[發明專利]一種適于含能回轉零件柔性快調式自定心吸具及定心方法

在審

• 申請號: 201911018059.2
• 申請日: 2019-10-24
• 公開（公告）號: CN110666722A
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 曹志民;吳松;黃交虎;劉維;劉婷;唐世龍;陳俊
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院化工材料研究所
• 主分類號: B25B11/00
• 分類號: B25B11/00;B23Q3/08
• 代理公司: 51213 四川省成都市天策商標專利事務所
• 代理人: 劉興亮

本發明公開了一種適于含能回轉零件柔性快調式自定心吸具及定心方法，屬于復合材料機械加工領域。包括吸盤體和找正器，吸盤體的上部為吸附端面，吸盤體內的中部開設有貫穿吸附端面的主吸氣管道，吸盤體的吸附端面開設有直徑逐漸變大的同心環腔結構，每一個環腔內在垂直吸附端面方向間隔120°開設3個通氣孔，且相鄰的環腔內相鄰的通氣孔處于同一直線上，處于同一直線上的通氣孔在吸盤體的內部在垂直吸附端面方向間隔120°開設有相對的螺紋孔道，處于同一直線上的通氣孔的底部與對應的螺紋孔道相連通，螺紋孔道的一端與主吸氣管道相連通，螺紋孔道的另一端與吸附端面的側壁相連通，螺紋孔道內螺接有密封塞；所述找正器軸連接在環腔的通氣孔內。

技術領域

本發明涉及復合材料機械加工技術領域，更具體的說是涉及一種適于含能回轉零件柔性快調式自定心吸具及定心方法。

背景技術

由于某些全型面加工的含能回轉體部件具有較高的裝夾可靠性和定心精度要求，而且該類復合材料屬于弱剛性材料、易變形，很多常規金屬夾持方法(如卡盤夾持、粘附定位等，可能損傷或污損工件)難于在該領域進行推廣和應用。然而，真空吸附技術對于此類含能部件加工中的可靠和定心夾持十分有效，在防止產品夾傷和一次全型面加工等方面具有明顯優勢。真空吸盤利用帕斯卡原理保證吸緊端面等壓受力，廣泛用于弱剛性或精密零件的夾持中，如各種復合材料和光學玻璃器件的加工中。傳統的凹腔式真空吸盤雖然得到較普遍的使用，但仍然存在一些問題，如吸附之后會引起工件中心內陷造成較大變形，切削液易通過吸附接觸面進入真空腔而降低吸附可靠性，吸盤結構固定不能自定心、缺乏柔性難以滿足多品種部件快速更換要求。這些問題都會對含能部件加工精度、生產效率和裝卡安全性造成一定影響。

目前，限于含能材料機械加工與裝卡的特殊應用，很少有針對該領域的通用真空吸具開發，借鑒同類工裝設計經驗，很多廠商定制開發有非標產品，如Applied Materials公司通過在多空陶瓷吸盤和加工硅片之間加裝軟性橡膠墊，并且采用均勻分布式的貫穿小孔，可減小工件形變并提高加工效率。日本的Une提出了一種圓柱銷式真空吸盤，真空吸盤表面不采用多空陶瓷而是采用密集均勻分布的圓柱銷，加工的復合材料工件只與短圓柱端面相接觸，可以使其加工表面極為平坦，并且可以消除微小灰塵的吸附影響。Bendfeldt通過溝槽吸盤設計擴大提高了吸附面積而顯著增加了工件的吸附力。Strasbaugh公司研制了一種分區真空吸盤，可以根據加工不同尺寸的薄片零件，選擇真空吸附區域，即當加工小直徑時可以只對內抽真空，當加工大尺寸薄片零件時，可同時對內和對外抽真空。上述的真空吸盤主要用于薄片零件的端面磨削加工，而對需要端面和外圓車削加工的情況，真空吸盤尺寸與加工零部件尺寸均需要配對使用。特別是對于小批量、變尺寸零件加工的柔性生產線，需要頻繁的安裝更換多種不同尺寸和規格的真空吸盤，每次均需要進行重復更換安裝和定位校準，生產準備時間較長，很大程度影響了加工效率和生產柔性，靈活性下降。

綜上所述，對于含能回轉體加工中真空裝卡技術的應用過程，仍存在著一定的推廣難度，究其原因主要有：1)含能回轉類零件加工和夾持安全性對真空吸具材質選型及工藝結構設計的特殊要求；2)真空吸具密封性、含能部件全型面加工時自動找正的功能要求；3)目前普遍應用的凹腔式真空吸具，功能結構單一、缺乏柔性。因此，立足含能材料的真空裝卡技術現狀，需改進真空吸盤結構，增強吸盤的快速、敏捷加工適應性，設計開發一種具有勻布受力、真空區可調和便捷自定心的真空吸具，以便適應含能材料部件的高效、安全加工要求，這對解決生產中的實際問題十分有益。

發明內容

本發明提供一種適于含能回轉零件柔性快調式自定心吸具及定心方法，以解決含能回轉部件生產中需要快捷變換吸盤和零件自動定心的問題。通過柔性快調式真空吸盤設計實現吸盤規格便捷可控，具有快速適應不同尺寸工件的可靠裝卡的功能。該裝置采用環形吸盤結構設計，有效吸附面便捷可調且吸附力均勻分布，對回轉零件則采用擺表找正的方式可實現其自動定心，這些功能實現極為簡便，能顯著提高生產效率，以滿足回轉類含能零部件的柔性可靠吸附和高效加工需求。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：