專利名稱：一種超聲波清洗夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超聲波清洗夾具，用于薄膜鍍膜前玻璃、塑料等鍍膜零件的超聲 波清洗或其它工業(yè)超聲清洗工序中的清洗夾具，特別適用于鍍膜零件表面質(zhì)量要求高和生 產(chǎn)效率要求高的零件清洗。
背景技術(shù)：
在薄膜制造業(yè)中，一方面，高端光學(xué)鏡頭、激光光學(xué)系統(tǒng)、光電存儲和顯示系統(tǒng)等 對器件的表面潔凈度和光潔度要求越來越高；另一方面，近幾年光電等行業(yè)中所涉及到的 器件的產(chǎn)量需求越來越大。面對這兩大問題，薄膜制造必須在零件表面清洗高質(zhì)量和清洗 高效率兩方面做出相應(yīng)的發(fā)展。迄今，適宜于批量清洗的高潔凈度的超聲波清洗技術(shù)無疑 是解決這兩個問題的最佳選擇。在超聲波清洗中，清洗夾具是連接超聲波清洗機(jī)和被清洗零件的重要部件。面對 鍍膜零件表面清洗高質(zhì)量和清洗高效率兩個方面，超聲波清洗夾具也必須符合這兩個方面 的要求。清洗夾具必須具有設(shè)計制造簡單、清洗效果好、抗清洗液腐蝕性強(qiáng)、對零件的保護(hù) 性強(qiáng)、可調(diào)節(jié)性好、重量輕、裝載量大等特點(diǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)的超聲波清洗夾具是用金屬制造的， 如專利號為CN200510027007. 3和CN200520042763. 9的中國專利申請文獻(xiàn)中所公開的超聲 波清洗夾具。在實(shí)際的超聲波清洗生產(chǎn)中，用金屬制造的超聲波清洗夾具雖有許多優(yōu)點(diǎn)，但 也出現(xiàn)不少問題。例如第一、設(shè)計復(fù)雜。用金屬制造的夾具設(shè)計復(fù)雜，機(jī)械加工繁瑣，清 洗效果并非很好。第二、裝載量小。用金屬制造的夾具裝載量小，不適宜大規(guī)模清洗生產(chǎn)。 第三、用金屬制造的夾具還有一個共同的缺點(diǎn)，即重量大和保護(hù)性差。由于是金屬，難免會 重量重，因此對超聲波清洗機(jī)的機(jī)械軸動系統(tǒng)有較大的承載力；另一方面，金屬夾具就算配 有緩沖裝置，由于金屬的剛性，難以避免地會對所裝載的玻璃零件產(chǎn)生破壞性，即超聲波清 洗機(jī)的振動，金屬夾具對所裝載的玻璃零件產(chǎn)生破邊、破角、磨損及擦痕等傷害。概括地說， 現(xiàn)用技術(shù)的超聲波清洗夾具主要存在三個問題一是被清洗零件的兩個表面不能被完整清 洗，或者其中一個表面不能被完整清洗，這是因?yàn)榍逑磰A具在零件夾持部位形成清洗“死 角”，甚至造成清洗液或水的積聚；二是由于超聲波清洗過程中的強(qiáng)烈振動，清洗夾具對被 清洗零件的夾持部位輕則造成磨損和擦痕，重則破邊和破角；三是制造復(fù)雜，重量重，影響 裝載量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種超聲波清洗夾具，可防止被清洗零件在超聲波清洗過程 中發(fā)生破損，并提高零件的清洗潔凈度。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是該超聲波清洗夾具包括兩塊以上 相互間隔的不銹鋼清洗板，在相鄰兩塊不銹鋼清洗板之間沿不銹鋼清洗板長度方向固定安 裝有兩根以上相互間隔的上層清洗棒和對應(yīng)的下層清洗棒；上層清洗棒和下層清洗棒各自 由一串塑料支撐件和依次貫穿該串塑料支撐件的不銹鋼圓桿組成，在同一根不銹鋼圓桿上的相鄰兩個塑料支撐件的相鄰兩個端面相互接觸，各不銹鋼清洗板分別與各自相鄰的塑料 支撐件端面接觸；塑料支撐件沿周向設(shè)有“V”型槽；相鄰兩根上層清洗棒和對應(yīng)的一根下 層清洗棒構(gòu)成一個清洗夾具大單元；在每個清洗夾具大單元中，下層清洗棒設(shè)于相鄰兩根 上層清洗棒之間的下方，且該相鄰兩根上層清洗棒、下層清洗棒之間相互平行；每個清洗夾 具大單元含有一個以上清洗夾具小單元，每個清洗夾具小單元由分別位于下層清洗棒和兩 根上層清洗棒上的三個對應(yīng)塑料支撐件構(gòu)成，該三個對應(yīng)塑料支撐件的“V”型槽的槽底在 同一豎直面上。進(jìn)一步地，本發(fā)明在每個清洗夾具大單元中，相鄰兩根上層清洗棒在同一水平面 上，所述下層清洗棒位于該相鄰兩根上層清洗棒之間正中位置的下方。進(jìn)一步地，本發(fā)明的不銹鋼清洗板上設(shè)有滑槽，所述不銹鋼圓桿的兩端分別固定 安裝在相鄰兩塊不銹鋼清洗板的對應(yīng)滑槽上。進(jìn)一步地，本發(fā)明所述塑料支撐件的材料為聚四氟乙烯，不銹鋼圓桿和不銹鋼清 洗板的材料為不銹鋼304。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是塑料支撐件上的“V”型槽使得其與被清 洗零件的表面之間為單點(diǎn)接觸，而并非現(xiàn)有夾具的線接觸或面接觸，即被清洗零件的一個 表面與塑料支撐件之間僅有三個接觸點(diǎn)(因被清洗零件有兩個表面，故有六個接觸點(diǎn))，從 而能夠有效地清洗整個被清洗零件的兩個表面，不存在清洗“死角”，且具有優(yōu)良的防破損、 防磨損功能。由于同一根不銹鋼圓桿上串接有多個塑料支撐件，且各塑料支撐件的端面首 尾接觸，并且各不銹鋼清洗板分別與各自相鄰的塑料支撐件端面接觸，因此，塑料支撐件可 配合超聲波清洗時的振動沿清洗棒軸向和周向作微量移動，使得被清洗零件與塑料支撐件 之間形成“軟接觸”，從而有效防止被清洗零件的破損。且由于塑料支撐件上的“V”型槽沿 周向開設(shè)，使塑料支撐件在配合超聲波清洗時的振動沿清洗棒軸向和周向作微量移動時保 證被清洗零件的表面與“V”型槽始終保持點(diǎn)接觸。此外，針對常見的方形或長方形清洗零 件，可在零件邊上而非角上與塑料支撐件點(diǎn)接觸，有效地避免了對被清洗零件的角破損。在 每個清洗夾具大單元中，當(dāng)相鄰兩根上層清洗棒在同一水平面上，下層清洗棒設(shè)于該相鄰 兩根上層清洗棒之間正中位置的下方時，可使其清洗夾具小單元中的被清洗零件與三個對 應(yīng)塑料支撐件的“V”型槽的槽底的接觸點(diǎn)形成等腰三角形，從而在超聲波清洗時根據(jù)清洗 零件的重心能自動平衡，使清洗零件更加穩(wěn)固，更有效地防止被清洗零件破損。塑料支撐件 使用聚四氟乙烯材料，不銹鋼圓桿和不銹鋼清洗板使用不銹鋼304材料，可在確保清洗夾 具機(jī)械強(qiáng)度的同時，有效防止本發(fā)明的清洗夾具遭到清洗液的酸堿腐蝕。由于不銹鋼清洗 板上設(shè)有滑槽，通過沿滑槽移動不銹鋼圓桿或?qū)⑶逑窗舾鼡Q到另一條滑槽，可調(diào)整清洗夾 具大單元各清洗棒的間距以適應(yīng)不同尺寸和不同形狀的被清洗零件，通過更換清洗夾具小 單元各塑料支撐件以適應(yīng)不同厚度和不同形狀的被清洗零件，因此本發(fā)明的清洗夾具具有 較強(qiáng)適應(yīng)性。


圖1為本發(fā)明中塑料支撐件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明中清洗棒的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明中設(shè)有滑槽的不銹鋼清洗板的結(jié)構(gòu)示意4
圖4為本發(fā)明清洗夾具的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明的清洗夾具大單元和清洗夾具小單元的示意圖；圖6為本發(fā)明的清洗夾具夾持被清洗零件的示意圖；其中，(a)為被夾持的長方形零件；(b)為被夾持的圓形零件。
具體實(shí)施例方式圖1所示為本發(fā)明中塑料支撐件1的結(jié)構(gòu)示意圖，塑料支撐件1繞其中心軸360° 旋轉(zhuǎn)對稱開一個“V”型的槽，由此，“V”型槽沿塑料支撐件1的周向開設(shè)，可自然卡住被清 洗零件，360°旋轉(zhuǎn)對稱是為了使塑料支撐件1繞不銹鋼圓桿2周向旋轉(zhuǎn)時不影響被清洗零 件的放置，使被清洗零件的表面與“V”型槽始終保持點(diǎn)接觸，而非現(xiàn)有技術(shù)的線接觸或面接 觸?！癡”型槽沿塑料支撐件1的周向開設(shè)的另一個好處是便于讓聚集在被清洗玻璃零件和 清洗夾具之間的聚積液體流走，避免清洗夾具在零件夾持部位形成清洗“死角”。塑料支撐 件1沿中心軸開一個通孔13，該通孔13是為了便于塑料支撐件1 一個個地首尾串在不銹鋼 圓桿2上。塑料支撐件1的長度根據(jù)所需清洗玻璃零件的厚度、大小及形狀決定，塑料支撐 件1的“V”型槽的寬度、深度及角度根據(jù)所需清洗玻璃零件的厚度及高度決定，塑料支撐件 1中心軸的直徑由不銹鋼圓桿2的直徑?jīng)Q定，以使塑料支撐件1的通孔13的內(nèi)壁在周向上 與不銹鋼圓桿2表面形成軟接觸且塑料支撐件1可沿不銹鋼圓桿2作微小的軸向和周向移 動。塑料支撐件1優(yōu)選使用聚四氟乙烯材料。聚四氟乙烯幾乎不受任何化學(xué)試劑腐 蝕，可以有效地防止超聲波清洗的酸堿溶液對其產(chǎn)生腐蝕性；同時聚四氟乙烯耐高溫性能 好，使用工作溫度可達(dá)250°C，因此可以適應(yīng)超聲波清洗后的烘烤工序；聚四氟乙烯是固體 材料中摩擦系數(shù)最低的和表面張力最小的疏水性材料，并具有良好的機(jī)械韌性、柔軟性且 富有彈性，適宜于夾持玻璃等易碎材料，這些特性都非常適合于作為超聲波清洗夾具的材 料。圖2為本發(fā)明中清洗棒5的結(jié)構(gòu)示意圖，它由一串塑料支撐件1和依次貫穿該串 塑料支撐件1的不銹鋼圓桿2組成。在同一根不銹鋼圓桿2上的相鄰兩個塑料支撐件1之 間的相鄰端面11相互軟接觸。不銹鋼圓桿2的長短根據(jù)相鄰兩塊不銹鋼清洗板3的間距 決定，不銹鋼圓桿2的兩端各有一段M4螺紋21以便與兩塊不銹鋼清洗板3通過螺母6固定。圖3為本發(fā)明中不銹鋼清洗板3的結(jié)構(gòu)示意圖。不銹鋼清洗板3的長、寬由超聲 波清洗機(jī)的水槽尺寸決定。不銹鋼清洗板3在不同高度上開三條平行的滑槽4，滑槽4的數(shù) 量和間距由被清洗零件的高度和品種的數(shù)量決定，滑槽4的長度由不銹鋼清洗板3的長度 決定，滑槽4的寬度與不銹鋼圓桿2兩端的M4螺紋尺寸相配合。不銹鋼清洗板3的厚度不 但需要考慮被清洗零件的重量，而且應(yīng)考慮滑槽4的數(shù)量和間距以及滑槽4的長度和寬度， 以確保不銹鋼清洗板3有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。不銹鋼圓桿2和不銹鋼清洗板3優(yōu)選使用不銹鋼304材料。不銹鋼304材料具有 良好的耐蝕性、耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度，適合作為超聲清洗夾具的支桿和框架材料。圖4為本發(fā)明的超聲波清洗夾具的結(jié)構(gòu)示意圖。塑料支撐件1和貫穿多個塑料 支撐件1的不銹鋼圓桿2組成清洗棒5 ；清洗棒5的不銹鋼圓桿2兩端的螺紋21露出不銹鋼清洗板3，各擰上1個M4螺母6把清洗棒5固定起來；兩塊不銹鋼清洗板3分別與各自 相鄰的塑料支撐件1的端面11接觸。這樣，由塑料支撐件1和不銹鋼圓桿2組成的清洗棒 5被一根根地分上、下兩層平行固定在相鄰兩塊清洗板3之間，便構(gòu)成了本發(fā)明的超聲波清 洗夾具。換句話說，本發(fā)明在相鄰兩塊不銹鋼清洗板3之間沿不銹鋼清洗板長度方向固定 安裝有兩根以上相互間隔的上層清洗棒51和對應(yīng)的下層清洗棒52。清洗棒5分上、下兩 層平行放置的目的是在一個清洗夾具大單元7中，下層清洗棒52作為被清洗零件的支撐 棒，上層兩根清洗棒51的作用是在左、右兩側(cè)卡住被清洗零件。圖4中不銹鋼清洗板3沿 高度方向開有三排滑槽41、42、43，上兩排滑槽41和42可為放置不同大小尺寸的被清洗零 件提供選擇。根據(jù)被清洗零件的實(shí)際情況，還可沿不銹鋼清洗板3的高度方向設(shè)計更多排 滑槽，以增強(qiáng)適用性。本發(fā)明夾具可包含兩塊以上相互間隔的不銹鋼清洗板3，以擁有更大 規(guī)模的裝載量，適用于大規(guī)模清洗。以下以圖5為例說明本發(fā)明的清洗夾具大單元7和清洗夾具小單元8的結(jié)構(gòu)。如 圖5所示，塑料支撐件la、Ib和Id共同構(gòu)成一個清洗夾具小單元8，塑料支撐件la’、lb’和 Id’共同構(gòu)成另一個清洗夾具小單元8，這兩個清洗夾具小單元則構(gòu)成一個清洗夾具大單元 7。其中，塑料支撐件Ia和塑料支撐件la’在同一根上層清洗棒51上，塑料支撐件Ib和塑 料支撐件lb’同在相鄰的另一根上層清洗棒51上；塑料支撐件Id和塑料支撐件Id’在同 一根下層清洗棒52上。在該清洗夾具大單元7中，下層清洗棒52位于兩根上層清洗棒51 之間正中位置的下方，兩根上層清洗棒51和下層清洗棒52三者之間相互平行。由此從圖5 可以看出，塑料支撐件la、Ib和Id的“V”型槽的槽底12在同一豎直面上且分別位于同一 個等腰三角形的三個頂點(diǎn)上，同樣，塑料支撐件la’、lb’和Id’的“V”型槽的槽底12在同 一豎直面上且分別位于同一個等腰三角形的三個頂點(diǎn)上。與此同理，塑料支撐件lb、lc和 Ie共同構(gòu)成一個清洗夾具小單元8，塑料支撐件lb’、lc’和le’共同構(gòu)成另一個清洗夾具 小單元8，這兩個清洗夾具小單元構(gòu)成另一個清洗夾具大單元。圖5共示出了 4個清洗夾具大單元，在每個清洗夾具大單元中有2個清洗夾具小 單元。每個清洗夾具小單元可以放置一塊被清洗零件，在超聲波清洗的振動過程中，被清洗 零件能自動趨于力平衡，并不受任何夾持外力。圖6為本發(fā)明的清洗夾具夾持被清洗零件的示意圖，其中圖6(a)為被夾持的長方 形零件；圖6(b)為被夾持的圓形零件。由于被清洗零件主要是正方形、長方形和圓形三種 零件，其中正方形和長方形的夾持方式類同，故圖6僅表示出長方形和圓形二種零件夾持 的情況。由圖6可以看出，當(dāng)被清洗零件為長方形時，其中一根上層清洗棒51與長方形被 清洗零件在A、B兩點(diǎn)接觸，另一根上層清洗棒51與長方形被清洗零件在C、D兩點(diǎn)接觸，而 下層清洗棒52與長方形被清洗零件在E、F兩點(diǎn)接觸。當(dāng)被清洗零件為圓形時，其中一根上 層清洗棒51與圓形被清洗零件在G、H兩點(diǎn)接觸，另一根上層清洗棒51與圓形被清洗零件 在M、L兩點(diǎn)接觸，而下層清洗棒52與圓形被清洗零件在I、J兩點(diǎn)接觸。綜上可見，每個被 清洗零件共在六個點(diǎn)處被塑料支撐件1的“V”型槽夾持，穩(wěn)固性很好，且裝卸非常方便。下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明的超聲波清洗夾具再作進(jìn)一步說明，但不應(yīng)以此限制本 發(fā)明的保護(hù)范圍。利用本發(fā)明的超聲波清洗夾具，清洗了正方形、長方形和圓形等各種零 件，被清洗零件大小尺寸從IOmmX IOmm直到200mmX 200mm，厚度尺寸從0. 2mm直到大于 10mm。不同尺寸的零件選用不同的塑料支撐件1夾持。實(shí)際使用本發(fā)明夾具證明，在幾乎沒有破邊、破角和磨損、擦痕的同時，還取得了非常優(yōu)良的清洗 效果。以清洗最困難的大小 尺寸為90mmX90mm、厚度尺寸為0. 3mm的正方形玻璃零件為例，用現(xiàn)有技術(shù)的超聲波清洗 夾具，除去被清洗玻璃零件本身的疵病外，清洗成品率僅70%左右，其中破邊、破角和磨損、 擦痕占近25% ；而用本發(fā)明的超聲波清洗夾具清洗同樣的零件，同樣除去被清洗玻璃零件 本身的疵病，清洗成品率可達(dá)95 %左右，其中破邊、破角和磨損、擦痕僅占2 %左右，可見效 果非常好。
權(quán)利要求
1.一種超聲波清洗夾具，其特征是包括兩塊以上相互間隔的不銹鋼清洗板(3)，在相 鄰兩塊不銹鋼清洗板(3)之間沿不銹鋼清洗板長度方向固定安裝有兩根以上相互間隔的 上層清洗棒(51)和對應(yīng)的下層清洗棒(52)；所述上層清洗棒和下層清洗棒各自由一串塑 料支撐件(1)和依次貫穿該串塑料支撐件(1)的不銹鋼圓桿(2)組成，在同一根不銹鋼圓 桿⑵上的相鄰兩個塑料支撐件⑴的相鄰兩個端面(11)相互接觸，各不銹鋼清洗板⑶ 分別與各自相鄰的塑料支撐件端面接觸；所述塑料支撐件(1)沿周向設(shè)有“V”型槽；所述相 鄰兩根上層清洗棒(51)和對應(yīng)的一根下層清洗棒(52)構(gòu)成一個清洗夾具大單元(7)；在 每個清洗夾具大單元中，所述下層清洗棒(52)設(shè)于所述相鄰兩根上層清洗棒(51)之間的 下方，且該相鄰兩根上層清洗棒(51)、下層清洗棒(52)之間相互平行；每個清洗夾具大單 元(7)含有一個以上清洗夾具小單元(8)，每個清洗夾具小單元(8)由分別位于下層清洗 棒(52)和兩根上層清洗棒(51)上的三個對應(yīng)塑料支撐件(1)構(gòu)成，該三個對應(yīng)塑料支撐 件(1)的“V”型槽的槽底(12)在同一豎直面上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波清洗夾具，其特征是在每個清洗夾具大單元中，相鄰 兩根上層清洗棒(51)在同一水平面上，所述下層清洗棒(52)位于該相鄰兩根上層清洗棒 (51)之間正中位置的下方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超聲波清洗夾具，其特征是所述不銹鋼清洗板(3)上 設(shè)有滑槽(4)，所述不銹鋼圓桿⑵的兩端分別固定安裝在相鄰兩塊不銹鋼清洗板(3)的對 應(yīng)滑槽⑷上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超聲波清洗夾具，其特征是所述塑料支撐件(1)的材 料為聚四氟乙烯，所述不銹鋼圓桿(2)和不銹鋼清洗板(3)的材料為不銹鋼304。
全文摘要
本發(fā)明公開一種超聲波清洗夾具，它由兩塊以上不銹鋼清洗板和其間的上、下兩層清洗棒組成，每一根清洗棒由首尾接觸的塑料支撐件和貫穿其間的不銹鋼圓桿組成，塑料支撐件沿周向設(shè)有“V”型槽；相鄰兩根上層清洗棒和一根下層清洗棒構(gòu)成一個清洗夾具大單元，每個大單元的下層清洗棒設(shè)于兩根上層清洗棒之間位置的下方，各清洗棒之間相互平行；每個清洗夾具大單元含有一個以上小單元，每個小單元由三個對應(yīng)的塑料支撐件構(gòu)成，它們的“V”型槽槽底在同一豎直面上，以對應(yīng)放一片被清洗零件。本發(fā)明清洗夾具具有制造簡單、可防止被清洗零件在超聲波清洗過程中發(fā)生破損、提高零件的清洗潔凈度、抗腐蝕性強(qiáng)、保護(hù)性強(qiáng)、調(diào)節(jié)性好等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號B08B3/12GK102000678SQ201010520158
公開日2011年4月6日 申請日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月26日
發(fā)明者潘帥, 艾曼靈, 顧培夫 申請人:杭州科汀光學(xué)技術(shù)有限公司