异型薄壁环形构件的端面加工装置及其加工方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了异型薄壁环形构件的端面加工装置及其加工方法，属于金属器皿制造领域，其通过设置可对应匹配在异型薄壁环形构件端面上并可沿环向走行的滚轮，并将用于端面钝化加工的激光焊接头对应滚轮固定设置，使得滚轮在环形端面上走行时，激光的聚焦点始终对正于滚轮一侧端面的正中位置，从而随着滚轮沿环形端面的走行可通过激光焊接头来完成整个环形端面的钝化加工。本发明专利技术的异型薄壁环形构件的端面加工装置及其加工方法，其装置结构及加工方法简单，操作便捷，控制准确，能有效完成异型环形端面的钝化加工，减少加工工程中工件的变形与损坏，提升加工的一致性和准确性，降低了异型薄壁环形构件的加工制造成本，具有较好的推广应用价值。

End Face Processing Device and Processing Method for Special-shaped Thin-walled Ring Components

The invention discloses an end face processing device for special thin-walled annular components and its processing method, which belongs to the field of metal utensils manufacturing. By setting up a roller which can be matched on the end face of special thin-walled annular components and can travel along the annular direction, and fixing a laser welding head for end passivation processing corresponding to the roller, the device can make the end face of the special thin-walled annular components be passivated. When the roller runs on the annular end face, the laser focus is always on the median position of the end face on one side of the roller. As the roller runs along the annular end face, the passivation of the whole annular end face can be accomplished by laser welding joint. The end face processing device of the special-shaped thin-walled annular component and its processing method are simple in structure and processing method, convenient in operation and accurate in control. The device can effectively complete passivation processing of the special-shaped annular end face, reduce the deformation and damage of the workpiece in processing engineering, improve the consistency and accuracy of processing and reduce the difference. The manufacturing cost of T-type thin-walled annular components has a good application value.

【技术实现步骤摘要】
异型薄壁环形构件的端面加工装置及其加工方法
本专利技术属于金属器皿制造领域，具体涉及异型薄壁环形构件的端面加工装置及其加工方法。
技术介绍
随着制造业的不断发展和人们生活水平的不断提高，各式金属器皿的制造与应用已十分广泛，其中便包括各类异型金属器皿，如异型杯具；通常情况下，异型金属器皿的主体为薄壁环形结构，其横截面形状往往并非为传统的圆形或者方形，而是诸如椭圆形、“8字”形等异形，且大多异型金属器皿的开口端面加工过程中难以确保其在一个平面上，即开口端面各位置高低存在一定的差别。一般情况下，对于刚加工成型的薄壁异型金属器皿而言，其开口端面往往较为锋利，不便于直接使用，通常需要对异型金属器皿的开口端面进行钝化加工。在现有技术中，对异型薄壁环形构件的端面钝化加工通常借助机械加工来实现，其加工的效率和精度无法得到充分保证，虽然也可运用激光将构件端面各位置进行熔融加工来改善构件端面状态，但由于构件为异型薄壁结构，利用激光钝化加工过程中往往存在零件装夹变形大、加工的性能差、钝化加工后端面外观不美观等缺陷，产生上述缺陷主要是因为异型薄壁环形构件的装夹定位较差，由于构件为异型结构，其夹具设计与普通机械加工工件定位夹具在设计原理和使用范畴上存在较大差异，传统的工装夹具很难充分满足异型构件的精确定位；而夹具的定位精确程度直接影响着加工质量的好坏，这是因为构件为薄壁结构，极易出现加工变形，一旦构件定位失准，激光钝化加工不能准确对正构件的端面位置，便极易造成激光加工过程中构件端部的变形，从而产生上述诸多缺陷。为解决异型薄壁环形构件在激光钝化加工过程中的定位问题，现有技术中通常采用如下两种方式：一种是通过对零件侧壁进行物理仿形来实现对端面的加工，另一种是利用运动控制软件规划加工路径的方法实现加工，这两种方式虽然能在一定程度上实现构件加工过程中的定位，但由于构件本身强度较低，在构件结构成型、搬运和装夹过程中往往会产生一定的形变，因此在利用物理仿形和软件路径规划方法对零件端面进行加工时，会因为构件个体的差异导致激光加工的效果存在差异，加工的一致性较差。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了异型薄壁环形构件的端面加工装置及其加工方法，其通过设置可对应匹配在异型薄壁环形构件端面上并可沿环向走行的滚轮，并将用于端面钝化加工的激光焊接头对应滚轮固定设置，使得滚轮在构件环形端面上走行时，激光的聚焦点始终对正于滚轮一侧端面的正中位置，继而随着滚轮沿环形端面的走行可通过激光焊接头来完成整个环形端面的钝化加工，充分保证激光钝化加工的一致性，保证激光钝化加工的质量，减少构件的损坏或变形。为实现上述目的，本专利技术的一个方面，提供一种异型薄壁环形构件的端面加工装置，用于异型薄壁环形构件的环形端面的钝化加工，其特征在于，该端面加工装置包括激光焊接头、二维浮动跟随组件和定型夹具，其中，所述二维浮动跟随组件可竖向升降，其包括支架、滚轮、竖向滑轨和水平滑轨，其中，所述滚轮设置在所述支架的底部，其轴线水平并在其走行面上沿环向开设有呈环形的凹槽，所述滚轮可在所述环形端面上沿环向走行并以所述凹槽对应匹配所述环形断面，使得该凹槽的底部抵接所述环形端面且所述凹槽的两相对侧壁面分别与构件的内外壁面对正，以及所述支架分别与所述竖向滑轨和所述水平滑轨匹配连接并可在两滑轨的引导下带动该支架及其下方的所述滚轮调节在空间中的位置；所述激光焊接头竖向设置，其与所述支架固定连接并可在所述滚轮对应匹配所述环形端面时以底部对正该构件的端面，使得所述激光焊接头发射出的激光始终聚焦在所述滚轮一侧并与该侧端面的中心位置对正；所述定型夹具设置在所述二维浮动跟随组件的下方，其可对应容置待加工的构件并完成其稳固装夹，且在该定型夹具的下方分别对应设置有旋转台和平移台，通过所述二维浮动跟随组件的升降和所述平移台的平移可使得所述滚轮对应匹配在构件的所述环形端面上，继而可通过所述旋转台和所述平移台的对应运动使得所述滚轮在所述环形端面上走行，从而以所述激光焊接头完成所述环形端面的钝化加工。作为本专利技术的进一步改进，对应所述定型夹具设置有气动卡盘，所述气动卡盘可对应控制所述定型夹具锁紧或者放松，以完成所述异型薄壁环形构件的装夹或者卸下。作为本专利技术的进一步改进，所述平移台包括平移导轨和第一滑块，所述第一滑块对应匹配在所述平移导轨上并可在该平移导轨的引导下做水平往复运动，且所述旋转台设置在所述第一滑块的上端面上，并可随所述第一滑块水平移动。作为本专利技术的进一步改进，对应所述二维浮动跟随组件设置有升降台，所述升降台包括竖向导轨和第二滑块，所述第二滑块对应匹配在所述竖向导轨上，并可在该竖向导轨的引导下做竖向往复运动，且所述二维浮动跟随组件对应设置在所述第二滑块的端面上，并可随该第二滑块竖向升降。作为本专利技术的进一步改进，所述平移台和所述旋转台分别为电动平移台和电动旋转台，并对应设置有控制系统，所述控制系统分别与所述平移台和所述旋转台以电连接，以控制所述平移台和所述旋转台按照预定路径工作。本专利技术的另一个方面，提供一种应用所述的异型薄壁环形构件的端面加工装置来加工异型薄壁环形构件端面的方法，其步骤如下：S1：将待加工的构件置于所述定型夹具中并完成其装夹；S2：通过所述二维浮动跟随组件的升降调节所述滚轮的高度，并通过所述平移台调节所述定型夹具的位置，使得所述定型夹具中构件的环形端面与所述滚轮对正，继而所述滚轮以所述凹槽对应匹配在该环形端面上；S3：打开所述激光焊接头开始激光加工，并同时控制所述旋转台和所述平移台分别按照对应的加工路径进行旋转和平移运动，使得所述滚轮始终沿所述环形端面的切线方向滚动，再由激光完成所述滚轮滚过端面位置的钝化加工；S4：所述滚轮沿所述环形端面的环向滚动一圈后，可由所述激光焊接头完成整个所述环形端面的钝化加工。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：(1)本专利技术的异型薄壁环形构件的端面加工装置，其通过设置可对应匹配在异型薄壁环形构件端面上并可沿环向走行的滚轮，并将用于端面钝化加工的激光焊接头对应滚轮所在二维浮动跟随组件固定设置，使得滚轮在构件环形端面上走行时，激光的聚焦点始终对正于滚轮一侧端面的正中位置，继而随着滚轮沿环形端面的走行可通过激光焊接头来完成整个环形端面的钝化加工，充分保证激光钝化加工的一致性，保证激光钝化加工的质量，减少构件的损坏或变形；(2)本专利技术的异型薄壁环形构件的端面加工装置，其通过在二维浮动跟随组件中设置水平滑轨和竖向滑轨，使得滚轮在走行过程中可在水平方向和竖直方向所构成的三维空间内进行适应运动，从而有效适应于环形端面的异型结构，保证滚轮始终紧贴环形端面走行，进一步提升激光加工的精确度，提升加工的质量和效率；(3)本专利技术的异型薄壁环形构件的端面加工装置，其通过设置升降台和平移台对应匹配工作，以带动异型薄壁环形构件转动，即实现滚轮在环形端面上的相对走行，控制过程简便，控制精度高，能大大提升钝化加工的效率，保证加工的质量；(4)本专利技术的异型薄壁环形构件的端面加工装置，其通过设置气动卡盘来辅助完成定型夹具的装夹，保证构件装夹与定位的准确性和便捷性，进一步提升激光钝化加工的一致性，减少加工过程中构件的变形或损坏，提升加工的质量；(5)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种异型薄壁环形构件的端面加工装置，用于异型薄壁环形构件的环形端面的钝化加工，其特征在于，该端面加工装置包括激光焊接头(1)、二维浮动跟随组件(2)和定型夹具(3)，其中，所述二维浮动跟随组件(2)可竖向升降，其包括支架(201)、滚轮(202)、竖向滑轨(203)和水平滑轨(204)，其中，所述滚轮(202)设置在所述支架(201)的底部，其轴线水平并在其走行面上沿环向开设有呈环形的凹槽，所述滚轮(202)可在所述环形端面上沿环向走行并以所述凹槽对应匹配所述环形断面，使得该凹槽的底部抵接所述环形端面且所述凹槽的两相对侧壁面分别与构件的内外壁面对正，以及所述支架(201)分别与所述竖向滑轨(203)和所述水平滑轨(204)匹配连接并可在两滑轨的引导下带动该支架(201)及其下方的所述滚轮(202)调节在空间中的位置；所述激光焊接头(1)竖向设置，其与所述支架(201)固定连接并可在所述滚轮(202)对应匹配所述环形端面时以底部对正该构件的端面，使得所述激光焊接头(1)发射出的激光始终聚焦在所述滚轮(202)一侧并与该侧端面的中心位置对正；所述定型夹具(3)设置在所述二维浮动跟随组件(2)的下方，其可对应容置待加工的构件并完成其稳固装夹，且在该定型夹具(3)的下方分别对应设置有旋转台(5)和平移台(6)，通过所述二维浮动跟随组件(2)的升降和所述平移台(6)的平移可使得所述滚轮(202)对应匹配在构件的所述环形端面上，继而可通过所述旋转台(5)和所述平移台(6)的对应运动使得所述滚轮(202)在所述环形端面上走行，从而以所述激光焊接头(1)完成所述环形端面的钝化加工。...

【技术特征摘要】
1.一种异型薄壁环形构件的端面加工装置，用于异型薄壁环形构件的环形端面的钝化加工，其特征在于，该端面加工装置包括激光焊接头(1)、二维浮动跟随组件(2)和定型夹具(3)，其中，所述二维浮动跟随组件(2)可竖向升降，其包括支架(201)、滚轮(202)、竖向滑轨(203)和水平滑轨(204)，其中，所述滚轮(202)设置在所述支架(201)的底部，其轴线水平并在其走行面上沿环向开设有呈环形的凹槽，所述滚轮(202)可在所述环形端面上沿环向走行并以所述凹槽对应匹配所述环形断面，使得该凹槽的底部抵接所述环形端面且所述凹槽的两相对侧壁面分别与构件的内外壁面对正，以及所述支架(201)分别与所述竖向滑轨(203)和所述水平滑轨(204)匹配连接并可在两滑轨的引导下带动该支架(201)及其下方的所述滚轮(202)调节在空间中的位置；所述激光焊接头(1)竖向设置，其与所述支架(201)固定连接并可在所述滚轮(202)对应匹配所述环形端面时以底部对正该构件的端面，使得所述激光焊接头(1)发射出的激光始终聚焦在所述滚轮(202)一侧并与该侧端面的中心位置对正；所述定型夹具(3)设置在所述二维浮动跟随组件(2)的下方，其可对应容置待加工的构件并完成其稳固装夹，且在该定型夹具(3)的下方分别对应设置有旋转台(5)和平移台(6)，通过所述二维浮动跟随组件(2)的升降和所述平移台(6)的平移可使得所述滚轮(202)对应匹配在构件的所述环形端面上，继而可通过所述旋转台(5)和所述平移台(6)的对应运动使得所述滚轮(202)在所述环形端面上走行，从而以所述激光焊接头(1)完成所述环形端面的钝化加工。2.根据权利要求1所述的异型薄壁环形构件的端面加工装置，其中，对应所述定型夹具(3)设置有气动卡盘(4)，所述气动卡盘(4)可对应控制所述定型夹具(3)锁紧或者放松，以完成所述异型薄壁环形构件的装夹或者卸下。3.根据权利要求1或2所述的异...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏小彪，张庸，
申请(专利权)人：湖北三江航天红峰控制有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42