本發(fā)明涉及含能材料機械加工及工裝設(shè)計技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適于含能材料加工的柔性快調(diào)式真空吸盤。

背景技術(shù)：

鑒于某些薄片類含能材料部件裝卡可靠性的特殊要求，常規(guī)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(lǐng)域進行推廣和應(yīng)用。

真空吸附技術(shù)對于薄片類含能材料部件在機械加工過程中的有效、可靠夾持十分有益，在防止產(chǎn)品夾傷和易于精密調(diào)節(jié)等方面具有明顯優(yōu)勢。真空吸附工裝是利用大氣壓差和真空吸盤內(nèi)部的真空形成壓差，通過這種壓差將各種薄片零部件吸附于吸盤真空腔上，利用帕斯卡原理保證吸緊端面等壓受力。真空吸盤具有結(jié)構(gòu)簡單，使用方便可靠，現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于含能材料精密切削加工中薄片類零部件的吸附和夾持中，主要針對非金屬材料，如硅片磨削和各種復(fù)合材料和光學(xué)玻璃器件的加工中。

傳統(tǒng)的凹腔式真空吸盤雖然得到較普遍的應(yīng)用，但仍然存在一些問題，如吸附之后會引起工件中心內(nèi)陷造成較大變形，真空腔沿口與吸附端面有效接觸面有限導(dǎo)致泄漏系數(shù)較大，切削液易通過吸附接觸面進入真空腔而影響吸盤使用降低吸附可靠性，吸盤結(jié)構(gòu)固定缺乏柔性難以滿足多品種小批量部件加工要求。這些問題都會對含能部件加工精度、生產(chǎn)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(yīng)用，很少有針對該領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)或通用真空吸具開發(fā)，借鑒同類工裝設(shè)計經(jīng)驗，很多廠商對用于產(chǎn)品精密加工的吸盤根據(jù)定制需要進行了相應(yīng)的改進，如appliedmaterials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，減小工件形變并提高加工效率。上述的真空吸盤主要是針對硅片磨削加工，主要用于端面加工中。對于同時需要加工端面和外圓的多種尺寸規(guī)格工件來說，傳統(tǒng)真空吸盤包括上述改進吸盤均不能很好滿足要求。而對需要端面和外圓同時加工的情況，真空吸盤尺寸與加工零部件尺寸一般需要對應(yīng)配對使用，而對于小批量的多種尺寸零件加工的柔性生產(chǎn)線，需要頻繁的安裝更換各種不同尺寸和規(guī)格的真空吸盤，每次均需要進行重復(fù)更換安裝和定位校準(zhǔn)，生產(chǎn)準(zhǔn)備時間較長，很大程度影響了需要進行小批量多種尺寸規(guī)格工件的加工效率，柔性不足，靈活性下降。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中普遍應(yīng)用的凹腔式真空吸具，結(jié)構(gòu)單一、缺乏柔性，存在難以滿足多品種、小批量的高效生產(chǎn)需求的不足，提供一種快速適應(yīng)不同尺寸工件的真空吸緊和可靠裝卡的適于含能材料加工的柔性快調(diào)式真空吸盤。

為解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種適于含能材料加工的柔性快調(diào)式真空吸盤，它包括相連接的吸附部和定位部，在所述吸附部表面的中心處開設(shè)有一個中心導(dǎo)氣孔，所述吸附部表面還設(shè)置有若干個圓形凹槽，并且所述若干個圓形凹槽均以中心導(dǎo)氣孔為圓心同心設(shè)置，所述若干個圓形凹槽的上部均位于同一水平面，所述吸附部的側(cè)壁上開設(shè)有若干個與中心導(dǎo)氣孔連通的螺紋通孔，所述若干個螺紋通孔中每一個螺紋通孔在其遠離中心導(dǎo)氣孔的端部均設(shè)置有緊定螺釘，所述若干個螺紋通孔中每一個螺紋通孔上方均連通有個數(shù)與圓形凹槽個數(shù)相同的通氣孔，并且每一個通氣孔分別以一一對應(yīng)的方式設(shè)置在每一個圓形凹槽底部，所述定位部側(cè)壁上開設(shè)有至少一個與中心導(dǎo)氣孔連通的管接頭。

更進一步的技術(shù)方案是，所述吸附部表面還設(shè)置有十個圓形凹槽，十個圓形凹槽分別為第一圓形凹槽、第二圓形凹槽、第三圓形凹槽、第四圓形凹槽、第五圓形凹槽、第六圓形凹槽、第七圓形凹槽、第八圓形凹槽、第九圓形凹槽和第十圓形凹槽，所述第一圓形凹槽、第二圓形凹槽、第三圓形凹槽、第四圓形凹槽、第五圓形凹槽、第六圓形凹槽、第七圓形凹槽、第八圓形凹槽、第九圓形凹槽和第十圓形凹槽均以中心導(dǎo)氣孔為圓心同心設(shè)置，并且所述第一圓形凹槽、第二圓形凹槽、第三圓形凹槽、第四圓形凹槽、第五圓形凹槽、第六圓形凹槽、第七圓形凹槽、第八圓形凹槽、第九圓形凹槽和第十圓形凹槽的上部均位于同一水平面。

更進一步的技術(shù)方案是，所述吸附部的側(cè)壁上開設(shè)有三個與中心導(dǎo)氣孔連通的螺紋通孔，三個螺紋通孔分別為第一螺紋通孔、第二螺紋通孔、第三螺紋通孔。

更進一步的技術(shù)方案是，所述第一螺紋通孔、第二螺紋通孔、第三螺紋通孔中兩兩螺紋通孔之間的形成夾角，該夾角的角度為120度。

更進一步的技術(shù)方案是，所述第一螺紋通孔在其遠離中心導(dǎo)氣孔的端部均設(shè)置有緊定螺釘，所述第一螺紋通孔上方連通有十個第一通氣孔，并且每一個第一通氣孔分別以一一對應(yīng)的方式設(shè)置在第一圓形凹槽、第二圓形凹槽、第三圓形凹槽、第四圓形凹槽、第五圓形凹槽、第六圓形凹槽、第七圓形凹槽、第八圓形凹槽、第九圓形凹槽和第十圓形凹槽底部。

更進一步的技術(shù)方案是，所述第二螺紋通孔在其遠離中心導(dǎo)氣孔的端部均設(shè)置有緊定螺釘，所述第二螺紋通孔上方連通有十個第二通氣孔，并且每一個第二通氣孔分別以一一對應(yīng)的方式設(shè)置在第一圓形凹槽、第二圓形凹槽、第三圓形凹槽、第四圓形凹槽、第五圓形凹槽、第六圓形凹槽、第七圓形凹槽、第八圓形凹槽、第九圓形凹槽和第十圓形凹槽底部。

更進一步的技術(shù)方案是，所述第三螺紋通孔在其遠離中心導(dǎo)氣孔的端部均設(shè)置有緊定螺釘，所述第三螺紋通孔上方連通有十個第三通氣孔，并且每一個第三通氣孔分別以一一對應(yīng)的方式設(shè)置在第一圓形凹槽、第二圓形凹槽、第三圓形凹槽、第四圓形凹槽、第五圓形凹槽、第六圓形凹槽、第七圓形凹槽、第八圓形凹槽、第九圓形凹槽和第十圓形凹槽底部。

更進一步的技術(shù)方案是，所述若干個圓形凹槽中每一個圓形凹槽的底部還設(shè)置有第一排水孔、第二排水孔和第三排水孔，所述第一排水孔、第二排水孔和第三排水孔的兩端均與大氣連通。

更進一步的技術(shù)方案是，所述緊定螺釘?shù)谋砻嫱扛灿幸粚用芊馄帷?/p>

更進一步的技術(shù)方案是，所述吸附部和定位部的形狀均為圓柱形。

本發(fā)明立足含能材料現(xiàn)有的真空裝卡技術(shù)，改進真空吸盤結(jié)構(gòu)，增強吸盤的快速、柔性加工適應(yīng)性，通過對傳統(tǒng)凹腔式真空吸盤進行柔性模塊化設(shè)計，實現(xiàn)小批量不同尺寸規(guī)格工件吸附的要求和真空吸盤的快速調(diào)整和均力吸緊，同時在圓形凹槽內(nèi)開設(shè)排水孔可將接觸面滲漏的積水排除，增強真空系統(tǒng)可靠性。本發(fā)明可滿足含能部件小批量、多規(guī)格尺寸工件的快速真空緊和可靠裝夾，能夠保證產(chǎn)品端面和圓周同時加工，且不存在吸盤更換帶來的重復(fù)定位問題，可以實現(xiàn)多品種小批量工件柔性化高效加工。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明的適于含能材料加工的柔性快調(diào)式真空吸盤實現(xiàn)了在小批量柔性生產(chǎn)中，多種規(guī)格形狀尺寸零件加工的真空吸緊和可靠裝卡，可實現(xiàn)多種尺寸大小真空吸盤的功能集成，快速調(diào)整且更換便捷。

(2)本發(fā)明的適于含能材料加工的柔性快調(diào)式真空吸盤不需重新定位校正，解決了以往含能部件小批量加工中，為適應(yīng)不同尺寸工件裝卡需要頻繁更換吸盤、重復(fù)安裝與校正等繁雜操作，提高了薄片類零件的裝卡精度。

(3)本發(fā)明的適于含能材料加工的柔性快調(diào)式真空吸盤具有結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，吸附力均勻可靠的特點，而且具有防積水的結(jié)構(gòu)特性，可解決工件與吸盤吸附面處的切削液滲漏問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種實施例的適于含能材料加工的柔性快調(diào)式真空吸盤的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的俯視圖。

圖3為圖2a-a向的剖視圖。

如圖所示，其中對應(yīng)的附圖標(biāo)記名稱為：

1吸附部,11第一螺紋通孔，111第一通氣孔，12第二螺紋通孔，121第二通氣孔，13第三螺紋通孔，131第三通氣孔，2定位部,3定位桿,4扳手,5緊定螺釘,6管接頭,7中心導(dǎo)氣孔,71第一圓形凹槽,72第二圓形凹槽,73第三圓形凹槽,74第四圓形凹槽,75第五圓形凹槽,76第六圓形凹槽,77第七圓形凹槽,78第八圓形凹槽,79第九圓形凹槽,710第十圓形凹槽，81第一排水孔,82第二排水孔,83第三排水孔。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步闡述。

如圖1-3所示的一種適于含能材料加工的柔性快調(diào)式真空吸盤，它包括固定連接的吸附部1和定位部2，在吸附部1表面的中心位置開設(shè)有一個中心導(dǎo)氣孔7，吸附部1表面設(shè)置有十個圓形凹槽，十個圓形凹槽分別為第一圓形凹槽71、第二圓形凹槽72、第三圓形凹槽73、第四圓形凹槽74、第五圓形凹槽75、第六圓形凹槽76、第七圓形凹槽77、第八圓形凹槽78、第九圓形凹槽79和第十圓形凹槽710，并且第一圓形凹槽71、第二圓形凹槽72、第三圓形凹槽73、第四圓形凹槽74、第五圓形凹槽75、第六圓形凹槽76、第七圓形凹槽77、第八圓形凹槽78、第九圓形凹槽79和第十圓形凹槽710均以中心導(dǎo)氣孔7為圓心同心設(shè)置，第一圓形凹槽71、第二圓形凹槽72、第三圓形凹槽73、第四圓形凹槽74、第五圓形凹槽75、第六圓形凹槽76、第七圓形凹槽77、第八圓形凹槽78、第九圓形凹槽79和第十圓形凹槽710的上部均位于同一水平面，吸附部1的側(cè)壁上開設(shè)有三個與中心導(dǎo)氣孔7連通的螺紋通孔，三個螺紋通孔分別為第一螺紋通孔11、第二螺紋通孔12、第三螺紋通孔13，第一螺紋通孔11在其遠離中心導(dǎo)氣孔7的端部均設(shè)置有緊定螺釘5，第一螺紋通孔11上方連通有十個第一通氣孔111，并且每一個第一通氣孔111分別以一一對應(yīng)的方式設(shè)置在第一圓形凹槽71、第二圓形凹槽72、第三圓形凹槽73、第四圓形凹槽74、第五圓形凹槽75、第六圓形凹槽76、第七圓形凹槽77、第八圓形凹槽78、第九圓形凹槽79和第十圓形凹槽710底部，第二螺紋通孔12在其遠離中心導(dǎo)氣孔7的端部均設(shè)置有緊定螺釘5，第二螺紋通孔12上方連通有十個第二通氣孔121，并且每一個第二通氣孔121分別以一一對應(yīng)的方式設(shè)置在第一圓形凹槽71、第二圓形凹槽72、第三圓形凹槽73、第四圓形凹槽74、第五圓形凹槽75、第六圓形凹槽76、第七圓形凹槽77、第八圓形凹槽78、第九圓形凹槽79和第十圓形凹槽710底部，第三螺紋通孔13在其遠離中心導(dǎo)氣孔7的端部均設(shè)置有緊定螺釘5，第三螺紋通孔13上方連通有十個第三通氣孔131，并且每一個第三通氣孔131分別以一一對應(yīng)的方式設(shè)置在第一圓形凹槽71、第二圓形凹槽72、第三圓形凹槽73、第四圓形凹槽74、第五圓形凹槽75、第六圓形凹槽76、第七圓形凹槽77、第八圓形凹槽78、第九圓形凹槽79和第十圓形凹槽710底部，定位部2側(cè)壁上開設(shè)有至少一個與中心導(dǎo)氣孔7連通的管接頭。

本實施例中首先通過在吸附部1表面以中心通氣孔7為圓形同心設(shè)置有第一圓形凹槽71、第二圓形凹槽72、第三圓形凹槽73、第四圓形凹槽74、第五圓形凹槽75、第六圓形凹槽76、第七圓形凹槽77、第八圓形凹槽78、第九圓形凹槽79和第十圓形凹槽710，圓形凹槽的數(shù)量可以根據(jù)裝卡工件的尺寸需要進行相應(yīng)的設(shè)置，然后再吸附部1側(cè)壁上設(shè)置有三個與中心通氣孔7連通的螺紋通孔，螺紋通孔的數(shù)量也可以根據(jù)不同的加工需要進行相應(yīng)的設(shè)置，分別為第一螺紋通孔11、第二螺紋通孔12和第三螺紋通孔13，每一個螺紋通孔上連通有十個通氣孔，即第一通氣孔111、第二通氣孔112、第三通氣孔113，這樣就可以根據(jù)不同尺寸的工件選擇不同的有效吸附區(qū)域，具體如下，首先根據(jù)工件的尺寸，確定該工件的外部輪廓與第幾個圓形凹槽相對應(yīng)，例如選擇半徑為5cm的工件，即該工件的外部輪廓與第五圓形凹槽75相對應(yīng)，然后使用三個定位桿3分別插入設(shè)置在第五圓形凹槽75內(nèi)的第一通氣孔111、第二通氣孔112、第三通氣孔113內(nèi)，再分別使用扳手4分別將位于第一螺紋孔11、第二螺紋孔12和第三螺紋孔13端部的緊定螺釘5推入三個定位桿2的位置，然后將定位桿3拔出，從而將位于第五圓形凹槽75內(nèi)的第一通氣孔111、第二通氣孔112、第三通氣孔113堵住，這時啟動真空泵，真空泵依次通過管接頭6、中心導(dǎo)氣孔7、螺紋通孔和通氣孔構(gòu)成的氣流通道，在進行吸附裝卡工件的過程中，就可以僅僅使位于工件內(nèi)側(cè)區(qū)域的通氣孔工作，即使分別設(shè)置第一圓形凹槽71的第一通氣孔111、第二通氣孔112、第三通氣孔113、第二圓形凹槽72的第一通氣孔111、第二通氣孔112、第三通氣孔113、第三圓形凹槽73的第一通氣孔111、第二通氣孔112、第三通氣孔113和第四圓形凹槽74內(nèi)的第一通氣孔111、第二通氣孔112、第三通氣孔113產(chǎn)生吸附力，進行工作，從而實現(xiàn)根據(jù)不同尺寸的工件選擇不同大小的有效吸附區(qū)域，同時借助輔助工具，定位桿3和扳手4實現(xiàn)有效吸附區(qū)域的快速調(diào)節(jié)，由此可知通過上述圓形凹槽、通氣孔、螺紋通孔以及緊定螺釘?shù)呐浜暇涂梢詫崿F(xiàn)根據(jù)不同尺寸的工件在吸附部1上選擇不同大小的吸附區(qū)域，實現(xiàn)了在小批量柔性生產(chǎn)中，多種規(guī)格形狀尺寸零件加工的真空吸緊，可實現(xiàn)多種尺寸真空吸盤的功能集成，快速調(diào)整且更換便捷。

同時本實施例中還通過將第一圓形凹槽71、第二圓形凹槽72、第三圓形凹槽73、第四圓形凹槽74、第五圓形凹槽75、第六圓形凹槽76、第七圓形凹槽77、第八圓形凹槽78、第九圓形凹槽79和第十圓形凹槽710上部設(shè)置在同一水平面上，這樣就可以保證在吸附工件的工程中，使工件擺放在一個平整的水平面上，同時通過每一個圓形凹槽的上部對工件在吸附過程中提供多點支撐，從而有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中采用傳統(tǒng)的凹腔式真空吸盤附之后會引起工件中心內(nèi)陷造成較大變形的技術(shù)問題。

為了有效將吸附過程中工件表面的切削液或其他液體排除，避免切削液或其他液體進入有效的吸附區(qū)域，本實施例優(yōu)選的技術(shù)方案為，若干個圓形凹槽中每一個圓形凹槽的底部還設(shè)置有第一排水孔81、第二排水孔82和第三排水孔83，第一排水孔81、第二排水孔82和第三排水孔83的兩端均與大氣連通，具體如下，如選擇半徑為5cm的工件，即該工件的外部輪廓與第五圓形凹槽75相對應(yīng)，這時就需要將第六圓形凹槽76上設(shè)置的第一排水孔81、第二排水孔82和第三排水孔83導(dǎo)通，然后將其他圓形凹槽上的第一排水孔81、第二排水孔82和第三排水孔83，這樣在對工件進行吸附時，由于工件的外部輪廓與第五圓形凹槽75相重合，所以工件上產(chǎn)生的切削液就會通過第六圓形凹槽75上的第一排水孔81、第二排水孔82和第三排水孔83排出，從避免工件上產(chǎn)生的切削液進入有效區(qū)域內(nèi)的通氣孔中，例如進入第五圓形凹槽75上第一通氣孔111、第二通氣孔121和第三通氣孔131中，從而影響吸盤的穩(wěn)定性，同時通過將其他圓形凹槽中的第一排水孔81、第二排水孔82和第三排水孔83堵住，從而避免外界空氣進入有效的吸附區(qū)域，造成吸盤的不穩(wěn)定。

為了保證吸附過程的密封性，本實施例優(yōu)選的技術(shù)方案為緊定螺釘5的表面涂覆有一層密封漆。

為了便于夾具對吸盤的裝夾，本實例優(yōu)選的技術(shù)方案為吸附部1和定位部2的形狀均為圓柱形。

優(yōu)選的，根據(jù)加工的需要本實施例還需要進行如下參數(shù)設(shè)定，將吸附部1表面的平面度設(shè)置為小于定語0.003mm，定位部2與夾具平面的垂直度小于等于0.008mm。

下面以加工半徑為5cm的工件為例對本發(fā)明的工作過程進行闡述：

首先根據(jù)加工工件的半徑對應(yīng)的在吸附部1上選擇相對應(yīng)半徑的圓形凹槽，半徑為5cm的工件選擇的對應(yīng)半徑的圓形凹槽為第五圓形凹槽7，然后使用三個定位桿3分別插入設(shè)置在第五圓形凹槽75內(nèi)的第一通氣孔111、第二通氣孔112、第三通氣孔113內(nèi)，再分別使用扳手4分別將位于第一螺紋孔11、第二螺紋孔12和第三螺紋孔13端部的緊定螺釘5推入三個定位桿2的位置，然后將定位桿3拔出，從而將位于第五圓形凹槽75內(nèi)的第一通氣孔111、第二通氣孔112、第三通氣孔113堵住，這時啟動真空泵，真空泵依次通過管接頭6、中心導(dǎo)氣孔7、螺紋通孔和通氣孔構(gòu)成的氣流通道，在進行吸附裝卡工件的過程中，就可以僅僅使位于工件內(nèi)側(cè)區(qū)域的通氣孔工作，即使分別設(shè)置第一圓形凹槽71的第一通氣孔111、第二通氣孔112、第三通氣孔113、第二圓形凹槽72的第一通氣孔111、第二通氣孔112、第三通氣孔113、第三圓形凹槽73的第一通氣孔111、第二通氣孔112、第三通氣孔113和第四圓形凹槽74內(nèi)的第一通氣孔111、第二通氣孔112、第三通氣孔113產(chǎn)生吸附力，進行工作，從而實現(xiàn)根據(jù)不同尺寸的工件選擇不同大小的有效吸附區(qū)域。

以上具體實施方式對本發(fā)明的實質(zhì)進行詳細說明，但并不能對本發(fā)明的保護范圍進行限制，顯而易見地，在本發(fā)明的啟示下，本技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員還可以進行許多改進和修飾，需要注意的是，這些改進和修飾都落在本發(fā)明的權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。