薄板类零件真空吸附工装及薄板类零件数控加工装夹方法技术

本发明专利技术公开了薄板类零件真空吸附工装及薄板类零件数控加工装夹方法，真空吸附工装包括抽真空单元、气压监控单元和至少一个真空吸附模块；至少一个真空吸附模块拼接使用并且所述真空吸附模块一端的抽气孔与抽真空单元相连且另一端的抽气孔与气压监控单元相连，气压监控单元与抽真空单元电连接。薄板类零件数控加工装夹方法采用上述薄板类零件真空吸附工装进行薄板类零件的数控加工装夹。本发明专利技术的薄板类零件真空吸附工装及薄板类零件数控加工装夹方法能满足飞机结构件大尺寸薄板的零件装夹要求，局部吸附到位且操作效率高，装夹操作便捷以及装夹状态稳定可靠，能够实现大尺寸薄板零件稳定可靠装夹。

【技术实现步骤摘要】
薄板类零件真空吸附工装及薄板类零件数控加工装夹方法
本专利技术属于数控加工领域，更具体地讲，涉及一种薄板类零件真空吸附工装及薄板类零件数控加工装夹方法。
技术介绍
在飞机结构件数控加工过程中，需要使用工装实现零件可靠的定位装夹，从而保证零件加工质量，对于薄板类飞机结构件，例如蒙皮、壁板等零件，由于零件厚度薄、尺寸大，如果仅使用压板压紧端头的方式会导致薄板类零件存在部分区域翘起的现象，因此对于大尺寸的薄板零件，需要使用真空吸附工装，利用气压产生对薄板的压紧力，实现薄板下表面与工装上表面贴合。真空吸附工装是在工装平台上开设密封槽、抽气孔，在密封槽内铺设密封条，使用真空泵通过抽气孔抽出零件、工装平台和密封条形成空腔内的空气，形成负压状态，在空气压力作用下零件贴紧工装。但是对于尺寸较大的薄板类零件，例如长度大于2000mm、宽度大于2000mm的蒙皮薄板零件，密封腔的面积大，存在真空状态受切削振动等因素影响易泄漏的问题，而且大尺寸薄板零件的刚性弱，存在真空吸附压力不均衡的问题，产生局部鼓包(零件和工装未贴合)现象。而且部分大尺寸薄板零件具有曲率，装夹时需要先展平再吸附装夹，由于零件本身弹性回复以及内部应力的影响，零件局部吸附不到位的现象更为明显。真空吸附工装上的密封条是操作人员手工铺设，对于大尺寸零件，铺设密封条的劳动量大。目前密封条主要为圆形截面橡胶材料的密封条，圆形密封条曲率表面与零件下表面贴合度不足，容易导致负压损失，而且圆形密封条容易从密封槽内脱落。圆形密封条受真空吸附压力的作用弹性变形，当真空吸附压力较大时，密封条会产生一定程度的塑性变形，形状无法弹性回复，多次使用后密封条和零件贴合度变差，导致气密性不足。由于现有工装不能满足飞机结构件大尺寸薄板零件装夹要求，存在局部吸附不到位、操作效率低等问题，亟需开发用于大尺寸薄板零件的真空吸附工装，实现装夹操作便捷以及装夹状态稳定可靠。
技术实现思路
由于现有工装不能满足飞机结构件大尺寸薄板零件需求，存在局部吸附不到位、操作效率低等问题，本专利技术提出了一种薄板类零件真空吸附工装及薄板类零件数控加工装夹方法，实现了大尺寸薄板零件稳定可靠装夹。本专利技术的一方面提供了一种薄板类零件真空吸附工装，所述真空吸附工装包括抽真空单元、气压监控单元、压板组件和至少一个真空吸附模块；真空吸附模块包括工装基体和设置在工装基体的工作面上的密封组件，工装基体中设置有真空腔且真空腔的两端设置有抽气孔，密封组件包括密封槽和铺设在密封槽中的密封条并且所述密封槽围成密封区域，工装基体的工作面上每个密封区域内还设置有若干个与真空腔连通的接触阀，所述接触阀在无下压作用时关闭连通且在受到下压作用时开启连通；所述至少一个真空吸附模块拼接使用并且所述真空吸附模块一端的抽气孔与抽真空单元相连且另一端的抽气孔与气压监控单元相连，气压监控单元与抽真空单元电连接；所述压板组件设置在所述至少一个真空吸附模块的两侧以辅助装夹薄板类零件。根据本专利技术薄板类零件真空吸附工装的一个实施例，所述真空腔由设置在工装基体的非工作面上的盖板以及盖板与工装基体之间的密封圈密封形成密封腔体；所述真空吸附工装还包括压块组件，所述压块组件在需要时压覆在薄板类零件上。根据本专利技术薄板类零件真空吸附工装的一个实施例，所述抽真空单元包括真空泵、主管路、支管路和管路阀，真空泵与主管路连接，主管路通过管路阀与支管路连接，各真空吸附模块一端的抽气孔分别通过支管路并联连接到主管路。根据本专利技术薄板类零件真空吸附工装的一个实施例，所述气压监控单元包括气压传感器、气压记录仪和管路阀控制器，真空吸附模块另一端的抽气孔分别通过气压传感器与气压记录仪和管路阀控制器相连，所述管路阀控制器与各管路阀电连接。根据本专利技术薄板类零件真空吸附工装的一个实施例，所述接触阀包括触发体、阀体、支撑体、活塞体和弹簧，阀体通过密封圈与工装基体密封连接，触发体和阀体上均设置有通气孔，支撑体固定连接在阀体上并与触发体内部的导向孔间隙配合，触发体上固定连接有活塞体，活塞体与支撑体之间安装弹簧并且活塞体与阀体间隙配合，其中，当薄板类零件未与触发体接触时，活塞体在弹簧作用与阀体接触，接触阀关闭，当薄板类零件与触发体接触后，触发体下移并带动活塞体下移与阀体分离，接触阀开启。根据本专利技术薄板类零件真空吸附工装的一个实施例，所述密封条设置有贴合结构、偏向结构和空腔，所述贴合结构设置在密封条的上部双侧并且能够在受压后与薄板类零件的下表面贴合；所述偏向结构设置在密封条的下部双侧，偏向结构下侧与竖直方向的角度小于偏向结构上侧与竖直方向的角度，其中，所述密封条还包括能够压入密封槽的T型转角中的T型转接密封条和拐角中的拐角转接密封条。根据本专利技术薄板类零件真空吸附工装的一个实施例，所述真空吸附工装还包括与密封条安装相匹配的密封条铺设装置，所述密封条铺设装置包括外壳、控制手柄、电机、缠线轮、过线轮、剪断器、主动轮、压线轮、从动轮、导向臂和支架；控制手柄安装在外壳上并与电机电连接，缠线轮、过线轮和从动轮分别通过轴承安装在外壳上并且能够自由转动，电机通过齿轮传动驱动缠线轮转动；支架设置在外壳上，导向臂设置在支架中部并朝外伸出，主动轮和压线轮通过轴承安装在支架上并且能够自由转动，电机通过带传动驱动主动轮转动；剪断器包括穿线座和剪断刀，穿线座设置在外壳上，剪断刀设置有梯形和三角形组合形成的刀刃并且通过导向柱和弹簧与穿线座连接，剪断刀受力后朝向穿线座运动并剪断从穿线器穿过的密封条；其中，未使用的密封条缠绕在缠线轮上储存，密封条的一端通过过线轮引导方向并穿过穿线座后通过压线轮压在主动轮上。本专利技术的另一方面提供了一种薄板类零件数控加工装夹方法，采用上述薄板类零件真空吸附工装进行薄板类零件的数控加工装夹，所述方法包括以下步骤：第一步：根据零件尺寸选用至少一个真空吸附模块以及两侧的压板组件，拼接形成真空吸附工装；第二步：分别将各真空吸附模块一端的抽气孔连接抽真空单元并将另一端的抽气孔连接气压监控单元，将气压监控单元与抽真空单元电连接；第三步：在各真空吸附模块的工装基体的工作面上铺设密封条；第四步：将薄板类零件悬挂在真空吸附工装上并使用一侧压板组件压紧薄板类零件的一个侧边，对于有曲率的薄板零件同时使用压块组件对薄板类零件施加压力进行展平，控制抽真空单元的开关状态并通过气压监控单元检测各真空吸附模块种真空腔的压强，对薄板零件进行真空吸附并展平，最后使用另一侧压板组件压紧薄板类零件的另一个侧边完成装夹。根据本专利技术薄板类零件数控加工装夹方法的一个实施例，在第三步中，分别选用T型转接密封条和拐角转接密封条铺设在密封槽的T型转角和拐角处，使用密封条铺设装置将直线密封条铺设在密封槽内并将接口处连接，其中，使用密封条铺设装置进行密封条的铺设时，控制电机驱动主动轮和缠线轮转动，将导向臂放置在密封槽内保证密封条铺设装置沿密封槽运动，主动轮转动将密封条压在密封槽内实现密封条铺设，在转角处将密封条剪断并与T型转接密封条或拐角转接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄板类零件真空吸附工装，其特征在于，所述真空吸附工装包括抽真空单元、气压监控单元、压板组件和至少一个真空吸附模块；/n真空吸附模块包括工装基体和设置在工装基体的工作面上的密封组件，工装基体中设置有真空腔且真空腔的两端设置有抽气孔，密封组件包括密封槽和铺设在密封槽中的密封条并且所述密封槽围成密封区域，工装基体的工作面上每个密封区域内还设置有若干个与真空腔连通的接触阀，所述接触阀在无下压作用时关闭连通且在受到下压作用时开启连通；/n所述至少一个真空吸附模块拼接使用并且所述真空吸附模块一端的抽气孔与抽真空单元相连且另一端的抽气孔与气压监控单元相连，气压监控单元与抽真空单元电连接；所述压板组件设置在所述至少一个真空吸附模块的两侧以辅助装夹薄板类零件。/n

【技术特征摘要】
1.一种薄板类零件真空吸附工装，其特征在于，所述真空吸附工装包括抽真空单元、气压监控单元、压板组件和至少一个真空吸附模块；
真空吸附模块包括工装基体和设置在工装基体的工作面上的密封组件，工装基体中设置有真空腔且真空腔的两端设置有抽气孔，密封组件包括密封槽和铺设在密封槽中的密封条并且所述密封槽围成密封区域，工装基体的工作面上每个密封区域内还设置有若干个与真空腔连通的接触阀，所述接触阀在无下压作用时关闭连通且在受到下压作用时开启连通；
所述至少一个真空吸附模块拼接使用并且所述真空吸附模块一端的抽气孔与抽真空单元相连且另一端的抽气孔与气压监控单元相连，气压监控单元与抽真空单元电连接；所述压板组件设置在所述至少一个真空吸附模块的两侧以辅助装夹薄板类零件。


2.根据权利要求1所述的薄板类零件真空吸附工装，其特征在于，所述真空腔由设置在工装基体的非工作面上的盖板以及盖板与工装基体之间的密封圈密封形成密封腔体；所述真空吸附工装还包括压块组件，所述压块组件在需要时压覆在薄板类零件上。


3.根据权利要求1所述的薄板类零件真空吸附工装，其特征在于，所述抽真空单元包括真空泵、主管路、支管路和管路阀，真空泵与主管路连接，主管路通过管路阀与支管路连接，各真空吸附模块一端的抽气孔分别通过支管路并联连接到主管路。


4.根据权利要求3所述的薄板类零件真空吸附工装，其特征在于，所述气压监控单元包括气压传感器、气压记录仪和管路阀控制器，真空吸附模块另一端的抽气孔分别通过气压传感器与气压记录仪和管路阀控制器相连，所述管路阀控制器与各管路阀电连接。


5.根据权利要求1所述的薄板类零件真空吸附工装，其特征在于，所述接触阀包括触发体、阀体、支撑体、活塞体和弹簧，阀体通过密封圈与工装基体密封连接，触发体和阀体上均设置有通气孔，支撑体固定连接在阀体上并与触发体内部的导向孔间隙配合，触发体上固定连接有活塞体，活塞体与支撑体之间安装弹簧并且活塞体与阀体间隙配合，其中，当薄板类零件未与触发体接触时，活塞体在弹簧作用与阀体接触，接触阀关闭，当薄板类零件与触发体接触后，触发体下移并带动活塞体下移与阀体分离，接触阀开启。


6.根据权利要求1所述的薄板类零件真空吸附工装，其特征在于，所述密封条设置有贴合结构、偏向结构和空腔，所述贴合结构设置在密封条的上部双侧并且能够在受压后与薄板类零件的下表面贴合；所述偏向结构设置在密封条的下部双侧，偏向结构下侧与竖直方向的角度小于偏向结构上侧与竖直方向的角度，其中，所述密封条还包括能够压入密封槽的T型转角中的T型转接密封条和拐角中的拐角转接密封条。


7.根据权利要求6所述的薄板类零件真空吸附工装，其特征在于，所述真空吸附工装还包括与密封条安装相匹配的密封条铺设装置，所述密封条铺设装置包括外壳、控制手柄、电机、缠线...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘大炜，宋智勇，姜振喜，李卫东，宋戈，孙超，王伟，赵中刚，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51