[发明专利]一种用于薄板铣削夹持固定的真空吸附系统及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于薄板铣削夹持固定的真空吸附系统及其使用方法，它适用于铝合金、铝锂合金等金属材料薄板的铣削加工，属于机械加工技术领域。

背景技术

为了满足安全、经济、舒适、环保的综合要求，新型商用飞机在机体材料和结构的选择上，一方面选用铝合金、铝锂合金等密度小、比强度高的轻质材料，另一方面大量采用多台阶薄壁结构，如机头、中后机身蒙皮等，通过对蒙皮壁板局部减薄，形成多台阶薄壁结构，可使蒙皮壁板重量减轻40%以上。

对于多台阶薄壁蒙皮壁板，传统上采用化学铣切的方法进行加工，即将金属材料要加工的部位暴露于化学介质中进行腐蚀，从而获得零件所需的形状和尺寸。但由于存在零件尺寸和厚度精度难以控制，零件疲劳性能降低，加工效率低，污染环境等问题，化学铣切正成为逐步被淘汰的落后工艺，机械铣削越来越受到重视。

由于铝合金、铝锂合金多台阶薄壁蒙皮壁板质量轻，板厚小，属于弱刚性零件，在机械铣削加工过程中，极容易发生加工变形，从而影响加工精度和零件质量。其中，工件的装夹变形是首先要解决的问题，而传统的铣床夹具并不能很好地解决这个问题。

本发明基于真空技术，利用真空泵对由平台、底座、管路、零件等形成的封闭系统进行抽气，从而在系统内部形成一个低于大气压力的气体状态，利用其与大气环境之间的压力差，将放置于平台上的薄板零件紧密、均匀的吸附。利用压板或其它方式，将吸附好的零件同整个真空吸附平台一起固定在铣床的工作台上，然后进行铣削。该真空吸附系统的利用，较好得解决了工件的装夹变形问题，改善了零件的加工精度，提高了加工质量。

发明内容

1、目的：针对传统铣床夹具不能很好地解决薄板铣削加工中工件装夹变形的问题，本发明的目的是提供一种用于薄板铣削夹持固定的真空吸附系统及其使用方法，拟通过将薄板零件均匀地吸附固定在真空吸附平台上，较好地解决工件的装夹变形问题，从而改善零件的铣削加工精度，提高零件的加工质量。

2、技术方案：

1）本发明一种用于薄板铣削夹持固定的真空吸附系统，包括真空平台、底座、橡胶密封条、管路、数显真空计、真空泵等部分。它们之间的位置连接关系是：真空平台位于底座的上面，橡胶密封条放置于底座和真空平台上的密封槽中，管路由螺纹气嘴、四氟管、卡套、三通接头、螺纹连接头组成，它将底座、数显真空计、真空泵连接起来。

所述真空平台是由一块厚铝板加工而成，材料牌号为6061-T6。真空平台整体形状为倒凹字形，便于与底座（凸字形）之间的安装定位。真空平台顶面是一系列纵横交叉的密封槽，槽与槽之间是一个个凸台，在每个凸台的四个角上分别是一个小凸台。这样设计的目的是为了保证真空平台的顶面与板料底面能有较多的接触面积，起到更好的支撑作用，减小零件的刚性变形。在若干凸台中间是一个气孔，气孔与密封槽之间是相通的，抽气时，板料与真空平台之间的气体从气孔流出。真空平台的四个角上分别是一个沉头螺纹孔，用于真空平台和底座之间的螺钉连接。

所述底座是由一块厚铝板加工而成，材料牌号为6061-T6。底座整体形状为凸字形，便于与真空平台之间的安装定位。在凸台顶面靠近边缘处，是一圈密封槽，用于真空平台与底座之间的密封。凸台顶面是“几”字形的抽气槽，槽的位置与真空平台上气孔的位置相对，形成整个的气流通道。同时，“几”字形的设计一方面保证了底座的刚性，另一方面加强了对真空平台的支撑作用，提高了真空平台的刚性。在“几”字形槽的末端是一个螺纹抽气孔。底座的四个角上分别是一个螺纹孔，用于底座和真空平台之间的螺钉连接。

所述橡胶密封条，主要用于真空平台与底座之间以及板料与真空平台之间的密封。对于真空平台与底座之间的密封，先把密封条放置于底座上的密封槽中，再将两部分安装起来。对于板料与真空平台之间的密封，根据板料的尺寸，确定板料的放置位置和密封区域的大小，密封区域应略小于板料的尺寸，然后在相应的密封槽中放入密封条，将板料放在密封区域之上。工作时，密封条受到真空平台和板料的挤压，将被压入密封槽中，产生一定的压缩量，从而发挥密封作用。

所述管路由螺纹气嘴、四氟管、卡套、三通接头、螺纹连接头组成，它们按序相互连接。真空系统的管路要求具有良好的密封性能，同时，由于管路的内部压力低于环境压力，管路还必须具有一定的刚性。本发明选择的四氟管为聚四氟乙烯材料制作，满足上述要求。三通接头是卡套式，通过四氟管分别连接螺纹气嘴、螺纹连接头、数显真空计的电阻规。螺纹气嘴由不锈钢材料加工而成，一端具有外螺纹结构，拧入底座上的螺纹抽气孔。螺纹连接头连接真空泵上的进气口。