[发明专利]异型薄壁环形构件的端面加工装置及其加工方法

说明书

本发明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，减少加工过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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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环形构件端面各位置进行熔融加工来改善环形构件端面状态，但由于环形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，由于环形构件为异型结构，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环形构件的精确定位；而夹具的定位精确程度直接影响着加工质量的好坏，这是因为环形构件为薄壁结构，极易出现加工变形，一旦环形构件定位失准，激光钝化加工不能准确对正环形构件的端面位置，便极易造成激光加工过程中环形构件端部的变形，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环形构件加工过程中的定位，但由于环形构件本身强度较低，在环形构件结构成型、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，会因为环形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。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明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，使得滚轮在环形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，减少环形构件的损坏或变形。

为实现上述目的，本发明的一个方面，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，其可绕水平设置的转动轴转动，且所述滚轮的走行周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环形端面，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环形构件的内外壁面对正；所述支架设置在所述竖向滑轨上，并可在该竖向滑轨的引导下竖向滑移运动；且所述竖向滑轨设置在所述水平滑轨上，并可在该水平滑轨的引导下水平移动；