[發(fā)明專利]高度調(diào)節(jié)單元及裝夾裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810839368.5
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN108673212A
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭淼現(xiàn);江小輝;孔祥景;朱宜宏;趙國寬
• 申請（專利權(quán)）人: 上海理工大學
• 主分類號: B23Q3/154
• 分類號: B23Q3/154
• 代理公司: 上海德昭知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

本發(fā)明提供了一種能夠裝夾薄壁曲面件類、柔性件類的裝夾裝置，包括磁力調(diào)節(jié)單元、高度調(diào)節(jié)單元、計算機以及壓力傳感貼。磁力調(diào)節(jié)單元，包括箱體、磁流變液以及兩個相同的磁力調(diào)節(jié)機構(gòu)，用于調(diào)節(jié)盛裝在箱體內(nèi)的磁流變液與裝夾在磁流變液內(nèi)的零件之間的夾持力，高度調(diào)節(jié)單元，包括：升降組件以及高度驅(qū)動組件，用于調(diào)節(jié)零件的高度。本發(fā)明提供的一種裝夾裝置具有操作靈活，對零件尺寸的適應性強，能根據(jù)零件的剛度及加工中振動的強弱，及時調(diào)節(jié)磁流變液固化效果，夾緊支撐、減振效果明顯，有效保證零件加工中的穩(wěn)定性、精確性、可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及裝夾設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種具有高度調(diào)節(jié)單元的裝夾裝置。

背景技術(shù)

在制造領(lǐng)域，薄壁，柔性件是加工時很常見的被加工工件。這些工件的加工精度控制一直是個難題，原因是薄壁零件剛性差、強度弱，在加工過程中薄壁件會發(fā)生局部變形及整體加工變形，尤其是夾持技術(shù)所產(chǎn)生的變形是其重要的原因，影響加工質(zhì)量和精度。如在這些構(gòu)件的工業(yè)生產(chǎn)中，常用機床夾具對工件定位夾緊，但因其夾緊力難以把握，夾緊力過小，會導致加工過程中工件的移動，從而導致加工的失敗：夾緊力過大，會導致工件自身的變形，對工件加工后的形狀位置公差產(chǎn)生較大的影響。另外加工過程中工件產(chǎn)生的振動也可能使工件達不到尺寸精度要求而導致返工或報廢。大多數(shù)夾具僅用于剛性零件的加工和裝配，對于易變形的零件尤其是異形薄壁類的零件需要專門設(shè)計相應的夾具，這極大地限制了生產(chǎn)加工的靈活性，無法滿足多品種小批量的生產(chǎn)要求。隨著越來越多的企業(yè)追求高效快速的制造目標，在機械行業(yè)中具有高靈活性的夾具系統(tǒng)應用而生。

在目前的機械加工領(lǐng)域，對于薄壁，柔性件的裝夾，采用的方法是：(1)輔助支撐夾具，通常使用“代木”的材料，又稱可機加工樹脂板材進行加工。但是代木生產(chǎn)準備時間長，工件在整個加工過程中需要多次翻轉(zhuǎn)，每翻轉(zhuǎn)一次都需要重新調(diào)整，且裝夾耗時。工件薄壁處為曲面，而代木頂端為平面，大部分代木與工件的接觸方式為線接觸，且接觸位置為工件外緣曲邊上，支承效果不理想；另外對零件裝夾時夾緊力大小不能進行檢測，無法確保夾緊力的合理性，使得可靠性與控制性就要差很多。(2)可調(diào)整夾具，根據(jù)加工對象在工藝上的相似性、尺寸的相近程度對零件進行分類編組進行設(shè)計的。它的結(jié)構(gòu)一般是由兩部分組成。其一是基本部分，包括夾具體、夾緊裝置和操縱機構(gòu)等。它可長期固定在機床上，不隨加工對象的改變而更換。其二是可更換調(diào)整部分，包括某些定位、夾緊和導向元件等。它隨加工對象不同而調(diào)整更換。在使用時，對同一組內(nèi)不同零件的加工，只需更換或調(diào)整有關(guān)定位和夾緊元件即可。(3)組合夾具是在夾具完全模塊化和標準化的基礎(chǔ)上，由一整套預先制造好的標準元件和組件，針對不同工件對象迅速裝配成各種專用夾具，這些夾具元件相互配合部分的尺寸具有完全互換性。夾具使用完畢后，再拆散成元件和組件，是一種可重復使用的夾具系統(tǒng)。目前有兩種類型的組合夾具，即槽系組合夾具和孔系組合夾具。槽系組合夾具在生產(chǎn)中已經(jīng)發(fā)展和使用了50多年，它是通過基座上互相垂直和平行的T形槽實現(xiàn)對工件的精確定位的，在該系統(tǒng)中，當夾具元件緊固在同一排T形槽上時，尤其要合理安排夾具元件的組裝順序。(4)相變夾具是利用一些材料具有可控的相變物理性質(zhì)(即從液相到固相，再變回液相)，相變的機制一般是熱效應或電磁效應。真相變的材料主要有低熔點合金、石蠟、電流變材料等。低熔點合金夾具，是解決低剛性、特別是低剛性復雜型面工件定位固緊的主要手段。蠟固夾具，以單純石蠟或在石蠟中添加其他物質(zhì)(如松香等)作為相變物質(zhì)的夾具。冰固夾具，是使用以水基液體為相變物質(zhì)的夾具。電流變材料夾具是由低絕緣液體和懸浮在其中的絕緣物體所構(gòu)成。當ER材料介于電場中時，其流變性能會發(fā)生顯著變化，粘度可以比未加電場時增加幾個數(shù)量級；當電場超過臨界值時，ER材料即成為固態(tài)，其剪切模量隨著電場的進一步增加而增加。當撤去電場后，其粘度又很快恢復原值，體系可重新轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)。

綜上可知現(xiàn)有技術(shù)的主要缺點為：

1.組合元件質(zhì)量的要求高，前期投入費用高，由于是組合疊加“搭積木”而成，這種柔性夾具剛度差，難以適應重切削，難以裝夾不規(guī)則形狀零件，且對裝配調(diào)試的要求技術(shù)高；同時零件種類和數(shù)量多需要專業(yè)管理，使用管理成本較高；