内置真空发生器的新型工装吸附治具的制作方法

文档序号:3212161
专利名称:内置真空发生器的新型工装吸附治具的制作方法
技术领域
本发明属于治具设计技术领域,涉及一种真空吸附治具,尤其涉及一种内置真空发生器的新型工装吸附治具。
背景技术
治具是一个木工、铁工、钳工、机械、电控以及其他一些手工艺品的大类工具,主要是作为协助控制位置或动作(或两者)的一种工具,为了解决实际问题或实现某个功能而针对性制作的辅助性装置。在工业时代前就已被广泛使用,包括机械治具、木工治具、焊接治具、珠宝治具、以及其他领域用治具。某些类型的治具也称为“模具”或“辅具”,其主要目的是为准确的重复某部分的重制。随着工业的发展为了能够更有效的提高生产效率,减轻员工劳动强度和作业难度,提高产品的品质,就更需要治具来辅助作业。工装治具是一种可安装在机床工作台上,可对加工中的工件进行固定及定位的应用型治具。现在市面上出现的此类治具,大多为夹治具与抱治具,夹治具、抱治具一般夹持在工件上,容易将工件夹伤变形,尤其对于比较薄弱的工件其弊端更为突出;市面上出现的少量的吸附治具也是将吸盘吸附在工件表面,在加工过程中会干涉到工件,引起诸多不便,不能一次性对整个面进行加工。目前的吸附治具均采用外置真空泵产生负压,通过吸盘吸附在工件表面,外置真空泵的吸附治具存在体积大,结构复杂,造价高等问题,且真空泵不能和吸附治具工装板一体化,外观上也显得臃肿。很多薄弱工件在加工完成后需要对表面进行磨削加工以去除表面的刀痕,以达到较好的外观处理效果,使产品更加美观。目前,生产此类工件的工厂大都是采用人工手动操作方式对工件表面进行磨削处理或使用机床配合普通工装进行处理。人工手动操作方式处理,生产效率极为低下,且人工处理时往往要一只手拿住工件,另一只手拿住磨削工具,因产品底部无定位支撑,在手动操作时,这些薄弱工件很容易被压弯、折损;且手动操作方式劳动量较大,会耗费操作人员较多的时间和体力,成本较高;还有经常会因为工作人员疏忽大意、操作不当等原因,导致工件加工报废。而机床配合普通工装治具需要将夹具夹在工件加工表面,这样就不能一次装夹完成所有工件表面加工,需要拆卸工件,变更装夹位置,才能对未加工到的部位继续加工,若工件需粗磨,精磨等较多工序时,多次的装夹拖慢了生产效率,并且会在多次加工的结合处留下较为明显的痕迹,如遇到较软的材质还会夹伤工件表面造成工件的报废。真空发生器是利用正压气源产生负压的一种新型、高效、清洁、经济、小型的真空元器件,这使得在有压缩空气的地方,或在一个气动系统中同时需要正负压的地方获得负压变得十分容易和方便。真空发生器广泛应用在工业自动化中机械,电子,包装,印刷,塑料及机器人等领域。真空发生器的传统用途是与吸盘配合,进行各种物料的吸附、搬运,尤其适合于吸附易碎、柔软、薄的非铁、非金属材料或球型物体。真空发生器的工作原理是利用喷管高速喷射压缩空气,在喷管出口形成射流,从而产生卷吸流动,在卷吸作用下,使得喷管出口周围的空气不断地被抽吸走,使吸附腔内的压力降至大气压以下,形成一定真空度。鉴于真空发生器的工作原理及其体积小巧、结构简单、造价低廉的优势,发明人在申请号为201210344251. 2和201220473150. O的名称为“一种内置真空发生器的吸附治具”的同日申请中,采用内置真空发生器替代外置真空泵制得一种无真空泵的吸附治具,该吸附治具包括工装板、真空发生器、快速接头、分流快、气管、L型接头、金具和吸盘,各部件分别安装在工装板的内部及表面上。真空发生器通过与之相连的快速接头与外界稳定压力的压缩空气气源相连通,并与分流块相连通,分流块上连有多根气管,每个气管端口都接有L型接头,工装板上设有多个通孔,通孔一端装L型接头通过气管连接分流块,另一端装有金具,金具上装配吸盘。稳定压力气源的压缩空气进入吸附治具内部,通过吸附治具内部的真空发生器将压缩空气转换成一定的真空度,经过相连接的气管通过吸盘作用在工件底部,将工件固定在吸附治具表面。该吸附治具是一种可对加工中的工件进行固定及定位的应用型装夹治具,其可以对夹紧易变形、无法装夹或表面需要全部加工的工件进行吸附定位,尤其适用于薄弱工件的吸附定位。利用内置真空发生器代替外置真空泵进行工作,由于真空发生器体积小巧、结构简单,造价低廉,仅需在工装板内部结构中留有较小空间即可装置在其内部,构成了完整的一体化设计,此产品不但性能优越,而且外形美观得体。该吸附治具的真空检知部分只是通过检知柱塞和检知柱塞挡板之间的公差配合来实现防水,虽然在工装板上的进气管孔位和检知柱塞孔位处设有防水檐或导流槽,防止切削液进入吸附治具内部,但使用一段时间后,检知柱塞和检知柱塞挡板以及柱塞孔之间都有磨损,防水效果下降,切削液和磨削会一点点渗入柱塞孔中,且呈现粘稠状,使检知柱塞的检知效果下降,如果粘稠状的切削液和磨削被吸入真空发生器会使真空产生的效果也下降,检知柱塞和检知柱塞挡板以及柱塞孔之间的磨损,也会引起漏气,增加了维护次数,降低了治具的使用寿命。因此,针对上述技术问题,有必要提供一种具有改良结构的内置真空发生器的工装吸附治具,以克服上述缺陷。

发明内容
有鉴于此,为了克服现有技术中内置真空发生器的工装吸附治具的上述不足,本发明提供了一种新型结构的内置真空发生器的工装吸附治具以提高其密封效果。为了实现上述目的,本发明提供了如下的技术方案本发明的吸附治具,包括工装板、真空发生器、快速接头、分流快、第一气管、L型接头、金具、吸盘、检知柱塞、检知柱塞挡板、第二气管和弹簧,各部件分别安装在工装板的内部、侧面及表面上,真空发生器通过与之相连的快速接头与外界稳定压力的压缩空气气源相连通,并与分流块相连通,分流块上连有多根第一气管,每个第一气管端口都接有L型接头,工装板上设有多个通孔,通孔一端装L型接头通过第一气管连接分流块,另一端装有金具,金具上装配吸盘,检知柱塞和检知柱塞挡板设于工装板的侧面,检知柱塞通过第二气管与分流块连接,检知柱塞内侧一端连有弹簧;还在检知柱塞挡板上的柱塞孔内壁设有环形凹槽以及嵌于环形凹槽中的密封圈。进一步的,在工装板表面设有定位边,辅助表面的吸盘吸附固定工件。
进一步的,在快速接头上设有气源控制阀门,使用过程中可以方便的随时根据需要调节通入吸附治具的压缩空气流量以改变真空发生器产生的真空度。进一步的,在真空发生器另一侧的气体出口处设有消音器,有效的降低吸附治具工作过程中压缩空气出口处的气流声响。所述的消音器可以设于工装板的侧面,也可以设于工装板的内部。优选的,所述的消音器设于工装板的内部。在检知柱塞与工装板腔体结合处的柱塞孔内壁装有密封圈,检知柱塞档板和工装板之间涂抹有密封胶,使得切削液、磨屑等物体被阻隔在密封圈外围,无法被吸入检知柱塞腔体中,不但不会造成真空发生器堵塞,而且随着检知柱塞与腔体之间摩擦配合的精度降低,亦能很好的起到防止漏气的作用,大大降低了维护次数,很好的保护了吸附治具的使用寿命。


为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的有关本发明的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本发明内置真空发生器的新型工装吸附治具的内部结构示意图;图2是本发明内置真空发生器的新型工装吸附治具的吸附表面结构示意图;图3是本发明内置真空发生器的新型工装吸附治具的检知柱塞剥视图。
具体实施例方式本发明的吸附治具,包括工装板、真空发生器、快速接头、分流快、第一气管、L型接头、金具、吸盘、检知柱塞、检知柱塞挡板、第二气管和弹簧,各部件分别安装在工装板的内部、侧面及表面上,真空发生器通过与之相连的快速接头与外界稳定压力的压缩空气气源相连通,并与分流块相连通,分流块上连有多根第一气管,每个第一气管端口都接有L型接头,工装板上设有多个通孔,通孔一端装L型接头通过第一气管连接分流块,另一端装有金具,金具上装配吸盘,检知柱塞和检知柱塞挡板设于工装板的侧面,检知柱塞通过第二气管与分流块连接,检知柱塞内侧一端连有弹簧;还在检知柱塞挡板上的柱塞孔内壁设有环形凹槽以及嵌于环形凹槽中的密封圈。进一步的,在工装板表面设有定位边,辅助表面的吸盘吸附固定工件。进一步的,在快速接头上设有气源控制阀门,使用过程中可以方便的随时根据需要调节通入吸附治具的压缩空气流量以改变真空发生器产生的真空度。进一步的,在真空发生器另一侧的气体出口处设有消音器,有效的降低吸附治具工作过程中压缩空气出口处的气流声响。所述的消音器可以设于工装板的侧面,也可以设于工装板的内部。优选的,所述的消音器设于工装板的内部。下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。如附图f 3所示,本发明的内置真空发生器的吸附治具包括工装板1、真空发生器
2、快速接头3、分流快4、第一气管5、L型接头6、金具7、吸盘8、检知柱塞9、检知柱塞挡板10、第二气管11、弹簧12、密封圈13、定位边14和消音器15,各部件分别安装在工装板I的内部及表面上,其中真空发生器2、快速接头3、分流快4、第一气管5、L型接头6和第二气管11位于工装板I的内部,快速接头3端口从工装板I 一侧引出,方便外接稳定压力的压缩空气气源,快速接头3上安装有气源控制阀门,金具7、吸盘8和定位边14位于工装板I的表面上,检知柱塞9、检知柱塞挡板10、弹簧12、密封圈13和消音器15位于工装板I的侧面,其中消音器15也可以设于工装板I内部。真空发生器2通过与之相连的快速接头3与外界稳定压力的压缩空气气源相连,并与分流块4相连通,分流块4上连有4根第一气管5,每根第一气管5端口都接有L型接头6,工装板I上设有4个通孔,通孔一端装L型接头6通过第一气管5连接到分流块4,另一端装有金具7,金具7上装配吸盘8,共有4个吸盘8,吸盘8的大小可以相同,也可以不同,在工装板I表面的位置,也可以根据实际需要进行调节,在工装板I吸附定位表面上设有定位边14。检知柱塞9和检知柱塞挡板10设于工装板I的侧面,检知柱塞9通过第二气管11与分流块4连接,检知柱塞9内侧一端连有弹簧12,在检知柱塞挡板10上的柱塞孔内壁设有环形凹槽,环形凹槽中嵌有密封圈13。本发明的内置真空发生器的吸附治具是吸附型治具,面对夹紧易变形或无法装夹的工件时,能够很轻易的加以吸附固定且不会引起工件损伤变形。以该吸附治具将工件固定在五轴抛光机上为例加以说明,真空发生器2的规格为工作压力5kgf/cm2 ;适合电压AC125V,5A或者AC250V,3A ;真空压力-91. 8kPa(-690mmHg);空气消耗44Nl/min,可以选择不同工作电压的交流电源,使得该吸附治具可以更广泛的得以应用,仅以此规格的真空发生器为例,但不限于此。工件表面需要全部加工,将工装板I 一侧侧面引出的快速接头3与外部稳定压力的压缩空气气源相连,打开气源,持续通入压力5kgf/cm2的压缩空气,于真空发生器2内产生卷吸流动,在卷吸作用下,腔内的空气不断地被抽吸走,腔内的压力降至大气压以下,产生负压,由于分流块4与真空发生器2相连通,分流块4内便产生了负压,通过相连通的第一气管5和L型接头6将负压的效果传导到金具7上装配的吸盘8上,吸盘8作用在工件的底部,将工件吸附在治具表面,这样就限制了工件上下方向的自由度;吸附治具表面设有定位边14,辅助表面的吸盘8吸附固定工件,通过配合可限制工件在吸附治具上的旋转自由度,然后通过吸盘8将工件底部牢牢吸附,这样就将工件固定在吸附治具上,可以对工件整个表面进行抛光加工。由于负压压力是吸附效果的保证,设置了检知柱塞9和检知柱塞挡板10,检知柱塞9通过第二气管11与分流块4连接,当产生负压时,检知柱塞9会被吸入,若负压不足或没有产生负压时,检知柱塞9将不会被完全吸入或不会被吸入,通过观察检知柱塞9的动作可方便判断是否产生足够负压以及内部是否有故障,可以确保工件被完全吸附在工装夹具上,检知柱塞挡板10起到阻挡检知柱塞9的作用,和弹簧12 —起限制检知柱塞9的动作位置。对于一般尺寸的工件,分流块4上连有2根第一气管5,相应的装有2个吸盘8,通过吸附治具表面的定位边14便能够将之吸附固定在吸附治具表面。而对于尺寸较大的工件,则相应地需要增加吸盘8的数量才能很好的吸附固定,需要在实际设计中综合考虑这些因素加以调整。工件在加工时会有切削液喷在磨头和工件上,来进行降温,在工装板I上的快速接头3孔位和检知柱塞9处孔位设有防水檐或导流槽,防止切削液进入治具内部,使得本吸附治具具有一定的防水性,但效果并不理想。在检知柱塞9与工装板I腔体结合处的柱塞孔内壁装有密封圈13,检知柱塞档板10和工装板I之间涂抹有密封胶,使得切削液、磨屑等物体被阻隔在密封圈13外围,无法被吸入检知柱塞9腔体中,不但不会造成真空发生器2堵塞,而且随着检知柱塞9与腔体之间摩擦配合的精度降低,亦能很好的起到防止漏气的作用,大大降低了维护次数,很好的保护了吸附治具的使用寿命。对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
权利要求
1.一种内置真空发生器的新型工装吸附治具,其特征在于:包括工装板(I)、真空发生器(2)、快速接头(3)、分流快(4)、第一气管(5)、L型接头(6)、金具(7)、吸盘(8)、检知柱塞(9)、检知柱塞挡板(10)、第二气管(11)、弹簧(12)和密封圈(13),各部件分别安装在工装板(I)的内部、侧面及表面上,真空发生器(2)通过与之相连的快速接头(3)与外界稳定压力的压缩空气气源相连通,并与分流块(4)相连通,分流块(4)上连有多根第一气管(5),每根第一气管(5)端口都接有L型接头(6),工装板(I)上设有多个通孔,通孔一端装L型接头(6)通过第一气管(5)连接分流块(4),另一端装有金具(7),金具(7)上装配吸盘(8),检知柱塞(9 )和检知柱塞挡板(10)设于工装板(I)的侧面,检知柱塞(9 )通过第二气管(11)与分流块(4)连接,检知柱塞(9)内侧一端连有弹簧(12),检知柱塞挡板(10)上的柱塞孔内壁设有环形凹槽以及嵌于环形凹槽中的密封圈(13)。
2.根据权利要求1所述的新型工装吸附治具,其特征在于:所述的工装板(I)表面设有定位边(14)。
3.根据权利要求1所述的新型工装吸附治具,其特征在于:所述的快速接头(3)上设有气源控制阀门。
4.根据权利要求1所述的新型工装吸附治具,其特征在于:所述的真空发生器(2)另一侧的气体出口处设有消音器(15 )。
5.根据权利要求4所述的新型工装吸附治具,其特征在于:所述的消音器(15)设于工装板(I)的侧面或内部。
6.根据权利要求5所述的新型工装吸附治具,其特征在于:所述的消音器(15)设于工装板(I)的内 部。
全文摘要
本发明公开了一种内置真空发生器的新型工装吸附治具,包括工装板、真空发生器、快速接头、分流快、第一气管、L型接头、金具、吸盘、检知柱塞、检知柱塞挡板、第二气管和弹簧,各部件分别安装在工装板的内部、侧面及表面上,在检知柱塞挡板上的柱塞孔内壁设有环形凹槽以及嵌于环形凹槽中的密封圈;在检知柱塞与工装板腔体结合处的柱塞孔内壁装有密封圈,检知柱塞档板和工装板之间涂抹有密封胶,使得切削液、磨屑等物体被阻隔在密封圈外围,无法被吸入检知柱塞腔体中,不但不会造成真空发生器堵塞,而且随着检知柱塞与腔体之间摩擦配合的精度降低,亦能很好的起到防止漏气的作用,大大降低了维护次数,很好的保护了吸附治具的使用寿命。
文档编号B23Q3/08GK103072079SQ20121058108
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者施太郎 申请人:苏州珈玛自动化科技有限公司
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