一种高频纵扭复合振动海绵打孔工作台及应用
【技术领域】
[0001 ]本发明属于转印辊加工设备，具体涉及一种高频纵扭复合振动海绵打孔工作台。
【背景技术】
[0002]打印机或复印机的转印辊一般包括金属芯轴和套设在金属芯轴之外的弹性体层，所述弹性体层通常是上述弹性材料，为了设置内部芯轴，需要在弹性材料上开通孔。转印辊属于打印机或复印机的核心部件，对于尺寸精度和外形的平整度要求都非常高。
[0003]目前在海绵上打孔可以考虑如下两种方式:其一采用刀具钻孔加工，比如中国专利CN201856270U中公开了上述技术方案，但在旋转刀具作用下，会轴向受到水平和扭转的力，导致多方向形变，为了保证加工的孔圆度、尺寸和轴向水平度则必须通过人工操作随时调整受力来实现，即使这样也存在较高的次品率，所以加工成本高，效率低。其二利用发泡海绵本身遇热容易融化的特性，采用电热丝或激光打孔，但热切割会对加工材料表面造成损伤，控制难度大，加工效率低，加工过程还会产生大量有害气体，污染环境。
[0004]并且上述无法实现自动化操作，人力成本过高，生产效率也较低。
【发明内容】
[0005]本发明提供了一种高频纵扭复合振动海绵打孔工作台，用以解决目前转印辊的弹性体层加工效率低，自动化程度低，产品精度低等问题。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是:所述高频纵扭复合振动海绵打孔工作台，包括底座、设置在所述底座上的水平移动机构、设置在水平移动机构上的固定架、设置在所述底座上的竖直移动机构、设置在所述竖直移动机构上的支撑架和设置在所述支撑架上且位于所述固定架上方的高频纵扭复合振动打孔装置，所述高频纵扭复合振动打孔装置包括超声波发生器、与所述超声波发生器通过导线相连的超声波换能器、与所述超声波换能器相连的至少一级变幅杆和与所述变幅杆相连的管状刀具。
[0007]所述管状刀具与相连的变幅杆通过螺纹连接，所述管状刀具包括与所述变幅杆相接的连接头、内含空腔的管体和刃口，所述管体一端与连接头通过螺纹连接，另一端设有所述刃口，所述管体与连接头连接处设有圆弧过渡结构。
[0008]所述管体上设置有纵扭复合振动转换结构，所述纵扭复合振动转换结构为螺旋斜槽结构、螺旋斜孔结构、沿螺旋线路径阵列孔结构或螺旋结构，纵扭复合振动转换结构为螺旋斜槽结构时，螺旋斜槽中心线的螺旋升角在3-87度之间；纵扭复合振动转换结构为螺旋斜孔结构时，螺旋斜孔中心线的螺旋升角在3-87度之间；纵扭复合振动转换结构为沿螺旋线路径阵列孔结构时，螺旋线路径的螺旋升角在3-87度之间；纵扭复合振动转换结构为螺旋结构时，螺旋结构的螺旋角在3-87度之间；
待加工工件置于所述固定架上，可根据需要随水平移动机构做在水平方向上移动，所述高频纵扭复合振动打孔装置在竖直移动机构带动下下移，随管状刀具穿过所述待加工工件，完成打孔作业。
[0009]进一步的，所述固定架包括承载所述待加工工件的底板、环绕所述底板且与待加工工件外形相匹配的外框和设置在底板下且固定在所述水平移动机构上的底脚，所述底板上设有容许所述管状刀具穿过的空档。
[0010]进一步的，所述超声波换能器产生轴向振动，振动频率为10_120kHz。
[0011 ] 进一步的，所述圆弧过渡结构通过点焊形成，圆弧半径为1_-20_。
[0012]进一步的，所述刃口通过焊接设置在管体上。
[0013]进一步的，所述管体的材料为TC4钛合金或316L不锈钢，所述刃口的材料为TC4钛合金或316L不锈钢或高速钢或硬质合金。
[0014]进一步的，所述管体的管壁厚度为0.5-3mm。
[0015]进一步的，所述刃口整体为倒圆台型，斜度为1:5-1:100。
[0016]进一步的，所述刃口的末端具有圆周均匀分布的月牙形缺口，每个月牙形缺口均具有锋利边沿，在相邻的两个月牙形缺口中间具有一个锋利尖角。
[0017]进一步的，所述外框上设有卡设待加工工件的内翻边。
[0018]进一步的，所述底板距所述水平移动机构l_5cm。
[0019]进一步的，所述固定架通过螺栓固定在所示水平移动机构上。
[0020]进一步的，所述连接头内设有通道，所述通道一端与外接空气压缩机相通，另一端与所述管体的空腔相通。
[0021]进一步的，所述水平移动机构包括设置在所述底座上的纵向运动平台和设置在纵向运动平台上的横向运动平台；所述竖直移动机构包括设置在所示底座上的立柱、设置在立柱上的驱动电机和通过联轴器与驱动电机相连的丝杆，所述支撑架通过螺母副设置在丝杆上。
[0022]进一步的，所述竖直移动机构还包括竖直微调机构，所述竖直微调机构通过螺母副设置在丝杆上，所述支撑架与竖直微调机构相连。
[0023]本发明还提供了上述高频纵扭复合振动海绵打孔工作台的一个用途，用于转印辊的弹性体层的成型加工，包括如下步骤:I)提取条形坯体;2)在所述条形坯体上打孔，获得空心条形坯体;和3)空心条形坯体打磨成型；其中步骤I)和/或步骤2)通过所述高频纵扭复合振动海绵打孔工作台完成，并且所述步骤I)和步骤2)前后顺序可换。也就是说所述高频纵扭复合振动海绵打孔工作台可以成型所述弹性体层的外轮廓和内轮廓，步骤I)中所述高频振动海绵打孔工作台可从空腔内提取出圆柱条形坯体，步骤2)中所述高频振动海绵打孔工作台可在条形坯体上开孔。
[0024]本发明提供的技术方案通过高频纵扭复合振动的方式在海绵上轻松打孔，打孔过程稳定，孔径尺寸精度高，孔壁表面平整无损伤，待加工工件通过水平移动机构实现二维平面内的任意轨迹移动，打孔装置通过竖直移动机构可实现上下精确运动，通过固定架可根据要求在待加工工件特定位置进行精确的自动控制打孔，对精度要求较高的转印辊的自动化加工意义重大。
【附图说明】
[0025]图1是本发明所述高频纵扭复合振动海绵打孔工作台一【具体实施方式】的结构示意图； 图2是本发明所述固定架一【具体实施方式】的剖视图；
图3是图2的俯视图；
图4是图1中所示待加工工件打孔剖视图；
图5是图4的俯视图；
图6是本发明所述管状刀具一【具体实施方式】的结构示意图；
图7是所述管状刀具局部放大剖视图；
图8是所述管体中纵扭复合振动转换结构的螺旋斜槽结构局部视图；
图9是所述管体中纵扭复合振动转换结构的螺旋斜孔结构结构局部视图；
图10是所述管体中纵扭复合振动转换结构的沿螺旋线路径阵列孔结构局部视图；
图11是所述管体中纵扭复合振动转换结构的螺旋结构局部视图；
图中所示:
10-待加工工件，20-通孔；
1-底座，3-固定架，5-支撑架；
11-超声波发生器、12-导线、13-超声波换能器、14-变幅杆、15-管状刀具 21-纵向运动平台，22-横向运动平台；
31-底板，32-外框、33-底脚，34-内翻边；
41-立柱，42-驱动电机，43-联轴器，44-丝杆，45-螺母副，46-竖直微调机构；
151-连接头、152-管体、153-刃口、154-纵扭复合振动转换结构、155-圆弧过渡结构、156-空腔、157-通道、158-月牙形缺口、159-锋利尖角；
1541-螺旋斜槽结构、1542-螺旋斜孔结构、1543-沿螺旋线路径阵列孔结构、1544-螺旋结构。
【具体实施方式】
[0026]以下结合附图和具体实施例对本发明提出的高频纵扭复合振动海绵打孔工作台和应用作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
[0027]本发明所述高频纵扭复合振动海绵打孔工作台，包括底座1、设置在所述底座I上的水平移动机构、设置在水平移动机构上的固定架3、设置在所述底座I上的竖直移动机构、设置在所述竖直移动机构上的支撑架5和设置在所述支撑架5上且位于所述固定架3上方的高频纵扭复合振动打孔装置。待加工工件1也就是海绵块卡设在固定架3内。
[0028]如图