模塊磁力真空吸盤裝置設(shè)計(jì)

■ 航空工業(yè)航宇救生裝備有限公司 （湖北襄陽(yáng) 441003） 姚 遠(yuǎn) 胡 煒 陳永峰

對(duì)于外形復(fù)雜、有異形孔以及含有通腔、通孔的大型薄板類零件，采用現(xiàn)有吸盤、專用氣動(dòng)夾具，費(fèi)用昂貴，且需種類較多。圓形吸盤只能用在生產(chǎn)線的零件轉(zhuǎn)運(yùn)以及機(jī)械手臂上，不能用于機(jī)械加工中的零件裝夾。為此筆者設(shè)計(jì)并制造出了模塊磁力真空吸盤裝置，使用該裝置可實(shí)現(xiàn)對(duì)大型薄板類零件的快速裝卸，大幅提高零件加工效率。

1. 設(shè)計(jì)思路

設(shè)計(jì)初期考慮用機(jī)械緊固式吸盤，即將吸盤用機(jī)械方式固定在工作臺(tái)上，但是由于布置工作臺(tái)過程繁瑣，調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)，沒有采用。鑒于此，決定采用磁力和真空吸盤相結(jié)合，即采用真空吸盤固定零件，達(dá)到快速裝卸零件的目的，將真空吸盤固定在磁鐵上，實(shí)現(xiàn)快速布置于工作臺(tái)上的效果。同時(shí)針對(duì)不同規(guī)格吸盤，配以相應(yīng)規(guī)格的吸盤主體，制作成不同系列，以適應(yīng)不同形狀的零件，實(shí)現(xiàn)模塊化，即所設(shè)計(jì)的模塊磁力真空吸盤裝置。根據(jù)其特點(diǎn)，總體設(shè)計(jì)思路是：①磁力和吸盤相結(jié)合的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易組裝。②控制磁力開關(guān)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要求簡(jiǎn)單，易操作。③模塊部分單獨(dú)使用和組合使用線路設(shè)計(jì)。④外部電路及配件設(shè)計(jì)。

2. 模塊磁力真空吸盤裝置

經(jīng)多次改進(jìn)，設(shè)計(jì)制造出的模塊磁力真空吸盤裝置彌補(bǔ)了現(xiàn)有平板式吸盤不能用在含通孔、通腔的大型薄板類零件的不足，以及擺脫磁力吸盤不能吸附有色金屬和非金屬的裝夾限制，不但適用于平板裝夾，也能對(duì)規(guī)矩的彎板零件進(jìn)行裝夾。

（1）裝置介紹 模塊磁力真空吸盤裝置，由磁力真空吸盤單元、真空發(fā)生器、真空表、壓力報(bào)警器、空氣過濾器、氣閥快卸接嘴和氣管組成，如圖1和圖2所示。

圖1 模塊磁力真空吸盤裝置橫向剖視

圖2 模塊磁力真空吸盤裝置縱向剖視

磁力真空吸盤單元是用鎖緊螺釘把吸盤安裝在吸盤主體上，再用固定螺釘與切割磁力片和導(dǎo)磁體固定并粘結(jié)，旋鈕與磁芯粘結(jié)在一起，裝入導(dǎo)磁體的孔中，旋入鎖緊螺釘進(jìn)行限位。吸盤在吸附作用下，工件緊貼吸盤主體的上端面，固定壓緊工件。

磁芯為徑向上磁，當(dāng)磁芯與N極和S極豎直相對(duì)時(shí)，如圖2所示，磁力線各自成回路，導(dǎo)磁體的下端面不產(chǎn)生磁力，裝置在非工作狀態(tài)下。當(dāng)磁芯與N極和S極水平相對(duì)時(shí)，如圖3所示，磁力線與工作臺(tái)形成回路，吸附到工作臺(tái)面上，此時(shí)裝置處于工作狀態(tài)。

圖3 模塊磁力真空吸盤裝置工作狀態(tài)

該裝置還支持利用多個(gè)磁力真空吸盤單元同時(shí)對(duì)薄板型零件進(jìn)行固定，實(shí)現(xiàn)了模塊化的設(shè)計(jì)構(gòu)想。

（2）工作原理 如圖4所示，模塊磁力真空吸盤單元一端面安裝真空吸盤，另一端面安裝有磁芯，當(dāng)它產(chǎn)生磁力的一端吸附在工作臺(tái)上，另一端產(chǎn)生真空后，吸緊放置磁力真空吸盤單元上端面的零件。真空吸盤單元的一端加工有臺(tái)階孔，另一端有垂直于軸線的孔，臺(tái)階孔一端由空心固定螺釘緊固真空吸盤，同時(shí)起緊固和通氣作用，另一端的垂直孔內(nèi)裝入磁芯，通過轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕控制磁力方向。利用磁力真空吸盤單元中的磁力吸盤快速布置吸盤單元在機(jī)床面上的位置，用管路進(jìn)行串并聯(lián)連接，再連接真空發(fā)生器、真空表、壓力報(bào)警器、空氣過濾器、氣閥和泄壓閥，真空發(fā)生器產(chǎn)生真空，吸盤開始吸附零件。真空值在規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)，報(bào)警器處于停止工作狀態(tài)，開始加工；當(dāng)真空值低于下限值時(shí)，報(bào)警器報(bào)警，提示真空吸盤吸附力不足，應(yīng)停止加工。

圖4 模塊磁力真空吸盤裝置工作原理

模塊磁力真空吸盤單元，利用磁力特性可放置在機(jī)床（加工中心、數(shù)控機(jī)床、鏜床、銑床和鉆床）的任意位置，依靠真空吸盤吸附工件，并且可將多個(gè)模塊磁力真空吸盤單元同時(shí)使用，即可根據(jù)材料面積的大小增加或減少真空吸盤單元數(shù)量，根據(jù)孔、通腔確定真空吸盤單元擺放位置。

（3）裝置特點(diǎn) ①實(shí)現(xiàn)了對(duì)各種薄板類零件的快速裝夾，包括含有通腔、異形腔和通孔的薄板類零件。②裝置中的各個(gè)模塊可以根據(jù)零件大小和形狀，任意擺放，具有單獨(dú)使用和組合使用兩種工作方式。③可裝夾多種材料（黑色金屬、有色金屬和非金屬）的薄板類零件。④利用磁力特性可放置在機(jī)床的任意位置。

3. 結(jié)語(yǔ)

模塊磁力真空吸盤裝置，解決了大型薄板類零件的裝夾問題，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)大型薄板類零件快速裝夾的空白，已獲得國(guó)家實(shí)用新型專利。該裝置簡(jiǎn)單實(shí)用，應(yīng)用面廣，特別適用于對(duì)大型易變形薄板類和薄壁類零件的裝夾?？蓱?yīng)用于船舶、航空航天領(lǐng)域，具有很高的推廣價(jià)值。

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