CN117505894A - 用于薄壁件车加工的真空吸附夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于薄壁件车加工的真空吸附夹具，包括安装在卡盘上的夹具体，所述夹具体沿中心轴线开设有通气孔，所述夹具体靠近卡盘一端连通有旋转接头，所述夹具体背离卡盘一端设置有用于吸附工件的定位端面，所述定位端面偏心处设置有密封件，所述旋转接头背离夹具体一端连通有通气管，所述通气管另一端穿过车床主轴的内孔连通有气管接头，所述通气管背离旋转接头一端固定安装在主轴箱上，所述气管接头与外部真空泵连通；工作时，所述车床主轴带动夹具体同轴旋转。本发明具有无污染、装夹方便、省时省力且不伤工件的优点，通过定位端面与工件非加工面接触对其进行强力吸附，吸附面积大、吸附力度强且不影响工件待加工面的加工。

Description

用于薄壁件车加工的真空吸附夹具

技术领域

本发明涉及薄壁件装夹技术领域，尤其涉及一种用于薄壁件车加工的真空吸附夹具。

背景技术

车削加工过程中需要对待加工的零件进行定位夹持。传统的车削加工中绝大多数使用机械夹具来夹持工件，所谓机械夹具可通过具有液压或空气压力驱动的多个指状物以机械的方式加持物体，一般而言，车床使用卡盘并依靠机械的挤压力来夹持工件，但是，对于精密薄壁件的车削加工(比如薄壁塑料件、钣金件、薄壁铝件等)，采用卡盘夹紧时会引起工件变形，而且夹持位非常少，夹紧力不够，还会影响待加工面的加工，因此不能使用卡盘夹紧，只能用顶紧的方式，多次车削，这样顶紧结构会影响车削部位，就需要多个顶紧夹具，非常费时费力。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种用于薄壁件车加工的真空吸附夹具，解决了现有技术中对于精密薄壁件的车削加工，采用卡盘夹紧时会引起工件变形，而且夹持位非常少，夹紧力不够；采用顶紧的方式，多次车削，这样顶紧结构会影响车削部位，就需要多个顶紧夹具，非常费时费力。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于薄壁件车加工的真空吸附夹具，包括安装在卡盘上的夹具体，所述夹具体沿中心轴线开设有通气孔，所述夹具体靠近卡盘一端连通有旋转接头，所述夹具体背离卡盘一端设置有用于吸附工件的定位端面，所述定位端面偏心处设置有防漏气的密封件，所述旋转接头背离夹具体一端连通有通气管，所述通气管另一端穿过车床主轴的内孔连通有气管接头，所述通气管背离旋转接头一端固定安装在主轴箱上，所述气管接头与外部真空泵连通；工作时，所述车床主轴带动夹具体同轴旋转。

所述旋转接头分别与夹具体、通气管螺纹连接。

所述通气孔内壁设有第一内螺纹，所述旋转接头的动接头外表面设有与第一内螺纹相匹配的第一外螺纹，所述旋转接头的动接头与夹具体通过第一外螺纹和第一内螺纹连接，所述通气管内壁加工有第二内螺纹，所述旋转接头的静接头外表面设有与第二内螺纹相匹配的第二外螺纹，所述旋转接头的静接头与通气管通过第二内螺纹和第二外螺纹连接。

所述夹具体与旋转接头的动接头连接处设置有起密封作用的生料带。

所述定位端面上开设有若干封闭的吸附槽道，所述吸附槽道位于通气孔外侧，所述通气孔与吸附槽道连通。

所述吸附槽道为环状结构，所述吸附槽道的槽壁上等距开设有至少两个直槽道，所述通气孔与吸附槽道通过直槽道连通，相邻两个槽壁上的直槽道间隔设置。

所述密封件为“O”型密封圈，所述定位端面为向内凹陷的平面，所述定位端面上位于吸附槽道的外围开设有“O”型密封槽，所述密封圈嵌装于密封槽内。

所述通气管通过固定板固定安装在主轴箱端面。

所述通气管为不锈钢管。

所述卡盘为气动三爪卡盘。

相比于现有技术，上述技术方案带来以下技术效果：

本发明利用真空技术实现对工件的装夹，具有无污染、装夹方便、省时省力且不伤工件的优点。通过定位端面与工件非加工面接触对其进行强力吸附，吸附面积大、吸附力度强且不影响工件待加工面的加工，通过设计夹具体对工件进行吸附装夹代替换现有卡盘机械式对薄壁件进行夹持，有效地避免了薄壁件发生扭曲变形，同时解决了现有技术中采用多个顶紧夹具对工件进行顶紧装夹，费时费力问题。

另外，本发明的定位端面上开设有若干吸附槽道，通气孔与吸附槽道连通，形成通畅的气路，增大了对工件的吸附面积，使得吸附力加强。

吸附槽道的槽壁上等距开设有至少两个直槽道，通气孔与吸附槽道通过直槽道连通，相邻两个槽壁上的直槽道间隔设置，如此设计减少了夹具体的整体变形，大大增加了夹具体的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明的夹具剖视图；

图3是图2中A处放大图；

图4是本发明的定位端面示意图。

主要元件符号说明：

1、卡盘；2、夹具体；3、通气孔；4、旋转接头；41、动接头；42、静接头；5、工件；6、定位端面；7、通气管；8、气管接头；9、车床主轴；10、吸附槽道；11、直槽道；12、密封件；13、固定板。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

一般薄壁工件在结构上有多处台阶，在军工和航空航天领域有较高的精度要求，很容易变形，不好加工。对于精密薄壁件的车削加工，直接采用卡盘夹紧时会引起工件变形，而且夹持位非常少，夹紧力不够，不能使用卡盘夹紧。采用顶紧的方式夹持时，由于多次车削，这样顶紧结构会影响车削部位，就需要多个顶紧夹具，因此非常费时费力；车床夹具上也很少能利用到真空结构，是由于车工夹具在工作中需要旋转，要解决气管被绞断，还要解决旋转密封漏气的问题。本发明采用真空吸紧方式，可以解决上述缺陷。

如图1至图4所示，本发明提供的一个实施例中，用于薄壁件车加工的真空吸附夹具，包括安装在卡盘1上的夹具体2，夹具体2沿中心轴线开设有通气孔3，夹具体2靠近卡盘1一端连通有旋转接头4，夹具体2背离卡盘1一端设置有用于吸附工件5的定位端面6，定位端面6偏心处(远离圆心处)设置有防漏气的密封件12，密封件12使定位端面6与工件表面之间处于密封状态，防止外部空气进入，旋转接头4背离夹具体2一端连通有通气管7，通气管7另一端穿过车床主轴9的内孔连通有气管接头8，通气管7背离旋转接头4一端固定安装在主轴箱上，气管接头8与外部真空泵连通；工作时，车床主轴9带动夹具体2同轴旋转，通气管7固定不动。

具体的，车床主轴9和卡盘1属于普通车床或数控车床上的常规结构，旋转接头4是一个标准件，内部有轴承和密封圈，在旋转时一端能够保持固定不动，而且不会漏气。首先将旋转接头4与夹具体2连接，再将通气管7连接在旋转接头4远离夹具体2的一端，通气管7内部与夹具体2的通气孔3通过旋转接头4进行连通形成气路，再将通气管7穿过车床主轴9，将夹具体2安装在卡盘1上，通过卡盘1对夹具体2进行夹紧固定，使夹具体2的定位端面6面向车削方向，通气管7远离旋转接头4的一端固定安装在主轴箱左侧壁，通气管7通过气管接头8与外部真空泵连通(真空泵图中未示出)，真空泵与通气管7之间还设置有气源开关(气源开关图中未示出)，此时，通气管7相对主轴箱固定不动，车床主轴9带动夹具体2同轴旋转进行车削加工，本装置通过增设旋转接头4，解决了车工夹具在工作中需要旋转，导致气管被绞断的问题。

本设计利用真空技术实现对工件的装夹，有效有解决了现有技术中直接采用卡盘1机械式对工件5进行夹持，导致工件5发生扭曲变形，同时解决了现有技术中采用多个顶紧夹具对工件5进行顶紧装夹，费时费力问题。本装置具有无污染、装夹方便、省时省力且不伤工件的优点，通过定位端面6与工件5的非加工面接触对其进行强力吸附，吸附面积大、吸附力度强且不影响工件待加工面的加工。

更进一步的，旋转接头4分别与夹具体2、通气管7螺纹连接，实现安装方便，提高安装效率。

更进一步的，在通气孔3上扩加工有第一内螺纹，旋转接头4的动接头41外表面设有与第一内螺纹相匹配的第一外螺纹，旋转接头4的动接头41与夹具体2通过第一外螺纹和第一内螺纹连接，通气管7内壁加工有第二内螺纹，旋转接头4的静接头42外表面设有与第二内螺纹相匹配的第二外螺纹，旋转接头4的静接头42与通气管7通过第二内螺纹和第二外螺纹连接。

更进一步的，夹具体2与旋转接头4的动接头41连接处设置有起密封作用的生料带，实现更好的密封，保证对工件5的吸附力。

更进一步的，定位端面6上开设有若干封闭的吸附槽道10，吸附槽道10位于通气孔3外侧，通气孔3与吸附槽道10连通。

在一具体实施方式中，吸附槽道10为圆环槽且与通气孔3同心设置，吸附槽道10的槽壁上等距开设有至少两个直槽道11，通气孔3与吸附槽道10通过直槽道11连通，相邻两个槽壁上的直槽道11间隔设置，本实施例中每个槽壁上等距开设有四个直槽道11，通气孔3与最内圈的吸附槽道10通过直槽道11连通，其它相邻吸附槽道10也分别通过对应的直槽道11连通。

在另一具体实施方式中，吸附槽道10可以为矩形槽，通气孔3位于多个矩形槽的中心，当然吸附槽道10也可以为其他形状，均属于本发明保护范围。

如图4所示，通气孔3设置在定位端面6中心，为气源中心孔，定位端面6上开设有很多吸附槽道10，增大了对工件的吸附面积，使得吸附力加强，同时还开设有断续的直槽道11，用以连接各吸附槽道10，形成通畅的气路；之所以开断续的直槽道11，是为了减少夹具体2的整体变形，增加了夹具体2的使用寿命。

更进一步的，密封件12为“O”型密封圈，定位端面6为向内凹陷的平面，定位端面6上位于吸附槽道10的外围开设有“O”型密封槽，密封圈嵌装于密封槽内。

最外围的吸附槽道10不与密封槽连通，密封槽用来安装密封圈，密封圈使定位端面6与工件表面密封，密封圈使定位端面6与工件表面之间处于真空状态，定位端面6将工件吸附夹紧。

更进一步的，通气管7通过固定板13固定安装在主轴箱端面，使通气管7静止不动。

更进一步的，通气管7为不锈钢管。

更进一步的，卡盘1为气动三爪卡盘，夹具体2受力更均匀，夹持更紧固。

初始状态，车床主轴9处于静止状态，卡盘1对夹具体2进行夹持固定，将工件5送料至夹具体2的定位端面6位置，密封件12(密封圈)和工件5表面紧密贴合形成密封面，打开气管接头8前段的气源开关(此时真空泵已运行)，真空泵产生真空度，抽走通气管7、旋转接头4、通气孔3以及吸附槽道10内的空气，使工件5牢牢地吸附于定位端面6上。

工作时，启动车床，车床主轴9旋转，驱动卡盘1、动接头41、夹具体2以及工件5同步旋转，由于有旋转接头4过渡，使静接头42、通气管7、固定板13以及气管接头8静止不动，实现工件5旋转车削，防止气管被绞断。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，只要其符合本发明的目的，均应在本发明要求的保护范围内，譬如：各具体实施例的不同组合，各区别技术特征的不同组合。

Claims (10)

1.一种用于薄壁件车加工的真空吸附夹具，其特征在于，包括安装在卡盘(1)上的夹具体(2)，所述夹具体(2)沿中心轴线开设有通气孔(3)，所述夹具体(2)靠近卡盘(1)一端连通有旋转接头(4)，所述夹具体(2)背离卡盘(1)一端设置有用于吸附工件(5)的定位端面(6)，所述定位端面(6)偏心处设置有防漏气的密封件(12)，所述旋转接头(4)背离夹具体(2)一端连通有通气管(7)，所述通气管(7)另一端穿过车床主轴(9)的内孔连通有气管接头(8)，所述通气管(7)背离旋转接头(4)一端固定安装在主轴箱上，所述气管接头(8)与外部真空泵连通；工作时，所述车床主轴(9)带动夹具体(2)同轴旋转。

2.根据权利要求1所述的用于薄壁件车加工的真空吸附夹具，其特征在于，所述旋转接头(4)分别与夹具体(2)、通气管(7)螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的用于薄壁件车加工的真空吸附夹具，其特征在于，所述通气孔(3)内壁设有第一内螺纹，所述旋转接头(4)的动接头(41)外表面设有与第一内螺纹相匹配的第一外螺纹，所述旋转接头(4)的动接头(41)与夹具体(2)通过第一外螺纹和第一内螺纹连接，所述通气管(7)内壁加工有第二内螺纹，所述旋转接头(4)的静接头(42)外表面设有与第二内螺纹相匹配的第二外螺纹，所述旋转接头(4)的静接头(42)与通气管(7)通过第二内螺纹和第二外螺纹连接。

4.根据权利要求3所述的用于薄壁件车加工的真空吸附夹具，其特征在于，所述夹具体(2)与旋转接头(4)的动接头(41)连接处设置有起密封作用的生料带。

5.根据权利要求1所述的用于薄壁件车加工的真空吸附夹具，其特征在于，所述定位端面(6)上开设有若干封闭的吸附槽道(10)，所述吸附槽道(10)位于通气孔(3)外侧，所述通气孔(3)与吸附槽道(10)连通。

6.根据权利要求5所述的用于薄壁件车加工的真空吸附夹具，其特征在于，所述吸附槽道(10)为环状结构，所述吸附槽道(10)的槽壁上等距开设有至少两个直槽道(11)，所述通气孔(3)与吸附槽道(10)通过直槽道(11)连通，相邻两个槽壁上的直槽道(11)间隔设置。

7.根据权利要求1所述的用于薄壁件车加工的真空吸附夹具，其特征在于，所述密封件(12)为“O”型密封圈，所述定位端面(6)为向内凹陷的平面，所述定位端面(6)上位于吸附槽道(10)的外围开设有“O”型密封槽，所述密封圈嵌装于密封槽内。

8.根据权利要求1所述的用于薄壁件车加工的真空吸附夹具，其特征在于，所述通气管(7)通过固定板(13)固定安装在主轴箱端面。

9.根据权利要求1所述的用于薄壁件车加工的真空吸附夹具，其特征在于，所述通气管(7)为不锈钢管。

10.根据权利要求1所述的用于薄壁件车加工的真空吸附夹具，其特征在于，所述卡盘(1)为气动三爪卡盘。