CN213438482U - 一种用于飞机蒙皮加工柔性夹具的自适应真空吸盘 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于飞机蒙皮加工柔性夹具的自适应真空吸盘，包括轴承下底座、轴承上底座、万向转动球和吸盘本体；所述轴承下底座和轴承上底座连接后内部形成空腔，所述轴承上底座的顶部开设有开口，所述万向转动球转动连接在所述空腔内且所述万向转动球的球体超出开口，同时，轴承下底座、轴承上底座、万向转动球和吸盘本体上依次开设有第四通气孔、第三通气孔、第二通气孔和第一通气孔，且以上通气孔形成真空气路；本实用新型公开的自适应真空吸盘不仅结构简单、高效经济和定位快速精准，由于吸盘本体可以进行规格调节，进而适应不同曲率的蒙皮类工件，使用范围更广，适合飞机蒙皮的制造过程柔性工装夹具上的推广使用。

Description

一种用于飞机蒙皮加工柔性夹具的自适应真空吸盘

技术领域

本实用新型涉及机械加工工装领域，特别是涉及一种用于飞机蒙皮加工柔性夹具的自适应真空吸盘。

背景技术

飞机蒙皮制造过程中的加工工艺的加工质量直接影响后续多个生产步骤能否进行和最终产品的质量，而工装在加工过程中有着至关重要的作用。就近20年的时间里航空工厂生产实际来看，飞机蒙皮加工工装技术的夹紧装置发展大体分为三代：

第一代是特定的实体模具的工装夹具的夹紧装置。在这种传统切边加工过程中，通过拉伸模胎与样板实现对被加工工件的夹紧，实体模具对被加工工件的夹紧力有限，容易产生错位现象，影响蒙皮的精度，也会大大降低蒙皮边界的准确性。

第二代是真空气囊与卡板支撑式工装夹具的夹紧装置。在该工装夹具中，卡板和工装底座上安装一系列附件，并依靠真空气囊进行夹紧。此代工装夹具仍存在许多缺点，例如卡板需进行修整或重新制造才可满足不同蒙皮的加工要求，大大降低了夹具的灵活性。

第三代是柔性夹具的全自由度真空吸盘。该工装夹具的夹紧装置采用皮碗、上球座、下球座和支撑球结构，固定在上球座的皮碗通过真空气路实现对蒙皮的夹紧。此代工装夹具已满足了柔性夹具的特征，但皮碗相对支撑球定位位置具有一定误差，皮碗产生真空吸力后变形，因皮碗的定位法线不过支撑球球心导致定位产生误差，需较长时间才能完成准确定位夹紧，且皮碗不能进行更换。

综上所述，目前使用的飞机蒙皮加工工装夹具的夹紧装置中，传统夹具的夹紧装置需要众多机构，且存在定位精度、适应性、经济性差等问题，现行柔性夹具的夹紧装置又存在定位有所偏差的问题，蒙皮工件曲率发生变化后，需较长时间才能完成定位夹紧，大大影响加工效率。因此亟需提出一种用于飞机蒙皮加工柔性夹具的自适应真空吸盘以有效地解决上述问题，该装置具有结构简单、高效经济、定位精准等优点。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于飞机蒙皮加工柔性夹具的自适应真空吸盘，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种用于飞机蒙皮加工柔性夹具的自适应真空吸盘，包括轴承下底座、轴承上底座、万向转动球和吸盘本体；

所述轴承下底座位于所述轴承上底座的上方且与所述轴承上底座可拆卸连接，所述轴承下底座和轴承上底座连接后内部形成空腔，所述轴承上底座的顶部开设有开口，所述万向转动球转动连接在所述空腔内且所述万向转动球的球体超出开口，所述吸盘本体位于所述万向转动球的顶部，且与所述万向转动球可拆卸连接，所述吸盘本体内开设有第一通气孔，所述万向转动球上开设有第二通气孔和凹槽，所述第二通气孔和凹槽上下对应设置且相连通，所述轴承下底座上开设有第三通气孔，所述轴承下底座的支撑杆的任意一侧壁上可拆卸连接有真空双向螺纹连接轴，所述真空双向螺纹连接轴内开设有第四通气孔，所述第一通气孔、第二通气孔、第三通气孔和第四通气孔相连通且形成气路。

优选的，所述吸盘本体上设置有凸肩，所述凸肩下方套设有第一真空密封垫，所述吸盘本体通过第一真空密封垫与万向转动球螺纹连接。

优选的，所述轴承上底座和轴承下底座间套设有第二真空密封垫。

优选的，所述轴承上底座和轴承下底座通过螺钉连接。

优选的，所述真空双向螺纹连接轴的一端套设有第三真空密封垫，所述真空双向螺纹连接轴通过第三真空密封垫与所述轴承下底座螺纹连接。

优选的，所述轴承下底座和轴承上底座的内表面和所述万向转动球的外表面上涂抹有润滑脂。

优选的，所述第一真空密封垫、第二真空密封垫和第三真空密封垫为橡胶材料。

优选的，所述第三通气孔和第四通气孔连通后呈L型气路。

本实用新型公开了以下技术效果：本实用新型公开的自适应真空吸盘通过在轴承上底座和轴承下底座内转动连接万向转动球，且在万向转动球的顶部连接吸盘本体，由于万向转动球可以自由转动，因而被加工件(蒙皮)因曲率要求变化而发生形状变化，吸盘本体可以随着万向转动球转动进而快速准确地找到定位位置，这样使得加工效率更高，同时，本实用新型公开的自适应真空吸盘不仅结构简单和高效经济，而且吸盘本体可以进行规格调节，进而适应不同曲率的蒙皮类工件，使用范围更广，适合飞机蒙皮的制造过程柔性工装夹具上的推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中自适应真空吸盘的结构示意图；

图2为本实用新型中自适应真空吸盘的俯视图；

图3为图2中A-A剖视图；

其中，1、吸盘本体；2、第一真空密封垫；3、万向转动球；4、轴承上底座；5、第二真空密封垫；6、螺钉；7、轴承下底座；8、真空双向螺纹连接轴；9、第三真空密封垫；10、开口；11、第一通气孔；12、第二通气孔；13、凹槽；14、第三通气孔；15、第四通气孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

参照图1-3，本实用新型提供一种用于飞机蒙皮加工柔性夹具的自适应真空吸盘，包括轴承下底座7、轴承上底座4、万向转动球3和吸盘本体1；

所述轴承下底座7位于所述轴承上底座4的上方且与所述轴承上底座4可拆卸连接，所述轴承下底座7和轴承上底座4连接后内部形成空腔，所述轴承上底座4的顶部开设有开口10，所述万向转动球3转动连接在所述空腔内且所述万向转动球3的球体超出开口10，为了使得万向转动球3可以实现自由角度的转动，将开口10和万向转动球3顶端的螺纹孔所在位置设置为一致，即处于同侧，同时可以将开口10和万向转动球3同心设置，进而使得万向转动球3及与其可拆卸连接的吸盘本体1可在水平方向上360°、垂直方向上±45°范围内调整其角度。所述吸盘本体1位于所述万向转动球3的顶部，且与所述万向转动球3可拆卸连接，所述吸盘本体1内开设有第一通气孔11，所述万向转动球3上开设有第二通气孔12和凹槽13，其中第二通气孔12开设至万向转动球3的内部，凹槽13开设在万向转动球3的底部，且第二通气孔12的空心和凹槽13的槽心处在同一直线上，凹槽13采用阶梯槽的结构，这样可以更有利实现真空腔室，使得吸盘本体1吸附力更强；所述第二通气孔12和凹槽13上下对应设置且相连通，所述轴承下底座7上开设有第三通气孔14，所述轴承下底座7的支撑杆的任意一侧壁上可拆卸连接有真空双向螺纹连接轴8，所述真空双向螺纹连接轴8内开设有第四通气孔15，所述第一通气孔11、第二通气孔12、第三通气孔14和第四通气孔15相连通且形成气路，其中所述第三通气孔14和第四通气孔15连通后呈L型气路，通过在真空双向螺纹连接轴8另一端螺纹连接外部真空发生装置，使产生的气体充满第一通气孔11、第二通气孔12、第三通气孔14和第四通气孔15相连通且形成的气路中进而使得整个气路中形成真空空间，使吸盘本体1对被作用蒙皮类工件处表产生吸附力，这样本实用新型的自适应真空吸盘可实现对蒙皮类工件的夹持。

进一步优化方案，为了保证真空吸盘内部的气密性，在所述吸盘本体1上设置有凸肩，其中凸肩和吸盘本体1为一体成型结构，在所述凸肩下方套设有第一真空密封垫2，所述吸盘本体1通过第一真空密封垫2与万向转动球3螺纹连接；在所述轴承上底座4和轴承下底座7间套设有第二真空密封垫5，同时在所述真空双向螺纹连接轴8的一端套设有第三真空密封垫9，另一端上螺纹连接有外端真空发生装置(图中未显示)，所述真空双向螺纹连接轴8通过第三真空密封垫9与所述轴承下底座7螺纹连接，通过设置第一真空密封垫2、第二真空密封垫5和第三真空密封垫9保证了吸盘本体1和万向转动球3间、轴承上底座4和轴承下底座7间、真空双向螺纹连接轴8和轴承下底座7轴肩螺纹孔间、外部真空发生装置与真空双向螺纹连接轴8间的气密性，此外为了更好地增加以上结构件间的气密性，所述第一真空密封垫2、第二真空密封垫5和第三真空密封垫9设置为橡胶材料且为了安装适配可以采用O型结构。

更进一步说，为了使得轴承上底座4和轴承下底座7以及第二真空密封垫5的安装便捷且更换方便，将所述轴承上底座4和轴承下底座7通过螺钉6连接。

进一步优化方案，为了增强气路的气密性并减弱万向转动球3与轴承上底座4、轴承下底座7之间因旋转运动造成的摩擦，在所述轴承下底座7和轴承上底座4的内表面和所述万向转动球3的外表面上涂抹有润滑脂。

使用时，将轴承下底座7的支撑杆通过法兰盘等连接件连在夹具的运动定位机构上，将外部真空发生装置与真空双向螺纹连接轴8连接，使本实用新型的自适应真空吸盘与蒙皮类工件之间的空气通过整个气路中；同时根据工件所需形状将本实用新型的自适应真空吸盘的定位基准通过夹具的运动机构运动到指定空间位置，即调整万向转动球3的转动方向，让本实用新型的自适应真空吸盘与该处蒙皮类工件所需曲率表面法线方向垂直，从而定位基准为万向转动球3的球心；启动外部真空发生装置，使整个气路中形成真空空间，使吸盘本体1对被作用蒙皮类工件处表产生吸附力，这样本实用新型的自适应真空吸盘可实现对蒙皮类工件的夹持。相较于传统夹具的夹紧装置机构数量众多、作用力有限、依靠人工经验定位误差较大，本实用新型的自适应真空吸盘结构简单、高效经济、定位精准；相对于现行柔性夹具的全自由度真空吸盘，本实用新型的自适应真空吸盘定位基准明确且误差小，由于增加万向转动球3可以使得吸盘本体1自由转动角度，进而使得吸盘本体1因作用而产生变形后再次定位位置快，加工效率更高，其中吸盘本体1为标准件，型号大小可调节，适应不同曲率的蒙皮类工件，使用范围更广，适合飞机蒙皮的制造过程柔性工装夹具上的推广使用。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“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，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。

以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一种用于飞机蒙皮加工柔性夹具的自适应真空吸盘，其特征在于：包括轴承下底座(7)、轴承上底座(4)、万向转动球(3)和吸盘本体(1)；

所述轴承下底座(7)位于所述轴承上底座(4)的上方且与所述轴承上底座(4)可拆卸连接，所述轴承下底座(7)和轴承上底座(4)连接后内部形成空腔，所述轴承上底座(4)的顶部开设有开口(10)，所述万向转动球(3)转动连接在所述空腔内且所述万向转动球(3)的球体超出开口(10)，所述吸盘本体(1)位于所述万向转动球(3)的顶部，且与所述万向转动球(3)可拆卸连接，所述吸盘本体(1)内开设有第一通气孔(11)，所述万向转动球(3)上开设有第二通气孔(12)和凹槽(13)，所述第二通气孔(12)和凹槽(13)上下对应设置且相连通，所述轴承下底座(7)上开设有第三通气孔(14)，所述轴承下底座(7)的支撑杆的任意一侧壁上可拆卸连接有真空双向螺纹连接轴(8)，所述真空双向螺纹连接轴(8)内开设有第四通气孔(15)，所述第一通气孔(11)、第二通气孔(12)、第三通气孔(14)和第四通气孔(15)相连通且形成气路。

2.根据权利要求1所述的用于飞机蒙皮加工柔性夹具的自适应真空吸盘，其特征在于：所述吸盘本体(1)上设置有凸肩，所述凸肩下方套设有第一真空密封垫(2)，所述吸盘本体(1)通过第一真空密封垫(2)与万向转动球(3)螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的用于飞机蒙皮加工柔性夹具的自适应真空吸盘，其特征在于：所述轴承上底座(4)和轴承下底座(7)间套设有第二真空密封垫(5)。

4.根据权利要求3所述的用于飞机蒙皮加工柔性夹具的自适应真空吸盘，其特征在于：所述轴承上底座(4)和轴承下底座(7)通过螺钉(6)连接。

5.根据权利要求3所述的用于飞机蒙皮加工柔性夹具的自适应真空吸盘，其特征在于：所述真空双向螺纹连接轴(8)的一端套设有第三真空密封垫(9)，所述真空双向螺纹连接轴(8)通过第三真空密封垫(9)与所述轴承下底座(7)螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的用于飞机蒙皮加工柔性夹具的自适应真空吸盘，其特征在于：所述轴承下底座(7)和轴承上底座(4)的内表面和所述万向转动球(3)的外表面上涂抹有润滑脂。

7.根据权利要求5所述的用于飞机蒙皮加工柔性夹具的自适应真空吸盘，其特征在于：所述第一真空密封垫(2)、第二真空密封垫(5)和第三真空密封垫(9)为橡胶材料。

8.根据权利要求1所述的用于飞机蒙皮加工柔性夹具的自适应真空吸盘，其特征在于：所述第三通气孔(14)和第四通气孔(15)连通后呈L型气路。

Images