1概述國(guó)外進(jìn)口的數(shù)控精加工車床，被加工零件裝卡常采用硬裝卡方式。當(dāng)需要在數(shù)控車床上加工一個(gè)低強(qiáng)度薄壁件時(shí)，不允許采用硬裝卡方式，此時(shí)可以采用真空吸附夾具，它不僅能平穩(wěn)、可靠地夾緊物體，又不易損壞抓取物件的表面。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)了一套采用真空吸附方式的數(shù)控車床用真空夾具系統(tǒng)，由真空泵提供真空源，在真空主管路上并聯(lián)多臺(tái)數(shù)控車床，實(shí)現(xiàn)多路真空吸附。為保證車床吸附口的真空穩(wěn)定性，在機(jī)房集中配置兩臺(tái)流量為15 （ l/S）的真空泵，車床旁采用真空減壓閥等一系列控制元件來(lái)提高真空的穩(wěn)定性。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，性能安全可靠，操作簡(jiǎn)單。

 

　　2工作原理2. 1真空系統(tǒng)工作原理真空系統(tǒng)主要是根據(jù)真空發(fā)生裝置來(lái)分為真空泵系統(tǒng)和真空發(fā)生器系統(tǒng)兩種。根據(jù)車間的實(shí)際配置，數(shù)控車床用夾具采用真空泵系統(tǒng)，真空泵是吸入口形成負(fù)壓，排氣口直接通大氣，兩端壓力比很大的抽除氣體的機(jī)械。真空用于監(jiān)測(cè)真空回路的真空值。當(dāng)真空泵端因故突然停止抽氣，真空下降時(shí)，帶管接頭單向閥3可快速切斷真空回路，保持夾具內(nèi)的真空壓力不變，延緩吸附工件脫落的時(shí)間，以便采取安全補(bǔ)救措施。

 

　　由于半精加工及精加工不同要求吸力的大小有所改變，可通過(guò)真空減壓閥5實(shí)現(xiàn)對(duì)真空吸附夾具10內(nèi)真空壓力的調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍為0 - 0. 1 MPa.其調(diào)節(jié)方法為預(yù)先設(shè)定被吸工件所需真空壓力值，然后將開(kāi)關(guān)旋置于接通狀態(tài)，旋鈕式二位三通閥6旋到吸的位置，開(kāi)始抽取真空。

 

　　因機(jī)房真空罐有足夠的容積，當(dāng)真空吸附夾具10真空度達(dá)到減壓閥5的設(shè)定值時(shí)，工件可安全的被吸附加工。卸工件時(shí)將旋鈕式二位三通閥6旋到卸的位置，夾具端則與真空泵段斷開(kāi)，關(guān)閉進(jìn)氣端，開(kāi)啟排氣端，并根據(jù)需要調(diào)節(jié)真空破壞調(diào)速閥7控制放氣速度，從而控制卸工件的快慢。真空破壞調(diào)速閥7的排氣口安裝有消聲器8，可以降低噪聲。

 

　　在真空吸附夾具10與真空源1之間設(shè)置了真空過(guò)濾器9對(duì)油污、粉層起過(guò)濾作用，以防止真空系統(tǒng)中的元件受污染出現(xiàn)故障。對(duì)真空泵系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，真空管路上一條支線裝一個(gè)真空吸附夾具10是*理想的。

 

　　但是現(xiàn)在車間有6臺(tái)數(shù)控機(jī)床，經(jīng)常同時(shí)工作，這樣由于吸著或未吸著工件的真空吸附夾具個(gè)數(shù)發(fā)生變化或出現(xiàn)泄漏，會(huì)引起管路的壓力變動(dòng)，使真空減壓閥5的設(shè)定值不易設(shè)定，特別是對(duì)小工件小孔口吸著的場(chǎng)合影響更大。為了減少多個(gè)真空吸附夾具10吸取工件時(shí)相互間的影響，可在回路中增加真空罐和真空調(diào)壓閥提高真空壓力的穩(wěn)定性；同時(shí)在每條支路上裝真空切換閥，如果一個(gè)真空吸附夾具泄漏或未吸著工件時(shí)，減少了影響其他真空吸附夾具工作的可能性。經(jīng)過(guò)比較試驗(yàn)，證明了采用上述措施能有較好的效果，但不能從根本上解決問(wèn)題。

 

　　2. 2真空吸附夾具工作原理數(shù)控車床用真空吸附夾具的結(jié)構(gòu)原理。

 

　　裝配時(shí)先將軟尼龍管5從數(shù)控車床的主軸孔穿進(jìn)，再和旋轉(zhuǎn)式快換接頭4連接。通過(guò)數(shù)控車床的三爪卡盤將固定座3定位并夾緊。加工時(shí)，先用金屬吸盤1對(duì)工件進(jìn)行吸附，機(jī)床起動(dòng)后，主軸帶動(dòng)真空吸附夾具工作。由于旋轉(zhuǎn)式快換接頭4內(nèi)置滑動(dòng)軸承和旋轉(zhuǎn)用密封圈，在機(jī)床旋轉(zhuǎn)時(shí)即保持住管路的真空度，又保證軟尼龍管5不隨著機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)。真空吸附夾具的設(shè)計(jì)中，旋轉(zhuǎn)式快換接頭4的使用是整個(gè)夾具的關(guān)鍵。我們選用某公司的KX型高速旋轉(zhuǎn)式快換接頭，可以滿足每分鐘1200轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速，旋轉(zhuǎn)力矩小于0. 014 Nm的要求。

 

　　3流量計(jì)算3. 1*大流量Q已知各支路配管內(nèi)徑D為（ 7. 5 mm，管長(zhǎng)L為2 m.從切換閥到吸盤之間配管系統(tǒng)的*大流量Q.Q = 11. 1 S = 277. 5（L /m in）；式中S：由得配管有效截面積為25 mm 2 3. 2響應(yīng)時(shí)間達(dá)到真空度的63%時(shí)的吸著響應(yīng)時(shí)間T 1。T 1 = 60 V /Q = 0. 019（m in）式中V：由配管容積為0. 088（ L）Q：從切換閥到吸盤之間配管系統(tǒng)的*大流量為277. 5（ L /m in）達(dá)到真空度的95%時(shí)的吸著響應(yīng)時(shí)間T 2。T 2 = 3 T 1 = 0. 057（m in）。此時(shí)間可以滿足真空吸附要求。

 

　　3. 3工件吸著時(shí)的泄漏量Q為了找出系統(tǒng)漏率，利用某公司的ZL112真空發(fā)生器代替真空泵聯(lián)接控制系統(tǒng)做吸取試驗(yàn)。系統(tǒng)顯示吸盤內(nèi)真空壓力只能達(dá)到- 0. 05 MPa，根據(jù)真空發(fā)生器的流量特性曲線查得吸入流量為15 L /m in，也就是每臺(tái)車床支路漏率Q漏為15 L /m in.

 

　　當(dāng)6臺(tái)車床同時(shí)工作時(shí)每臺(tái)車床支路上平均流量：Q平= Q總/6 - Q漏= 285 L /m in > 277. 5 L /m in式中Q總：系統(tǒng)總流量為1800 L /m in； Q漏：每臺(tái)車床支路漏率為15 L /m in即*終各支路流量可達(dá)285 L /m in，在響應(yīng)時(shí)間內(nèi)整個(gè)系統(tǒng)流量滿足需求。

 

　　通過(guò)調(diào)節(jié)截止閥的有效截面積設(shè)定其流量值為277. 5 L /m in.當(dāng)某一支路泄漏而與大氣接通時(shí)，此支路的漏率Q漏1為277. 5 L /m in，其他5臺(tái)車床同時(shí)工作的情況下各支路的漏率Q漏為：Q漏= 15 + 277. 5 /5 = 70. 5（L /m in）每臺(tái)車床支路上平均流量Q平為：Q平= Q總/5 - Q漏= 289. 5 L /m in > 277. 5 L /m in即各支路仍可保證截止閥設(shè)定的流量值，在響應(yīng)時(shí)間內(nèi)各系統(tǒng)流量滿足需求。因此當(dāng)其中某一支路出現(xiàn)泄漏時(shí)不影響其他各支路的正常工作。

 

　　4結(jié)束語(yǔ)外購(gòu)元器件大都是選用某公司產(chǎn)品，其性能可靠。經(jīng)過(guò)使用證明整個(gè)系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、方便，總體布局緊湊、整潔、美觀，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。