CN114043284A - 一种真空装夹装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于金属切削加工技术领域，特别涉及一种真空装夹装置。不需要借助真空管、真空泵等电器装置，通过活动推拉杆、活动压紧件、弹性件及限位组件之间的相互配合实现吸附件与待固定零件的紧密吸附；本发明提出一种真空装夹装置，该装置能够实现零件快速装夹与拆卸，提高装夹效率。操作安全、方便，装夹稳定性、可靠性强，解决零件带压板测量干预探头、变形件无法测量以及装夹时间长等系列问题，不仅装夹简单省时，省去测量装夹的压板、解决变形零件的校正测量，而且能用于电火花、线切割等特种加工场合，满足不同生产需求。具有良好的通用性，提高飞机结构件的制造与测量过程的装夹效率，减少生产过程中的安全隐患。

Description

一种真空装夹装置

技术领域

本发明属于金属切削加工技术领域，特别涉及一种真空装夹装置。

背景技术

随着国内制造业的迅猛发展，机械制造零件的类型随之增多，对零件质量提出更高要求的同时，对辅助工具也提出了更高的要求。然而国内在工装设计制造方面依然存在较大差距，以军用航空件为例，零件经数控精加工后，95％以上必须经五坐标测量机床全尺寸测量，但由于部分零件尺寸太小，待零件加工结束恢复至自由状态时产生局部变形，测量时如果零件在未固持状态下测量，由于定位面的变形，当测量探头在接触零件的瞬间，在毫无察觉的情况下探头会把零件挤动，导致测量结果失真，更为严重的是，当出现零件测量不合格时，很难确定是零件本身原因还是测量所导致的结果；当改用带压板测量时，由于零件太小，导致压板无法避开探头运行轨迹，与探头发生干涉，同样无法达到预期效果，目前相对可行的方式就是使用热融胶粘结，虽然在一定的小范围内能满足测量要求，但实际操作较为繁琐，准备过程较为耗时，而且在粘结部位有潜在腐蚀的风险。因此，一款好的工装无论对于加工还是测量环节，都异常重要。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术中存在的零件带压板测量干预探头、变形件无法准确测量以及装夹时间较长等技术缺陷，提供一种真空装夹装置。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种真空装夹装置，包括本体，所述本体上设置贯穿的通道，所述通道内设置真空吸附组件；所述真空吸附组件包括活动压紧件、活动推拉杆、弹性件和吸附件；

所述活动压紧件与所述通道嵌套配合，所述活动推拉杆同轴贯穿过所述活动压紧件；所述吸附件设置于所述活动推拉杆穿出所述活动压紧件的端部；所述吸附件用于吸附零件；

所述活动压紧件和所述活动推拉杆上分别设置弹性件，所述弹性件用于限制所述活动压紧件和所述活动推杆的相对位置，改变所述吸附件对零件的吸附力。

本发明提出一种通过机械连接结构实现的真空装夹装置，不需要借助真空管、真空泵等电器装置，通过活动推拉杆、活动压紧件、弹性件及限位组件之间的相互配合实现吸附件与待固定零件的紧密吸附；以实现大变形零件、体积较小的零件在自由状态下的固定问题；同时该装置能够避免现有技术中使用压板固持零件而造成的探头干涉问题以及测量探头在零件未固持状态下对零件的挤动影响测量结果。

本发明提出一种真空装夹装置，该装置通过活动压紧件与活动推拉杆之间的位置变化，进而调整吸附件与零件之间的吸附力，使得零件能够被牢牢的固定在吸附件上，实现了零件的快速装夹与拆卸，提高装夹效率。操作安全、方便，装夹稳定性、可靠性强，解决零件带压板测量干预探头、变形件无法测量以及装夹时间长等系列问题，不仅装夹简单省时，省去测量装夹的压板、解决变形零件的校正测量，而且装夹后的零件四周无阻拦物，能用于电火花、线切割等特种加工场合，满足不同生产需求。使用时，只需要将零件放置在本体顶部，通过零件自身重力或人工施加压力，推动吸附件改变活动压紧件和活动推杆的相对位置，驱使弹性件产生形变并排除吸附件与零件之间空气，使得弹性件在形变恢复后对零件提供一个朝向本体侧的拉力，实现零件在本体顶面自由放置状态下的稳定放置，在检测过程中不会发生移动，且装夹过程中，零件始终保持与吸附件的面接触状态，不受朝向零件内部的局部压力，不会对零件造成局部变形，具有良好的通用性，提高飞机结构件的制造与测量过程的装夹效率，减少生产过程中的安全隐患。

作为本发明的优选技术方案，所述通道包括依次连通的凹槽、第一通孔和空腔，所述活动压紧件从所述空腔穿过所述第一通孔后，与所述凹槽嵌套配合。

作为本发明的优选方案，所述活动压紧件包括固定连接的第一压紧部和第二压紧部，所述第一压紧部、第二压紧部同轴设置；所述第一压紧部嵌套设置于所述凹槽内，所述第二压紧部贯穿所述第一通孔悬空于所述空腔中。所述第一压紧部的直径大于第一通孔的直径，所述第二压紧部的直径小于第一通孔的直径，进而保证了活动压紧件能够与通道卡合。

作为本发明的优选方案，所述活动推拉杆包括第一端部和第二端部，所述吸附件与所述第一端部可拆卸连接，所述第一端部上设置有限位卡环，所述限位卡环设置在所述第一压紧部和所述第二压紧部之间，所述限位卡环用于限制所述活动推拉杆和所述活动压紧件的相对移动方向。

通过在第一端部设置限位卡环，能够将活动推拉杆在所述活动压紧件上的位置进行限定。

优选的，所述活动推拉杆的长度大于所述活动压紧件的长度。

优选的，所述活动压紧件与第一通孔之间，所述活动推拉杆与位于所述第二压紧部上的通孔之间均属于基孔制间隙配合，间隙值不超过0.15mm。

作为本发明的优选技术方案，所述限位组件包括第一限位件和第二限位件；所述第一限位件设置于所述第二压紧部上，所述第二限位件设置于所述第二端部，所述第一限位件和所述第二限位件分别用于限制所述弹性件的活动范围。在第二端部增加第二限位件，能够对设置于所述活动推拉杆上的弹性件进行限位。防止弹性件脱落。

作为本发明的优选技术方案，所述弹性件包括第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧和所述第二弹簧通过所述第一限位件分隔开；

优选的，所述第一弹簧套设于所述第二压紧部上，所述第二弹簧套设于第一限位件与第二限位件之间的所述活动推拉杆上。

优选的，所述第二弹簧的劲度系数k2与所述第一弹簧的劲度系数k1之间的关系为k2＞2*k1。其中，第一限位件可以通过调整其在第二压紧部上的位置来调整第一弹簧的预紧力。

作为本发明的优选技术方案，所述第一限位件包括第一螺纹挡环和第二螺纹挡环，所述第一螺纹挡环用于调节所述第一弹簧的预紧力；所述第二螺纹挡环用于调节所述第二弹簧的预紧力。

优选的，第一限位件与所述第二压紧部之间为内外螺纹连接。所述第二压紧部上的外螺纹长度能够保证第一弹簧的充分调节范围。更优选的，第一弹簧和第二弹簧的半径大于第二压紧部上外螺纹的螺纹半径，使弹簧能轻松通过第二压紧部螺纹外径，避免弹簧在使用中出现卡顿与干涉。

作为本发明的优选方案，所述吸附件包括相互连接的吸盘和固定杆，所述固定杆与所述活动推拉杆的端面也就是第一端部螺纹连接。

为了进一步提高该装置的吸附力，作为本发明的优选方案，所述真空吸附组件还包括连接组件，所述连接组件用于调整所述真空吸附组件与所述本体的相对位置，所述连接组件一侧与所述活动推拉杆的第二端部连接，另一侧与所述本体可拆卸连接。

所述连接件为刚性件，通过连接件卡合活动推拉杆，并将其向下拉动，能够进一步的增大吸盘对零件的吸附力。

优选的，所述连接组件包括连接件和紧固件，所述连接件为U形件，所述连接件的一端与所述第二限位件卡接，另一端与所述紧固件卡接，所述紧固件为调节螺杆，所述调节螺杆上设有旋转销，所述调节螺杆与所述本体螺纹连接。

组装方法：

首先，先将活动压紧件从所述本体上部的凹槽插入至空腔中，然后将第一弹簧装入第二压紧部，接着旋入第一螺纹挡环，使第一弹簧具有一定的预紧力，接着旋入第二螺纹挡环，再将第二弹簧装入所述活动推拉杆上，然后一并从第二压紧部贯穿至第一压紧部后，通过限位卡环固定活动推拉杆在第一压紧部的位置；再将吸盘与活动推拉杆螺纹连接。

进行装夹过程中，将零件放在本体顶部吸盘的位置，将活动推拉杆向上推，先克服第一弹簧的预紧力，将吸盘贴近零件表面，进一步，克服第二弹簧的预紧力，使吸盘与零件之间的空气排干净，松开活动推拉杆的手，通过第二弹簧的预紧力吸盘和零件之间产生真空的吸附力，实现了零件的固定。然后通过第一弹簧的预紧力，使零件定位面紧紧贴合于工装定位面，完成一秒快速装夹。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明提供的一种真空秒装夹具及方法虽然为真空夹具，但不同于传统意义上的真空夹具，不再需要与真空管相连，更不需要真空泵等配套装置，并且吸附面积小，吸附性能可靠。

2、解决测量时使用压板固持零件带来探头干涉的问题与零件在未固持状态下测量探头把零件挤动影响测量结果的问题。

3、能解决大变形零件自由状态下无法测量的问题，将零件在校正状态下测量。

4、测量使用时，可消除使用热熔胶带来的零件腐蚀风险。

5、装夹效率显著提高，在使用热熔胶或者压板固持零件，首次准备时间通常需要20至25分钟，使用本发明提供的一种真空秒装夹具及方法，装夹时间仅需一秒钟。

6、拆卸方便，控制螺纹挡环不动，将活动推拉杆向上推，零件与工装一秒分离，拆卸安全、方便。

7、当特殊要求时，可通过连接件增大吸附力，提升工装的固持效果。

8、制造成本低、周期短，具有良好的通用性，可用于电火花、线切割等特种加工场合，满足不同生产需求。减少生产过程中的安全隐患。

附图说明

图1是本发明一种真空装夹装置的整体结构示意图；

图2是本发明图1中B-B剖面的结构示意图；

图3是本发明的本体与零件的剖面结构示意图；

图4是本发明一种真空装夹装置的局部剖面结构示意图；

图5是本发明的真空吸附组件的组合关系示意图；

图6是本发明的活动推拉杆的结构示意图；

图7是本发明的活动压紧件的结构示意图；

图标：1-本体，2-活动推拉杆，21-第一端部，211-螺纹孔，22-第二端部，3-活动压紧件，4-凹槽，5-空腔，6-第一通孔，7-第一压紧部，8-第二压紧部，9-第二通孔，10-限位卡环，11-第一限位件，111-第一螺纹挡环，112-第二螺纹挡环，12-第二限位件，13-第一弹簧，14-第二弹簧，15-吸盘，16-固定杆，17-连接件，18-调节螺杆，19-旋转销，20-零件，23-螺纹槽。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种真空装夹装置，如图1-7所示，包括本体1和设置于所述本体1中的真空吸附组件，所述真空吸附组件与所述本体1可拆卸连接；具体的，所述本体1顶部设有凹槽4，所述本体1内部设有空腔5，所述凹槽4与所述空腔5之间通过第一通孔6相连通；所述真空吸附组件贯穿于所述凹槽4和所述空腔5设置。

所述真空吸附组件包括活动压紧件3、活动推拉杆2、弹性件和限位组件；

所述活动压紧件3活动设置于所述本体1中的第一通孔6中，所述活动压紧件3与所述活动推拉杆2同轴嵌套设置；所述活动推拉杆2贯穿于所述活动压紧件3内，并与所述活动压紧件3活动连接。具体的，所述活动压紧件3包括固定连接的第一压紧部7和第二压紧部8，所述第一压紧部7、第二压紧部8同轴设置。所述第一压紧部7嵌套设置于所述凹槽4内，所述第二压紧部8贯穿所述第一通孔6悬空于所述空腔5中。所述第一压紧部7和第二压紧部均成圆柱状，其中，所述第一压紧部7的圆柱直径大于所述第二压紧部8的圆柱直径。并且，第一压紧部7的直径大于所述第一通孔6的孔径。

所述活动压紧件3上设有第二通孔9，所述第二通孔9与所述第一压紧部7或所述第二压紧部8同轴设置。所述活动推拉杆2贯穿所述第二通孔9设置；所述活动推拉杆2包括第一端部21和第二端部22，所述第一端部21设置有限位卡环10。所述限位卡环10与所述活动推拉杆2螺纹连接，所述卡环10将活动推拉杆2的第一端部21限位在所述第一压紧部7内。

在装配过程中，所述活动推拉杆2的第一端部21从所述第二压紧部8底部贯穿至所述第一压紧部7后，通过限位卡环10固定在所述第一压紧部7中；所述活动压紧件3与第一通孔6之间属于基孔制间隙配合，所述活动推拉杆2与第二通孔9之间均属于基孔制间隙配合，间隙值不超过0.15mm。

所述限位组件分别设置于所述活动压紧件3与所述活动推拉杆2上，并与所述活动推拉杆和/或活动压紧件可拆卸连接。具体的，所述限位组件包括第一限位件11和第二限位件12；所述第一限位件11设置于所述第二压紧部8上，所述第二限位件12设置于所述第二端部21。

所述弹性件套设于所述活动压紧件3与所述活动推拉杆2上用于产生固定零件20的预紧力；所述弹性件自上而下依次包括第一弹簧13和第二弹簧14，所述第一弹簧13和所述第二弹簧14通过所述第一限位件11分隔开；更具体的，所述第一弹簧13套设于所述第二压紧部8上，所述第二弹簧14套设在所述活动推拉杆2上，且所述二级弹簧14位于第一限位件11与第二限位件12之间。所述第二弹簧14的劲度系数k2与所述第一弹簧13的劲度系数k1之间的关系为k2＞2*k1。

所述第一限位件11包括第一螺纹挡环111和第二螺纹挡环112，所述第一螺纹挡环111用于调节所述第一弹簧13的预紧力；所述第二螺纹挡环112用于调节所述第二弹簧14的预紧力。

第一限位件11与所述第二压紧部8之间为螺纹连接。所述第二压紧部8上的外螺纹长度能够保证第一弹簧13的充分调节范围。更优选的，第一弹簧13和第二弹簧14的半径大于第二压紧部8上外螺纹的螺纹半径，使弹簧能轻松通过第二压紧部8螺纹处，避免弹簧在使用中出现卡顿与干涉。

所述真空吸附组件还包括吸附件，所述吸附件与所述活动推拉杆2可拆卸连接。具体的，所述第一端部21设置有螺纹孔211，所述吸附件包括固定连接的吸盘15和固定杆16，所述固定杆16与所述螺纹孔211螺纹连接。

为了进一步提高该装置的吸附力，进一步的，所述真空吸附组件还包括连接组件，所述连接组件包括连接件17和紧固件，所述连接件17为U形件，所述连接件17的一端与所述第二限位件12卡接，另一端与所述紧固件卡接。

其中，所述紧固件包括调节螺杆18，所述调节螺杆18的顶部设有旋转销19，所述调节螺杆18与所述本体1螺纹连接。如图3所示，本体1底部设有用于和调节螺杆18固定的螺纹槽23，通过控制调节螺杆18与螺纹槽23的位置关系，能够控制连接件17与活动推拉杆2的紧度关系。

工作原理：

如图3所示，将零件20放在本体1上表面吸盘15的位置，克服第一弹簧13预紧力，使吸盘15贴近零件20表面，然后克服第二弹簧14预紧力，使真空吸盘15内的空气排出，当松开作用力时，通过第二弹簧14的自动恢复形变，形成预紧力，使吸盘15产生真空吸附零件20，然后通过第一弹簧13的预紧力，使零件20定位面紧紧贴合于工装定位面，完成快速装夹。

当特殊要求需要增大吸附力时，转动旋转销19，将连接件17锁紧，增大吸附力，提升工装的固定夹持效果。拆卸时，旋转旋转销19，松开并取下连接件17，将活动推拉杆2与第二螺纹挡环112向上挤压，克服第二弹簧14的弹性预紧力，零件20瞬间从工装上分离，完成快速拆卸。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种真空装夹装置，其特征在于，包括本体(1)，所述本体(1)上设置贯穿的通道，所述通道内设置真空吸附组件；所述真空吸附组件包括活动压紧件(3)、活动推拉杆(2)、弹性件和吸附件；

所述活动压紧件(3)与所述通道嵌套配合，所述活动推拉杆(2)同轴贯穿过所述活动压紧件(3)；所述吸附件设置于所述活动推拉杆(2)穿出所述活动压紧件(3)的端部；所述吸附件用于吸附零件；

所述活动压紧件(3)和所述活动推拉杆(2)上分别设置弹性件，所述弹性件用于限制所述活动压紧件(3)和所述活动推杆(2)的相对位置，改变所述吸附件对零件的吸附力。

2.根据权利要求1所述的真空装夹装置，其特征在于，所述通道包括依次连通的凹槽(4)、第一通孔(6)和空腔(5)，所述活动压紧件(3)从所述空腔(5)穿过所述第一通孔(6)后，与所述凹槽(4)嵌套配合。

3.根据权利要求2所述的真空装夹装置，其特征在于，所述活动压紧件(3)包括固定连接的第一压紧部(7)和第二压紧部(8)，所述第一压紧部(7)、第二压紧部(8)同轴设置；所述第一压紧部(7)嵌套设置于所述凹槽(4)内，所述第二压紧部(8)贯穿所述第一通孔(6)悬空于所述空腔(5)中。

4.根据权利要求3所述的真空装夹装置，其特征在于，所述活动推拉杆(2)包括第一端部(21)和第二端部(22)，所述吸附件与所述第一端部可拆卸连接，所述第一端部(21)上设置有限位卡环(10)，所述限位卡环(10)设置在所述第一压紧部(7)和所述第二压紧部(8)之间，所述限位卡环(10)用于限制所述活动推拉杆(2)和所述活动压紧件(3)的相对移动方向。

5.根据权利要求4所述的真空装夹装置，其特征在于，所述限位组件包括第一限位件(11)和第二限位件(12)；所述第一限位件(11)设置于所述第二压紧部(8)上，所述第二限位件(12)设置于所述第二端部(22)；所述第一限位件(11)和所述第二限位件(12)分别用于限制所述弹性件的活动范围。

6.根据权利要求5所述的真空装夹装置，其特征在于，所述弹性件包括第一弹簧(13)和第二弹簧(14)，所述第一弹簧(13)套设于所述第二压紧部(8)上，所述第二弹簧(14)套设于第一限位件(11)与第二限位件(12)之间的所述活动推拉杆(2)上；所述第二弹簧(14)的劲度系数k2与所述第一弹簧(13)的劲度系数k1之间的关系为k2＞2*k1。

7.根据权利要求5或6所述的真空装夹装置，其特征在于，所述第一限位件(11)包括第一螺纹挡环(111)和第二螺纹挡环(112)，所述第一螺纹挡环(111)用于调节所述第一弹簧(13)的预紧力；所述第二螺纹挡环(112)用于调节所述第二弹簧(14)的预紧力。

8.根据权利要求4所述的真空装夹装置，其特征在于，所述吸附件包括相互连接的吸盘(15)和固定杆(16)，所述固定杆(16)与所述活动推拉杆(2)的端面螺纹连接。

9.根据权利要求5所述的真空装夹装置，其特征在于，还包括连接组件，所述连接组件用于调整所述真空吸附组件与所述本体(1)的相对位置，所述连接组件一侧与所述第二端部(22)连接，另一侧与所述本体(1)可拆卸连接。

10.根据权利要求9所述的真空装夹装置，其特征在于，所述连接组件包括连接件(17)和紧固件，所述连接件(17)为U形件，所述连接件(17)的一端与所述第二限位件(12)卡接，另一端与所述紧固件卡接，所述紧固件为调节螺杆(18)，所述调节螺杆(18)上设有旋转销(19)，所述调节螺杆(18)与所述本体(1)螺纹连接。

Images