新型的限制，特别是，在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合，从而组成其他实施方式，除了有明确相反的描述，这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中，而并不仅局限于所描述的实施方式。

Claims (6)

1.一种止焊剂涂覆装置，其特征在于，所述止焊剂涂覆装置包括用于承载被加工部件的下平台,以及设置于所述下平台上方的安装平台，在所述安装平台与所述下平台之间设有移动涂覆机构，所述移动涂覆机构包括：

通过铰链连接的第一连杆臂和第二连杆臂；

平面移动作动器，能移动的安装于所述安装平台上，驱动所述移动涂覆机构在安装平台所在平面内移动；

旋转作动器，能周向转动的安装于所述安装平台的下表面，并与所述平面移动作动器固接，所述第一连杆臂的上端铰接于所述旋转作动器的旋转外壁上；

喷涂器，铰接于所述第二连杆臂的下端；

第一作动器，连接于所述第一连杆臂的中部与所述旋转作动器之间，驱动所述第一连杆臂绕其上端摆动；

第二作动器，连接于所述第二连杆臂的中部与所述第一连杆臂之间，驱动所述第二连杆臂绕其上端摆动。

2.如权利要求1所述的止焊剂涂覆装置，其特征在于，在所述喷涂器与所述第二连杆臂下端的铰接处设有旋转电机，所述喷涂器与所述旋转电机相连接，所述旋转电机驱动所述喷涂器绕所述第二连杆臂下端摆动。

3.如权利要求1所述的止焊剂涂覆装置，其特征在于，所述安装平台上沿横向和纵向方向开设有导轨，平面移动作动器底部设有滑块，所述滑块与所述导轨滑动配合。

4.如权利要求1至3中任一项所述的止焊剂涂覆装置，其特征在于，所述第一作动器和所述第二作动器为气压伸缩缸。

5.如权利要求1至3中任一项所述的止焊剂涂覆装置，其特征在于，所述第一作动器和所述第二作动器为油压伸缩缸。

6.如权利要求1至3中任一项所述的止焊剂涂覆装置，其特征在于，所述喷涂器包括喷涂盒、设置在所述喷涂盒下端的喷嘴和设置在所述喷涂盒上端的铰支座，所述喷嘴朝向所述被加工部件的上表面。