机械加工装夹用真空吸盘的气水分离结构的制作方法

本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种机械加工装夹用真空吸盘的气水分离结构。

背景技术：

在机械加工领域，采用真空吸盘吸附装夹工件是一种常见的装夹方式，真空吸盘结构设计和使用通常关注三个点：有效真空腔投影面积、吸盘与工件装夹吸附定位型面的面型配合精度、真空密封性能，其关注的核心在于真空吸附的工件变形、真空密封性(真空度)，但机械加工使用冷却液状态下，吸盘与工件之间的密封不可能达到100％，没有系统考虑微量或少量冷却液进入密封面后，拆卸工件时，吸盘装夹对工件定位表面外观质量以及快捷拆卸的影响：

1、机械切削加工过程中通常需要使用冷却液，冷却液在加工过程中因真空吸力作用进入密封面(吸盘与工件定位面)，形成局部或者连片的液膜，各液膜部分联通会形成小的真空腔，在拆卸工件时，在液膜表面张力(分子吸附力)、液膜间小真空腔残余吸力的共同作用下，工件较难以垂直于吸盘密封面方向取下。这时，如果采用侧向移动工件取下时会在工件表面造成划痕或者划伤；如果通过真空管路利用压缩空气冲出工件方法，需要在真空气路设计中增加压缩空气管路，需细致核算压缩空气的压力和速率，且该种方法在工件立式加工状态时，在工件重力作用下会导致大型工件在压缩空气作用下，出现不平稳冲起和落下，造成工件局部与吸盘磕碰现象，严重影响表面质量。

2、在长时间连续的真空吸附装夹过程中(0.5h以上)，冷却液、粉末状切屑(尤其工件为非金属材料时)渗入到吸盘密封面与工件定位面间微细间隙，冷却液某些成分、微细切屑会在真空吸盘密封面尤其是真空腔外侧边缘富集，形成一定硬度、黏附力极强的堆积物，造成吸盘与工件的局部粘连，在拆卸移动工件时，造成工件表面损伤，而且堆积物较难清理，需要使用专用工具或溶剂。

技术实现要素：

本发明克服了现有技术的不足，为解决传统真空吸盘吸附装夹工件时，因冷却液等混合液体进入真空腔造成工件拆卸时影响工件表面质量和快捷拆卸的问题，本发明提供一种机械加工装夹用真空吸盘的气水分离结构设计，通过该设计将吸盘真空气流通道和冷却液通道隔离，杜绝了冷却液等混合液体进入真空腔。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种机械加工装夹用真空吸盘的气水分离结构，该气水分离结构主要由通气孔、隔水腔以及防渗环组成；所述通气孔设置在所述隔水腔内，所述通气孔与所述隔水腔构成气路，并与吸盘真空腔以及吸盘密封面组合成真空气路；所述防渗环位于吸盘吸附端，与吸盘真空腔具有间隔，形成隔水面。

更进一步的技术方案是还包括防溅环，所述防溅环为位于吸盘外型面下部的突出结构。

更进一步的技术方案是所述气水分离结构位于吸盘真空腔与冷却液接触一侧。

更进一步的技术方案是当所述吸盘真空腔为孔型时，所述气水分离结构布置在吸盘真空腔外侧；当所述吸盘真空腔为环形时，所述气水分离结构布置在所述吸盘真空腔两侧。

更进一步的技术方案是所述通气孔为均布在所述隔水腔内。

更进一步的技术方案是所述通气孔直径不小于2毫米，数量不少于6个。

更进一步的技术方案是所述隔水腔位于吸盘两端，所述隔水腔位于吸附端的宽度和深度不小于2毫米；所述隔水腔位于吸盘后部的深度不小于4毫米。

更进一步的技术方案是所述防渗环端面与吸盘密封面为同一连续型面。

更进一步的技术方案是所述防渗环端面宽度为2至3毫米；所述防渗环的型面轮廓度小于0.01mm。

更进一步的技术方案是当为卧式加工状态时，所述防溅环的突出量不小于5毫米。

与现有技术相比，本发明实施例的有益效果之一是：本发明的真空吸盘通过由通气孔、隔水腔、防渗环、防溅环的巧妙且简单的设计，组成了气水分离结构，彻底杜绝了加工过程中冷却液等混合液体渗入密封面及真空腔的问题，可以直接快速轻巧地以垂直于吸盘密封面的方向拆卸工件，解决了冷却液渗入造成的液膜残余吸附力、液体挥发残留堆积物拆卸时对工件表面质量和快捷拆卸的影响。该气水分离结构适合于平面、异形面等机械加工装夹吸附用真空吸盘。

附图说明

图1为本发明一个实施例的结构示意图。

图2为本发明图1的I部局部放大图。

图3为本发明一个实施例的俯视结构图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

下面结合附图及实施例对本发明的具体实施方式进行详细描述。

如图1至图3所示，根据本发明的一个实施例，本实施例公开一种机械加工装夹用真空吸盘的气水分离结构，通过该结构设计将吸盘真空气流通道和冷却液通道隔离，杜绝了冷却液等混合液体进入真空腔。

具体的，该气水分离结构主要由通气孔5、隔水腔3以及防渗环4组成；将气流通道和冷却液通道隔离，避免了冷却液等混合液体进入真空腔。所述通气孔5设置在所述隔水腔3内，所述通气孔5与所述隔水腔3构成气路，并与吸盘真空腔1以及吸盘密封面2组合成真空气路；所述防渗环4位于吸盘吸附端，与吸盘真空腔具有间隔，形成隔水面。

根据本发明的另一个实施例，作为优选的实施方式，本实施例在上述实施例的基础上，气水分离结构还包括防溅环6。其中，一定直径、一定数量的通气孔5与一定宽度的隔水腔3构成气路，它与吸盘真空腔1、密封面2组合具备了传统真空吸盘的吸附装夹工件的功能；防渗环4为距离真空腔外缘一定距离、一定宽度的隔水面，隔水面与吸盘密封面为同一型面轮廓，作用为防止冷却液从隔水面渗入隔水腔；防溅环6位于吸盘外型面下部的突出结构，作用为防止加工过程中冷却液从吸盘底端流入或飞溅入隔水腔进入通气孔。

具体的，本实施例以最常用的平面真空吸盘为范例进行实施说明，通过一系列的试验，确定了真空吸盘的气水分离结构及其具体参数边界。

其中，通气孔5、隔水腔3与吸盘密封面2、真空腔1组合成真空气路，实现真空吸盘吸附装夹工件的功能；防渗环4、防溅环6组合防止加工过程中冷却液通过隔水腔进入通气孔，由此该气水分离结构实现冷却液与真空气路的隔离，确保冷却液不能进入吸盘密封面。

真空吸盘的气水分离结构及其组成、布置如图1所示，该气水分离结构位于吸盘真空腔与冷却液接触一侧(图示为孔型真空腔布置在外侧，如果为环形真空腔则两侧布置)。

优选的，如图1和2所示，本实施例中通气孔5为均布，功能为气路通道，通气孔直径D不小于Φ2mm、数量不少于6个。

优选的，隔水腔3位于吸盘两端，功能为气路通道、容水。其中隔水腔位于吸附端的宽度B和深度A不小于2mm、其位于吸盘后部的深度不小于4mm。

优选的，防渗环4位于吸盘吸附端，功能为隔水。防渗环的端面宽度C为2～3mm；防渗环端面与吸盘密封面为同一连续型面、型面轮廓度小于0.01mm。

进一步的，防溅环6位于吸盘后部，功能为隔水。防溅环的突出量E根据立卧式加工状态、冷却液压力不同调整设计值：立式加工状态下防溅环突出量可以为零，卧式加工状态下防溅环突出量不小于5mm。优选的，本实施例中防溅环加工空间优选为10mm以上。

本实施例气水分离结构将吸盘真空气流通道和冷却液通道隔离，杜绝了冷却液等混合液体进入真空腔。该结构简单且巧妙，可以直接快速轻巧地以垂直于吸盘密封面的方向拆卸工件，解决了冷却液渗入造成的液膜残余吸附力、液体挥发残留堆积物拆卸时对工件表面质量和快捷拆卸的影响。该气水分离结构适合于平面、异形面等机械加工装夹吸附用真空吸盘。

在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一个实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

尽管这里参照发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。