一种用于薄壁球壳类微小构件装夹的真空吸附夹具及吸附方法技术

一种用于薄壁球壳类微小构件装夹的真空吸附夹具及吸附方法，涉及薄壁球壳类微小构件装夹技术领域。针对在薄壁球壳类微小构件全表面均布微坑结构加工过程中，存在现有装夹方式因操作困难、控制部件较为复杂，致使球壳变形较大、重复定位精度较低等问题而提出的。技术要点：真空吸头与真空吸附夹具主体的吸附端密封可拆卸连接，真空吸附夹具主体上沿其轴向的真空腔沿连接端至吸附端孔径变小；真空腔作为主气源通道，真空吸附夹具主体上开有与真空腔连通的副气源接口。采用真空吸附夹具吸附薄壁球壳类微小构件时，对吸头的具体结构形状及真空负压的大小进行计算校核。本发明专利技术所述的夹具夹头适于可依据薄壁球壳变形情况灵活调整真空度大小，即调整夹具夹头的吸力，减小装夹变形，保证加工精度。保证加工精度。保证加工精度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于薄壁球壳类微小构件装夹的真空吸附夹具及吸附方法


[0001]本专利技术涉及一种薄壁球壳类微小构件装夹的真空吸附夹具及吸附方法，涉及薄壁球壳类微小构件装夹

技术背景
[0002]随着科学技术的不断发展与进步，各种弱刚度的薄壁球壳类微小构件在生物医疗、电子信息及航空航天、国防军事等领域应用十分广泛，并且要求表面面形达到亚微米的形状精度、纳米级的表面粗糙度和极小的亚表层损伤。需要采用适当的装夹方式以减小装夹变形、保证不破坏工件，并经过超精密微铣削才能实现全表面跨尺度特征结构的高精度加工。
[0003]例如，能源研究用薄壁球壳类微小构件空间尺度较小，球径1～5mm，壳层厚度20～120μm，需要在全表面加工出数十个至百余个纵向尺寸0.5～20μm、横向尺寸为50～200μm的微坑结构，要求轮廓误差优于0.3μm、表面粗糙度Ra优于20μm，坑点间距误差达到微米量级精度，并且为轻材料结构件，结构相对复杂，相对刚度较低，壁厚较小，极易破裂。在实际加工中，不同的装夹方式和装夹过程会使薄壁球壳在加工前产生不同程度的变形，并影响装夹约束本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于薄壁球壳类微小构件装夹的真空吸附夹具，其特征在于，所述真空吸附夹具包括真空吸附夹具主体(1)和真空吸头(5)，所述真空吸附夹具主体(1)呈变截面锥筒状，真空吸头(5)与真空吸附夹具主体(1)的吸附端密封可拆卸连接，真空吸附夹具主体(1)的连接端用于与零点定位快换装置的基准片连接，真空吸头(5)的末端用于吸附微小薄壁球壳(4)；真空吸附夹具主体上沿其轴向的真空腔(1
‑
1)沿连接端至吸附端孔径变小；真空腔(1
‑
1)作为主气源通道，真空吸附夹具主体(1)在靠近吸附端对应的侧壁上开有与真空腔(1
‑
1)连通的副气源接口(2)，真空吸头(5)上的真空通道(5
‑
1)与真空吸附夹具主体(1)上的真空腔(1
‑
1)同轴且连通。2.根据权利要求1所述的一种用于薄壁球壳类微小构件装夹的真空吸附夹具，其特征在于，所述真空吸附夹具还包括气源塞(3)，所述气源塞(3)为气源导通塞(3
‑
1)和/或气源堵塞(3
‑
2)，所述气源导通塞(3
‑
1)用于插装副气源接口(2)上，气源导通塞(3
‑
1)上设有用于利用联接外围真空发生系统提供的负压将薄壁球壳类微小构件吸附在真空吸头(5)上的通道；当利用经由真空吸附夹具主体(1)上的真空腔(1
‑
1)提供的负压将薄壁球壳类微小构件吸附在真空吸头(5)时，气源堵塞(3
‑
2)用于将副气源接口(2)堵塞。3.根据权利要求1或2所述的一种用于薄壁球壳类微小构件装夹的真空吸附夹具，其特征在于，所述真空腔(1
‑
1)沿连接端至吸附端包括平滑过渡的大圆柱形腔段、渐缩圆台形腔段、小圆柱形腔段，副气源接口(2)开在小圆柱形腔段对应的侧壁上；真空吸头(5)上的真空通道沿连接端至末端包括平滑过渡的渐缩圆台形通道和圆柱形通道；所述渐缩圆台形通道的大端端面与所述小圆柱形腔段的相应端面紧密贴合，渐缩圆台形通道与小圆柱形腔段平滑过渡。4.根据权利要求3所述的一种用于薄壁球壳类微小构件装夹的真空吸附夹具，其特征在于，真空吸头(5)末端端面开有倒角，所述倒角与微小薄壁球壳相切设置，使微小薄壁球壳被真空吸头(5)上真空通道吸附部分的球缺高度H＝(0.2～0.4)R，R表示微小薄壁球壳外径。5.根据权利要求4所述的一种用于薄壁球壳类微小构件装夹的真空吸附夹具，其特征在于，对于真空吸头(5)，其真空通道上的圆柱形通道和渐缩圆台形通道二者长度之比为1：(1.5～2)，渐缩圆台形通道的母线与其轴线夹角为15～30度。6.根据权利要求5所述的一种用于薄壁球壳类微小构件装夹的真空吸附夹具，其特征在于，对于真空吸头(5)，其真空通道上的圆柱形通道的孔径为(1～1.5)R，R表示微小薄壁球壳外径。7.根据权利要求1或2所述的一种用于薄壁球壳类微小构件装夹的真空吸附夹具，其特征在于，所述气源导通塞(3
‑
1)上的通道为由内部通道和外部通道垂直相交形成的L形通道，内部通道与真空腔(1
‑
1)同轴。8.根据权利要求6所述的一种用于薄壁球壳类微小构件装夹的真空吸附夹具，其特征在于，真空吸附夹具主体(1)的连接端端面周向上设有用于连接零点定位快换系统的基准片连接的连接孔。9.一种基于权利要求1至8中任一权利要求所述用于薄壁球壳类微小构件装夹的真空吸附夹具的吸附方法，其特征在于，所述方法用于将薄壁球壳类微小构件吸附在真空吸头5上，所述薄壁球壳类微小构件的直径1～5mm，壳层厚度20～120μm，全表面数十个至百余个
微坑结构，每个微坑横向尺寸50～200μm、纵向尺寸0.5～20μm；采用真空吸附夹具吸附薄壁球壳类微小...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈明君，郭锐阳，李国，于天宇，王广洲，周星颖，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：