CN109483442A - 一种真空吸附夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种夹具，具体公开了一种真空吸附夹具，包括其固定板和设于固定板上方的工件吸附块，工件吸附块的上表面用于吸附片状工件；工件吸附块的上表面靠近其外侧边缘的位置设有若干呈环状结构布置的第一气孔，第一气孔为盲孔，位于若干第一气孔所围成的环形结构的内侧设有若干贯穿于工件吸附块上下表面的第二气孔，第一气孔与其相邻的第二气孔之间通过通气槽连通；固定板的内部设有与第二气孔连通的密封腔，固定板的外侧设有与密封腔连通的抽气孔。本发明的真空吸附夹具可以使得片状工件整体吸附力均匀，避免产生火山口、圈印和治具印，还可防止片状工件的边缘上翘，确保真空吸附夹具边缘的刚性。
Description
技术领域
本发明涉及一种夹具，特别是涉及一种真空吸附夹具。
背景技术
手机、平板等电子设备的加工制造工艺对精度要求极高，在对电子设备的屏幕或者后盖等薄片状部件进行加工时，需要先将待加工的片状工件进行固定，然后再对其进行精细加工，夹具的选取会对片状工件的加工品质产生较大影响。为确保加工过程中片状工件的持续固定，同时能够适应片状工件的形状和材质属性特点，工业上通常会使用真空吸附夹具来固定待加工的片状工件，目前，真空吸附夹具一般有如下三种类型：
第一种，参见图1所示，夹具的顶部设有多圈环形槽100，环形槽100与夹具上的气腔连通，待加工的片状工件放置于夹具的顶部，然后通过气管将气腔与真空泵连通，真空泵启动使气腔内形成负压，从而将片状工件吸附于夹具的顶部，达到固定片状工件的目的。但是，使用这种夹具时，一方面片状工件与夹具接触的一面容易产生严重的环形治具印，另一方面由于吸附力集中作用于片状工件对应于环形槽的位置，其四周的吸附力较低，使得片状工件受力不均匀，在片状工件的另一面靠近成型摄像头安装孔的位置会出现火山口以及圈印，由此严重影响片状工件的品质。
第二种，参见图2所示，夹具的顶部设有凹陷部200，并在凹陷部200内形成若干均匀分布的支撑柱210，凹陷部200与支撑柱210形成气道并与气腔连通，待加工的片状工件放置于支撑柱210上，真空泵启动使得气腔形成负压，从而固定片状工件。使用这种夹具时，一方面片状工件与支撑柱210接触的一面容易产生严重的治具印，另一方面由于吸附力集中作用于片状工件对应于支撑柱210之间凹陷部的位置，而对应于支撑柱210的吸附力较低，使得片状工件受力不均匀，在片状工件的另一面靠近成型摄像头安装孔的位置出现火山口和圈印。
第三种，参见图3所示，夹具的顶部开设有田字形凹槽300，田字形凹槽300与气腔连通，真空泵启动使得气腔内形成负压，从而固定待加工的片状工件。类似地，使用这种夹具时，一方面片状工件与夹具接触的一面容易产生严重的田字形治具印，另一方面片状工件受到的吸附力主要集中于与田字形凹槽300对应的位置，其四周的吸附力较低，导致片状工件受力不均匀，在片状工件的另一面靠近成型摄像头安装孔的位置会出现火山口以及圈印，由此严重影响片状工件的品质。
发明内容
为了解决上述背景技术中的问题，本发明的目的是提供一种真空吸附夹具，以使得片状工件整体吸附力均匀，避免产生火山口、圈印和治具印。
基于此，本发明提供了一种真空吸附夹具，包括固定板和设于所述固定板上方的工件吸附块，所述工件吸附块的上表面用于吸附片状工件；所述工件吸附块的上表面靠近其外侧边缘的位置设有若干呈环状结构布置的第一气孔，所述第一气孔为盲孔，位于若干所述第一气孔所围成的环形结构的内侧设有若干贯穿于所述工件吸附块上下表面的第二气孔，所述第一气孔与其相邻的所述第二气孔之间通过通气槽连通；
所述固定板的内部设有与所述第二气孔连通的密封腔，所述固定板的外侧设有与所述密封腔连通的抽气孔。
作为优选方案，所述第一气孔和所述第二气孔呈阵列排布，所述第一气孔与其相邻且相对设置的所述第二气孔通过所述通气槽连通。
作为优选方案，所述通气槽的开口方向朝上。
作为优选方案，所述工件吸附块的外侧边缘轮廓为长方形。
作为优选方案，所述工件吸附块上设有摄像孔加工槽，所述摄像孔加工槽的外周设有环形气道，所述环形气道将靠近所述摄像孔加工槽的所述第一气孔和所述第二气孔连通。
作为优选方案，所述摄像孔加工槽与所述工件吸附块的外侧边缘的最小间距范围为1mm-4mm。
作为优选方案，所述环形气道的深度范围为1mm-10mm。
作为优选方案，所述工件吸附块的下表面开设有与所述密封腔位置相对且密封连通的凹槽；所述固定板的一侧开设有凹陷，所述抽气孔设于所述凹陷处。
作为优选方案，所述工件吸附块的底部设有环形的定位台阶，所述定位台阶的外侧边缘凸出于所述工件吸附块的外侧边缘。
作为优选方案，所述固定板的内部并排设置有多个所述密封腔，所述工件吸附块的下表面开设有多个与各所述密封腔的位置一一对应且相连通的凹槽，所述凹槽的侧壁与其相对应的所述密封腔的侧壁密封连接；所述固定板的外侧设有多个所述抽气孔，各所述抽气孔与各所述密封腔分别对应连通。
作为优选方案，所述定位台阶的下表面还设有用于放置密封圈的密封槽。
作为优选方案，所述定位台阶的底部开设有多个与所述第一气孔不相通的螺纹孔，所述螺纹孔靠近所述定位台阶的边缘设置，所述固定板上开设有与所述螺纹孔位置一一对应的安装孔，通过紧固件连接所述螺纹孔和所述安装孔以固定所述工件吸附块。
作为优选方案，所述固定板的外侧边缘设有用于固定所述真空吸附夹具的位置的定位槽。
作为优选方案，所述第一气孔与所述工件吸附块的边缘的最小间距范围为1mm-5mm。
作为优选方案，所述第一气孔和所述第二气孔的孔径相同，所述孔径范围为φ1mm-φ6mm。
作为优选方案，所述第二气孔的深度为5mm-20mm；所述通气槽的深度范围为1mm-10mm。
作为优选方案，所述工件吸附块的高度范围为15mm-70mm。
作为优选方案，所述固定板和所述工件吸附块为铝合金件或者钢件或者有机玻璃件。
相较于现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明的真空吸附夹具，工件吸附块的上表面靠近其外侧边缘的位置设有若干第一气孔，第一气孔的内侧设有若干贯穿于工件吸附块上下表面的第二气孔，第一气孔和第二气孔分布于工件吸附块的上表面，能确保待加工片状工件的表面整体吸附力均匀，避免产生火山口、圈印和治具印；而且第一气孔为盲孔，通过在第一气孔与其相邻的第二气孔之间设有连通两者的通气槽，一方面提高了第一气孔的吸附力，防止片状工件的边缘上翘，另一方面因为第一气孔为盲孔，同时也确保了真空吸附夹具边缘的刚性，提高了真空吸附夹具的加工精度和使用寿命。
进一步地，工件吸附块设置有摄像孔加工槽，通过在摄像孔加工槽周边设置环形气道，环形气道将靠近摄像孔加工槽的第一气孔和第二气孔连通，使得摄像孔加工槽附近的吸附力均匀，避免片状工件的摄像头安装孔附近出现火山口以及圈印。
进一步地，工件吸附块的底部设有环形的定位台阶，通过设置定位台阶的外侧边缘凸出于所述工件吸附块的外侧边缘，由此片状工件边缘的下方与定位台阶之间形成为后续使用加工工具加工片状工件提供避空位置；另外，通过在定位台阶相垂直的两个侧面使用T形靠模，从而便于快速确定片状工件放置于工件吸附块上表面的位置。
附图说明
图1是现有技术中第一种真空吸附夹具的结构示意图；
图2是现有技术中第二种真空吸附夹具的结构示意图；
图3是现有技术中第三种真空吸附夹具的结构示意图；
图4是本发明实施例一提供的一种真空吸附夹具的爆炸图；
图5是本发明实施例一提供的一种工件吸附块的结构示意图；
图6是图5的A-A向的剖视图；
图7是本发明实施例一提供的另一种工件吸附块的结构示意图；
图8是本发明实施例二提供的一种真空吸附夹具的爆炸图；
图9是本发明实施例二提供的工件吸附块的结构示意图；
图10是本发明实施例三提供的一种真空吸附夹具的纵向剖视图；
图11是本发明实施例三提供的一种真空吸附夹具的侧视图；
图12是本发明实施例三提供的工件吸附块的结构示意图。
其中，100、环形槽；200、凹陷部；210、支撑柱；300、田字形凹槽；10、固定板；11、密封腔；12、抽气孔；13、凹陷；14、安装孔；15、定位槽；20、工件吸附块；21、第一气孔；22、第二气孔；23、通气槽；24、摄像孔加工槽；25、环形气道；26、凹槽；30、定位台阶；31、螺纹孔；32、密封槽；40、密封圈。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例一:
请参见图4和图5所示，示意性地示出了本发明的真空吸附夹具，其包括固定板10和固定板10上方的工件吸附块20，本实施例中的工件吸附块20的上表面用于吸附待加工的例如手机屏幕玻璃或者外壳等片状工件，工件吸附块20的上表面靠近其外侧边缘的位置设有若干呈环状结构布置的第一气孔21，位于若干第一气孔21所围成的环形结构的内侧设有若干贯穿于工件吸附块20上下表面的第二气孔22，固定板10的内部设有与第二气孔22连通的密封腔11，固定板10的外侧设有与密封腔11连通的抽气孔12，该抽气孔12通过气管与真空泵连接，真空泵启动后将密封腔11内的气体抽出形成负压，从而将片状工件吸附于工件吸附块20的上表面。第一气孔21和第二气孔22优选地均匀布置于工件吸附块20的上表面，能够确保片状工件的表面整体吸附力均匀，从而避免产生火山口、圈印和治具印。
基于上述技术方案，参见图5和图6所示，第一气孔21为盲孔，第一气孔21与其相邻的第二气孔22之间通过通气槽23连通，使得第一气孔21通过通气槽23与密封腔11连通，由此提高了第一气孔21的吸附力，防止片状工件的边缘上翘，因为第一气孔21为盲孔，同时也确保了真空吸附夹具边缘的刚性，提高了真空吸附夹具的加工精度和使用寿命。
具体实施例中，第一气孔21和第二气孔22呈阵列排布，可进一步确保片状工件的表面整体吸附力均匀，而且所述第一气孔21与其相邻且相对设置的第二气孔22通过通气槽23连通，通气槽23的开口优选地方向朝上，由此确保第一气孔21的吸附力，同时也便于通气槽23的加工。
作为优选的实施方式，工件吸附块20与片状工件的外侧边缘轮廓相同，在本实施例中，工件吸附块20的外侧边缘轮廓为长方形，确保片状工件与工件吸附块20的上表面整体接触，各个位置均受到工件吸附块20的吸附力作用，使得片状工件的整体吸附力均匀，防止其边缘上翘。
示例性地，参见图5所示，工件吸附块20上设有摄像孔加工槽24，便于在片状工件上加工出摄像头安装孔14，该摄像孔加工槽24的外周设有环形气道25，所述环形气道25将靠近所述摄像孔加工槽24的第一气孔21和第二气孔22连通，环形气道25通过第一气孔21、第二气孔22与密封腔11连通，使得摄像孔加工槽24附近的吸附力均匀，避免片状工件的摄像头安装孔14附近出现火山口以及圈印。优选地，摄像孔加工槽24与工件吸附块20的外侧边缘的最小间距范围D1为1mm-4mm，由此可防止距离过小影响工件吸附块20边缘的刚性，进而影响工件吸附块20的使用寿命。
进一步地，环形气道25的深度范围为1mm-10mm。可以理解，本实施例中的摄像孔加工槽24根据实际需要，可以设置为多个槽位(摄像孔或者闪光灯槽位)，环形气道25对多个槽位进行整体环绕，或者对各个槽位分别进行单独环绕，参见图7中的环形气道25为单独环绕各个槽位24设置。
优选地，本实施例中的固定板10和工件吸附块20的材质为铝合金或者钢材或者有机玻璃，但并以此为限，在其它实施例中，可以根据实际的使用需要而灵活选取其他适用的材质，在此不再赘述。
实施例二:
请参见图8和图9所示，本实施例中的工件吸附块20与实施例一的区别在于，工件吸附块20的下表面开设有与所述密封腔11位置相对且相连通的凹槽26，该凹槽26的侧壁与密封腔11的侧壁密封连接，第二气孔22由工件吸附块20的上表面贯穿至凹槽26，以减轻工件吸附块20的整体重量；固定板10的一侧开设有凹陷13，抽气孔12设于凹陷13处，以缩短抽气孔12的长度，便于提高抽气孔12的加工精度，提高加工效率、降低加工成本。
进一步地，工件吸附块20上设有一体成型于其底部的环形的定位台阶30，环形定位台阶30的中空部分使得密封腔11与工件吸附块20的凹槽26连通，以确保第二气孔22与密封腔11的连通；定位台阶30的外侧边缘凸出于工件吸附块20的外侧边缘，由此在将片状工件放置于工件吸附块20的上表面时，片状工件凸出于工件吸附块20的外边缘，由此片状工件的边缘的下方与定位台阶30之间形成为后续使用加工工具加工片状工件的边缘提供避空位置。
优选地，参见图9所示，定位台阶30的下表面设有密封槽32，密封槽32用于容置密封圈40(如图8所示)，确保定位台阶30的下表面与固定的上表面之间的密封连接，避免出现漏气导致的吸附力减小，进而影响片状工件的固定效果。
在本实施例中，定位台阶30的水平截面轮廓线与片状工件的外形轮廓相同，通过在定位台阶30相垂直的两个侧面使用T形靠模，有助于快速确定片状工件放置于工件吸附块20上表面的位置。
作为优选的实施方式，继续参见图8和图9所示定位台阶30的底部开设有多个螺纹孔31，螺纹孔31靠近定位台阶30的边缘设置，且螺纹孔31与第一气孔21不相通，固定板10上开设有与螺纹孔31位置一一对应的安装孔14，通过将紧固件(例如螺钉)穿过安装孔14并旋进螺纹孔31中，从而将工件吸附块20固定于固定板10上。优选地，多个螺纹孔31均匀地环设于定位台阶30的底部，有助于工件吸附块20更稳固地固定于固定板10上。
进一步优选地，参见图8所示，固定板10的外侧边缘设有定位槽15，定位槽15用于固定真空吸附夹具的位置，例如通过设备加工平台上的压块固定于定位槽15(图中未示出)处，以便于将真空吸附夹具固定于加工平台上。
作为优选的方案，所述第一气孔21与所述工件吸附块20的边缘的最小间距D2的范围为1mm-5mm(如图5中所示)，由此可防止距离过小影响工件吸附块20边缘的刚性，进而影响工件吸附块20的使用寿命，同时也防止距离过大导致片状工件边缘的吸附力不足，造成片状工件边缘上翘。
示例性地，第一气孔21和第二气孔22的孔径相同，孔径范围为φ1mm-φ6mm，经过大量的实验证明，第一气孔21和第二气孔22的孔径在此范围内时，真空吸附夹具的吸附力大小适中、分布均匀，而孔径小于该范围，则会大大增加真空泵的负载，同时也增加了工件吸附块20的加工难度；孔径大于该范围，则会影响吸附力的整体均匀。进一步地，第二气孔22的深度为5mm-20mm；通气槽23的深度范围为1mm-10mm；更进一步地，所述工件吸附块20的高度范围为15mm-70mm。
本实施例的工件吸附块20的其他结构与实施例一相同，在此不再进行赘述。
实施例三:
请参见图10、图11和图12所示，本实施例中的真空吸附夹具与实施例二的区别在于，固定板10的内部并排设置有多个密封腔11，工件吸附块20的下表面开设有多个与各密封腔11的位置一一对应的凹槽26(如图12中所示)，各个凹槽26与密封腔11分别对应连通，凹槽26的侧壁与其相对应的密封腔11的侧壁密封连接，各凹槽26分别与第二气孔22连通；同时，固定板的外侧设有多个抽气孔12(如图11中所示)，每个抽气孔12均连接一个真空泵，各抽气孔12与各密封腔11分别对应连通。
在本实施例中，密封腔11、凹槽26和抽气孔12的数量均设置为三个，通过增加密封腔11的数量，换言之，是将真空区域进行单元划分，每个单元单独连接一个真空泵，真空区域减小，由此能提高真空泵的真空力度，从而提高了对片状工件的吸附力。
综上所述，本发明的真空吸附夹具，通过在工件吸附块20的上表面靠近其外侧边缘的位置设置若干第一气孔21，在第一气孔21的内侧设置若干贯穿于工件吸附块20上下表面的第二气孔22，并将第一气孔21和第二气孔22均匀布置于工件吸附块20的上表面，能确保待加工片状工件的表面整体吸附力均匀，避免产生火山口、圈印和治具印；另外，第一气孔21为盲孔，通过在第一气孔21与其相邻的第二气孔22之间设有连通两者的通气槽23，从而提高了第一气孔21的吸附力，防止片状工件的边缘上翘，同时也确保了真空吸附夹具边缘的刚性，提高了真空吸附夹具的加工精度和使用寿命。
进一步地，通过在摄像孔加工槽24周边设置将靠近摄像孔加工槽24的第一气孔21和第二气孔22连通的环形气道25，使得摄像孔加工槽24附近的吸附力均匀，避免片状工件的摄像头安装孔14附近出现火山口以及圈印。
进一步地，工件吸附块20的底部设有环形的定位台阶30，通过设置定位台阶30的外侧边缘凸出于所述工件吸附块20的外侧边缘，由此片状工件边缘的下方与定位台阶30之间形成为后续使用加工工具加工片状工件提供避空位置；另外，设置定位台阶30的水平截面轮廓线与片状工件的外形轮廓相同，通过在定位台阶30相垂直的两个侧面使用T形靠模，从而便于快速确定片状工件放置于工件吸附块20上表面的位置。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (18)
1.一种真空吸附夹具，其特征在于，包括固定板和设于所述固定板上方的工件吸附块，所述工件吸附块的上表面用于吸附片状工件；所述工件吸附块的上表面靠近其外侧边缘的位置设有若干呈环状结构布置的第一气孔，所述第一气孔为盲孔，位于若干所述第一气孔所围成的环形结构的内侧设有若干贯穿于所述工件吸附块上下表面的第二气孔，所述第一气孔与其相邻的所述第二气孔之间通过通气槽连通；
所述固定板的内部设有与所述第二气孔连通的密封腔，所述固定板的外侧设有与所述密封腔连通的抽气孔。
2.根据权利要求1所述的真空吸附夹具，其特征在于，所述第一气孔和所述第二气孔呈阵列排布，所述第一气孔与其相邻且相对设置的所述第二气孔通过所述通气槽连通。
3.根据权利要求1所述的真空吸附夹具，其特征在于，所述通气槽的开口方向朝上。
4.根据权利要求1所述的真空吸附夹具，其特征在于，所述工件吸附块的外侧边缘轮廓为长方形。
5.根据权利要求1所述的真空吸附夹具，其特征在于，所述工件吸附块上设有摄像孔加工槽，所述摄像孔加工槽的外周设有环形气道，所述环形气道将靠近所述摄像孔加工槽的所述第一气孔和所述第二气孔连通。
6.根据权利要求5所述的真空吸附夹具，其特征在于，所述摄像孔加工槽与所述工件吸附块的外侧边缘的最小间距范围为1mm-4mm。
7.根据权利要求5所述的真空吸附夹具，其特征在于，所述环形气道的深度范围为1mm-10mm。
8.根据权利要求1至7任一项所述的真空吸附夹具，其特征在于，所述工件吸附块的下表面开设有与所述密封腔位置相对且密封连通的凹槽；所述固定板的一侧开设有凹陷，所述抽气孔设于所述凹陷处。
9.根据权利要求8所述的真空吸附夹具，其特征在于，所述工件吸附块的底部设有环形的定位台阶，所述定位台阶的外侧边缘凸出于所述工件吸附块的外侧边缘。
10.根据权利要求1至7任一项所述的真空吸附夹具，其特征在于，所述固定板的内部并排设置有多个所述密封腔，所述工件吸附块的下表面开设有多个与各所述密封腔的位置一一对应且相连通的凹槽，所述凹槽的侧壁与其相对应的所述密封腔的侧壁密封连接；所述固定板的外侧设有多个所述抽气孔，各所述抽气孔与各所述密封腔分别对应连通。
11.根据权利要求1至7任一项所述的真空吸附夹具，其特征在于，所述定位台阶的下表面还设有用于放置密封圈的密封槽。
12.根据权利要求9所述的真空吸附夹具，其特征在于，所述定位台阶的底部开设有多个与所述第一气孔不相通的螺纹孔，所述螺纹孔靠近所述定位台阶的边缘设置，所述固定板上开设有与所述螺纹孔位置一一对应的安装孔，通过紧固件连接所述螺纹孔和所述安装孔以固定所述工件吸附块。
13.根据权利要求1至7任一项所述的真空吸附夹具，其特征在于，所述固定板的外侧边缘设有用于固定所述真空吸附夹具的位置的定位槽。
14.根据权利要求1至7任一项所述的真空吸附夹具，其特征在于，所述第一气孔与所述工件吸附块的边缘的最小间距范围为1mm-5mm。
15.根据权利要求1至7任一项所述的真空吸附夹具，其特征在于，所述第一气孔和所述第二气孔的孔径相同，所述孔径范围为φ1mm-φ6mm。
16.根据权利要求1至7任一项所述的真空吸附夹具，其特征在于，所述第二气孔的深度为5mm-20mm；所述通气槽的深度范围为1mm-10mm。
17.根据权利要求1至7任一项所述的真空吸附夹具，其特征在于，所述工件吸附块的高度范围为15mm-70mm。
18.根据权利要求1至7任一项所述的真空吸附夹具，其特征在于，所述固定板和所述工件吸附块为铝合金件或者钢件或者有机玻璃件。
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