[发明专利]一种高频振动海绵打孔装置及应用

说明书

技术领域

本发明属于海绵加工技术，具体涉及一种高频振动海绵打孔装置及应用， 主要用于打印复印机中转印辊上弹性体层的加工。

背景技术

在生活品或工业品中，有许多情况需要在弹性材料(比如人造海绵、发泡 橡胶等)上进行切屑加工，但上述材料在轻微压力或扭力下易于变形并且倾向 于通过压缩或变形抵抗向下的切削或钻取动作。

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。

与弹性材料的普通切屑加工相比，难度更加高，通常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。

可见，希望通过上述两种打孔方式都不甚理想，无法满足转印辊上弹性体 层的要求，严重影响了转印辊的生产速率和生产成本。

发明内容

本发明提供了一种高频振动海绵打孔装置，用以解决目前的在海绵类弹性 体上打孔控制困难、效率低、有污染等问题。

本发明提供了上述高频振动海绵打孔装置用于转印辊上弹性体层的加工， 用以解决目前弹性体层产品率低，生产效率低，成本高等问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：所述高频振动海绵打孔装 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， 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。通过超声 振动来打孔，随着管状刀具推进，空腔内海绵被带出，实现打孔目的，超声振 动打孔完全克服了现有打孔技术的弊端，并且效率高，产品外观好，易于控制， 能够获得精度较高的产品。由于需要在海绵内加工径小且长的通孔，管体与连 接头通过螺纹连接可以快速准确的轴心定位，管体与连接头连接处通过圆弧过 渡则可以满足良好的震动传递。

进一步的，所述超声波换能器产生轴向振动，振动频率为18-30kHz，振幅 为1-30μm。

进一步的，所述圆弧过渡结构通过点焊形成，圆弧半径为1mm-20mm。

进一步的，所述管体的管壁厚度为1mm。

进一步的，所述刃口通过焊接设置在管体上。

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、316L不锈钢、高速钢或硬质合金。

进一步的，所述刃口边缘还设有至少一个定位针。因多孔弹性材料易于形 变，在管状刀具刚接触时多点受力，易导致定位失败，前端设置了定位针，点 受力插入材料中可以有效保障定位的准确性和稳定性。

进一步的，所述定位针成对对称分布在刃口边缘。

进一步的，所述刃口为倒圆台型，斜度为1:5-1:100。

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。完成打孔时，可向空腔内通入压缩空气，将废 料集中排除。

本发明还提供了上述高频振动海绵打孔装置的一个用途，用于转印辊的弹 性体层的成型加工，包括如下步骤：1)提取条形坯体；2)在坯体上打孔；和3) 外轮廓打磨成型；其中步骤1)和/或步骤2)通过所述高频振动海绵打孔装置完 成，并且所述步骤1)和步骤2)前后顺序可换。也就是说所述高频振动海绵打 孔装置可以对成型所述弹性体层的外轮廓和内轮廓，步骤1)中所述频振动海绵 打孔装置可从空腔内提取出圆柱条形坯体，步骤2)中所述频振动海绵打孔装置 可在条形坯体上开孔。