一种用于玻璃车削、抛光加工的装夹装置的制作方法

1.本发明涉及机械加工设备技术领域，尤其涉及一种用于玻璃车削、抛光加工的装夹装置。


背景技术：

2.对于玻璃而言，尤其是飞机等航空设备上安装的有机玻璃，要求高抗银纹性、高透光率、以及较高的强度和韧性。因此，加工航空有机玻璃零件时装夹方式很重要。传统的玻璃装夹装置一般是利用三爪卡盘直接夹持工件的外圆柱面，这种方式存在几个方面的不合理：1)会引起零件的应力集中、夹伤等，造成航空有机玻璃零件的加工合格率低，容易导致超差报废，装配了应力集中的玻璃的飞机，在飞行过程中随着气流变化，应力释放产生形变，破坏了原有高透光率，存在安全隐患；2)粗车削、精车削加工，以及玻璃两端面镜面抛光工序要先后对零件装夹2-4次，不利于保证装夹定位精度，也降低了生产效率。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够避免造成零件应力集中、夹伤，有利于提高生产效率的用于玻璃车削、抛光加工的装夹装置。
4.为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
5.一种用于玻璃车削、抛光加工的装夹装置，包括旋转体、第一操作杆、抽真空组件和阀件，所述旋转体一端的端面为工件装夹面，另一端与所述抽真空组件连接，所述阀件设于所述旋转体内，所述工件装夹面与所述阀件之间设有第一通道，所述阀件与所述抽真空组件之间设有第二通道，所述第一操作杆为中空结构并伸入所述旋转体内与所述阀件连接，所述阀件具有第一状态以使得所述第一通道与所述第一操作杆的空腔连通；所述阀件还具有第二状态以使得所述第一通道与所述第二通道连通。
6.作为上述技术方案的进一步改进：所述阀件为可转动的球形件，所述球形件内开设有用于连通所述第一通道与所述第一操作杆空腔的第一流道、以及用于连通所述第一通道与所述第二通道的第二流道，所述第二流道经过所述球形件的球心，所述第一流道位于所述第二流道的一侧。
7.作为上述技术方案的进一步改进：所述第二流道的流通面积大于所述第一流道的流通面积。
8.作为上述技术方案的进一步改进：所述第一流道与所述第二流道形成台阶结构，所述第一通道内设有定位件，所述球形件位于所述台阶结构与所述定位件之间，所述定位件与所述球形件接触的部位为球面结构。
9.作为上述技术方案的进一步改进：所述定位件与所述旋转体采用螺纹连接。
10.作为上述技术方案的进一步改进：还包括第二操作杆，所述第二操作杆可伸缩地穿设于所述旋转体中并经过所述第一通道，第二操作杆一端与所述旋转体之间设有第一密封件，另一端设有外锥面，所述旋转体内设有与所述外锥面密封配合的内锥面，所述第二操
作杆位于第一通道和外锥面之间的部分为进气段，所述进气段与所述旋转体之间具有间隙。
11.作为上述技术方案的进一步改进：所述旋转体上设有限位槽，所述第二操作杆靠近所述第一密封件的一端设有限位件，所述限位槽与所述限位件之间设有弹性件。
12.作为上述技术方案的进一步改进：所述工件装夹面外周设有工件定位环。
13.作为上述技术方案的进一步改进：所述工件装夹面上设有第二密封件。
14.作为上述技术方案的进一步改进：所述抽真空组件包括杆式真空发生器、设于旋转体上的旋转接头、以及用于连接杆式真空发生器与旋转接头的连接管，所述第一通道、所述第二通道和所述旋转接头沿所述旋转体的旋转轴心布置。
15.作为上述技术方案的进一步改进：所述抽真空组件与所述旋转体之间连接有抽真空单向阀，所述抽真空单向阀内设有单向流道及多组沿单向流道长度方向间隔布置的瓣膜组件，所述瓣膜组件包括设于所述单向流道一侧的固定瓣膜及设于单向流道另一侧的活动瓣膜，相邻的两组所述瓣膜组件围合形成心形区域。
16.与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的用于玻璃车削、抛光加工的装夹装置，使用时，将旋转体装夹在三爪卡盘上，利用卡爪夹紧，从而实现装置在三爪卡盘上的固定，在机床主轴孔内穿入一根压缩空气软管，联结到装置中的抽真空组件，第一操作杆带动阀件动作，使得阀件由第一状态转换为第二状态，第一通道通过阀件与第二通道连通，而第一通道与第一操作杆的空腔被阀件断开，外界空气无法通过第一操作杆的空腔、阀件进入第一通道。将工件放置于工件装夹面，抽真空组件启动，迅速抽空旋转体与工件之间腔体内的空气，并且产生设定的负压，使得工件紧紧地吸附在工件装夹面上，可以进行工件的车削加工，车削完成后，可以立即进行抛光加工。本发明的用于玻璃车削、抛光加工的装夹装置，由于仅吸附工件的平面，不装夹工件的外圆柱面，不会引起零件的应力集中、夹伤等问题，可靠性好，并且车削加工和抛光加工一次装夹完成，有利于提高装夹定位精度和生产效率。
附图说明
17.图1是本发明实施例一的立体结构示意图。
18.图2是本发明实施例一的侧视结构示意图。
19.图3是本发明实施例一内部的结构示意图。
20.图4是本发明实施例一中的阀件与抽真空组件的立体结构示意图。
21.图5是本发明实施例一中的第二操作杆的剖视结构示意图。
22.图6是本发明实施例二的立体结构示意。
23.图7是本发明实施例二中的抽真空单向阀内部的结构示意图。
24.图中各标号表示：1、旋转体；11、工件装夹面；12、第一通道；13、第二通道；14、第一密封件；15、内锥面；16、限位槽；17、工件定位环；18、第二密封件；2、第一操作杆；3、抽真空组件；31、杆式真空发生器；32、旋转接头；33、连接管；4、阀件；41、第一流道；42、第二流道；5、定位件；6、第二操作杆；61、外锥面；62、进气段；63、限位件；64、弹性件；65、垫片；7、三爪卡盘；8、工件；9、抽真空单向阀；91、单向流道；92、固定瓣膜；93、活动瓣膜。
具体实施方式
25.以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
26.实施例一
27.图1至图5示出了本发明用于玻璃车削、抛光加工的装夹装置的一种实施例，本实施例的用于玻璃车削、抛光加工的装夹装置，包括旋转体1、第一操作杆2、抽真空组件3和阀件4，旋转体1一端的端面为工件装夹面11，另一端与抽真空组件3连接，阀件4设于旋转体1内，工件装夹面11与阀件4之间设有第一通道12，阀件4与抽真空组件3之间设有第二通道13，第一操作杆2为中空结构并伸入旋转体1内与阀件4连接，阀件4具有第一状态以使得第一通道12与第一操作杆2的空腔连通；阀件4还具有第二状态以使得第一通道12与第二通道13连通。优选的，具体参见图2，旋转体1采用t形结构，直径较小的一端装夹于三爪卡盘7上，直径较大的一端用于装夹工件8，本实施例中工件8为航空邮寄玻璃；第一操作杆2位于旋转体1外部的一端可设置为多边形结构(例如四边形、六边形等)，便于借助扳手等工具对第一操作杆2进行操作。
28.该用于玻璃车削、抛光加工的装夹装置，使用时，将旋转体1装夹在三爪卡盘7上，利用卡爪夹紧，从而实现装置在三爪卡盘7上的固定，在机床主轴孔内穿入一根压缩空气软管，联结到装置中的抽真空组件3，第一操作杆2带动阀件4动作，使得阀件4由第一状态转换为第二状态，此时第一通道通12过阀件4与第二通道13连通，而第一通道12与第一操作杆2的空腔被阀件4断开，外界空气无法通过第一操作杆2的空腔、阀件4进入第一通道12。将工件8放置于工件装夹面11，抽真空组件3启动，迅速抽空旋转体1与工件8之间腔体内的空气，并且产生设定的负压，使得工件8紧紧地吸附在工件装夹面11上，可以进行工件8的车削加工，车削完成后，可以立即进行抛光加工。本发明的用于玻璃车削、抛光加工的装夹装置，由于仅吸附工件8的平面，不装夹工件8的外圆柱面，不会引起工件8的应力集中、夹伤等问题，可靠性好，并且车削加工和抛光加工一次装夹完成，有利于提高装夹定位精度和生产效率。
29.进一步地，本实施例中，阀件4为可转动的球形件，球形件内开设有用于连通第一通道12与第一操作杆2空腔的第一流道41、以及用于连通第一通道12与第二通道13的第二流道42，第二流道42经过球形件的球心，第一流道41位于第二流道42的一侧。具体参见图3和图4，当第一操作杆2带动阀件4旋转，由第二状态切换至第一状态时，外界空气可以依次通过第一操作杆2的空腔、第一流道41进入第一通道12，进而破坏工件8与工件装夹面11之间腔体的负压，使得完成加工后的工件8可以从旋转体1上取下。此时，由于第一流道41与第一通道12、第二通道13均未连通，因此第一通道12与第二通道13之间断开；当第一操作杆2带动阀件4旋转一定角度(本实施例中为90
°
)，由第一状态切换至第二状态时，第二流道42将第一通道12与第二通道13连通，抽真空组件3启动可以在工件8背面产生负压。此时由于第一流道41与第一通道12分离，外界空气无法通过第一操作杆2的空腔、第一流道41进入第一通道12。
30.作为优选的实施例，第二流道42的流通面积大于第一流道41的流通面积。由于第二流道42的流通面积或者说孔径较大，可以快速抽真空，从而快速地将工件8装夹固定；而第一流道41的流通面积或者说孔径较小，且外界空气需要经过第一操作杆2的空腔，因此外界空气较为缓慢地进入第一流道41内减少负压，达到吸附力略大于工件8的重力时，作业人员手动将工件8从旋转体1上取出，安全性好，避免工件8意外掉落，适用于少量生产。
31.进一步地，本实施例中，第一流道41与第二流道42形成台阶结构，第一通道12内设有定位件5，球形件位于台阶结构与定位件5之间，定位件5与球形件接触的部位为球面结构。该结构能够有效地将球形件定位于旋转体1内，防止移位，同时不会干涉球形件的旋转，结构简单、可靠。
32.作为优选的实施例，定位件5与旋转体1采用螺纹连接，也即定位件5外圆周面设有外螺纹，旋转体1内设有内螺纹孔，从而实现定位件5与旋转体1螺纹连接，结构简单、可靠，阀件4的拆装维护方便。
33.进一步地，本实施例中，用于玻璃车削、抛光加工的装夹装置还包括第二操作杆6，第二操作杆6可伸缩地穿设于旋转体1中并经过第一通道12，第二操作杆6一端与旋转体1之间设有第一密封件14(第一密封件14例如可以是常用的o型密封圈等，优选的，第一密封件14嵌装于旋转体1内，当然在其他实施例中，也可将第一密封件14套装于第二操作杆6上)，另一端设有外锥面61，旋转体1内设有与外锥面61密封配合的内锥面15，第二操作杆6位于第一通道12和外锥面61之间的部分为进气段62，进气段62与旋转体1之间具有间隙。具体参见图5，此时第二操作杆6与旋转体1之间，一端通过第一密封件14密封，另一端通过外锥面61与内锥面15密封，外界空气无法进入第一通道12内；当工件8完成加工需要从旋转体1上取下时，先消除第一通道12内负压，此时第二操作杆6设有外锥面61的一端从旋转体1中伸出，外锥面61与内锥面15分离，外界空气在压差作用下可以快速地从进气段62与旋转体1之间的间隙进入第一通道12内。相较于采用阀件4控制外界空气进入第一通道12，采用第二操作杆6控制外界空气进入第一通道12，可以快速松开工件8吸附，适用于批量生产，有利于提高生产效率。
34.更进一步地，本实施例中，旋转体1上设有限位槽16，第二操作杆6靠近第一密封件14的一端设有限位件63，限位槽16与限位件63之间设有弹性件64。当第二操作杆6设有外锥面61的一端从旋转体1中伸出时，弹性件64被限位件63压缩，需要再次抽真空时，作业人员放开第二操作杆6，压缩状态的弹性件64复位，利用限位件63带动第二操作杆6复位，外锥面61与内锥面15自动再次紧贴密封，结构简单，使用方便。其中弹性件64例如可以是螺旋弹簧等，并套设于第二操作杆6上，利用第二操作杆6限制弹性件64的形态。弹性件64两端可以配置垫片65，有利于限位件63周向受力均衡。
35.进一步地，本实施例中，工件装夹面11外周设有工件定位环17。通过工件定位环17可以对工件8进行定心，使得工件8与工件装夹面11的中心重合，并在工件8下侧提供一定的支承，防止工件8掉落。优选的工件定位环17为柔性环，例如橡胶环等。
36.进一步地，本实施例中，工件装夹面11上设有第二密封件18。当抽真空组件3抽真空时，第二密封件18受工件8的挤压变形，填充工件装夹面11与工件8之间的间隙，从而形成良好的密封，防止外界空气从二者间隙进入。优选的，第二密封件18采用中空结构，受压后的变形量大，有利于提高密封效果。
37.进一步地，本实施例中，抽真空组件3包括杆式真空发生器31、设于旋转体1上的旋转接头32、以及用于连接杆式真空发生器31与旋转接头32的连接管33，第一通道12、第二通道13和旋转接头32沿旋转体1的旋转轴心布置。该结构在加工过程中，旋转体1带动工件8旋转时，杆式真空发生器31、连接管33及压缩空气软可以保持不转，避免发生缠绕、损坏，结构简单、合理。优选的，旋转接头32与旋转体1采用螺纹连接，且旋转接头32端部与旋转体1之
间通过密封垫密封，密封性好，易于拆装维护；连接管33采用软管。
38.实施例二
39.图6至图7示出了本发明用于玻璃车削、抛光加工的装夹装置的另一种实施例，本实施例的用于玻璃车削、抛光加工的装夹装置与实施例一基本相同，不同之处在于：本实施例的用于玻璃车削、抛光加工的装夹装置，抽真空组件3与旋转体1之间连接有抽真空单向阀9，抽真空单向阀9内设有单向流道91及多组沿单向流道91长度方向间隔布置的瓣膜组件，瓣膜组件包括设于单向流道91一侧的固定瓣膜92及设于单向流道91另一侧的活动瓣膜93，相邻的两组瓣膜组件围合形成心形区域。
40.具体参见图7，当抽真空组件3抽真空时，旋转体1与工件8之间腔体内的空气可以将活动瓣膜93冲开，从而自左向右流动，并且流动过程中由于流通面积逐渐减少，因此流动速度加快，有利于提高抽气的速度；当旋转体1与工件8之间腔体的真空度达到设定值后，外部环境中的空气如果要自右向左流动进入旋转体1内，会冲击活动瓣膜93，使活动瓣膜93紧贴固定瓣膜92紧贴，单向流道91被自动关闭，阻止空气流入，使得旋转体1与工件8之间腔体能够可靠地长时间保持在设定的真空度，工件不会在切削力作用下从装夹处掉落，避免了依靠抽真空组件3频繁启动来实现保压的问题。相较于传统的弹簧、钢球结合锥面的单向阀，本实施例的抽真空单向阀9不需要周期性地进行维护、保养工作，使用更便利。优选的，活动瓣膜93、固定瓣膜92及阀体均为柔性聚氨酯材质，密封性能好，使用寿命长。
41.虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。