專(zhuān)利名稱(chēng)：氣動(dòng)液壓壓力夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及受壓工件的測(cè)試、應(yīng)用和加工領(lǐng)域，具體是一種氣動(dòng)液壓壓力夾具。
背景技術(shù)：
通常，對(duì)作業(yè)對(duì)象(工件)需要在受壓條件下測(cè)試其性能指標(biāo)，會(huì)將工件放置于壓 力夾具中，通過(guò)壓力夾具給予工件一定的壓力，來(lái)測(cè)試其不同壓力值和不同受壓時(shí)間條件 下的參數(shù)指標(biāo)，通過(guò)參數(shù)的對(duì)比分析，來(lái)評(píng)價(jià)該工件的性能。對(duì)有的場(chǎng)合，要求工件受壓并 作為系統(tǒng)的一個(gè)部分參與系統(tǒng)的正常運(yùn)行，一種常用的辦法，即是采用壓力夾具來(lái)給工件 施壓，并與工件固定在一起，成為了系統(tǒng)的一個(gè)部分。在加工和制造領(lǐng)域，壓力夾具的施壓， 使得工件產(chǎn)生形變而達(dá)到要求的目的。對(duì)于功率半導(dǎo)體器件，壓力夾具在其測(cè)試、芯片壓裝和封裝工藝中都起著至關(guān)重 要的作用，包括有用于功率半導(dǎo)體器件測(cè)試設(shè)備的壓力夾具、用于工藝裝備的壓力夾具等。壓力夾具在結(jié)構(gòu)上一般由固定板、滑動(dòng)板、支撐板、夾頭和動(dòng)力部件組成，固定板 固定于支撐桿的一端，滑動(dòng)板可在支撐桿上自由運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)板上固定有夾頭，和滑動(dòng)板相對(duì) 的固定板或者其他滑動(dòng)板上也固定有夾頭，夾頭之間放置有工件，動(dòng)力部件一般與滑動(dòng)板 連接。工作時(shí)，動(dòng)力部件作為施壓源，帶動(dòng)滑動(dòng)板和夾頭向工件方向移動(dòng)，直到夾頭與工件 表面接觸，繼續(xù)施壓到一定壓力值，即可測(cè)試工件的有關(guān)性能數(shù)據(jù)；或者達(dá)到一個(gè)壓力值 后，放置到一個(gè)系統(tǒng)中參與系統(tǒng)的整體運(yùn)行；或者對(duì)工件施壓至變形而達(dá)到要求的形狀。傳統(tǒng)壓力夾具的動(dòng)力部件有機(jī)電式、液壓式和氣動(dòng)式三種。機(jī)電式壓力夾具通過(guò) 電機(jī)、減速器和絲杠帶動(dòng)滑動(dòng)板運(yùn)動(dòng)，其輸出壓力較大，但滑動(dòng)板移動(dòng)速度慢，而且傳動(dòng)過(guò) 程中噪音大；液壓式壓力夾具因其液壓缸內(nèi)油量的有限和油品的粘性，其雖然輸出的壓力 大，但速度相對(duì)較慢；氣動(dòng)式壓力夾具，缸體工作活塞桿工作速度快，可以較快的輸出壓力， 但由于空氣的強(qiáng)壓縮性故其輸出的壓力相對(duì)較小。同時(shí)，不論氣動(dòng)式還是液壓式壓力夾具， 其工作活塞桿的輸出行程比較小，對(duì)于薄件施壓，則往往難以接觸到工件。目前，對(duì)于工件的受壓測(cè)試、應(yīng)用和加工方面，往往要求在短時(shí)間內(nèi)獲得較大壓 力，還要求壓力夾具能在短時(shí)間內(nèi)輸出較大行程而對(duì)薄件施壓作業(yè)。以上三種傳統(tǒng)壓力夾 具，或快速加壓、或輸出較大的壓力，各有其長(zhǎng)，但無(wú)法一體兼?zhèn)?。所以，能夠快速升至較大 壓力、也能夠快速輸出較大行程的壓力夾具，即值得關(guān)注并被研發(fā)。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種氣動(dòng)液壓壓力夾具，該壓力夾具能在較短 時(shí)間內(nèi)輸出較大壓力和輸出較大行程。本發(fā)明的技術(shù)方案是氣動(dòng)液壓壓力夾具，所述壓力夾具包括固定板、支撐桿、滑 動(dòng)板、夾頭，所述固定板固定于支撐桿的一端，滑動(dòng)板在支撐桿上自由運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)板上固定 有夾頭，所述壓力夾具還包括有氣液增力缸，所述氣液增力缸包括有缸體和工作活塞桿，氣 液增力缸的缸體與壓力夾具的固定板固定連接，氣液增力缸的工作活塞桿一端與壓力夾具的滑動(dòng)板固定連接。氣液增力缸為目前通用的一種施壓器件，其具備了氣動(dòng)加壓的快速，也具備了液 壓能夠輸出較大壓力的特點(diǎn)，將氣液增力缸創(chuàng)造性的與壓力夾具結(jié)合，使其成為壓力夾具 的動(dòng)力部件，實(shí)現(xiàn)了一種壓力夾具在短時(shí)間內(nèi)能夠輸出較大壓力的效果。同時(shí)，氣動(dòng)液壓壓 力夾具的工作活塞桿的輸出行程集中了氣動(dòng)的輸出行程和液壓的輸出行程的和，相對(duì)于單 純的氣壓式壓力夾具和液壓式壓力夾具的輸出行程，后兩者自然是無(wú)法比擬的。對(duì)該發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述氣液增力缸為兩個(gè)，兩個(gè)氣液增力缸的缸體從壓力 夾具的相對(duì)方向與固定板固定連接，兩個(gè)氣液增力缸的工作活塞桿一端從壓力夾具的相對(duì) 方向與滑動(dòng)板固定連接，兩個(gè)氣液增力缸包括其工作活塞桿均位于一條中心線(xiàn)上，兩個(gè)工 作活塞桿沿中心線(xiàn)靜止或者做相對(duì)或者相反運(yùn)動(dòng)。當(dāng)兩個(gè)氣液增力缸的工作活塞桿相對(duì)運(yùn) 動(dòng)時(shí)，假設(shè)兩個(gè)工作活塞桿保持同一速度，相對(duì)于一個(gè)同型號(hào)的氣液增力缸的工作效果，其 速度提高了一倍，工作行程范圍擴(kuò)大了一倍。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)該發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1為單向氣動(dòng)液壓壓力夾具示意圖；圖2為雙向氣動(dòng)液壓壓力夾具示意圖；圖3為氣液增力缸工作示意圖。圖中，1為氣液增力缸，2為工作活塞桿，3為上固定板，4為連接件，5為滑動(dòng)板，6 為滑動(dòng)板夾頭，7為下固定板，8為下固定板夾頭，9為支撐桿，10為工件，11為雙向滑動(dòng)板夾 頭，12為雙向滑動(dòng)板，13為雙向滑動(dòng)板連接件，14為雙向工作活塞桿，15為雙向固定板，16 為雙向氣液增力缸，17為主控閥，18為自動(dòng)增壓閥，19為節(jié)流閥，20為活塞桿氣腔，21為工 作油腔，22為增力活塞，23為力行程氣腔。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1如圖1所示，所述單向氣動(dòng)液壓壓力夾具是指其氣液增力缸為一個(gè)。所述壓力夾 具包括有固定板、支撐桿9、滑動(dòng)板5、夾頭和氣液增力缸1 ；所述固定板分為上固定板3和 下固定板7，分別固定于支撐桿9的兩端；在兩件固定板相對(duì)組成的范圍之間，有一件滑動(dòng) 板5，其在支撐桿9上可上下自由運(yùn)動(dòng)；滑動(dòng)板5上固定有夾頭6 ；所述氣液增力缸1的缸 體固定于上部的固定板3上，氣液增力缸1的工作活塞桿2穿越上部固定板3中部形成的 孔徑通過(guò)一個(gè)連接件4與滑動(dòng)板5連接，所述連接件4為一“凸”形圓柱體，其“凸”形的上 端有一面向工作活塞桿2方向開(kāi)口的孔，該孔的直徑稍大于工作活塞桿2端頭的直徑，該孔 在沿軸向形成一個(gè)孔洞，孔洞表面有內(nèi)螺紋，工作活塞桿2端頭的表面有外螺紋，工作活塞 桿2即通過(guò)螺紋與連接件4連接；連接件4與滑動(dòng)板5固定連接；下部的固定板7上固定有 夾頭8，其上放置需要加工的工件10。在以上所述的固定連接方式中，都采用螺栓連接的方 式。使用中，當(dāng)氣液增力缸1產(chǎn)生力行程時(shí)，氣液增力缸1的工作活塞桿2帶動(dòng)滑動(dòng)板 5和滑動(dòng)板上的夾頭6向下部固定板7上的夾頭8方向運(yùn)動(dòng)，直至與工件10接觸并對(duì)工件10施加一定的壓力。下面通過(guò)對(duì)氣液增力缸1工作原理的闡釋來(lái)說(shuō)明氣動(dòng)液壓壓力夾具氣動(dòng)的快速 和液壓輸出壓力較大的性能是如何體現(xiàn)的。如圖3所示為氣液增力缸的工作原理圖，將其分為五個(gè)工作行程1.靜止?fàn)顟B(tài)；2.快進(jìn)行程主控閥17打開(kāi)，氣體進(jìn)入工作活塞桿氣腔20的右側(cè)氣腔，在氣壓作 用下工作活塞桿2駛出，直到在某一位置遇到工件產(chǎn)生了外阻，外阻將控制力行程的自動(dòng) 增壓閥18打開(kāi)；3.自動(dòng)增壓閥打開(kāi)工作活塞桿2遇到了工件產(chǎn)生了外阻力，自動(dòng)增壓閥18自動(dòng) 打開(kāi)，氣體進(jìn)入力行程氣腔23，增力活塞22力行程開(kāi)始；4.工作力行程增力活塞22封閉工作油腔21，并擠壓使其油壓達(dá)到高值，此油壓 作用于工作活塞桿2后面，完成力行程，工件被擠壓成型或者受較大壓力；5.返回行程變換主控閥17后，自動(dòng)增壓閥18自動(dòng)排掉力行程氣腔23內(nèi)的空氣， 工作活塞桿2和增力活塞22回到初始位置。節(jié)流閥19的作用是調(diào)節(jié)快進(jìn)行程和力行程的轉(zhuǎn)換時(shí)間。每當(dāng)工作活塞桿2在快 進(jìn)行程的任一位置遇到外阻力時(shí)，氣液增力缸1的自動(dòng)增壓閥18自動(dòng)打開(kāi)，即能自動(dòng)地實(shí) 現(xiàn)從快進(jìn)行程到力行程的轉(zhuǎn)換。節(jié)流閥19就是控制自動(dòng)增壓閥18的打開(kāi)時(shí)間，節(jié)流閥19 調(diào)小，轉(zhuǎn)換時(shí)間變小，自動(dòng)增壓閥18打開(kāi)速度快；節(jié)流閥19調(diào)大，轉(zhuǎn)換時(shí)間變大，自動(dòng)增壓 閥18打開(kāi)速度變慢。氣動(dòng)的快速體現(xiàn)在第二步，在主控閥17打開(kāi)后，氣體很快推動(dòng)工作活塞桿2碰觸 工件；液壓輸出較大壓力體現(xiàn)在第三步和第四步，工作活塞桿2受力向工件方向移動(dòng)并封 閉工作油腔21產(chǎn)生高壓油，推動(dòng)工作活塞桿2作用于工件，使得工件變形或者受力。實(shí)施例2如圖2所示，所述雙向氣動(dòng)液壓壓力夾具主要是指其氣液增力缸為兩個(gè)。氣液增 力缸1通過(guò)連接件4與滑動(dòng)板5和夾頭6相連接，相對(duì)的，雙向氣液增力缸16通過(guò)雙向連 接件13與雙向滑動(dòng)板12和雙向滑動(dòng)板夾頭11相連接。氣體加壓時(shí)，氣液增力缸1的工作 活塞桿2向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)滑動(dòng)板5、夾頭6向另一夾頭11方向運(yùn)動(dòng)，雙向氣液增力缸16的工 作活塞桿14向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)雙向滑動(dòng)板12、夾頭11向另一夾頭6方向運(yùn)動(dòng)，夾頭6與夾頭 11 一起夾緊工件10并產(chǎn)生一定壓力。單向氣動(dòng)液壓壓力夾具可以對(duì)相對(duì)比較厚或者比較薄的工件都可以施壓作業(yè)。對(duì) 比較薄的工件施壓，工作活塞桿因?yàn)檩敵鲂谐滩粔蚨鵁o(wú)法接觸薄件時(shí)，一般采用調(diào)整與氣 液增力缸固定的固定板與支撐桿的位置，使得固定板與薄件之間距離縮小，這樣薄件與工 作活塞桿端頭的距離就在其輸出行程范圍之內(nèi)，即可實(shí)現(xiàn)施壓作業(yè)。但是，每次調(diào)整固定板的操作過(guò)程比較麻煩，所以通過(guò)采用較大輸出行程的氣液 增力缸也可以解決上述問(wèn)題。目前市場(chǎng)上氣液增力缸工作活塞桿的最大輸出行程為200mm， 但價(jià)格過(guò)于昂貴，考慮到性?xún)r(jià)比，一般采用IOOmm輸出行程的氣液增力缸居多。在輸出行程 不變條件下，相對(duì)于單向氣動(dòng)液壓壓力夾具，雙向氣動(dòng)液壓壓力夾具因?yàn)椴捎昧藘蓚€(gè)氣液 增力缸同時(shí)作用于工件，在兩個(gè)固定板的距離、兩個(gè)夾頭的大小等其他條件不變，向氣動(dòng)液 壓壓力夾具其總輸出行程是單個(gè)氣液增力缸輸出行程之和，相當(dāng)于增加了一倍，這樣，雙向氣動(dòng)液壓壓力夾具即可不用調(diào)整固定板來(lái)對(duì)不同厚度工件的施壓，節(jié)省了人力和時(shí)間，同 時(shí)，因?yàn)橐膊捎昧?IOOmm輸出行程的氣液增力缸，即就是兩臺(tái)氣液增力缸的價(jià)格之和，也比 200mm輸出行程的氣液增力缸的價(jià)格優(yōu)惠不少。
權(quán)利要求
氣動(dòng)液壓壓力夾具，所述壓力夾具包括固定板(3，7)、支撐桿(9)、滑動(dòng)板(5)、夾頭(6，8)，所述固定板(3，7)固定于支撐桿(9)的一端，滑動(dòng)板(5)在支撐桿(9)上自由運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)板(5)上固定有夾頭(6)，其特征在于所述壓力夾具包括有氣液增力缸(1)，所述氣液增力缸(1)包括有缸體和工作活塞桿(2)，氣液增力缸(1)的缸體與壓力夾具的固定板(3)固定連接，氣液增力缸(1)的工作活塞桿(2)一端與壓力夾具的滑動(dòng)板(5)固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)液壓壓力夾具，其特征在于所述氣液增力缸(1)為一 個(gè)或者多個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的氣動(dòng)液壓壓力夾具，其特征在于所述氣液增力缸(1， 16)為兩個(gè)，兩個(gè)氣液增力缸(1，16)的缸體從壓力夾具的相對(duì)方向與固定板(3，15)固定連 接，兩個(gè)氣液增力缸(1，16)的工作活塞桿(2，14) 一端從夾具的相對(duì)方向與滑動(dòng)板(5，12) 固定連接，兩個(gè)氣液增力缸(1，16)包括其工作活塞桿(2，14)均位于一條中心線(xiàn)上，兩個(gè)工 作活塞桿(2，14)沿中心線(xiàn)靜止或者做相對(duì)或者相反運(yùn)動(dòng)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種氣動(dòng)液壓壓力夾具，所述壓力夾具包括有氣液增力缸，氣液增力缸的缸體與壓力夾具的固定板固定連接，氣液增力缸的工作活塞桿一端與壓力夾具的滑動(dòng)板固定連接。氣液增力缸通過(guò)其先氣動(dòng)后液壓的工作方式，可在短時(shí)間內(nèi)輸出較大壓力和輸出較大行程，操縱壓力夾具的其他部分實(shí)現(xiàn)對(duì)工作部件的快速平穩(wěn)加壓，使得工作效率得到了提高。
文檔編號(hào)G01N3/04GK101943647SQ201010269940
公開(kāi)日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2010年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月2日
發(fā)明者季凌云, 季翔 申請(qǐng)人:西安美泰電氣科技有限公司