真空夹具及其应用

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1、第 期 仪 表 技 术 与 传 感 器气 丙 ,石荃石丙石 ,功尹 召 卜 名 卜 心 冬 崔 卜 嘴 卜 它 知 考 冬 理 一 冬 魂 卜 心 , 魂 卜 哎 , 心 卜 峨 卜 魂 卜 戒 杏 考 理 卜 宝 , 书 卜 峨 万 召 , 心 召 卜 准 冬 嘴 卜 心 ,丙真 空 夹 具 及 其 应 用沈 阳 仪 器 仪 表 工 艺 研 究 所 陆 宏目月 孟讯摘 要 本 文 介 绍 了真 空 夹 具 的 工 作 原 理 及 系统 组 成 , 阐 述 了 关 键 组 成器 件 的 工 作 原 理 和 技 术 现状 , 针 对 真 空 夹 具 基 本 应用 回 路 的 工 作 原 理 和

2、使 用特 点 进 行 了 分 类 说 明 , 并真 空 发 生 器 的 构 成 和 工 作 原 理 见 图 。 喷 嘴 将 压缩 空 气 转 化 成 超 音 速 气 流 。 由 于 位 能 已 转 化 成 动 能 ,气 流 的 压 力 远 远 低 于 大 气 压 。 当 气 流 进 入 吸 入 室 时 ,在 气 体 的 粘 滞 性 和 扩 散 现 象 作 用 下 , 被 抽 气 体 与 气流 混 合 并 交 换 能 量 。 被 抽 气 体 获 得 动 能 后 , 随 气 流 一起 进 入 扩 压 室 , 并 再 次 转 化 成 高 压 低 速 气 流 排 出 真空 发 生 器 。讨 论 了 真

3、 空 夹 具 的 两 个 重 要 参 数 , 即 夹 持 力尸 和 工 作 真 空 度 到 达 时 间 , 提 出 了 设 计 使用 真 空 夹 具 时 应 当 注 意 的 问 题 。叙 词 真 空 夹 具 应 用压 缩空 气排 出一 、 前 言随 着 科 学 技 术 的 发 展 和 进 步 , 非 金 属 材 料 如 陶瓷 、 硅 和 玻 璃 等 在 现 代 工 业 , 尤 其 是 高 科 技 生 产 领 域得 到 了 迅 速 而 广 泛 的 应 用 。 在 实 际 生 产 过 程 中 , 大 量的 薄 、 脆 、 无 磁 性 平 面 工 件 需 要 定 位 装 夹 , 在 许 多 情况 下

4、 , 传 统 的 粘 结 方 法 已 不 能 满 足 生 产 的 需 要 , 而 利用 真 空 发 生 器 所 设 计 、 组 成 的 真 空 夹 具 却 以 其 结 构简 单 、 适 用 性 强 、 操 作 维 修 方 便 等 特 点 , 受 到 了 设 计 、使 用 人 员 的 重 视 。 应 用 领 域 不 断 扩 大 。 最 初 , 真 空 夹具 在 电 子 工 业 生 产 中 应 用 较 多 , 而 后 扩 大 到 汽 车 工业 、 包 装 工 业 等 领 域 。 近 年 来 , 人 们 开 始 尝 试 在 传 统的 机 械 加 工 领 域 引 入 真 空 夹 具 。 据 资 料 介

5、 绍 , 在 针 对特 殊 工 件 的 车 削 、 磨 削 工 艺 中 , 真 空 夹 具 的 使 用 效 果良 好 。扩 压 室一一一一一一一 一 一 一一膨膨 胀 段段段 压 缩 段段吸 入 室图 真 空 发 生 器 的 构 成 和 工 作 原 理二 、 真 空 发 生 器 工 作 原 理实 际 生 产 中 使 用 的 真 空 夹 具 多 以 真 空 发 生 器 作为 真 空 获 得 装 置 , 与 使 用 真 空 泵 比 较 它 具 有 制 造 、 运转 费 用 低 廉 , 适 用 性 强 , 操 作 维 修 简 单 、 方 便 等 优 点 。目 前 , 真 空 发 生 器 可 达 到

6、的 最 大 气 源 压 力 为, 真 空 度 最 高 可 达 一 , 排 气 量 为一 。三 、 真 空 夹 具 的 工 作 原 理 及 组 成真 空 夹 具 的 工 作 原 理 是 在 真 空 的 作 用 下 , 工 件的 两 个 面 上 形 成 压 差 , 使 工 件 产 生 一 个 向 着 吸 附 盘的 力 , 利 用 这 个 力 和 工 件 与 吸 附 盘 间 的 静 摩 擦 力 将工 件 牢 固 地 夹 持 在 吸 附 盘 上 。 夹 持 力 的 大 小 由 夹 具系 统 的 工 作 真 空 度 和 吸 附 面 积 决 定 。真 空 夹 具 一 般 由 真 空 发 生 器 、 真 空

7、 供 给 阀 、 真 空破 坏 阀 、 真 空 压 力 表 、 吸 附 盘 和 连 接 管 路 组 成 。 根 据需 要 使 用 者 还 可 选 用 真 空 开 关 、 抽 吸 过 滤 器 、 节 流 阀和 消 音 器 等 辅 助 器 件 。 在 真 空 夹 具 系 统 中 , 这 些 器 件的 基 本 功 能 是真 空 供 给 阀 和 真 空 破 坏 阀真 空 供 给 阀 和 真 空 破 坏 阀 是 用 来 控 制 吸 附 盘 进入 和 脱 离 真 空 状 态 的 阀 门 。 通 过 这 两 个 阀 门 控 制 吸附 盘 上 的 工 件 被 夹 紧 或 松 开 。 一 般 可 选 用 气 密

8、 性 好的 二 位 二 通 阀 或 两 位 三 通 阀 。吸 附 盘吸 附 盘 是 工 件 定 位 夹 紧 的 承 托 件 。 它 首 先 应 满仪 表 技 术 与 传 感 器 年足 工 件 与 盘 面 的 充 分 接 触 , 使 两 者 间 具 有 较 好 的 气密 性 。 其 次 应 保 证 工 件 与 盘 面 具 有 较 大 的 摩 擦 系 数 。因 此 , 合 理 选 择 吸 附 盘 的 平 面 度 和 表 面 粗 糙 度 是 很重 要 的 。 通 常 吸 附 盘 的 平 面 度 精 度 不 低 于 级 ,表 面 粗 糙 度 介 。 二 一 , 。 吸 附 盘 可 以 用 全 金 属

9、制造 , 表 面 开 有 导 气 沟 槽 , 也 可 在 金 属 盘 上 镶 嵌 多 孔 陶瓷 。真 空 开 关真 空 开 关 可 保 证 夹 具 在 到 达 一 定 的 真 空 度 后 进入 工 作 状 态 , 对 设 备 起 保 护 作 用 。 也 可 以 控 制 夹 具 在某 一 真 空 范 围 内 工 作 , 或 两 者 兼 而 有 之 。 真 空 开 关 的调 压 范 围 是 一 一 一 调 压 精 度 为。铸 一 表 仁 图 “ 一 ” 回 路 组 成 图真 空 发 生 器 真 空 供 给 阀 真 空 破 坏 阀四 、 真 空 夹 具 的 应 用 回 路真 空 夹 具 的 应 用

10、回 路 是 多 种 多 样 的 , 但 应 用 的基 本 回 路 可 以 归 纳 为 下 面 三 种 。, , , 回 路“ , , 回 路 的 组 成 见 图 。 压 缩 空 气 直 连 真 空 发 生器 。 当 阀 门 导 通 , 阀 门 截 止 时 , 吸 附 盘 获 得 真 空 ,工 件 被 夹 紧 在 吸 附 盘 上 。 当 阀 门 截 止 , 阀 门 导 通时 , 空 气 被 引 入 吸 附 盘 工 作 真 空 被 破 坏 , 工 件 被 放开 。 这 种 回 路 的 工 作 特 点 是 响 应 迅 速 , 对 其 它 用 气 单元 无 影 响 , 但 工 作 时 耗 气 量 很

11、大 产吸 附 盘 弄 空 压 力 衣“ 一 , ,和 “ 一 一 , , 回 路这 两 种 回 路 的 工 作 特 点 是 具 有 工 件 吹 浮 功 能 。破 坏 吸 附 盘 工 作 真 空 时 所 导 入 的 不 是 大 气 , 而 是 压缩 空 气 。 设 计 应 用 这 类 回 路 的 目 的 是 解 决 吸 附 盘 脱离 真 空 状 态 后 , 局 部 渗 透 真 空 不 能 迅 速 消 除 、 工 件 不被 立 即 放 开 的 问 题 。在 选 用 具 有 快 速 卸 荷 功 能 的 有 气 容 真 空 发 生 器时 , 一 定 要 解 决 好 气 源 压 力 、 气 容 含 气

12、量 与 工 作 系 统之 间 的 匹 配 问 题 。 如 果 利 用 真 空 破 坏 阀 导 入 压 缩 空气 , 应 在 回 路 中 串 接 调 压 阀 和 节 流 阀 , 控 制 导 入 气 体的 压 力 和 流 量 。五 、 关 于 夹 具 的 两 个 重 要 参 数田田田图 “ ” 回 路 组 成 图真 空 发 生 器 真 空 供 给 阀 真 空 破 坏 闷, 吸 附 盘 奥 空 压 力 表“ 一 ,回 路, 一 ” 回 路 的 组 成 见 图 。 当 阀 门 导 通 , 阀 门截 止 时 , 压 缩 空 气 进 入 真 空 发 生 器 , 吸 附 盘 获 得 真空 , 工 件 在 吸

13、 附 盘 上 被 夹 紧 。 当 阀 门 截 止 , 阀 门导 通 时 , 真 空 发 生 器 不 工 作 , 大 气 通 入 吸 附 盘 , 工 件被 放 开 。 该 回 路 的 工 作 特 点 是 压 缩 空 气 利 用 充 分 , 但在 阀 门 通 、 断 时 、 会 产 生 气 源 压 力 波 动 。夹 持 力工 件 在 吸 附 盘 上 可 产 生 的 力 有 三 个 工 件 向 着吸 附 盘 的 压 力 尸 、 工 件 与 吸 附 盘 的 摩 擦 力 尸 和 摩 擦 力矩 。 这 里 我 们 只 对 尸 进 行 讨 论 。的 理 论 计 算 公 式二 一 尽式 中 石 一 夹 具 的

14、 工 作 真 空 度 ,一 夹 具 的 设 计 吸 附 面 积 , “但 是 实 际 应 用 中 , 由 于 工 件 与 吸 附 盘 的 接 触 不完 全 , 真 空 将 向 接 触 面 内 渗 透 , 结 果 使 值 增 大 。 尸值 增 大 的 幅 度 与 所 选 用 真 空 发 生 器 的 排 气 量 和 吸 附盘 表 面 的 加 工 精 度 有 关 。 充 分 地 了 解 和 认 识 这 一 现象 , 对 真 空 夹 具 的 设 计 人 员 会 有 很 大 的 帮 助 。真 空 到 达 时 间在 真 空 夹 具 应 用 于 自 动 化 水 平 较 高 的 场 合 时 ,往 往 需 要

15、求 解 真 空 度 到 达 时 间 。 的 计 算 方 法 如卜 王 里 论 计 算 公 式第 期 仪 表 技 术 与 传 感 器一 ,义 乙 下 井 堪只 一 。尸 一其 中式 中 真 空 度 到 达 时 间 , 夹 具 系 统 的 内 容 积 ,召 真 空 发 生 器 的 有 效 抽 速 ,尸 设 计 的 真 空 压 力 ,只 起 始 压 力 ,仇 夹 具 系 统 的 漏 、 放 气 率经 验 计 算 公 式少 一 刹 告空 发 生 器 排 气 口 的 通 畅 。 若 采 用 引 导 排 气 , 排 气 管 路应 具 有 足 够 的 通 流 截 面 , 并 避 免 弯 曲 。 防 止 产

16、生 过 高的 背 压 而 影 响 真 空 发 生 器 的 工 作 真 空 度真 空 破 坏 阀 最 好 选 用 常 闭 口 作 初 始 状 态 。 这样 可 使 回 路 具 有 在 意 外 断 电 情 况 下 , 保 持 吸 附 盘 真空 状 态 的 功 能 ,需 要 使 用 消 音 器 时 , 应 选 用 筛 网 式 或 树 脂 式 。但 不 宜 选 用 金 属 烧 结 式 , 避 免 在 真 空 发 生 器 的 排 气口 造 成 过 高 的 背 压 。真 空 发 生 器 所 使 用 的 压 缩 空 气 应 净 化 达 到 小型 气 动 元 件 的 使 用 要 求 。式 中 真 空 度 到 达 时 间 , 夹 具 系 统 的 内 容 积 , 真 空 发 生 器 性 能 常 数 由 生 产 厂 给 出 真 空 发 生 器 性 能 指 数 由 生 产 厂 给 出利 用 计 算 求 解 时 间 , 具 有 一 定 的 局 限 性 。 在 许多 情 况 下 , 人 们 则 通 过 实 验 来 测