模塊磁力真空吸盤裝置設計

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

對于外形復雜、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、專用氣動夾具，費用昂貴，且需種類較多。圓形吸盤只能用在生產(chǎn)線的零件轉(zhuǎn)運以及機械手臂上，不能用于機械加工中的零件裝夾。為此筆者設計并制造出了模塊磁力真空吸盤裝置，使用該裝置可實現(xiàn)對大型薄板類零件的快速裝卸，大幅提高零件加工效率。

1. 設計思路

設計初期考慮用機械緊固式吸盤，即將吸盤用機械方式固定在工作臺上，但是由于布置工作臺過程繁瑣，調(diào)整時間長，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，達到快速裝卸零件的目的，將真空吸盤固定在磁鐵上，實現(xiàn)快速布置于工作臺上的效果。同時針對不同規(guī)格吸盤，配以相應規(guī)格的吸盤主體，制作成不同系列，以適應不同形狀的零件，實現(xiàn)模塊化，即所設計的模塊磁力真空吸盤裝置。根據(jù)其特點，總體設計思路是：①磁力和吸盤相結(jié)合的結(jié)構(gòu)設計，要求結(jié)構(gòu)簡單，易組裝。②控制磁力開關的結(jié)構(gòu)設計，要求簡單，易操作。③模塊部分單獨使用和組合使用線路設計。④外部電路及配件設計。

2. 模塊磁力真空吸盤裝置

經(jīng)多次改進，設計制造出的模塊磁力真空吸盤裝置彌補了現(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，也能對規(guī)矩的彎板零件進行裝夾。

（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磁體固定并粘結(jié)，旋鈕與磁芯粘結(jié)在一起，裝入導磁體的孔中，旋入鎖緊螺釘進行限位。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，當磁芯與N極和S極豎直相對時，如圖2所示，磁力線各自成回路，導磁體的下端面不產(chǎn)生磁力，裝置在非工作狀態(tài)下。當磁芯與N極和S極水平相對時，如圖3所示，磁力線與工作臺形成回路，吸附到工作臺面上，此時裝置處于工作狀態(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磁力真空吸盤單元同時對薄板型零件進行固定，實現(xiàn)了模塊化的設計構(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，當它產(chǎn)生磁力的一端吸附在工作臺上，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階孔，另一端有垂直于軸線的孔，臺階孔一端由空心固定螺釘緊固真空吸盤，同時起緊固和通氣作用，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床面上的位置，用管路進行串并聯(lián)連接，再連接真空發(fā)生器、真空表、壓力報警器、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，報警器處于停止工作狀態(tài)，開始加工；當真空值低于下限值時，報警器報警，提示真空吸盤吸附力不足，應停止加工。

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床（加工中心、數(shù)控機床、鏜床、銑床和鉆床）的任意位置，依靠真空吸盤吸附工件，并且可將多個模塊磁力真空吸盤單元同時使用，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 ①實現(xiàn)了對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裝置中的各個模塊可以根據(jù)零件大小和形狀，任意擺放，具有單獨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床的任意位置。

3. 結(jié)語

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，填補了國內(nèi)大型薄板類零件快速裝夾的空白，已獲得國家實用新型專利。該裝置簡單實用，應用面廣，特別適用于對大型易變形薄板類和薄壁類零件的裝夾。可應用于船舶、航空航天領域，具有很高的推廣價值。

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