CN210909117U - 数控机床模块式柔性真空夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种数控机床模块式柔性真空夹具，其中数控机床模块式柔性真空夹具包括夹具主板和真空模块，夹具主板具有通用性，主要作用是对真空模块进行有效快速定位和连接夹紧，同时提供真空气源的主体输出并实现工装整体与机床工作台连接夹紧。真空模块是零件装夹定位的主体部件。本实用新型提供的数控机床模块式柔性真空夹具工艺简单、制造成本低、操作便利、灵活性强、通用性强、维修保养成本低，可在数控机床上推广应用。

Description

数控机床模块式柔性真空夹具

技术领域

本实用新型属于机械加工的技术领域，具体涉及一种数控机床模块式柔性真空夹具。

背景技术

大量的航空结构件在数控加工中一般都需要真空夹具，由于零件形状、结构的不同，每一项零件都要定制一套专用的真空夹具。现有的真空夹具全部都是整体式的。也就是说，工装底板和真空定位区域是一体的。从制造角度出发，提高了工装的制造难度、增加了工装制造周期；从使用方角度来看，延长了零件研制加工周期、提高了工装成本。此外、真空夹具一旦出现故障、损坏等现象，维修复原较为困难，大多数都要重新定制。同时，工装在数控机床上定位需要拉直、找正，并利用工装上的定位孔或者定位销进行加工原点设置。以往的真空工装拉直、找正方法一般是将工装放置在机床上以后，利用安装在机床主轴上的百分表，进行工装拉直找正，过程复杂，费时、费力、易出错。飞机零件一般结构复杂、材料成本高、工装大，这就决定了对数控加工一次合格率要求高，以避免零件不合格，而数控加工前的生产准备工作，往往复杂而费时，影响零件交付周期。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种数控机床模块式柔性真空夹具，其可以根据零件的不同，更换相应的真空区域模块，来实现不同零件装夹定位。同时，通过夹具主板上的快速定位孔及真空模块上的定位销实现快速定位和数控加工原点快速准确的设置。

本实用新型的技术方案为：

一种数控机床模块式柔性真空夹具，所述的数控机床模块式柔性真空夹具包括夹具主板1和真空模块2，真空模块2设置于夹具主板1上方；其中，所述的夹具主板1上表面开设有真空抽气螺纹口4、紧固螺纹孔5和快速定位孔6，夹具主板1的下部设置有真空气囊13，夹具主板1的侧壁设置有真空管路接头3；所述的真空气囊13为“十”字形，多个真空抽气螺纹口4位于同一直线上，与真空气囊13的位置相对应，真空气囊13与真空管路接头3和真空抽气螺纹口4连通，形成抽真空通道，且真空气囊13不与紧固螺纹孔5和快速定位孔6连通；所述的夹具主板1上均匀分布有多个快速定位孔6，用以对真空模块2进行快速定位及原点设定；夹具主板1上均匀分布有多个紧固螺纹孔5，用于真空模块2的紧固；所述的真空模块2上表面和底部设置有密封胶圈安装槽，真空模块2的侧壁设置有模块快速定位孔14，真空模块2上开设有沉头孔，其中，底部的密封胶圈安装槽中容纳第一真空模块密封胶圈7，以保证真空模块2与夹具主板1之间的气密性；上表面的密封胶圈安装槽中容纳第二真空模块密封胶圈9，以保证真空模块2与零件之间的气密性；快速定位孔14与快速定位销10配合，用于与夹具主板1上的快速定位孔6连接，使得真空模块2与夹具主板1快速定位连接；沉头孔与紧固螺钉8配合，紧固螺钉8穿过真空模块2，拧入夹具主板上1的紧固螺纹孔5，以使真空模块2与夹具主板1连接紧固，真空模块2与夹具主板1连接紧固后，真空抽气口15与真空抽气螺纹口4、真空气囊13、真空管路接头3连通，以装夹零件。

进一步地，所述的数控机床模块式柔性真空夹具还包括密封螺钉11和环形的密封胶圈12，密封螺钉11和密封胶圈12配合使用，用以封堵夹具主板1上的未使用的真空抽气螺纹口4，以保证整个真空系统的气密性。

另一方面，本实用新型提供了使用上述的数控机床模块式柔性真空夹具及进行装夹的方法，其包括以下步骤：

步骤1)：将夹具主板1放置在机床工作台上，通过快速定位孔6找正后压紧固定；

步骤2)：将夹具主板1上的任意一个快速定位孔6的中心位置坐标值置入机床控制系统并保存；

步骤3)：将真空管路的一端与夹具主板1上的真空管路接头3连接，管路的另一端连接真空泵站管路终端；

步骤4)：将第一真空模块密封胶圈7安装在真空模块2下方的密封胶圈安装槽内；

步骤5)：按照工艺制定的孔距要求和便于后续零件装夹，选择在适当的位置的快速定位孔6，将快速定位销10插入其中；

步骤6)：将密封螺钉11和密封胶圈12安装在不在密封区域的、裸露在外的真空抽气螺纹口4中，拧紧、密封；

步骤7)：将真空模块2的模块快速定位孔14，对准步骤5)中已安装好的快速定位销10，进行安装连接；

步骤8)：使用紧固螺钉8，通过真空模块2上的沉头孔，拧入夹具主板1上的紧固螺纹孔5中，夹紧固定；

步骤9)：将第二真空模块密封胶圈9安装在真空模块2上方的密封胶圈安装槽内；

步骤10)：开启真空泵阀，检查真空模块2上的真空抽气口15处是否有抽气效果，确认无误后，关闭真空泵阀；

步骤11)：将步骤2)中置入保存的快速定位孔6的坐标原点，按编程加工基准的相对尺寸进行偏置即可得到零件加工原点；

步骤12)：将零件安装在真空模块2上；

步骤13)：开启真空泵阀，检查零件吸附状态；

步骤14)：确认无误后，开始加工零件。

本实用新型的效果和益处是：本实用新型提供的数控机床模块式柔性真空夹具工艺简单、制造成本低、操作便利、灵活性强、通用性强、维修保养成本低，可在数控机床上推广应用。

附图说明

图1为本实用新型实施例中提供的数控机床模块式柔性真空夹具的结构示意图。

图2为图1中沿A-A视图。

图3为图1中沿B-B视图。

图中：1夹具主板；2真空模块；3真空管路接头；4真空抽气螺纹口；5紧固螺纹孔；6快速定位孔；7第一真空模块密封胶圈；8紧固螺钉；9第二真空模块密封胶圈；10快速定位销；11密封螺钉；12密封胶圈；13真空气囊；14模块快速定位孔；15真空抽气口。

具体实施方式

以下结合附图和技术方案，进一步说明本实用新型的具体实施方式。

应当了解，所附附图并非按比例地绘制，而仅是为了说明本实用新型的基本原理的各种特征的适当简化的画法。本文所公开的本实用新型的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。

在所附多个附图中，同样的或等同的部件(元素)以相同的附图标记标引。

在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

图1为本实用新型实施例中提供的数控机床模块式柔性真空夹具的结构示意图。图2为图1中沿A-A视图。图3为图1中沿B-B视图。参见图1至图3，在本实施例中，数控机床模块式柔性真空夹具包括夹具主板1和真空模块2。夹具主板1具有通用性，主要作用是对真空模块2进行有效快速定位和连接夹紧，同时提供真空气源的主体输出并实现工装整体与机床工作台连接夹紧。

具体地，夹具主板1上表面开设有真空抽气螺纹口4、紧固螺纹孔5、快速定位孔6，下部设置有真空气囊13，侧壁设置有真空管路接头3；真空气囊13为“十”字形，多个真空抽气螺纹口4位于同一直线上，与真空气囊13的位置相对应，真空气囊13与真空管路接头3和真空抽气螺纹口4连通，形成抽真空通道，且真空气囊13不与紧固螺纹孔5和快速定位孔6连通。实现零件与真空模块2贴合面之间的多余空气在真空泵站的作用下通过真空抽气螺纹口4、真空气囊13、真空管路接头3以及连接的真空管路中排除，实现真空状态，保证零件吸附在真空模块2上。

夹具主板1上均匀分布高精度标准孔距的多组快速定位孔6，用来实现真空模块2的快速定位及原点设定。另外，夹具主板1上均匀分布多组紧固螺纹孔5，用来实现真空模块2的紧固。必要时也可直接拧入螺杆，使用压板直接压紧零件。

真空模块2是零件装夹定位的主体部件，底部设有密封胶圈安装槽，用来安装第一真空模块密封胶圈7，保证其与夹具主板1之间的气密性要求。另外真空模块2的上表面设有密封胶圈安装槽，用来安装第二真空模块密封胶圈9，保证其与零件之间的气密性要求。

真空模块2侧壁设置有模块快速定位孔14，通过快速定位销10，用来与夹具主板1上的快速定位孔6连接，实现真空模块2与夹具主板1快速定位连接。真空模块2上还设计了沉头孔，使用紧固螺钉8穿过真空模块2，拧入夹具主板上1的紧固螺纹孔5，来实现真空模块2与夹具主板1连接紧固，真空模块2与夹具主板1连接紧固后，真空抽气口15与真空抽气螺纹口4、真空气囊13、真空管路接头3连通，以装夹零件。

密封螺钉11和环形的密封胶圈12共同配合使用，主要用途是封堵夹具主板1上的暂时多余的、闲置不用的真空抽气螺纹口4，保证整个真空系统的气密性。

使用数控机床模块式柔性真空夹具的装夹方法：

步骤1：使用前，先将夹具主板1放置在机床工作台上；通过快速定位孔6，找正后压紧固定；

步骤2：将夹具主板1上的任意一个快速定位孔6的中心位置坐标值置入机床控制系统并保存(数控机床模块式柔性真空夹具上的快速定位孔6，共有32个，相邻两孔的距离为100mm。所以，只需要保存其中一个孔的位置坐标即可，如需使用其它定位孔，只需要按照标准孔距偏置即可)；

步骤3：将真空管路的一端与夹具主板1上的真空管路接头3，连接牢固，管路的另一端连接真空泵站管路终端；

步骤4：将第一真空模块密封胶圈7安装在真空模块2下方的密封胶圈安装槽内；

步骤5：按照工艺制定的孔距要求和便于后续零件装夹，选择在适当的位置的快速定位孔6，将快速定位销10插入其中；

步骤6：将密封螺钉11和密封胶圈12，安装在将要不使用的、不在密封区域的、裸露在外的真空抽气螺纹口4中，拧紧、密封(为了保证不同形状、不同尺寸大小的零件的通用性，夹具主板1设计了5处真空抽气螺纹口4，按照加工需要选用，不使用的就要做密封处理)；

步骤7：将真空模块2附带的模块快速定位孔14，对准步骤5中已安装好的快速定位销10，进行安装连接，保证真空模块2平整安装在夹具主板1上；

步骤8：使用紧固螺钉8，通过真空模块2上的沉头孔，拧入夹具主板1上的紧固螺纹孔5中，夹紧固定；

步骤9：将第二真空模块密封胶圈9安装在真空模块2上方的密封胶圈安装槽内；

步骤10：开启真空泵阀，检查真空模块2上的真空抽气口15处是否有抽气效果，确认无误后，关闭真空泵阀；

步骤11：将步骤2中置入保存的快速定位孔6的坐标原点，按编程加工基准的相对尺寸进行偏置即可得到零件加工原点；

步骤12：将零件安装在真空模块2上；

步骤13：开启真空泵阀，检查零件吸附状态；

步骤14：确认无误后，开始加工零件。

以上示例性实施方式所呈现的描述仅用以说明本实用新型的技术方案，并不想要成为毫无遗漏的，也不想要把本实用新型限制为所描述的精确形式。显然，本领域的普通技术人员根据上述教导做出很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员便于理解、实现并利用本实用新型的各种示例性实施方式及其各种选择形式和修改形式。本实用新型的保护范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。

Claims (2)

1.一种数控机床模块式柔性真空夹具，其特征在于，所述的数控机床模块式柔性真空夹具包括夹具主板(1)和真空模块(2)，真空模块(2)设置于夹具主板(1)上方；其中，

所述的夹具主板(1)上表面开设有真空抽气螺纹口(4)、紧固螺纹孔(5)和快速定位孔(6)，夹具主板(1)的下部设置有真空气囊(13)，夹具主板(1)的侧壁设置有真空管路接头(3)；所述的真空气囊(13)为“十”字形，多个真空抽气螺纹口(4)位于同一直线上，与真空气囊(13)的位置相对应，真空气囊(13)与真空管路接头(3)和真空抽气螺纹口(4)连通，形成抽真空通道，且真空气囊(13)不与紧固螺纹孔(5)和快速定位孔(6)连通；

所述的夹具主板(1)上均匀分布有多个快速定位孔(6)，用以对真空模块(2)进行快速定位及原点设定；夹具主板(1)上均匀分布有多个紧固螺纹孔(5)，用于真空模块(2)的紧固；

所述的真空模块(2)上表面和底部设置有密封胶圈安装槽，真空模块(2)的侧壁设置有模块快速定位孔(14)，真空模块(2)上开设有沉头孔以及真空抽气口(15)；其中，底部的密封胶圈安装槽中容纳第一真空模块密封胶圈(7)，以保证真空模块(2)与夹具主板(1)之间的气密性；上表面的密封胶圈安装槽中容纳第二真空模块密封胶圈(9)，以保证真空模块(2)与零件之间的气密性；模块快速定位孔(14)与快速定位销(10)配合，用于与夹具主板(1)上的快速定位孔(6)连接，使得真空模块(2)与夹具主板(1)快速定位连接；沉头孔与紧固螺钉(8)配合，紧固螺钉(8)穿过真空模块(2)，拧入夹具主板(1)上的紧固螺纹孔(5)，以使真空模块(2)与夹具主板(1)连接紧固，真空模块(2)与夹具主板(1)连接紧固后，真空抽气口(15)与真空抽气螺纹口(4)、真空气囊(13)、真空管路接头(3)连通，以装夹零件。

2.根据权利要求1所述的数控机床模块式柔性真空夹具，其特征在于，所述的数控机床模块式柔性真空夹具还包括密封螺钉(11)和环形的密封胶圈(12)，密封螺钉(11)和密封胶圈(12)配合使用，用以封堵夹具主板(1)上的未使用的真空抽气螺纹口(4)，以保证整个真空系统的气密性。

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