专利名称：超声波清洗夹具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种超声波清洗夹具，用于薄膜镀膜前玻璃、塑料等镀膜零件的 超声波清洗或其它工业超声清洗工序中的清洗夹具，特别适用于镀膜零件表面质量要求高 和生产效率要求高的零件清洗。
背景技术：
在薄膜制造业中，一方面，高端光学镜头、激光光学系统、光电存储和显示系统等 对器件的表面洁净度和光洁度要求越来越高；另一方面，近几年光电等行业中所涉及到的 器件的产量需求越来越大。面对这两大问题，薄膜制造必须在零件表面清洗高质量和清洗 高效率两方面做出相应的发展。迄今，适宜于批量清洗的高洁净度的超声波清洗技术无疑 是解决这两个问题的最佳选择。在超声波清洗中，清洗夹具是连接超声波清洗机和被清洗零件的重要部件。面对 镀膜零件表面清洗高质量和清洗高效率两个方面，超声波清洗夹具也必须符合这两个方面 的要求。清洗夹具必须具有设计制造简单、清洗效果好、抗清洗液腐蚀性强、对零件的保护 性强、可调节性好、重量轻、装载量大等特点。现有技术的超声波清洗夹具是用金属制造的， 如专利号为CN200510027007. 3和CN200520042763. 9的中国专利申请文献中所公开的超声 波清洗夹具。在实际的超声波清洗生产中，用金属制造的超声波清洗夹具虽有许多优点，但 也出现不少问题。例如第一、设计复杂。用金属制造的夹具设计复杂，机械加工繁琐，清 洗效果并非很好。第二、装载量小。用金属制造的夹具装载量小，不适宜大规模清洗生产。 第三、用金属制造的夹具还有一个共同的缺点，即重量大和保护性差。由于是金属，难免会 重量重，因此对超声波清洗机的机械轴动系统有较大的承载力；另一方面，金属夹具就算配 有缓冲装置，由于金属的刚性，难以避免地会对所装载的玻璃零件产生破坏性，即超声波清 洗机的振动，金属夹具对所装载的玻璃零件产生破边、破角、磨损及擦痕等伤害。概括地说， 现用技术的超声波清洗夹具主要存在三个问题一是被清洗零件的两个表面不能被完整清 洗，或者其中一个表面不能被完整清洗，这是因为清洗夾具在零件夾持部位形成清洗“死 角”，甚至造成清洗液或水的积聚；二是由于超声波清洗过程中的强烈振动，清洗夾具对被 清洗零件的夾持部位轻则造成磨损和擦痕，重则破边和破角；三是制造复杂，重量重，影响 装载量。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种超声波清洗夹具，可防止被清洗零件在超声波清洗 过程中发生破损，并提高零件的清洗洁净度。为实现上述目的，本实用新型所采取的技术方案是该超声波清洗夹具包括两块 以上相互间隔的不锈钢清洗板，在相邻两块不锈钢清洗板之间沿不锈钢清洗板长度方向固 定安装有两根以上相互间隔的上层清洗棒和对应的下层清洗棒；上层清洗棒和下层清洗棒 各自由一串塑料支撑件和依次贯穿该串塑料支撑件的不锈钢圆杆组成，在同一根不锈钢圆杆上的相邻两个塑料支撑件的相邻两个端面相互接触，各不锈钢清洗板分别与各自相邻的 塑料支撑件端面接触；塑料支撑件沿周向设有“V”型槽；相邻两根上层清洗棒和对应的一 根下层清洗棒构成一个清洗夹具大单元；在每个清洗夹具大单元中，下层清洗棒设于相邻 两根上层清洗棒之间的下方，且该相邻两根上层清洗棒、下层清洗棒之间相互平行；每个清 洗夹具大单元含有一个以上清洗夹具小单元，每个清洗夹具小单元由分别位于下层清洗棒 和两根上层清洗棒上的三个对应塑料支撑件构成，该三个对应塑料支撑件的“V”型槽的槽 底在同一竖直面上。进一步地，本实用新型在每个清洗夹具大单元中，相邻两根上层清洗棒在同一水 平面上，所述下层清洗棒位于该相邻两根上层清洗棒之间正中位置的下方。进一步地，本实用新型的不锈钢清洗板上设有滑槽，所述不锈钢圆杆的两端分别 固定安装在相邻两块不锈钢清洗板的对应滑槽上。进一步地，本实用新型所述塑料支撑件的材料为聚四氟乙烯，不锈钢圆杆和不锈 钢清洗板的材料为不锈钢304。与现有技术相比，本实用新型的有益效果是塑料支撑件上的“V”型槽使得其与 被清洗零件的表面之间为单点接触，而并非现有夹具的线接触或面接触，即被清洗零件的 一个表面与塑料支撑件之间仅有三个接触点(因被清洗零件有两个表面，故有六个接触 点)，从而能够有效地清洗整个被清洗零件的两个表面，不存在清洗“死角”，且具有优良的 防破损、防磨损功能。由于同一根不锈钢圆杆上串接有多个塑料支撑件，且各塑料支撑件的 端面首尾接触，并且各不锈钢清洗板分别与各自相邻的塑料支撑件端面接触，因此，塑料支 撑件可配合超声波清洗时的振动沿清洗棒轴向和周向作微量移动，使得被清洗零件与塑料 支撑件之间形成“软接触”，从而有效防止被清洗零件的破损。且由于塑料支撑件上的“V” 型槽沿周向开设，使塑料支撑件在配合超声波清洗时的振动沿清洗棒轴向和周向作微量移 动时保证被清洗零件的表面与“V”型槽始终保持点接触。此外，针对常见的方形或长方形 清洗零件，可在零件边上而非角上与塑料支撑件点接触，有效地避免了对被清洗零件的角 破损。在每个清洗夹具大单元中，当相邻两根上层清洗棒在同一水平面上，下层清洗棒设于 该相邻两根上层清洗棒之间正中位置的下方时，可使其清洗夹具小单元中的被清洗零件与 三个对应塑料支撑件的“V”型槽的槽底的接触点形成等腰三角形，从而在超声波清洗时根 据清洗零件的重心能自动平衡，使清洗零件更加稳固，更有效地防止被清洗零件破损。塑料 支撑件使用聚四氟乙烯材料，不锈钢圆杆和不锈钢清洗板使用不锈钢304材料，可在确保 清洗夹具机械强度的同时，有效防止本实用新型的清洗夹具遭到清洗液的酸碱腐蚀。由于 不锈钢清洗板上设有滑槽，通过沿滑槽移动不锈钢圆杆或将清洗棒更换到另一条滑槽，可 调整清洗夹具大单元各清洗棒的间距以适应不同尺寸和不同形状的被清洗零件，通过更换 清洗夾具小单元各塑料支撑件以适应不同厚度和不同形状的被清洗零件，因此本实用新型 的清洗夹具具有较强适应性。
图1为本实用新型中塑料支撑件的结构示意图；图2为本实用新型中清洗棒的结构示意图；图3为本实用新型中设有滑槽的不锈钢清洗板的结构示意图；[0013]图4为本实用新型清洗夹具的结构示意图；图5为本实用新型的清洗夹具大单元和清洗夹具小单元的示意图；图6为本实用新型的清洗夹具夾持被清洗零件的示意图；其中，(a)为被夹持的长方形零件；(b)为被夹持的圆形零件。
具体实施方式
图1所示为本实用新型中塑料支撑件1的结构示意图，塑料支撑件1绕其中心轴 360°旋转对称开一个“V”型的槽，由此，“V”型槽沿塑料支撑件1的周向开设，可自然卡住 被清洗零件，360°旋转对称是为了使塑料支撑件1绕不锈钢圆杆2周向旋转时不影响被清 洗零件的放置，使被清洗零件的表面与“V”型槽始终保持点接触，而非现有技术的线接触或 面接触。“V”型槽沿塑料支撑件1的周向开设的另一个好处是便于让聚集在被清洗玻璃零 件和清洗夹具之间的聚积液体流走，避免清洗夾具在零件夾持部位形成清洗“死角”。塑料 支撑件1沿中心轴开一个通孔13，该通孔13是为了便于塑料支撑件1 一个个地首尾串在不 锈钢圆杆2上。塑料支撑件1的长度根据所需清洗玻璃零件的厚度、大小及形状决定，塑料 支撑件1的“V”型槽的宽度、深度及角度根据所需清洗玻璃零件的厚度及高度决定，塑料支 撑件1中心轴的直径由不锈钢圆杆2的直径决定，以使塑料支撑件1的通孔13的内壁在周 向上与不锈钢圆杆2表面形成软接触且塑料支撑件1可沿不锈钢圆杆2作微小的轴向和周 向移动。塑料支撑件1优选使用聚四氟乙烯材料。聚四氟乙烯几乎不受任何化学试剂腐 蚀，可以有效地防止超声波清洗的酸碱溶液对其产生腐蚀性；同时聚四氟乙烯耐高温性能 好，使用工作温度可达250°C，因此可以适应超声波清洗后的烘烤工序；聚四氟乙烯是固体 材料中摩擦系数最低的和表面张力最小的疏水性材料，并具有良好的机械韧性、柔软性且 富有弹性，适宜于夹持玻璃等易碎材料，这些特性都非常适合于作为超声波清洗夹具的材 料。图2为本实用新型中清洗棒5的结构示意图，它由一串塑料支撑件1和依次贯穿 该串塑料支撑件1的不锈钢圆杆2组成。在同一根不锈钢圆杆2上的相邻两个塑料支撑件 1之间的相邻端面11相互软接触。不锈钢圆杆2的长短根据相邻两块不锈钢清洗板3的 间距决定，不锈钢圆杆2的两端各有一段M4螺纹21以便与两块不锈钢清洗板3通过螺母 6固定。图3为本实用新型中不锈钢清洗板3的结构示意图。不锈钢清洗板3的长、宽由 超声波清洗机的水槽尺寸决定。不锈钢清洗板3在不同高度上开三条平行的滑槽4，滑槽4 的数量和间距由被清洗零件的高度和品种的数量决定，滑槽4的长度由不锈钢清洗板3的 长度决定，滑槽4的宽度与不锈钢圆杆2两端的M4螺纹尺寸相配合。不锈钢清洗板3的厚 度不但需要考虑被清洗零件的重量，而且应考虑滑槽4的数量和间距以及滑槽4的长度和 宽度，以确保不锈钢清洗板3有足够的机械强度。不锈钢圆杆2和不锈钢清洗板3优选使用不锈钢304材料。不锈钢304材料具有 良好的耐蚀性、耐热性和机械强度，适合作为超声清洗夹具的支杆和框架材料。图4为本实用新型的超声波清洗夹具的结构示意图。塑料支撑件1和贯穿多个塑 料支撑件1的不锈钢圆杆2组成清洗棒5 ；清洗棒5的不锈钢圆杆2两端的螺纹21露出不锈钢清洗板3，各拧上1个M4螺母6把清洗棒5固定起来；两块不锈钢清洗板3分别与各自 相邻的塑料支撑件1的端面11接触。这样，由塑料支撑件1和不锈钢圆杆2组成的清洗棒 5被一根根地分上、下两层平行固定在相邻两块清洗板3之间，便构成了本实用新型的超声 波清洗夹具。换句话说，本实用新型在相邻两块不锈钢清洗板3之间沿不锈钢清洗板长度 方向固定安装有两根以上相互间隔的上层清洗棒51和对应的下层清洗棒52。清洗棒5分 上、下两层平行放置的目的是在一个清洗夹具大单元7中，下层清洗棒52作为被清洗零件 的支撑棒，上层两根清洗棒51的作用是在左、右两侧卡住被清洗零件。图4中不锈钢清洗 板3沿高度方向开有三排滑槽41、42、43，上两排滑槽41和42可为放置不同大小尺寸的被 清洗零件提供选择。根据被清洗零件的实际情况，还可沿不锈钢清洗板3的高度方向设计 更多排滑槽，以增强适用性。本实用新型夹具可包含两块以上相互间隔的不锈钢清洗板3， 以拥有更大规模的装载量，适用于大规模清洗。以下以图5为例说明本实用新型的清洗夹具大单元7和清洗夹具小单元8的结 构。如图5所示，塑料支撑件la、Ib和Id共同构成一个清洗夹具小单元8，塑料支撑件la’、 lb’和Id’共同构成另一个清洗夹具小单元8，这两个清洗夹具小单元则构成一个清洗夹具 大单元7。其中，塑料支撑件Ia和塑料支撑件la’在同一根上层清洗棒51上，塑料支撑件 Ib和塑料支撑件lb’同在相邻的另一根上层清洗棒51上；塑料支撑件Id和塑料支撑件Id’ 在同一根下层清洗棒52上。在该清洗夹具大单元7中，下层清洗棒52位于两根上层清洗 棒51之间正中位置的下方，两根上层清洗棒51和下层清洗棒52三者之间相互平行。由此 从图5可以看出，塑料支撑件la、lb和Id的“V”型槽的槽底12在同一竖直面上且分别位 于同一个等腰三角形的三个顶点上，同样，塑料支撑件la’、lb’和Id’的“V”型槽的槽底12 在同一竖直面上且分别位于同一个等腰三角形的三个顶点上。与此同理，塑料支撑件lb、Ic 和Ie共同构成一个清洗夹具小单元8，塑料支撑件lb’、lc’和le’共同构成另一个清洗夹 具小单元8，这两个清洗夹具小单元构成另一个清洗夹具大单元。图5共示出了 4个清洗夹具大单元，在每个清洗夹具大单元中有2个清洗夾具小 单元。每个清洗夹具小单元可以放置一块被清洗零件，在超声波清洗的振动过程中，被清洗 零件能自动趋于力平衡，并不受任何夾持外力。图6为本实用新型的清洗夹具夾持被清洗零件的示意图，其中图6(a)为被夹持的 长方形零件；图6(b)为被夹持的圆形零件。由于被清洗零件主要是正方形、长方形和圆形 三种零件，其中正方形和长方形的夾持方式类同，故图6仅表示出长方形和圆形二种零件 夾持的情况。由图6可以看出，当被清洗零件为长方形时，其中一根上层清洗棒51与长方 形被清洗零件在A、B两点接触，另一根上层清洗棒51与长方形被清洗零件在C、D两点接 触，而下层清洗棒52与长方形被清洗零件在E、F两点接触。当被清洗零件为圆形时，其中 一根上层清洗棒51与圆形被清洗零件在G、H两点接触，另一根上层清洗棒51与圆形被清 洗零件在M、L两点接触，而下层清洗棒52与圆形被清洗零件在I、J两点接触。综上可见， 每个被清洗零件共在六个点处被塑料支撑件1的“V”型槽夾持，稳固性很好，且装卸非常方 便。下面结合实施例对本实用新型的超声波清洗夹具再作进一步说明，但不应以此限 制本实用新型的保护范围。利用本实用新型的超声波清洗夹具，清洗了正方形、长方形和圆 形等各种零件，被清洗零件大小尺寸从IOmmX IOmm直到200mmX 200mm，厚度尺寸从0. 2mm直到大于10mm。不同尺寸的零件选用不同的塑料支撑件1夾持。实际使用本实用新型夹具 证明，在几乎没有破边、破角和磨损、擦痕的同时，还取得了非常优良的清洗效果。以清洗最 困难的大小尺寸为90mmX90mm、厚度尺寸为0. 3mm的正方形玻璃零件为例，用现有技术的 超声波清洗夹具，除去被清洗玻璃零件本身的疵病外，清洗成品率仅70%左右，其中破边、 破角和磨损、擦痕占近25% ；而用本实用新型的超声波清洗夹具清洗同样的零件，同样除去 被清洗玻璃零件本身的疵病，清洗成品率可达95%左右，其中破边、破角和磨损、擦痕仅占 2%左右，可见效果非常好。
权利要求1.一种超声波清洗夹具，其特征是包括两块以上相互间隔的不锈钢清洗板(3)，在相 邻两块不锈钢清洗板C3)之间沿不锈钢清洗板长度方向固定安装有两根以上相互间隔的 上层清洗棒(51)和对应的下层清洗棒(5 ；所述上层清洗棒和下层清洗棒各自由一串塑 料支撑件(1)和依次贯穿该串塑料支撑件(1)的不锈钢圆杆(2)组成，在同一根不锈钢圆 杆⑵上的相邻两个塑料支撑件⑴的相邻两个端面(11)相互接触，各不锈钢清洗板⑶ 分别与各自相邻的塑料支撑件端面接触；所述塑料支撑件(1)沿周向设有“V”型槽；所述相 邻两根上层清洗棒(51)和对应的一根下层清洗棒(5 构成一个清洗夹具大单元(7)；在 每个清洗夹具大单元中，所述下层清洗棒(5 设于所述相邻两根上层清洗棒(51)之间的 下方，且该相邻两根上层清洗棒(51)、下层清洗棒(5 之间相互平行；每个清洗夹具大单 元(7)含有一个以上清洗夹具小单元(8)，每个清洗夹具小单元(8)由分别位于下层清洗 棒(5 和两根上层清洗棒(51)上的三个对应塑料支撑件(1)构成，该三个对应塑料支撑 件(1)的“V”型槽的槽底(12)在同一竖直面上。
2.根据权利要求1所述的超声波清洗夹具，其特征是在每个清洗夹具大单元中，相邻 两根上层清洗棒(51)在同一水平面上，所述下层清洗棒(5 位于该相邻两根上层清洗棒 (51)之间正中位置的下方。
3.根据权利要求1或2所述的超声波清洗夹具，其特征是所述不锈钢清洗板(3)上 设有滑槽G)，所述不锈钢圆杆⑵的两端分别固定安装在相邻两块不锈钢清洗板⑶的对 应滑槽⑷上。
4.根据权利要求1或2所述的超声波清洗夹具，其特征是所述塑料支撑件(1)的材 料为聚四氟乙烯，所述不锈钢圆杆(2)和不锈钢清洗板(3)的材料为不锈钢304。
专利摘要本实用新型公开一种超声波清洗夹具，它由两块以上不锈钢清洗板和其间的上、下两层清洗棒组成，每一根清洗棒由首尾接触的塑料支撑件和贯穿其间的不锈钢圆杆组成，塑料支撑件沿周向设有“V”型槽；相邻两根上层清洗棒和一根下层清洗棒构成一个清洗夹具大单元，每个大单元的下层清洗棒设于两根上层清洗棒之间位置的下方，各清洗棒之间相互平行；每个清洗夹具大单元含有一个以上小单元，每个小单元由三个对应的塑料支撑件构成，它们的“V”型槽槽底在同一竖直面上，以对应放一片被清洗零件。本实用新型清洗夹具具有制造简单、可防止被清洗零件在超声波清洗过程中发生破损、提高零件的清洗洁净度、抗腐蚀性强、保护性强、调节性好等优点。
文档编号B08B3/12GK201855822SQ20102057736
公开日2011年6月8日 申请日期2010年10月26日 优先权日2010年10月26日
发明者潘帅, 艾曼灵, 顾培夫 申请人:杭州科汀光学技术有限公司