[发明专利]变直径薄壁塑料内胆真空吸附夹具

说明书

本发明变直径薄壁塑料内胆真空吸附夹具，考虑了薄壁塑料内胆二次加工时对装夹位置精度和圆度的要求，在保证内胆圆度的同时提高了装夹精度。本发明所述的真空吸附夹具主要特征为：三个圆周均匀布置的真空吸附V型块安装在三个同步液压缸上，三个真空吸附V型块上均匀布置吸附小圆盘。针对不同直径的薄壁塑料内胆，当同步液压缸运动，真空吸附V型块夹紧时，每个真空吸附V型块上总有两组吸附小圆盘与内胆外壁紧密贴合，同时关闭其它未贴合的吸附小圆盘，吸附小圆盘共用一个真空管路，在真空泵抽真空后，吸附力均匀分布在每个小圆盘上，由于真空吸附V型块呈圆周均匀分布，圆盘吸附力相互抵消，内胆不会因夹紧力不均匀引起夹紧变形。

技术领域

本发明涉及大长径比、大容量薄壁塑料内胆生产加工领域，具体涉及变直径薄壁塑料内胆真空吸附夹具。

技术背景

薄壁圆筒类零件指直径与壁厚比SDR达到50，甚至更大。塑料薄壁圆筒类工件变形一直是机械加工的工艺难题。典型塑料薄壁内胆零件如大容量Ⅳ型储氢瓶，其内径一般大于500mm，内胆壁厚设计厚度小于8mm，SDR高达62.5，而且内胆焊接有较高的形位公差要求，不能影响内胆纤维缠绕。影响大容量薄壁塑料内胆装夹精度的主要因素为受力因素，由于工件壁薄，在外力的作用下很容易产生局部变形，尤其是在夹紧力分布不均时，变形将更加明显。真空吸附夹具的原理是利用对夹具的密闭腔抽真空后，工件与夹具之间产生的大气负压将零件紧紧的吸附在夹具体上，使其受到均匀分布载荷的夹紧力，大大减小了工件因夹紧力造成的变形，可以较好的提高零件的加工精度和表面粗糙度

因此，针对薄壁塑料内胆装夹变形这一技术难题，研制一款快速装夹、自动定心效果好，保证薄壁塑料内胆装夹时的圆度、保证薄壁、超长内胆加工时的同轴度、针对不同直径的薄壁塑料内胆，研发通用型好的变直径薄壁塑料内胆真空吸附夹具迫在眉睫。

现有的管材夹具结构各式各样，其中专利CN202020713844.1使用了齿轮齿条与夹板结构，装置夹持力不均匀，管材易变形；专利CN202020550157.2、CN201910870156.8和CN201720444938.1使用了弧形夹块和防滑垫，增强了装夹稳定性，但未解决管材自动定心与夹紧变形问题；专利CN202011080872.5应用了三爪卡盘结构，将卡爪换成了弧形夹块，但卡盘结构过于笨重，不适宜大直径管材装夹；专利CN201821101762、CN201920454142.3分别使用了4个和6个弧形夹块，提高了夹持接触面积，但未解决管材变形问题；专利CN201921815338.7、专利CN200620200808.5使用V型块夹具，可实现自动定心，但接触面积过小，容易夹紧变形；专利CN202021609599.6使用了变径涨紧装置，能实现变直径管材装夹，但由于在管材内部夹持，不适合内胆封闭结构装夹。

发明内容

本发明以薄壁塑料内胆为对象，设计了变直径薄壁塑料内胆真空吸附夹具，解决了薄壁塑料内胆因夹紧力不均匀引起的夹紧变形问题，相比于原有薄壁管材夹具结构，拟实现机构简单、自动定心、变直径装夹，夹紧力均匀分布等要求，从而提高薄壁塑料内胆装夹的圆度和同轴度，为薄壁塑料内胆后续加工提供了可靠保障。

本发明提出的技术方案是：变直径薄壁塑料内胆真空吸附夹具，主要特征为：三个真空吸附V型块呈圆周布置，三个真空吸附V型块中心线夹角为120°，等分圆周；三个真空吸附V型块上均匀分布吸附小圆盘，三个真空吸附V型块向内胆中心运动，吸附小圆盘与内胆外壁相切，真空吸附V型块继续运动直到吸附小圆盘与内胆外壁紧密贴合，此时真空吸附V型块停止运动，吸附小圆盘抽真空后与内胆外壁形成大气负压，将内胆紧紧的吸附在V型块夹具体上，使其受到均匀分布载荷的夹紧力，完成对薄壁塑料内胆的装夹。

所述真空吸附V型块布置在三个同步液压缸上，三个同步液压缸呈圆周均匀分布，同步液压缸的伸缩运动实现三个真空吸附V型块的同步夹紧与松开。三个同步液压缸共用一个液压油路，由一个驱动液压缸驱动，实现同步运动。