單缸雙鎖型氣動真空柔性夾具的制作方法

本實用新型涉及零件裝夾技術領域，尤其涉及一種單缸雙鎖型氣動真空柔性夾具。

背景技術：

在航空、航天和汽車等領域中有很多零件是具有復雜曲面形狀的薄壁件，由于薄壁件剛度差、易變形，加工質量難以保證，常用的加工方法多采用專用工裝，設計與工件曲面形狀一致的專用工裝使夾具表面與工件表面貼合，零件形狀改變則工裝夾具隨之改變，對于小批量或者單件加工而言，由于零件形狀各異導致與之配套的夾具數量和種類繁多，因而夾具制造成本高、生產周期長，不能滿足實際生產的需求。

現有用于薄壁曲面零件柔性定位工裝以西班牙M. Torres公司推出的TORRESTOOL柔性夾具系統最具代表性，TORRESTOOL柔性夾具系統是基于曲面多點成形技術，采用模塊化陣列式結構，然而該柔性夾具的支撐定位桿結構復雜，調整機構數量多，且每一調整機構需要一臺控制電機，電機數量多，進而導致該夾具控制難度大，夾具造價昂貴。

目前還有組合式柔性夾具，組合式柔性夾具包括電動柔性多點支撐夾具和薄壁手動型調整夾具，這些夾具可根據零部件的形狀調整支撐位置，電動調整方式結構復雜、造價高，手動調整方式則速度慢、定位精度差，且需要專門的高度測量器材。

技術實現要素：

本實用新型所解決的技術問題在于提供一種單缸雙鎖型氣動真空柔性夾具，以解決上述背景技術中的缺點。

本實用新型所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

單缸雙鎖型氣動真空柔性夾具，包括基座、多個彈簧支撐定位單元及用于對彈簧支撐定位單元進行鎖緊的氣動鎖緊機構，彈簧支撐定位單元安裝在基座上，氣動鎖緊機構安裝在基座上，且位于兩個彈簧支撐定位單元之間；彈簧支撐定位單元中，彈簧支撐定位單元通過固定套安裝在基座上，固定套上開有用于安裝導向塊的凹槽，在固定套上方與導向塊安裝槽對面的位置開有用于安裝鎖緊塊的矩形鎖緊孔；伸縮筒安裝在固定套內，伸縮筒在固定套內軸向移動，伸縮筒內設置有伸縮筒導向槽，伸縮筒導向槽與導向塊共同作用，以限制伸縮筒僅能軸向移動不能轉動，伸縮筒的伸縮動力來源于安裝在伸縮筒內部的彈簧，彈簧導向柱限制彈簧的變形方向，伸縮筒上端安裝有球頭座，球頭座內設置有通氣孔，通氣孔一端與真空管連接，另一端與球頭固定螺栓內的軸向通孔連通；彈簧導向柱設置在固定套內孔下端，并安裝在擋片上，彈簧套在彈簧導向柱上，且彈簧一端與彈簧導向柱的軸肩接觸，一端與球頭座接觸，用于對彈簧支撐定位單元進行彈性支撐，未放工件時，靠彈簧的作用，伸縮筒處于上極限位置；放上工件后，由于彈簧被壓縮，伸縮筒隨工件曲面的形狀可在一定范圍內自動調整；球頭上下兩端對稱各切去一部分，固定螺栓與球頭座螺紋連接，軸向固定球頭，球頭座與球頭通過球型腔連接；球頭座上部安裝有托盤，托盤上安裝有承載盤與吸盤，承載盤、吸盤與球頭構成球面副，球面副相對球頭可在一定范圍內自由擺動；承載盤上設置有三個以上的支撐點，每個吸盤對應一個真空開關，每個真空開關對應一個真空管，真空開關打開時，真空管對吸盤抽真空形成負壓，以吸住工件表面；氣動鎖緊機構中，氣缸座安裝在基座上，氣缸安裝在氣缸座上方，錐塊的兩側均為斜楔面，氣缸活塞通過斜楔面與錐塊連接，鎖緊塊上安裝有彈簧片、滾輪與銷軸，滾輪與錐塊組成線高副接觸，鎖緊塊與氣缸座構成移動副，利用彈簧片回位。

在本實用新型中，彈簧支撐定位單元按M行×N陣列分布在基座上。

在本實用新型中，伸縮筒外徑與固定套內徑尺寸相同。

在本實用新型中，固定套下端開有溝槽，溝槽內安裝有卡箍，以防止擋片、彈簧和彈簧導向柱脫出。

在本實用新型中，固定套上開的凹槽為矩形結構。

在本實用新型中，托盤為圓形結構。

在本實用新型中，伸縮筒為空心結構。

在本實用新型中，承載盤上設置的支撐點為支撐爪。

在本實用新型中，工作時氣缸接通后，氣缸活塞推動錐塊下行，錐塊與滾輪形成線高副接觸，錐塊通過滾輪、銷軸推動鎖緊塊向遠離錐塊軸線方向運動，鎖緊塊利用圓弧曲面與伸縮筒接觸，鎖緊伸縮筒；當停止工作時，氣缸的壓縮空氣泄壓，彈簧片推動鎖緊塊回到初始位置，以證鎖緊塊與伸縮筒分離；利用一個氣缸控制兩個鎖緊塊，進而實現對兩個彈簧支撐定位單元的鎖緊。

有益效果：本實用新型結構簡單、夾持可靠、具有曲面形狀自適應性的單缸雙鎖型，并采用多個定位吸盤根據工件曲面法矢的變化而自動適應零件曲面形狀，以實現柔性定位夾持，有效克服了由于薄壁件剛度差、曲面形狀多變所帶來的裝夾問題；同時承載盤與薄壁件均為三點或者多點接觸，支撐點分布均勻，較單點接觸工件局部變形小；吸盤可快速更換并在一定范圍內自由擺動，可根據需求安裝不同大小的吸盤，維修方便，每個彈簧支撐定位單元可獨立工作。

附圖說明

圖1為本實用新型的較佳實施例的結構示意圖。

圖2為本實用新型的較佳實施例中的支撐定位單元結構示意圖。

圖3為本實用新型的較佳實施例中的氣動鎖緊機構局部示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白清晰，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。

參見圖1～3的單缸雙鎖型氣動真空柔性夾具，包括基座1、彈簧支撐定位單元2及氣動鎖緊機構3，彈簧支撐定位單元2包括固定套4、伸縮筒5、導向塊6、球頭座7、球頭8、托盤9、承載盤10、吸盤11、彈簧12、彈簧導向柱13、擋片14，氣動鎖緊機構3包括氣缸座15、氣缸16、錐塊17、銷軸18、滾輪19、彈簧片20及鎖緊塊21；基座1上設置有十二個彈簧支撐定位單元2，且彈簧支撐定位單元2按3行×4列分布，彈簧支撐定位單元2可擴展或者減少；氣動鎖緊機構3安裝在基座1上，并位于兩個彈簧支撐定位單元2之間；彈簧支撐定位單元2通過固定套4連接法蘭、螺栓與基座1連接，彈簧支撐定位單元2的固定套4上開有用于安裝導向塊6的矩形槽，在固定套4上方與導向塊6安裝槽對面的位置開有用于安裝鎖緊塊21的矩形鎖緊孔，伸縮筒5安裝在固定套4內，伸縮筒5外徑與固定套4內徑尺寸相同，伸縮筒5在固定套4內軸向移動，伸縮筒內設置有伸縮筒導向槽，伸縮筒導向槽與導向塊6共同作用，以限制伸縮筒5僅能軸向移動不能轉動；伸縮筒5上方固定安裝有球頭座7，球頭座7內設置有通氣孔，通氣孔一端與外部真空管連接，另一端與球頭8固定螺栓內的軸向通孔連通；彈簧導向柱13軸擋片安裝在固定套4內孔下端，并在固定套4下端開有溝槽，在溝槽內安有卡箍，以防止擋片14、彈簧12和彈簧導向柱13脫出；彈簧導向柱13安裝在擋片14上，彈簧12套在彈簧導向柱13上，且彈簧12一端與彈簧導向柱13的軸肩接觸，另一端與球頭座7接觸，用于對彈簧支撐定位單元2進行彈性支撐，未放工件時，靠彈簧12的作用，伸縮筒5處于上極限位置；放上工件后，由于彈簧12被壓縮，伸縮筒5隨工件曲面的形狀可在一定范圍內自動調整；

球頭8上下兩端對稱各切去一部分，通孔貫穿上下端部，固定螺栓與球頭座7螺紋連接，軸向固定球頭8；球頭座7與球頭8通過球型腔連接，固定螺栓上開有軸向通孔，軸向通孔與球頭座7內的通氣孔連通；托盤9和承載盤10安裝在球頭8上，與球頭8構成球面副，球面副相對球頭8可在一定范圍內自由擺動；承載盤10上有三個支撐爪，工作時，三點均與工件接觸，支撐穩定可靠；吸盤11安裝在托盤9上，每個吸盤9對應一個獨立的真空開關，當真空開關打開時，對吸盤9抽真空形成負壓，以吸住工件表面；

氣動鎖緊機構3中，氣缸座15與基座1固定連接，氣缸16固定在氣缸座15上方，錐塊17與氣缸16活塞軸通過斜楔面連接；工作時氣缸16接通后，氣缸16活塞推動錐塊17下行，錐塊17與滾輪19形成線高副接觸，錐塊17通過滾輪19和銷軸18推動鎖緊塊21遠離錐塊17軸線方向運動，鎖緊塊21安裝在固定套4上方的矩形鎖緊孔內，鎖緊塊21利用圓弧曲面與伸縮筒5接觸、鎖緊伸縮筒5；當停止工作時，氣缸16的壓縮空氣泄壓，彈簧片20推動鎖緊塊21回到初始位置，保證鎖緊塊21與伸縮筒5分離。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。