CN215847126U - 一种用于薄壁弧形板件装夹的柔性真空吸盘夹具 - Google Patents
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Abstract
一种用于薄壁弧形板件装夹的柔性真空吸盘夹具，包括底座，在底座上表面平行安装有两个横向导轨，在两个横向导轨上安装有多个动梁，每个动梁上分别通过纵向导轨活动安装有多个支撑单元，所述支撑单元均可通过纵向导轨沿动梁进行移动，所述支撑单元包括与动梁相连的伸缩支撑柱，在伸缩支撑柱的顶端设有真空吸盘，所述真空吸盘用于对工件进行精准定位和夹持；在真空吸盘内设有球形支撑体，所述球形支撑体用于对工件进行定位和保证工件接触点始终沿接触面的法向；在真空吸盘上连接有调节单元，所述调节单元用于对真空吸盘进行真空处理并调节真空吸盘的真空吸附力以改变工件受到的夹持力。
Description
技术领域：
本实用新型涉及一种用于薄壁弧形板件装夹的柔性真空吸盘夹具。
背景技术：
夹具是机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置；从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具；夹具通常由定位元件、夹紧装置、对刀引导元件、分度装置、连接元件以及夹具体等组成。
随着航空工业的发展，薄壁弧形件因其重量轻、强度高等特点得到大量使用，但由于其低刚度，结构复杂，尺寸各异的问题，在实际装夹过程中受到夹紧力的作用，极易产生加工变形，加工后的工件难以符合质量要求，从而造成加工成本高、周期长，制约着航空工业的发展。
而现有传统的夹具在夹持工件的过程中往往是对工件的两侧进行夹持，使工件在加工过程中可能会因为受到的压力过大而导致工件内腔受损，增加了成本、精准度较低；同时，大多数夹具只能夹持一种尺寸的工件，通用性和实用性较差，不能满足航天薄壁弧形件设计变化大、单件小批量、及时交付的生产特定，影响加工效率；并且现有夹具在使用过程中，不能根据被加工自由曲面的形状来改变夹具与工件接触点的方向，从而不能使定位方向沿接触面的法向以实现有效定位。
实用新型内容：
本实用新型实施例提供了一种用于薄壁弧形板件装夹的柔性真空吸盘夹具，结构设计合理，基于多个功能部件的相互配合作用，利用真空吸盘内部的球形支撑体和真空吸盘的真空吸附力来实现工件的精准定位和夹紧，能够有效降低工件在加工过程中受到的夹持力，避免了工件因为夹持力过大而导致表面受损，影响工件表面质量；同时，可以根据工件尺寸大小调节真空吸盘型号和动梁、支撑单元的位置，从而可以适用于不同尺寸的工件固定定位，并且在加工过程中还可以保持球形支撑体与工件曲率表面法线方向一致，进一步提升定位夹持效果，解决了现有技术中存在的问题。
本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种用于薄壁弧形板件装夹的柔性真空吸盘夹具，包括底座，在底座上表面平行安装有两个横向导轨，在两个横向导轨上安装有多个动梁，每个动梁上分别通过纵向导轨活动安装有多个支撑单元，所述支撑单元均可通过纵向导轨沿动梁进行移动，所述支撑单元包括与动梁相连的伸缩支撑柱，在伸缩支撑柱的顶端设有真空吸盘，所述真空吸盘用于对工件进行精准定位和夹持；在真空吸盘内设有球形支撑体，所述球形支撑体用于对工件进行定位和保证工件接触点始终沿接触面的法向；在真空吸盘上连接有调节单元，所述调节单元用于对真空吸盘进行真空处理并调节真空吸盘的真空吸附力以改变工件受到的夹持力。
所述动梁通过燕尾梯形槽与横向导轨相连。
所述调节单元包括相配合的空气压缩机和真空发生器，每个真空吸盘内分别设有通气孔，每个真空吸盘分别通过通气孔、连接管和气路开关与空气压缩机、真空发生器相连接。
所述伸缩支撑柱通过液压单元进行高度调控。
所述真空吸盘的材质为橡胶材料，并通过螺栓螺母与伸缩支撑柱的上螺纹孔相连接。
所述动梁等间距设置在横向导轨上，所述支撑单元等间距设置在纵向导轨上。
本实用新型采用上述结构，通过横向导轨使动梁在底座上沿横向方向进行移动，通过纵向导轨使支撑单元在动梁上沿纵向方向移动，通过伸缩支撑柱来调节真空吸盘的高度，将定位点移动到三维空间位置；通过真空吸盘对工件进行精准定位和夹持，通过真空吸盘内的球形支撑体对工件进行定位和保证工件接触点始终沿接触面的法向；通过调节单元对真空吸盘进行真空处理并调节真空吸盘的真空吸附力以改变工件受到的夹持力，具有实用精准、结构简便的优点。
附图说明：
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为图1的侧视图。
图4为本实用新型的调节单元的结构示意图。
图中，1、底座，2、横向导轨，3、动梁，4、纵向导轨，5、伸缩支撑柱，6、真空吸盘，7、燕尾梯形槽。
具体实施方式：
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。
如图1-4中所示，一种用于薄壁弧形板件装夹的柔性真空吸盘夹具，包括底座1，在底座1上表面平行安装有两个横向导轨2，在两个横向导轨2上安装有多个动梁3，每个动梁3上分别通过纵向导轨4活动安装有多个支撑单元，所述支撑单元均可通过纵向导轨4沿动梁3进行移动，所述支撑单元包括与动梁3相连的伸缩支撑柱5，在伸缩支撑柱5的顶端设有真空吸盘6，所述真空吸盘6用于对工件进行精准定位和夹持；在真空吸盘6内设有球形支撑体，所述球形支撑体用于对工件进行定位和保证工件接触点始终沿接触面的法向；在真空吸盘6上连接有调节单元，所述调节单元用于对真空吸盘6进行真空处理并调节真空吸盘6的真空吸附力以改变工件受到的夹持力。
所述动梁3通过燕尾梯形槽7与横向导轨2相连。
所述调节单元包括相配合的空气压缩机和真空发生器，每个真空吸盘6内分别设有通气孔，每个真空吸盘6分别通过通气孔、连接管和气路开关与空气压缩机、真空发生器相连接。
所述伸缩支撑柱5通过液压单元进行高度调控。
所述真空吸盘6的材质为橡胶材料，并通过螺栓螺母与伸缩支撑柱5的上螺纹孔相连接。
所述动梁3等间距设置在横向导轨2上，所述支撑单元等间距设置在纵向导轨4上。
本实用新型实施例中的一种用于薄壁弧形板件装夹的柔性真空吸盘夹具的工作原理为：基于多个功能部件的相互配合作用，利用真空吸盘6内部的球形支撑体和真空吸盘6的真空吸附力来实现工件的精准定位和夹紧，能够有效降低工件在加工过程中受到的夹持力，避免了工件因为夹持力过大而导致表面受损，影响工件表面质量；同时，可以根据工件尺寸大小调节真空吸盘6型号和动梁3、支撑单元的位置，从而可以适用于不同尺寸的工件固定定位，并且在加工过程中还可以保持球形支撑体与工件曲率表面法线方向一致，进一步提升定位夹持效果，相较于传统夹具的夹紧装置机构数量众多、依靠人工经验定位误差较大，本实用新型实施例的真空吸盘结构简单、高效经济、定位精准；工件形状改变后再次定位快，加工效率更高，并且真空吸盘型号大小可调节，适应不同曲率的工件，使用范围更广，能满足航天行业薄壁弧形件尺寸变化大、生产周期短的特点。
在整体方案中，包括底座1，在底座1上表面平行安装有两个横向导轨2，在两个横向导轨2上安装有多个动梁3，每个动梁3上分别通过纵向导轨4活动安装有多个支撑单元，支撑单元均可通过纵向导轨4沿动梁3进行移动，具体的，支撑单元包括与动梁3相连的伸缩支撑柱5，在伸缩支撑柱5的顶端设有真空吸盘6，用于对工件进行精准定位和夹持；在真空吸盘6内设有球形支撑体，用于对工件进行定位和保证工件接触点始终沿接触面的法向；在真空吸盘6上连接有调节单元，用于对真空吸盘6进行真空处理并调节真空吸盘的真空吸附力以改变工件受到的夹持力。
优选的，动梁3通过燕尾梯形槽7与横向导轨2相连，方便进行拆卸，能够保证每个动梁3都可在横向导轨2上移动。
优选的，调节单元包括相配合的空气压缩机和真空发生器，每个真空吸盘6内分别设有通气孔，每个真空吸盘6分别通过通气孔、连接管和气路开关与空气压缩机、真空发生器相连接，以对真空吸盘6进行真空处理。
在真空吸盘6内设有球形支撑体，球形支撑体可使与工件接触点始终沿接触面的法向，对工件进行定位，通过真空吸盘6的真空吸附力对工件进行夹紧；真空吸盘6的材质为橡胶材料，并通过螺栓螺母与伸缩支撑柱5的上螺纹孔相连接，可以吸收部分加工过程中产生的振动，起到阻尼器的作用。
动梁3等间距设置在横向导轨2上，支撑单元等间距设置在纵向导轨4上，使真空吸盘6的动作统一，对工件的夹持力均匀。
实际使用时，将工件置于真空吸盘6的顶部，启动真空发生器，打开气路开关，使真空吸盘6和连接管组成的整个气路中形成真空空间，从而使真空吸盘6对被作用工件表面产生吸附力，使工件接触吸盘内的球形支撑体，球形支撑体接触点与该处弧形工件曲率表面法线方向一致，从而将工件固定在真空吸盘上；从工件的底部进行固定，避免了工件受力过大而导致内腔受损，降低了成本，加强了夹具的实用性；进一步的，通过调节控制真空发生器的压力，达到了精准控制对工件的夹持力，避免了工件因为夹持力过大而导致表面受损，影响工件表面质量。
当需要固定不同尺寸、曲率的工件时，通过横向导轨2将动梁3移动至横向指定位置，通过动梁3上的纵向导轨4将支持单元移动至纵向指定位置，通过液压单元将伸缩支撑柱5沿高度方向移动，使真空吸盘6与伸缩支撑柱5接触，将定位点移动到指定三维空间位置，同时可以根据工件尺寸大小调节真空吸盘6型号，能够固定定位不同尺寸不同规格的工件，加强了本实用新型实施例夹具的通用性。
对于需要布置多个定位点的情况，可以根据实际使用场景来增加动梁和支撑单元的数量。
综上所述，本实用新型实施例中的一种用于薄壁弧形板件装夹的柔性真空吸盘夹具基于多个功能部件的相互配合作用，利用真空吸盘6内部的球形支撑体和真空吸盘6的真空吸附力来实现工件的精准定位和夹紧，能够有效降低工件在加工过程中受到的夹持力，避免了工件因为夹持力过大而导致表面受损，影响工件表面质量；同时，可以根据工件尺寸大小调节真空吸盘型号和动梁、支撑单元的位置，从而可以适用于不同尺寸的工件固定定位，并且在加工过程中还可以保持球形支撑体与工件曲率表面法线方向一致，进一步提升定位夹持效果，相较于传统夹具的夹紧装置机构数量众多、依靠人工经验定位误差较大，本实用新型实施例的真空吸盘结构简单、高效经济、定位精准；工件形状改变后再次定位快，加工效率更高，并且真空吸盘型号大小可调节，适应不同曲率的工件，使用范围更广，从而能够满足航天行业薄壁弧形件尺寸变化大、生产周期短的特点。
上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。
本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
Claims (6)
1.一种用于薄壁弧形板件装夹的柔性真空吸盘夹具，其特征在于，包括底座，在底座上表面平行安装有两个横向导轨，在两个横向导轨上安装有多个动梁，每个动梁上分别通过纵向导轨活动安装有多个支撑单元，所述支撑单元均可通过纵向导轨沿动梁进行移动，所述支撑单元包括与动梁相连的伸缩支撑柱，在伸缩支撑柱的顶端设有真空吸盘，所述真空吸盘用于对工件进行精准定位和夹持；在真空吸盘内设有球形支撑体，所述球形支撑体用于对工件进行定位和保证工件接触点始终沿接触面的法向；在真空吸盘上连接有调节单元，所述调节单元用于对真空吸盘进行真空处理并调节真空吸盘的真空吸附力以改变工件受到的夹持力。
2.根据权利要求1所述的一种用于薄壁弧形板件装夹的柔性真空吸盘夹具，其特征在于：所述动梁通过燕尾梯形槽与横向导轨相连。
3.根据权利要求1所述的一种用于薄壁弧形板件装夹的柔性真空吸盘夹具，其特征在于：所述调节单元包括相配合的空气压缩机和真空发生器，每个真空吸盘内分别设有通气孔，每个真空吸盘分别通过通气孔、连接管和气路开关与空气压缩机、真空发生器相连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于薄壁弧形板件装夹的柔性真空吸盘夹具，其特征在于：所述伸缩支撑柱通过液压单元进行高度调控。
5.根据权利要求1所述的一种用于薄壁弧形板件装夹的柔性真空吸盘夹具，其特征在于：所述真空吸盘的材质为橡胶材料，并通过螺栓螺母与伸缩支撑柱的上螺纹孔相连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于薄壁弧形板件装夹的柔性真空吸盘夹具，其特征在于：所述动梁等间距设置在横向导轨上，所述支撑单元等间距设置在纵向导轨上。
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|---|---|---|---|---|
| CN115741178A (zh) * | 2022-12-06 | 2023-03-07 | 北京航空材料研究院股份有限公司 | 复杂曲面薄壁件柔性定位装置 |
| CN116040314A (zh) * | 2023-04-03 | 2023-05-02 | 济南全力测试技术有限公司 | 一种板材搬运机械手 |
| CN117798697A (zh) * | 2024-02-28 | 2024-04-02 | 中北大学 | 一种异形零件通用感应钻孔夹具及异形零件夹持方法 |
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