一種大型壁板的簡易固持裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于鈑金件成形技術領域，具體地說，涉及一種大型壁板的簡易固持裝置。
【背景技術】
[0002]整體壁板是航空航天領域中最重要的一類零件，它既是構成飛機火箭氣動外形的重要組成部分，同時也是機翼、機身的主要承力構件。因此，整體壁板的加工質量直接制約著航空航天飛行器的飛行性能。由于整體壁板具有尺寸大、外形曲率復雜的特點，要保證壁板加工過程中的加工精度，必需使用專用夾持裝置進行固定。
[0003]傳統(tǒng)的真空夾具在lm*lm范圍內，并且真空夾具的型面為平面結構，不容易實現(xiàn)大型曲面結構零件的裝夾。在專利CN102837211A中公開了“一種薄板類零件加工的夾具”。該夾具通過真空吸附力對薄板零件進行固定，使薄板型面和底板型面完全貼合。但其結構比較復雜，底板制造難度較大，成本較高；并且只能應用于平面的工件。但是，壁板件基本以復雜曲面為主，為了固持壁板，也可將底板上表面加工成和工件外形一致的曲面形狀，這樣增加了底板的加工難度。當曲面零件曲率變化，就需要重新設計制造夾具底板，夾具通用性較差，加工費時費力。

【發(fā)明內容】

[0004]為了避免現(xiàn)有技術存在的不足，克服傳統(tǒng)夾具只能夾持小型平面結構零件、兼容性差、結構復雜、不能適應曲面曲率的變化的問題。本發(fā)明提出一種大型壁板的簡易固持裝置，通過壁板自重進行吸盤裝置高度的調節(jié)，使各個真空吸盤均與壁板接觸，適用于固持不同曲面形狀的壁板零件。
[0005]本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是:包括真空發(fā)生器、空氣壓縮機、底板、真空膠管、若干吸盤裝置，空氣壓縮機與真空發(fā)生器連接，位于底板的外側，底板上均布若干底板盲孔，吸盤裝置固定在底板盲孔內；所述吸盤裝置包括真空吸盤、導氣柱、鎖緊螺母、調節(jié)彈簧、支撐柱，真空吸盤為圓弧凹面結構，真空吸盤位于導氣柱的上端部，真空吸盤底部外端的圓形凸臺有外螺紋與導氣柱配合，真空吸盤底部凸臺中間的吸盤通孔與導氣柱軸向的導氣孔相連通；所述導氣柱為圓柱形結構，導氣柱軸向有導氣孔，導氣柱上端有內螺紋，導氣柱下端設有氣管接口，導氣柱中間部位有外螺紋，導氣柱下部嵌套有調節(jié)彈簧位于支撐柱內；所述支撐柱為一端封閉的圓筒形結構，支撐柱敞開端內壁上有螺紋，支撐柱內壁下部周向有臺階，支撐柱側壁有側壁通孔，真空膠管一端穿過側壁通孔與導氣柱下端部氣管接口連接，真空膠管另一端與真空發(fā)生器固連；所述鎖緊螺母加工有內螺紋和外螺紋，鎖緊螺母內螺紋與導氣柱中間部位外螺紋配合連接，鎖緊螺母外螺紋與支撐柱敞開端內壁上螺紋配合，用來鎖定導氣柱的位置。
[0006]所述調節(jié)彈簧的長度為150mm，壓縮比為40%。
[0007]所述支撐柱與底板盲孔為過渡配合。
[0008]真空吸盤、導氣柱、鎖緊螺母、調節(jié)彈簧、支撐柱的軸線與底板盲孔的軸線位于同一直線上。
[0009]有益效果
[0010]本發(fā)明提出的一種大型壁板的簡易固持裝置，屬于被動可重構柔性工裝的范疇。通過壁板自重進行吸盤裝置高度的調節(jié)，當壁板較輕的時候可進行外部加載，使各個真空吸盤均與壁板充分接觸；適用于壁板加工成形過程中固定夾持不同曲面形狀的大型壁板零件。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，吸盤裝置與調整彈簧配合，自動調整高度以適應工件的型面形狀，用于固定夾持不同形狀的壁板曲面；固持裝置可增減吸盤裝置的數(shù)量，用于固持不同大小、不同形狀的壁板曲面，有很好的通用性和柔性。
[0012]本發(fā)明大型壁板的簡易固持裝置結構簡單，兼容性好，特別能適應不同曲面曲率變化的大型壁板零件加工成形。
【附圖說明】
[0013]下面結合附圖和實施方式對本發(fā)明一種大型壁板的簡易固持裝置作進一步詳細說明。
[0014]圖1為本發(fā)明大型壁板的簡易固持裝置示意圖。
[0015]圖2為本發(fā)明大型壁板的簡易固持裝置的吸盤裝置示意圖。
[0016]圖3為本發(fā)明大型壁板的簡易固持裝置的吸盤裝置剖視圖。
[0017]圖4為本發(fā)明大型壁板的簡易固持裝置裝夾壁板工件的示意圖。
[0018]圖中:
[0019]1.真空吸盤2.導氣柱3.鎖緊螺母4.支撐柱5.調節(jié)彈簧6.底板7.真空膠管8.真空發(fā)生器9.空氣壓縮機10.吸盤裝置11.吸盤通孔12.側壁通孔13.導氣孔
14.氣管接口 15.工件16.底板盲孔
【具體實施方式】
[0020]本實施例是一種大型壁板的簡易固持裝置。
[0021]本實例是用于1600mmX 1200mm范圍內的整體壁板。
[0022]參閱圖1?圖4，大型壁板的簡易固持裝置由真空發(fā)生器8、空氣壓縮機9、底板6、真空膠管7、若干吸盤裝置10組成；空氣壓縮機9與真空發(fā)生器8連接，空氣壓縮機9與真空發(fā)生器8安裝在底板6的外側，底板6上均布若干底板盲孔16，吸盤裝置10的支撐柱4固定在底板盲孔16內，支撐柱4與底板盲孔16為過渡配合。支撐柱4置于盲孔16內，以焊接的方式固定在底板上。本實例選取Q235鋼作為底板6材料，底板尺寸為1600mm X 1 200mm X 120mm,盲孔直徑為 100mm。
[0023]吸盤裝置包括真空吸盤1、導氣柱2、鎖緊螺母3、調節(jié)彈簧5、支撐柱4，真空吸盤I為圓弧凹面結構，真空吸盤I安裝在導氣柱的上端部，真空吸盤I底部外端的圓形凸臺有外螺紋與導氣柱配合連接，真空吸盤I底部凸臺中間的吸盤通孔11與導氣柱2內的導氣孔13相連通；真空吸盤I的作用為吸附和固持壁板工件，真空吸盤I由軟橡膠材料制成。導氣柱2為圓柱形結構，導氣柱2軸向有導氣孔13，導氣柱2上端有內螺紋，導氣柱2下端設置有氣管接口 14，導氣柱2中間部位有外螺紋，導氣柱2下部嵌套有調節(jié)彈簧5置于支撐柱4內。通過調節(jié)彈簧5的伸縮調整吸盤裝置10的高度。調節(jié)彈簧5根據(jù)導氣柱2的直徑以及所需要調整的高度范圍確定。本實例中由于導氣柱直徑較大，所用調節(jié)彈簧5為加工定制彈簧，外徑為76mm，內徑為60mm，自由長度為150mm，壓縮比為40%。支撐柱4為一端封閉的圓筒形結構，支撐柱4敞開端內壁上有螺紋，支撐柱4內壁下部周向有臺階，支撐柱4側壁上開有側壁通孔12。支撐柱4的作用為約束導氣柱2，并為吸盤裝置10提供支撐。使用過程中用潤滑脂對支撐柱4和導氣柱2的裝配部位進行潤滑。真空膠管7 —端穿過側壁通孔12與導氣柱2下端部氣管接口 14連接，真空膠管7另一端與真空發(fā)生器8固連；本實例選取內徑為6mm的真空橡膠管。鎖緊螺母3加工有內螺紋和外螺紋，鎖緊螺母3內螺紋與導氣柱2中間部位外螺紋配合連接，鎖緊螺母3外螺紋與支撐柱4敞開端內壁上螺紋配合形成螺紋連接，用來鎖定導氣柱2的位置。鎖緊螺母3的內螺紋為M56粗牙螺紋，外螺紋為M80粗牙螺紋。
[0024]在工件加工過程中，真空吸盤I的尺寸不同所形成的吸附效果不同。尺寸大的真空吸盤吸附力大，尺寸小的真空吸盤更能適應大曲率工件型面。真空吸盤尺寸的選擇需根據(jù)工件形狀，若工件型面曲率不大，選擇尺寸大的真空吸盤；若工件型面曲率較大，則選擇尺寸小的真空吸盤。本實例選取的真空吸盤直徑為50_，真空吸盤I底部凸臺中間的吸盤通孔11直徑為6mm。
[0025]真空發(fā)生器8的作用是和空氣壓縮機配合，產(chǎn)生局部負壓環(huán)境吸除真空吸盤內的氣體。真空發(fā)生器可根據(jù)抽氣速率和極限真空度在市場上直接選購，本實例選取通徑為7_的真空發(fā)生器。
[0026]空氣壓縮機9選擇時主要參數(shù)為功率和額定排氣壓力。根據(jù)本實例抽氣速率和真空度的要求，在本實例中選擇的空氣壓縮機的功率為1.5KW，額定排氣壓力為1.0Mpa?
[0027]工作時，先對真空吸盤I進行抽真空，使真空吸盤I吸附在工件15的表面。真空吸盤I會自動變形以適應工件15的表面，真空吸盤I會緊緊吸附在工件15的表面。
[0028]固持裝置固定夾持工件時的安裝步驟:
[0029]首先將鎖緊螺母3和真空吸盤I安裝在導氣柱2上，組成吸盤裝置10。
[0030]然后將調節(jié)彈簧5嵌套在導氣柱2上。將真空膠管7的一端穿過支撐柱4的側壁通孔12，并將這一端與導氣柱2下端的氣管接口 14連接起來。然后將吸盤裝置10、調節(jié)彈簧5以及真空膠管7的組合體置于支撐柱4中。將工件15自由放置于固持裝置上。由于承受工件重量，調節(jié)彈簧5被壓縮，吸盤裝置10會自動調整高度以適應工件15的型面形狀。使每個真空吸盤貼緊工件表面，整個裝置穩(wěn)定后，將鎖緊鎖母3旋入支撐柱4內，二者形成螺紋配合鎖緊吸盤裝置位置。
[0031]最后，將真空膠管7和真空發(fā)生器8連接起來，將真空吸盤I與工件15表面構成的空間抽吸形成真空，使真空吸盤I貼近工件15表面吸住工件15，工件15被固定。
【主權項】
1.一種大型壁板的簡易固持裝置，其特征在于:包括真空發(fā)生器、空氣壓縮機、底板、真空膠管、若干吸盤裝置，空氣壓縮機與真空發(fā)生器連接，位于底板的外側，底板上均布若干底板盲孔，吸盤裝置固定在底板盲孔內；所述吸盤裝置包括真空吸盤、導氣柱、鎖緊螺母、調節(jié)彈簧、支撐柱，真空吸盤為圓弧凹面結構，真空吸盤位于導氣柱的上端部，真空吸盤底部外端的圓形凸臺有外螺紋與導氣柱配合，真空吸盤底部凸臺中間的吸盤通孔與導氣柱軸向的導氣孔相連通；所述導氣柱為圓柱形結構，導氣柱軸向有導氣孔，導氣柱上端有內螺紋，導氣柱下端設有氣管接口，導氣柱中間部位有外螺紋，導氣柱下部嵌套有調節(jié)彈簧位于支撐柱內；所述支撐柱為一端封閉的圓筒形結構，支撐柱敞開端內壁上有螺紋，支撐柱內壁下部周向有臺階，支撐柱側壁有側壁通孔，真空膠管一端穿過側壁通孔與導氣柱下端部氣管接口連接，真空膠管另一端與真空發(fā)生器固連；所述鎖緊螺母加工有內螺紋和外螺紋，鎖緊螺母內螺紋與導氣柱中間部位外螺紋配合連接，鎖緊螺母外螺紋與支撐柱敞開端內壁上螺紋配合，用來鎖定導氣柱的位置。
2.根據(jù)權利要求1所述的大型壁板的簡易固持裝置，其特征在于:所述調節(jié)彈簧的長度為150mm，壓縮比為40%。
3.根據(jù)權利要求1所述的大型壁板的簡易固持裝置，其特征在于:所述支撐柱與底板盲孔為過渡配合。
4.根據(jù)權利要求1所述的大型壁板的簡易固持裝置，其特征在于:真空吸盤、導氣柱、鎖緊螺母、調節(jié)彈簧、支撐柱的軸線與底板盲孔的軸線位于同一直線上。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種大型壁板的簡易固持裝置，通過壁板自重進行吸盤裝置高度的調節(jié)，使各真空吸盤均與壁板充分接觸。固持裝置中調節(jié)彈簧自動調整高度以適應工件的型面形狀，當壁板較輕時可進行外部加載；固持裝置可增減吸盤裝置的數(shù)量，用于固持不同大小、不同形狀的壁板曲面，有很好的通用性和柔性。空氣壓縮機與真空發(fā)生器連接，真空發(fā)生器與吸盤裝置通過真空膠管連接；通過控制空氣壓縮機的抽氣，使真空吸盤內產(chǎn)生負壓形成夾緊力，使壁板吸附在固持裝置上。當對壁板加工完成后，控制空氣壓縮機使真空吸盤內變?yōu)榱銐夯蛘哒龎?，真空吸盤自動脫離壁板。固持裝置結構簡單、兼容性好,能適應不同曲面曲率變化的壁板零件加工成形。
【IPC分類】B25B11-00, B23Q3-08
【公開號】CN104708461
【申請?zhí)枴緾N201510093306
【發(fā)明人】甘忠, 馮爽, 胡建華, 夏玉山, 錢志偉, 梁森森
【申請人】西北工業(yè)大學
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2015年3月3日