薄壁框類零件的氣壓柔性裝夾裝置及其裝夾方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機械裝置領(lǐng)域，尤其是涉及一種應(yīng)用在汽車、航空航天以及關(guān)鍵精密加工領(lǐng)域內(nèi)的薄壁框類零件加工裝夾裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]機械加工領(lǐng)域中薄壁類零件的加工是一個久攻不破的難題，隨著目前市場化中薄壁件產(chǎn)品批量小、品種多的需求日益增長，必將導(dǎo)致夾具、加工成本上漲。為了適應(yīng)柔性化薄壁件加工的需求，尤其是解決薄壁件加工裝夾設(shè)計問題，本專利主要針對薄壁框類零件的加工。在對薄壁框類零件進行加工的過程中，由于其外形特殊，剛度小，故其加工所面臨的首要技術(shù)性難題就是薄壁框類零件的裝夾問題。薄壁框類零件的特性有:重量輕、厚度薄、剛度小且極易變形，特別是對于航空航天領(lǐng)域的薄壁框類零件，其精度高、尺寸小、材料要求特殊，這些都使得薄壁框類零件的機械加工時的裝夾固定變得尤為困難。這是因為:在加工的過程中，若采用傳統(tǒng)夾具對薄壁框類零件進行裝夾，一方面由于傳統(tǒng)夾具的通用性，無法滿足薄壁框類零件特殊外形裝夾的需要，進而無法滿足裝夾定位精度；另一方面，傳統(tǒng)夾具無法確定其夾緊力，不合理的夾緊力會導(dǎo)致零件的變形，造成零件加工的誤差，使零件加工的合格率降低。
[0003]目前的機械加工領(lǐng)域，對于薄壁框類零件的裝夾，為了解決以上的薄壁框類零件加工時的裝夾問題常采用的方法是:
[0004]方法之一，用橡膠氣囊解決夾持問題:對于加工中出現(xiàn)的變形和振動問題，利用橡膠氣囊作為夾具來解決其中的問題。這種裝夾方式的缺陷在于:1)由于薄壁類零件是緊貼在橡膠上的，從而無法實現(xiàn)對零件加工的精度有效控制；2)除此之外，還由于氣囊的變形率，因而不能滿足不規(guī)則外形的薄壁類零件的裝夾。
[0005]方法之二，輔助支撐裝夾方式:原理就是在薄壁件周圍密集布置代木作為輔助支撐，但須占用大量的時間和精力，并且還要根據(jù)零件外形的變化對輔助支撐進行重新調(diào)整；另外不能對零件所受到的力進行實時監(jiān)測，可靠性與控制性就要差很多。
[0006]方法之三，采用傳統(tǒng)的裝夾方式，通過優(yōu)化設(shè)計裝夾裝置中的夾緊方案，即使用傳統(tǒng)夾具對薄壁框類零件的外邊緣的某些特定點進行夾緊。這種裝夾方式雖然簡單，但是其明顯缺陷在于:傳統(tǒng)夾具由于無法控制其夾緊力，容易導(dǎo)致薄壁框類零件的變形，導(dǎo)致加工精度誤差較大。
[0007]綜上可知現(xiàn)有技術(shù)的主要缺點為:
[0008]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。
[0009]2)夾具調(diào)整時間長、成本高，而且夾緊力很難調(diào)整控制。
[0010]3)可適性較差，夾具調(diào)整過于依賴經(jīng)驗，精度難以控制。
[0011]針對以上缺陷，特別需要一種簡單而又實用的薄壁框類零件的氣壓柔性裝夾裝置，來滿足日益增長的多品種小批量薄壁框類件精密機械加工的需要。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0012]本發(fā)明是為解決上述問題而提出的，提供了一種薄壁框類零件的氣壓柔性裝夾裝置以及裝夾方法，該裝置和對應(yīng)的裝夾方法可對薄壁框類零件進行裝夾，利于零件的精密加工。
[0013]本發(fā)明提供的薄壁框類零件的氣壓柔性裝夾裝置，用于薄壁框類、缸體類待加工零件被加工時的夾持固定，其特征在于，包括:支持單元，包括底座和用來包圍待加工零件的閉環(huán)支架，閉環(huán)支架設(shè)置在底座上；夾持單元，設(shè)置在閉環(huán)支架的壁上，包括至少三個氣壓夾持部，氣壓夾持部相互配合用來夾持固定待加工零件；以及氣動單元，同氣壓夾持部連通，用于分別控制多個氣壓夾持部的氣體壓力，其中，氣壓夾持部，可拆卸地連接在閉環(huán)支架上，頭端具有吸嘴，吸嘴同待加工零件的外表面通過負壓而接觸夾持固定。
[0014]本發(fā)明提供的薄壁框類零件的氣壓柔性裝夾裝置，還可以具有這樣的特征，還包括:控制單元，同氣動單元連接，包括控制器和設(shè)置于吸嘴內(nèi)側(cè)并同控制器連接的壓力傳感器，控制器用于接收壓力傳感器的壓力信號，并對其進行運算后發(fā)出指令來控制氣動單元。
[0015]本發(fā)明提供的薄壁框類零件的氣壓柔性裝夾裝置，還可以具有這樣的特征其特征在于:其中，氣壓夾持部為氣缸活塞組件，包括氣缸和與其配合的活塞桿，活塞桿尾部同閉環(huán)支架可拆卸連接，氣缸的封閉頭端連接有吸嘴，氣缸上位于活塞桿的活塞端位置的兩邊分別設(shè)置有兩個進氣口，進氣口同氣動單元連接，通過活塞兩端氣壓的大小變化來控制氣缸做遠離或靠近待加工零件的運動。
[0016]本發(fā)明提供的薄壁框類零件的氣壓柔性裝夾裝置，還可以具有這樣的特征:其中，氣動單元包括氣栗和與氣栗連通的氣壓調(diào)節(jié)器，并且氣壓調(diào)節(jié)器同控制器連接，氣壓調(diào)節(jié)器設(shè)置有氣壓夾持部個數(shù)兩倍數(shù)量的連接管路，連接管路用來同進氣口連通，連接管路使用軟性材料制作，控制器發(fā)出指令到氣壓調(diào)節(jié)器來控制對應(yīng)連接管路中的氣壓。
[0017]本發(fā)明提供的薄壁框類零件的氣壓柔性裝夾裝置，還可以具有這樣的特征:其中，活塞桿中空，用來同連接管路連接。
[0018]本發(fā)明提供的薄壁框類零件的氣壓柔性裝夾裝置，還可以具有這樣的特征:其中，活塞桿尾部設(shè)置有緊固螺母和螺紋，對應(yīng)的閉環(huán)支架上設(shè)置有貫穿孔，貫穿孔用來安裝螺紋。
[0019]本發(fā)明提供的薄壁框類零件的氣壓柔性裝夾裝置，還可以具有這樣的特征:其中，貫穿孔的數(shù)目為多個，分別呈直線地設(shè)置于閉環(huán)支架的不同高度位置。
[0020]本發(fā)明提供的薄壁框類零件的氣壓柔性裝夾裝置，還可以具有這樣的特征:其中，閉環(huán)支架為剛性圓環(huán)。
[0021]本發(fā)明提供的薄壁框類零件的氣壓柔性裝夾裝置，還可以具有這樣的特征:其中，吸嘴為喇叭狀，使用柔性材料制作。
[0022]本發(fā)明還提供一種裝夾的方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0023]第一步，將待加工零件的四周根據(jù)外形輪廓設(shè)置合適數(shù)量和位置的氣壓夾持部；
[0024]第二步，連接多個氣壓夾持部和氣動單元；
[0025]第三步，氣動單元工作，壓縮氣體驅(qū)動氣壓夾持部夾緊固定待加工零件。
[0026]發(fā)明作用與效果
[0027]本發(fā)明提供的薄壁框類零件的氣壓柔性裝夾裝置，包括:支持單元，包括至少四個氣壓夾持部的夾持單元，用來夾持固定待加工零件；以及氣動單元，同氣壓夾持部連通，用于分別控制多個氣壓夾持部的氣體壓力，其中，氣壓夾持部，可拆卸地連接在閉環(huán)支架上，頭端具有吸嘴，吸嘴同待加工零件的外表面通過負壓而接觸夾持固定，這樣的設(shè)計使得:
[0028]操作靈活，薄壁件外形形狀、尺寸適用性強，而且還能夠有效的保證在加工過程中薄壁框類零件裝夾的穩(wěn)定性、精確性、可靠性；
[0029]通過氣壓夾持部的柔性吸嘴，可以適應(yīng)不同待加工零件的形狀，使得夾緊方式柔性化程度高，可自適應(yīng)任意薄板類零件、薄壁框類零件外形尺寸。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明的薄壁框類零件的氣壓柔性裝夾裝置結(jié)構(gòu)立體示意圖；
[0031]圖2為本發(fā)明的薄壁框類零件的氣壓柔性裝夾裝置的氣壓夾持部的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖3為本發(fā)明的薄壁框類零件的氣壓柔性裝夾裝置結(jié)構(gòu)側(cè)面視圖；
[0033]圖4為本發(fā)明的薄壁框類零件的氣壓柔性裝夾裝置俯視圖。
【具體實施方式】
[0034]為了使本發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達成目的與功效易于明白了解，以下實施例結(jié)合附圖對本發(fā)明的薄壁框類零件的氣壓柔性裝夾裝置及其裝夾方法作具體闡述。
[0035]實施例1
[0036]圖1為本實施例的薄壁框類零件的氣壓柔性裝夾裝置結(jié)構(gòu)立體示意圖
[0037]圖2為本實施例的薄壁框類零件的氣壓柔性裝夾裝置的氣壓夾持部的結(jié)構(gòu)示意圖
[0038]如圖1，2所示，薄壁框類零件的氣壓柔性裝夾裝置100包括:支持單元10，設(shè)置在支持單元10上的夾持單元20，同夾持單元20相連通的氣動單元30 (包括同夾持單元20連通的連接管路31)以及控制氣動單元30的控制單元40。其中，
[0039]支持單元10，包括底座11和用來包圍待加工零件的閉環(huán)支架12，
[0040]閉環(huán)支架12為剛性圓環(huán)，通過焊接等方式固定在底座11上，而底座11在底板上，閉環(huán)支架12上設(shè)置有貫穿孔121，貫穿孔用來安裝夾持單元20，貫穿孔121的數(shù)目為多個，分別呈直線地設(shè)置于閉環(huán)支架的不同高度位置(如圖1所示)；
[0041]夾持單元20，設(shè)置在閉環(huán)支架12的壁上，包括至少三個氣壓夾持部21，氣壓夾持部21相互配合用來夾持固定待加工零件:當待加工零件為類似方形時使用四個氣壓夾持21部即可滿足最低限度的固定；當待加工零件為類似于三角形的結(jié)構(gòu)時，三個即可，
[0042]其中，如圖2所示，b為a的剖視圖，氣壓夾持部21為氣缸活塞組件，包括氣缸211和與其配合的活塞桿212，
[0043]活塞桿212尾部設(shè)置有緊固螺母和螺紋，用于安裝到貫穿孔121上螺紋配合固定，實現(xiàn)同閉環(huán)支架12可拆卸連接，
[0044]氣缸211的封閉頭端連接有吸嘴2111和設(shè)置于吸嘴2111內(nèi)的壓力傳感器2112，在本實施例中，壓力傳感器2112為貼片式壓力傳感器，其貼敷在吸嘴2111的內(nèi)壁上:當吸嘴2111貼緊待加工零件時，可以通過壓力傳