[发明专利]复合结构抗振缓冲臂

说明书

技术领域

本发明专利涉及用于精密轴端面加工或端面钻孔的一种以摆臂方式传送和固定零件的摆臂结构，要求平稳传送零件且定位时具有抗振缓冲作用、要求传送周期短、重复定位精度高、效率快、平稳可靠等场合。适用于诸如精密微细轴端面或双端面自动打孔。

背景技术

制造领域，自动化加工经常遇到产品或零件的安装、传送、固定、操作／加工、卸装、返回安装等往复循环过程，当操作／加工要求不高，以及有充分安装调整时间时，这些循环过程容易实现。对于有操作加工精度要求、往复循环周期短、安装定位卸装要求平稳等，加工难度将大大提升。例如当前在精密仪器仪表、精密装备以及电子产品如手机、相机等领域应用十分广泛、需求量十分巨大的精密轴类零件，其两端端面的打孔或端面台阶的加工，就属于自动化程度要求高、生产量大、制造精度要求高、零件和零件间周期短，高效精密加工具有工艺难度大的特点。保证产品或零件在操作／加工前安装、传送、固定具有抗冲击振动能力是这一类循环生产的关键技术之一。由摆臂传送并固定的自动化过程，摆臂的抗振缓冲作用十分重要。

以精密微细轴端面打孔的加工制造为例，如图1，转盘1将精密微细轴2送至摆臂3附近，摆臂3在位置①时将精密微细轴2托起，摆臂3处于位置②时将精密微细轴2固定于V形定位机构中，此时，可进行打孔等操作加工，之后卸料、摆臂3返回，完成一个周期进入下一个零件的重复循环加工过程。摆臂3的往返动作由汽缸4驱动完成。在一个循环过程中，无论摆臂处于位置①或位置②时，都伴随有冲击振动，尤其当循环周期短时更甚。冲击振动直接导致不能提高加工效率，甚至不能保证精密微细轴端面孔的加工位置精度、尺寸精度。本发明的抗振缓冲摆臂，针对这一问题而设计。

发明内容

本发明提供一种新型三层复合结构抗振缓冲臂，能有效起到抗振缓冲作用。

所采用的技术方案如下。抗振缓冲臂由三层构成，图2是抗振缓冲臂结构示意图，对应图1中抗振缓冲臂3的AB部分。图2中，上层1、下层2其截面形状采用U型槽结构，中层3采用竖直蜂窝结构；上层和下层包络中层蜂窝结构构成复合结构摆臂。其中中层3蜂窝结构采用变形过程易于吸收变形能量材料，上层和下层设计成包络中层蜂窝结构的形状，将冲击变形能量传递到中层蜂窝结构，同时提高抗弯能力和局部抗冲击能力。

抗振缓冲臂的中层蜂窝结构，对振动冲击变形能的吸收能力，在蜂窝壁厚同样的情况下与形状结构有关，所述蜂窝结构截面形状如图2右侧局部放大视图所示，采用平行对称六边形结构，也可采用椭圆形结构，图中以平行对称六边形结构为例，a，b分别代表平行对称六边形长短边。平行对称六边形长、短边比例(若采用椭圆形结构则椭圆形长、短轴比例)范围选在0.8～1.2之间，综合冲击变形能的有效吸收和摆臂抗弯曲强度及稳定性考虑。

抗振缓冲臂的中层蜂窝结构的抗振缓冲能力，还与蜂窝结构的胞壁厚度有关。所述抗振缓冲臂中层的竖直蜂窝结构，所采用平行对称六边形或椭圆形结构其蜂窝胞壁厚度与平均空腔薄壁长度之比选择0.2％～3.7％之间，兼顾有效的变形吸收能力和摆臂的强度，使之具有基本相当的单位载荷变形能力。

抗振缓冲臂在长度方向上，承受的弯曲变形载荷、冲击大小以及影响作用不同。所述的抗振缓冲臂在长度方向上，综合考虑承载能力、减振缓冲效果，设计蜂窝胞壁厚度与平均空腔薄壁长度之比分段变化或连续变化，承受弯曲载荷大的部位其蜂窝胞壁厚度与平均空腔薄壁长度之比小，承受弯曲载荷小的部位其蜂窝胞壁厚度与平均空腔薄壁长度之比大。

除了蜂窝结构变形缓冲以及抗振吸能的作用外，所述的抗振缓冲摆臂，在蜂窝空腔内填充抗振缓冲材料。充分利用蜂窝单元变形挤压过程，吸收和消耗冲击振动变形能量，最大程度增强减振缓冲效果。

摆臂整体结构简洁，加工工艺不复杂，组装简单，总体成本较其他类型抗振缓冲摆臂低。

附图说明

图1是抗振缓冲臂工作示意图。

其中：1-转盘；2-精密微细轴；3-摆臂；4-汽缸。

图2是抗振缓冲臂结构示意图。

其中：1-上层；2-下层；3-中层。

具体实施方式

以图1的精密微细轴端面打孔加工制造为例。如图1，转盘1承接落料装置落下的精密微细轴2，将精密微细轴2送至摆臂3附近，摆臂3在位置①时将精密微细轴2托起，至摆臂3处于位置②时将精密微细轴2固定于V形定位机构中，此时进行打孔、轴端面等操作加工作业，之后卸料、摆臂3返回，完成一个周期进入下一个重复循环过程。摆臂3的往返动作由汽缸4驱动完成。在一个循环过程中，无论摆臂处于位置①或位置②时，都伴随有冲击振动，尤其当循环周期短时更甚。冲击振动直接导致不能提高加工效率，甚至不能保证精密微细轴端面孔的加工位置精度、尺寸精度。采用本发明的抗振缓冲臂，有效吸收冲击振动变形能，从而达到提高加工精度、平稳传送固定、减少等待时间，缩短摆臂往复循环的稳定时间。