[发明专利]单缸双锁型气动真空柔性夹具

说明书

单缸双锁型气动真空柔性夹具，包括基座、多个弹簧支撑定位单元及用于对弹簧支撑定位单元进行锁紧的气动锁紧机构，弹簧支撑定位单元安装在基座上，气动锁紧机构安装在基座上，且位于两个弹簧支撑定位单元之间，两个弹簧支撑定位单元共用一个气动锁紧机构，通过吸盘对薄壁件进行真空吸附并通过气动锁紧机构牢固锁紧，以实现工件的稳定可靠夹持；吸盘可自动贴紧工件表面，对曲面形状具有自适应性；采用该夹具可实现任意曲面的快速装夹定位，有效缩短零件安装工时，同时控制薄壁零件的加工变形，进而保证加工质量。

技术领域

本发明涉及零件装夹技术领域，尤其涉及一种单缸双锁型气动真空柔性夹具。

背景技术

在航空、航天和汽车等领域中有很多零件是具有复杂曲面形状的薄壁件，由于薄壁件刚度差、易变形，加工质量难以保证，常用的加工方法多采用专用工装，设计与工件曲面形状一致的专用工装使夹具表面与工件表面贴合，零件形状改变则工装夹具随之改变，对于小批量或者单件加工而言，由于零件形状各异导致与之配套的夹具数量和种类繁多，因而夹具制造成本高、生产周期长，不能满足实际生产的需求。

现有用于薄壁曲面零件柔性定位工装以西班牙M. Torres公司推出的TORRESTOOL柔性夹具系统最具代表性，TORRESTOOL柔性夹具系统是基于曲面多点成形技术，采用模块化阵列式结构，然而该柔性夹具的支撑定位杆结构复杂，调整机构数量多，且每一调整机构需要一台控制电机，电机数量多，进而导致该夹具控制难度大，夹具造价昂贵。

目前还有组合式柔性夹具，组合式柔性夹具包括电动柔性多点支撑夹具和薄壁手动型调整夹具，这些夹具可根据零部件的形状调整支撑位置，电动调整方式结构复杂、造价高，手动调整方式则速度慢、定位精度差，且需要专门的高度测量器材。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种单缸双锁型气动真空柔性夹具，以解决上述背景技术中的缺点。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

单缸双锁型气动真空柔性夹具，包括基座、多个弹簧支撑定位单元及用于对弹簧支撑定位单元进行锁紧的气动锁紧机构，弹簧支撑定位单元安装在基座上，气动锁紧机构安装在基座上，且位于两个弹簧支撑定位单元之间；弹簧支撑定位单元中，弹簧支撑定位单元通过固定套安装在基座上，固定套上开有用于安装导向块的凹槽，在固定套上方与导向块安装槽对面的位置开有用于安装锁紧块的矩形锁紧孔；伸缩筒安装在固定套内，伸缩筒在固定套内轴向移动，伸缩筒内设置有伸缩筒导向槽，伸缩筒导向槽与导向块共同作用，以限制伸缩筒仅能轴向移动不能转动，伸缩筒的伸缩动力来源于安装在伸缩筒内部的弹簧，弹簧导向柱限制弹簧的变形方向，伸缩筒上端安装有球头座，球头座内设置有通气孔，通气孔一端与真空管连接，另一端与球头固定螺栓内的轴向通孔连通；弹簧导向柱设置在固定套内孔下端，并安装在挡片上，弹簧套在弹簧导向柱上，且弹簧一端与弹簧导向柱的轴肩接触，一端与球头座接触，用于对弹簧支撑定位单元进行弹性支撑，未放工件时，靠弹簧的作用，伸缩筒处于上极限位置；放上工件后，由于弹簧被压缩，伸缩筒随工件曲面的形状可在一定范围内自动调整；球头上下两端对称各切去一部分，固定螺栓与球头座螺纹连接，轴向固定球头，球头座与球头通过球型腔连接；球头座上部安装有托盘，托盘上安装有承载盘与吸盘，承载盘、吸盘与球头构成球面副，球面副相对球头可在一定范围内自由摆动；承载盘上设置有三个以上的支撑点，每个吸盘对应一个真空开关，每个真空开关对应一个真空管，真空开关打开时，真空管对吸盘抽真空形成负压，以吸住工件表面；气动锁紧机构中，气缸座安装在基座上，气缸安装在气缸座上方，锥块的两侧均为斜楔面，气缸活塞通过斜楔面与锥块连接，锁紧块上安装有弹簧片、滚轮与销轴，滚轮与锥块组成线高副接触，锁紧块与气缸座构成移动副，利用弹簧片回位。

在本发明中，弹簧支撑定位单元按M行×N阵列分布在基座上。

在本发明中，伸缩筒外径与固定套内径尺寸相同。