CN206305826U - 车加工用真空吸附夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车加工用真空吸附夹具。包括用于与真空管路连接的连接筒、具有外球面的支撑胎和具有中心孔的连接法兰；连接筒穿过连接法兰的中心孔，连接筒通过角接触球轴承与连接法兰的中心孔连接，连接筒的两端分别凸出于连接法兰的两个端面，在连接筒的两侧与连接法兰的中心孔交汇处分别设置唇形密封圈形成活动密封；支撑胎的外球面与待加工产品的内型面相同或相近；支撑胎通过螺栓固定在连接法兰的一侧端面上；支撑胎上设置用于真空吸附的通孔，通孔能够与连接筒之间形成真空通道。通过支撑胎以及通孔，形成真空通道，在能够固定厚度1mm以下的球形产品的同时，避免了加工后球形产品的变形。

Description

车加工用真空吸附夹具

技术领域

本实用新型涉及一种真空吸附夹具的结构，尤其涉及大型车床上使用加工半球型薄壁件用真空吸附夹具。

背景技术

球形产品已经得到广泛的应用，随着技术的发展，对于产品的性能提出了更高的要求，在不改变性能的前提下，降低产品的重量成为现阶段设计员追求的目标，其中内置金属胆，外层采用碳纤维进行缠绕，在保证产品承压的前提下，可以降低产品重量在60%左右，这样的球形产品往往金属内胆壁厚不超过1mm，其上、下半球厚度均匀，加工和控制变形成为当前最大的难题，尤其是针对钛合金材料的球形产品加工。

钛合金作为航空金属，应用范围已经越来越广。钛合金具有以下特点：

（1）切削温度高。钛合金的导热性差, 切屑与前刀面的接触面积很小, 切削温度约为切削45 钢的2倍；

（2）钛合金在600 ℃以上时, 与气体发生剧烈的化学反应。吸收气体后钛合金表面的硬度明显上升, 钛与氧、氮产生间隙固溶体, 对刀具有强烈的磨损作用；

（3）钛合金的塑性比较低, 特别是当和周围的气体发生化学反应后, 硬度增加,剪切角减小。切屑与前刀面的接触长度很小, 使前刀面上应力增大, 刀刃容易发生破损；

（4）钛合金的弹性模量低, 弹性变形大, 接近后刀面处工件的回弹量大, 所以已加工表面与后刀面的接触面积特别大, 摩擦也非常严重；

（5）粘刀现象严重。由于钛的亲和性大、切削温度高、刀具与切屑单位面积上的压力大, 加上回弹量等诸多因素综合影响, 切削时, 钛屑及被切表层与刀具材料咬合, 产生严重的粘刀现象, 容易引起刀具强烈的粘结磨损。

由此可见，钛合金加工难度大，零件在直径为500mm以下，零件装夹成为加工最大的难题，为了避免产品因为装夹力产生变形，使装夹力均匀作用在产品表面的技术手段是避免产品变形最有效的手段。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：在加工球形产品时，避免或降低因为固定而使得球形产品产生加工后形变的问题。

因此本实用新型提出了一种依靠真空吸附作用，夹紧零件的装夹方式。采用真空吸附利用大气压力均匀作用在产品表面，保证零件在加工过程中装夹力均匀分布在待加工产品上，能够降低零件加工完成后的变形量。

本实用新型采用如下技术方案：

车加工用真空吸附夹具，包括用于与真空管路连接的连接筒、具有外球面的支撑胎和具有中心孔的连接法兰；

所述连接筒穿过连接法兰的中心孔，连接筒通过角接触球轴承与连接法兰的中心孔连接，连接筒的两端分别凸出于连接法兰的两个端面，在连接筒的两侧与连接法兰的中心孔交汇处分别设置唇形密封圈形成活动密封；

所述支撑胎的外球面与待加工产品的内型面相同或相近；

所述支撑胎通过螺栓固定在连接法兰的一侧端面上；

所述支撑胎上设置用于真空吸附的通孔，通孔能够与连接筒之间形成真空通道。

本实用新型的有益效果是：

1，通过支撑胎以及通孔，形成真空通道，在能够固定厚度1mm以下的球形产品的同时，避免了加工后球形产品的变形。

2，车加工用真空吸附夹具结构简单，易于生产加工，制造成本低，使用方便。

3，适合金属或非金属材料制成的球形产品的加工，应用范围广。

4，应用车加工用真空吸附夹具加工球形产品，装卸球形产品灵活方便，能够减少装卸时间，提高效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

其中：1、连接筒，2、支撑胎，3、连接法兰。

具体实施方式

下面结合附图来对本实用新型进行具体说明。

实施例1

参照图1：车加工用真空吸附夹具，包括用于与真空管路连接的连接筒、具有外球面的支撑胎和具有中心孔的连接法兰；所述连接筒穿过连接法兰的中心孔，连接筒通过角接触球轴承与连接法兰的中心孔连接，连接筒的两端分别凸出于连接法兰的两个端面，在连接筒的两侧与连接法兰的中心孔交汇处分别设置唇形密封圈形成活动密封；所述支撑胎的外球面与待加工产品的内型面相同或相近；所述支撑胎通过螺栓固定在连接法兰的一侧端面上；所述支撑胎上设置用于真空吸附的通孔，通孔能够与连接筒之间形成真空通道。

其中，连接筒为长条管状，两端具有用于气体通过的管孔。

支撑胎整体是半球体，其外表面（外球面）能够与待加工的产品的内型面（内表面）相接触，通过分布在支撑胎上的用于真空吸附的通孔，能够将待加工的产品通过真空方式固定在支撑胎上。

连接法兰的中心孔用于使连接筒穿过连接法兰，并且使得连接筒在连接法兰的两端分别凸出一部分。为了便于加工，连接筒的长度大于连接法兰的厚度100mm即可。

连接筒与连接法兰中心孔通过角接触球轴承连接。

为了保证真空状态，在连接筒的两端与连接法兰的中心孔之间分别设置唇形密封圈，在唇形密封圈和连接筒的外部通过活动机构固定，使得连接法兰在旋转时，连接筒与连接法兰能够活动密封。

支撑胎上的通孔能够与连接筒之间形成真空通道，为了便于支撑胎的加工，以及为了便于保持支撑胎相对于待加工产品的真空分布平衡，可以将支撑胎做成具有内部空间的中空状，最好是具有内球面的中空状。支撑胎固定连接在连接法兰上，并且连接法兰的轴心与支撑胎的轴心共线。

实际使用中，首先将车加工用真空吸附夹具组织成型，通过四爪方式将连接法兰固定在机床设备上。连接法兰的一端是用来固定待加工产品的支撑胎，面向机床上的刀具；连接法兰的另一端是连接筒凸出于连接法兰端面的结构。通过钢管与连接筒固定连接，例如焊接；钢管穿越车床主轴孔，利用软管的两端分别连接钢管和真空泵，形成闭合管路。真空泵、软管、钢管、连接筒以及支撑胎共同构成了真空通道。

将待加工的产品的内型面与支撑胎的外球面相接触，为了保证密封性，可以在待加工的产品的端面与连接法兰端面接触位置设置密封圈密封；启动真空泵，待加工的产品受到真空作用被吸附固定在支撑胎上。启动机床设备，连接法兰和支撑胎转动，通过刀具进行加工。连接筒与连接法兰之间相对活动，连接法兰旋转时，连接筒相对固定，同时受到唇形密封圈的影响，能够保证真空通道（连接筒相对于连接法兰）的动密封。

实施例2

在前述实施例1的基础上，为了进一步保证支撑胎与待加工的产品之间的真空吸附固定效果，本实施例提出一种优选的方案。

通孔是按照外球面截面圆分布的通孔。按照按型面（外球面）截面圆进行分布的通孔可以保证待加工产品与支撑胎之间形成真空，且吸附力效果均匀。

按型面（外球面）截面圆进行分布，分布规律见表1：

前述所有实施例通过测试，通孔的孔径尺寸为Φ0.5mm~Φ1mm，真空吸附的效果更好。

支撑胎的外球面与待加工产品的内型面的接触面积大于90%，其在保证真空吸附效果的同时，对于待加工产品的支撑效果最好，能够有效的避免加工后产品变形。

本实用新型所提供的技术方案不限于钛合金材料的加工，可以为其他金属与非金属材料的加工。

以上结合附图实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。

表1：

截面圆直径（mm）	孔数（个）
		Φ480	150
Φ440	150
		Φ400	120
Φ360	110
		Φ320	100
Φ280	90
		Φ240	60
Φ200	50
		Φ160	40
Φ120	30
		Φ80	20
Φ40	10
		Φ20	8
Φ0	1

Claims (6)

1.车加工用真空吸附夹具，其特征在于：包括用于与真空管路连接的连接筒（1）、具有外球面的支撑胎（2）和具有中心孔的连接法兰（3）；

所述连接筒（1）穿过连接法兰（3）的中心孔，连接筒（1）通过角接触球轴承与连接法兰（3）的中心孔连接，连接筒（1）的两端分别凸出于连接法兰（3）的两个端面，在连接筒（1）的两侧与连接法兰（3）的中心孔交汇处分别设置唇形密封圈形成活动密封；

所述支撑胎（2）的外球面与待加工产品的内型面相同或相近；

所述支撑胎（2）通过螺栓固定在连接法兰（3）的一侧端面上；

所述支撑胎（2）上设置用于真空吸附的通孔，通孔能够与连接筒之间形成真空通道。

2.根据权利要求1所述的车加工用真空吸附夹具，其特征在于：所述通孔是按照外球面截面圆分布的通孔。

3.根据权利要求2所述的车加工用真空吸附夹具，其特征在于：所述通孔是孔径尺寸为Φ0.5mm~Φ1mm的通孔。

4.根据权利要求1所述的车加工用真空吸附夹具，其特征在于：支撑胎（2）的外球面与待加工产品的内型面的接触面积大于90%。

5.根据权利要求1所述的车加工用真空吸附夹具，其特征在于：所述支撑胎（2）内部是中空结构。

6.根据权利要求1所述的车加工用真空吸附夹具，其特征在于：所述连接筒（1）的长度大于连接法兰（3）的厚度100mm。