本發(fā)明涉及一種薄壁零件的新型裝夾裝置，屬于機械領域。

背景技術：

在機械加工領域中，薄壁件外形復雜，多為復雜曲面，剛性比較小，數控加工薄壁零件時，工件因剛度不足引起的加工變形成為影響尺寸精度的主要問題，因此曲面薄壁件的加工較為困難。

現(xiàn)代機械產品的品種繁多，產品的設計周期短，更新?lián)Q代快，傳統(tǒng)的大批量生產模式逐漸被中小批量生產模式所取代。按單一品種設計專業(yè)夾具的方法已經不能滿足現(xiàn)代機械產品生產發(fā)展的要求。在這樣的一種情況下，柔性化的加工制造便應運而生。

但是，目前的機械加工領域，對于薄壁曲面類零件的裝夾，常采用的柔性化方法是：

方法1，采用相變和偽相變式柔性夾具：相變柔性夾具通常都有一個充滿介質的容器，當材料液相時將工件埋入液體中，然后改變條件，如升溫或降溫，在液相變成固相時，將零件夾持并固定，然后進行加工。加工結束后再將介質恢復成液相，就可將工件取出。

為了避免熱致相變的負面效果，近些年又研究出偽相變材料，這是用顆粒液態(tài)床來模擬相變材料的雙向性質。即用物理方法迫使材料在“固結態(tài)”和“流動態(tài)”之間的變換，稱為偽相變，貌似發(fā)生了相 變，實際上并沒有發(fā)生相變。這種裝夾方式的缺陷在于：1)對于相變柔性夾具來講，目前能適應夾具性能要求的相變物質較少，歸納起來主要由石蠟基、水基、低熔點合金基等，但是它們都存在夾緊力不足的較大缺陷。2)對于偽相變柔性夾具，目前只能用于曲面定位或加工力輕微的精加工等少數情況，許多問題尚待研究。

方法2，利用適應性夾具進行裝夾：所謂適應性夾具，是指夾緊元件能自動適應工件形狀的夾具，是一種被動式的夾具裝置，當夾緊時能改變形狀與工件相適應。例如多葉適應性虎鉗，一個鉗口是固定的，另一個鉗口由穿在轉軸上的多葉片組成。當其它運動受限制時，葉片可繞軸自由轉動以適應工件形狀，用于夾持橫截面不規(guī)則變化的長工件。這種裝夾的缺陷在于該類夾具只適合帶有曲面的工件。

方法3，利用模塊化程序控制夾具進行裝夾：該種柔性夾具是一類由數字控制的定位件、夾緊件和支承件組成的裝置，可以放在機床工作臺上或代替機床工作臺，然后通過程序做出多種不同布局的機電控制式夾具。計算機數字控制的柔性夾具由一組在垂直方向上可精確調整高度尺寸的支柱陣列、水平面上可實現(xiàn)位置調整的運動部件、機電驅動裝置和計算機控制系統(tǒng)組成，陣列的每根支柱可通過計算機控制或手工操作調整支柱在X、Y水平面中的位置，根據被加工工件的形狀和結構參數，支柱陣列可重構成適應多種平面或曲面的定位系統(tǒng)，工件的夾持方式可通過真空吸附或機械夾緊方式來實現(xiàn)。這種裝夾方式的缺陷在于：1)在水平面上進行支柱的X和Y方向的移動，夾具的柔性不是特別好；2)夾緊力很難控制，薄壁件形狀受限較大。

綜上可知現(xiàn)有技術的主要缺點為：

1)柔性化程度不高，加工零件的外形受限較大、粗精加工方式受局限。

2)夾具調整時間長、成本高，而且夾緊力很難調整控制。

3)可適性較差，夾具調整過于依賴經驗，精度難以控制。

可見，上述都已經不能滿足日益增長的精密機械加工的需要。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為解決上述問題而提出的，目的在于提供一種簡單而又實用的薄壁零件的新型裝夾裝置。

本發(fā)明采用了以下技術方案：

一種薄壁零件的新型裝夾裝置，用于對待加工的薄壁零件進行固定以適宜加工，其特征在于，包括：支撐部；定位部，設置在支撐部上；吸盤固定部，設置在定位部上，用于固定薄壁零件；驅動部，用于驅動吸盤固定部在定位部上移動，包括回轉電機，其中，定位部具有至少一圈呈圓形導軌和設置在支撐部的中央的中央柱，吸盤固定部具有多個設置在圓形導軌上的支柱組件，支柱組件具有支柱和設置在支柱的頂部的吸盤，支柱的底部設置在圓形導軌上，吸盤通過真空泵產生負壓用來吸附固定薄壁零件，中央柱具有固定在支撐部上的底座、設置在底座上的并能在底座中轉動的旋轉柱以及套接在旋轉柱上的套接部件，當使用時，將支柱與套接部件相連接，此時回轉電機驅動旋轉柱進行轉動并帶動支柱在導軌中移動。

本發(fā)明提供的薄壁零件的新型裝夾裝置，還可以具有這樣的特征：其中，其中，支柱的內部具有空腔，支柱組件還具有：滾珠，設置在支柱組件的底端并位于導軌中；進氣口，設置在支柱的側壁上并與支柱的空腔相連通，用于往支柱的內部引入氣體或將其內部的氣體引出；進氣閥，設置在進氣口上，用于調節(jié)流量的大?。晃?，設置在支柱的頂端并分別與吸盤和空腔相連通。

本發(fā)明提供的薄壁零件的新型裝夾裝置，還可以具有這樣的特征：其中，支柱組件還具有設置在支柱的底端的滾珠絲桿機構,驅動部還包括步進電機,用于驅動滾珠絲桿機構的升降。

本發(fā)明提供的薄壁零件的新型裝夾裝置，還可以具有這樣的特征：其中，其中，支柱組件還具有壓力傳感器，該壓力傳感器設置在支柱的空腔內并與吸盤的底端相接觸。

本發(fā)明提供的薄壁零件的新型裝夾裝置，還可以具有這樣的特征：其中，圓形導軌由多個具有圓弧導軌的圓弧板相互拼接而成。

本發(fā)明提供的薄壁零件的新型裝夾裝置，還可以具有這樣的特征：其中，支撐部的底端具有用于固定在加工機床上的凹槽。

本發(fā)明提供的薄壁零件的新型裝夾裝置，還可以具有這樣的特征：其中，控制部，用于對驅動部以及負壓的大小進行控制。

發(fā)明作用與效果

根據本發(fā)明的薄壁零件的新型裝夾裝置，由于具有圓形導軌，而固定薄壁零件的支柱能夠在圓形導軌中移動，使得可以在任意方向任 意變換支柱位置來改變對薄壁零件的固定，因此適宜固定任何輪廓的薄壁零件，又由于采用吸盤負壓吸附來固定待加工的薄壁零件，避免了由于機械夾持固定造成的薄壁零件變形。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例中的薄壁零件的新型裝夾裝置的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例中的支撐部的結構示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例中的圓弧板的結構示意圖；

圖4是圖1中A處的放大示意圖；

圖5是本發(fā)明實施例中的薄壁零件的新型裝夾裝置固定有薄壁零件時的結構示意圖；

圖6是本發(fā)明實施例中的的吸盤固定部的結構示意圖；

圖7是本發(fā)明實施例中的吸盤固定部的下部分的結構示意圖。

具體實施方式

實施例

以下結合附圖來說明本發(fā)明的實施例的具體實施方式。

圖1是本發(fā)明實施例中的薄壁零件的新型裝夾裝置的結構示意圖。

如圖1所示，薄壁零件的新型裝夾裝置100包括支撐部10、定位部20、吸盤固定部30、圖中未顯示的驅動部以及圖中未顯示的控 制部。

圖2是本發(fā)明實施例中的支撐部的結構示意圖。

如圖2所示，支撐部10呈方形，在其上設置有多個螺紋孔11，用于固定其他部件，支撐部10的四角分別設置有凹槽12，通過該凹槽，可以將支撐部10固定到圖中未顯示的加工機床上。

如圖1所示，定位部20包括有兩圈圓形導軌21和中央柱22。

圖3是本發(fā)明實施例中的圓弧板的結構示意圖。

如圖1和3所示，圓形導軌21分別為內圈圓形導軌21a和環(huán)繞內圈圓形導軌21a設置的外圈圓形導軌21b。內圈圓形導軌21a由四個分別具有圓弧導軌21a-1的圓弧板21a-2相互拼接而成。圓弧板21a-2，通過螺栓固定到支撐部10上，圓弧板21a-2的兩側均有通孔21a-3，便于通過螺栓將四個圓弧板21a-2拼接成圓形導軌21。圓弧板21a-2上面有著刻度標識，在裝配好以后，可以看到對應的刻度。外圈圓形導軌21b和內圈圓形導軌21a具有相同的結構和設置，只是外圈圓形導軌21b的直徑相對較大，拼接外圈圓形導軌21b的圓弧板21b-2弧度也相對較大。

圖4是圖1中A處的放大示意圖。

如圖1和圖4所示，中央柱22具有底座22a、旋轉柱22b和套接部件22c。底座22a固定在支撐部10的中央，旋轉柱22b豎立設置在底座22a上，在驅動部驅動下，能在底座22a上轉動。套接部件22c套接在旋轉柱22b上，可設置多個，本實施例中設置兩個套接部件22c，套接部件22c上設置有卡槽22c-1。

圖5是本發(fā)明實施例中的薄壁零件的新型裝夾裝置固定有薄壁零件時的結構示意圖。

如圖1和圖5所示，吸盤固定部30設置在定位部20上，用于固定薄壁零件200，包括多個支柱組件31。

圖6是本發(fā)明實施例中的的吸盤固定部的結構示意圖；圖7是本發(fā)明實施例中的吸盤固定部的下部分的結構示意圖。

如圖5、6、和圖7所示，支柱組件31設置在圓形導軌21中，本實施例中內圈圓形導軌21a和外圈圓形導軌21b上分別設置4個支柱組件31。支柱組件31包括滾珠絲桿機構31a、滾珠31b、支柱31c、吸口31d、吸盤31f、進氣口31g、圖中未顯示的進氣閥以及圖中未顯示的壓力傳感器。滾珠絲桿機構31a的底端具有滾珠31b；滾珠31b位于圓形導軌21中；支柱31c設置在滾珠絲桿機構31a上，其內部具有空腔，其側壁上設置有卡槽31c-1，通過將連接部件的兩端分別卡合到卡槽31c-1和卡槽22c-1上，將支柱31c與旋轉柱22b連接；吸口31d設置在支柱31c的頂端，并與支柱31c的空腔相連通；吸盤31f設置在吸口31d上，并與吸口31d相連通，吸盤31f通過外部真空泵300產生的負壓，用于吸附固定待加工的薄壁零件200；進氣口31g設置在支柱31c的壁上，并與支柱31c的空腔相連通；進氣閥設置在進氣口31g上，通過進氣閥的轉動，用來調節(jié)進氣口31g的流通面積，進而調節(jié)上述負壓的大小，從而調節(jié)吸盤31f對薄壁零件200的吸附大小，本實施例中通過采用電動控制閥配合流量傳感器，這樣可以實現(xiàn)流通面積的自動控制；壓力傳感器設置在支柱31c 的空腔中，并與吸盤31f的底端相接觸，用于感應被固定的薄壁零件200在被加工過程中受到的加工壓力。

圖中未顯示的驅動部包括圖中未顯示的回轉電機和步進電機?；剞D電機設置在中央支柱22的底座22a中，用于驅動旋轉柱22b的轉動，當旋轉柱22b轉動時，通過連接部件22-1與旋轉柱22b相連接的支柱31c，就會在圓形導軌21中滑動。步進電機設置在滾珠絲桿機構31a中，用于驅動滾珠絲桿機構31a的升降，從而使得支柱31c能夠在豎直方向進行升降。

圖中未顯示的控制部控制驅動部的工作，并根據接受到的壓力傳感器感應到的加工壓力信號和接受到的流量信號，控制進氣閥的轉動調節(jié)進氣口的流通面積，并控制真空泵300的抽吸力度，從而調節(jié)真空泵300抽吸氣體產生負壓的力度，最終調節(jié)吸盤31f對薄壁零件200的吸附力度。

使用方法

本發(fā)明的薄壁零件的新型裝夾裝置在使用中的操作步驟如下：

步驟1，通過支撐部10的凹槽12，將新型裝夾裝置100固定到加工機床上；

步驟2，根據待加工的薄壁零件200的輪廓，利用計算機軟件計算出其被固定時，其各個點應該如何被固定，也即各個點相應的吸附薄壁零件應有的吸附力應如何分布，根據此吸附力分布，給出支柱組件30的分布位置、支柱31的升降高度以及相應的吸附薄壁零件應有的吸附力，分布位置即它們在圓弧板21a-2上的各個刻度位置；

步驟,3，根據上述刻度位置，通過控制部控制機械手將中央柱22的旋轉柱22b與一個支柱31c連接通過連接部件22-1連接好，然后控制部再控制回轉電機，驅動旋轉柱22b轉動，進而帶動支柱31c在圓形導軌21中移動，直到移動到設定好的刻度位置，這樣一直到所有的刻度位置均分布有相應的支柱為止；

步驟4，根據計算好的各個支柱31c的升降高度，通過控制步進電機，使得各個支柱31c在滾珠絲桿機構31a作用下，升降到各自適宜的位置；

步驟5，將薄壁零件200放置到各個支柱31c的吸盤上，根據上述計算的固定力，控制部控制進氣閥的流通面積，并控制真空泵300的抽吸力度，從而將各個支柱31c的對薄壁零件200的應有的吸附力調整到通過軟件計算出來的數值；

步驟6，開始對薄壁零件200進行加工，加工過程中，薄壁零件200受到的加工壓力會改變，壓力傳感器將感受到的加工壓力信號實時傳遞給控制部，控制部根據該加工壓力信號，通過控制進氣閥流通面積以及真空泵300的抽吸力度等，實時調整真空泵300對吸盤產生的負壓，從而實時改變上述吸附力。

實施例的作用與效果

根據本實施例的薄壁零件的新型裝夾裝置，由于具有圓形導軌，而固定薄壁零件的支柱能夠在圓形導軌中移動，使得可以在任意方向任意變換支柱位置來改變對薄壁零件的固定，因此適宜固定任何輪廓 的薄壁零件，又由于采用吸盤負壓吸附來固定待加工的薄壁零件，避免了由于機械夾持固定造成的薄壁零件變形；

又由于支柱組件具有滾珠絲桿機構，而支柱設置在滾珠絲桿機構上，所以通過控制滾珠絲桿機構的運行，可以調整支柱的升降，從而使得支柱的高度能隨薄壁零件的外形輪廓變化而改變，能更好地適應不同的薄壁零件；

又由于吸盤底端具有壓力傳感器，能感應加工壓力，并且進氣閥的流通面積能調整，所以在加工過程中，控制部能根據接收到的加工壓力信號對進氣閥的流通面積進行調整，從而實時調整吸盤對薄壁零件的吸附固定力度，也就避免了薄壁零件由于受到較大的加工壓力而產生變形的現(xiàn)象；

另外，本實施例中的圓形導軌為兩圈，作為本發(fā)明的圓形導軌，至少一圈，具體根據薄壁零件的輪廓和大小來確定；

另外，本實施例中的支柱組件在內圈圓形導軌和外圈圓形導軌上各設置四個，作為本發(fā)明的圓形導軌，支柱組件多個，具體根據固定薄壁零件的吸附力的分布來確定。

根據本實施例的

盡管上面對本發(fā)明說明書的具體實施方式進行了描述，以便于本技術領域的技術人員理解本發(fā)明，但應該清楚，本發(fā)明不限于具體實施方式的范圍，對本技術領域的普通技術人員來講，只要各種變化在所附的權利要求限定和確定的本發(fā)明的精神和范圍內，這些變化是顯 而易見的，一切利用本發(fā)明構思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護之列。