ВАКУУМНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ

Предлагаемая полезная модель относится к приспособлениям, предназначенным для закрепления деталей при механической обработке резанием или давлением, и может быть использована в составе робототехнологических комплексов механообработки.
В настоящее время устройства, аналогичные предлагаемому, известны. К ним относится, например, описанное в книге «А.А. Белоусов. Проектирование станочных приспособлений. М.: Высшая школа, 1980» на стр. 120 и показанное на рис. V. 32-а. Оно содержит плоское опорное основание, в котором расточена полость, края которой окружены выступающим резиновым уплотнением. В днище полости имеется отверстие, через которое она с помощью воздухопровода соединена с аппаратом создания вакуума, выполненным в виде пневмоцилиндра. Закрепляемая деталь устанавливается своей базовой поверхностью на уплотнение, а затем поршень пневмоцилиндра отводится в сторону, противоположную соединению цилиндра с воздухопроводом. В цилиндре создается вакуум, в полости опорного основания тоже, и под действием атмосферного давления деталь плотно прижимается к уплотнению. Закрепленная таким образом деталь далее обрабатывается, а затем поршень пневноцилиндра возвращается в исходное положение. Деталь раскрепляется и с помощью специального захватного устройства или вручную удаляется для последующей обработки или сборки узла, для которого она предназначена.
Устройство-аналог обладает таким важным положительным качеством как простота. Но оно имеет и существенные недостатки. Если усилие, возникающее при обработке детали невелико, то уплотнение, на котором установлена деталь, деформируется не полностью, деталь оказывается закреплена нежестко, и при ее обработке возникают значительные погрешности. Если усилие велико, то деталь (а она, как правило, представляет собой пластину или ей подобную тонкостенную конструкцию) закрепляется жестко, но поскольку под ней оказывается полость, то она сама может деформироваться, что также влечет за собой появление погрешностей обработки. Таким образом, недостатком устройства является то, что оно не обеспечивает высокой точности обработки закрепляемой детали. Это первый недостаток и главный. Но есть и еще один, состоящий в том, что для удаления детали из устройства после обработки нужны специальные захватные устройства. Применение таких устройств снижает надежность и производительность комплексов механообработки, а если вместо них производить удаление детали вручную, то комплекс становится травмоопасным.
Вместе с тем, наряду с устройствами-аналогами, построенными как описано, существуют и более совершенные вакуумные устройства. Таковым является, в частности, устройство для закрепления деталей, рассмотренное в той же книге «А.А. Белоусов. Проектирование станочных приспособлений. М.: Высшая школа, 1980», но на стр. 121 и показанное на рис. V. 32-б. Указанное устройство, принятое нами за прототип, содержит опору закрепляемой детали, имеющую горизонтальную поверхность с отверстиями, аппарат создания вакуума и распределительный золотник, первый вход которого соединен с аппаратом создания вакуума, второй вход связан с атмосферой, а первый и второй выходы, соответственно первым и вторым воздухопроводами, соединенными параллельно, связаны с отверстиями горизонтальной поверхности. При этом тело золотника имеет первый канал, выполненный с возможностью соединения первого входа с первым выходом, и второй канал, выполненный с возможностью соединения второго входа со вторым выходом.
При использовании устройства-прототипа закрепляемую деталь укладывают на опору- на ее горизонтальную поверхность. Затем тело золотника перемещают так, что аппарат создания вакуума соединяется с отверстиями, имеющимися на этой поверхности. Деталь под действием атмосферного давления закрепляется на опоре. После обработки детали тело золотника перемещается так, что отверстия на горизонтальной поверхности опоры соединяются с атмосферой. Деталь раскрепляется и может быть удалена из устройства.
Устройство-прототип обеспечивает более высокую точность обработки, поскольку деталь в нем закрепляется более жестко и под действием технологических нагрузок не деформируется. Однако у него имеются свои недостатки. Оно пригодно для закрепления только плоских деталей, и удаление их из него после раскрепления с помощью специальных приспособлений неэкономично, а вручную травмоопасно так же, как и из устройств- аналогов.
Задачей разработки предлагаемой полезной модели явилось расширение возможностей устройства, позволяющее закреплять не только плоские детали, но и такие распространенные детали как полукоробки- детали, имеющие форму коробки, лишенной одного борта. Вместе с этим была поставлена задача повышения безопасности устройства путем механизации удаления из него деталей-полукоробок.
Технически решение задачи обеспечено тем, что вакуумное устройство для закрепления детали, содержащее опору закрепляемой детали, имеющую горизонтальную поверхность с отверстиями, аппарат создания вакуума и распределительный золотник, первый вход которого соединен с аппаратом создания вакуума, второй вход связан с атмосферой, а первый и второй выходы, соответственно первым и вторым воздухопроводами, соединенными параллельно, связаны с отверстиями горизонтальной поверхности, причем тело золотника имеет первый канал, выполненный с возможностью соединения первого входа с первым выходом, и второй канал, выполненный с возможностью соединения второго входа со вторым выходом, отличается от прототипа тем, что оно снабжено источником сжатого воздуха, опора снабжена вертикальной поверхностью с отверстиями, сопряженной с горизонтальной поверхностью, золотник снабжен третьим входом, соединенным с источником сжатого воздуха и выполнен трехпозиционным, первый воздухопровод соединен дополнительным воздухопроводом с отверстиями вертикальной поверхности опоры, между точкой соединения первого и второго воздухопроводов и точкой соединения первого и дополнительного воздухопроводов установлен обратный клапан, а тело золотника снабжено третьим каналом, выполненным с возможностью соединения первого выхода с третьим входом.
Схема предлагаемого устройства приведена на фиг.1. Оно содержит опору 1, на которую устанавливается закрепляемая деталь 2 типа полукоробки. Опора имеет горизонтальную и сопряженную с ней вертикальную поверхности, в которых выполнены отверстия 3. С помощью штуцеров 4 отверстия соединены воздухопроводами 5 с трехпозиционным золотником (с его первым и вторым выходами). Первый вход золотника соединен с аппаратом 6 создания вакуума, в качестве которого использован эжектор. Последний питается от магистрали сжатого воздуха, являющейся в данном случае источником сжатого воздуха, создающим избыточное давление P. Через воздухопровод 7 источник соединен с третьим входом золотника, а через воздухопровод 8 - с эжектором. В теле золотника 9 выполнен первый канал 10, обеспечивающий возможность соединения первого входа золотника с его первым выходом, и канал 11, обеспечивающий возможность соединения выхода эжектора со вторым входом золотника. Второй вход золотника соединен с атмосферой и через него на золотник может быть подано атмосферное давление H. (Канал 11 требуется только в том случае, когда аппарат 6 - эжектор. При другом исполнении аппарата 6 в нем необходимости нет.) В теле золотника с возможностью соединения его первого выхода с третьим входом выполнен также канал 12 (третий), а с возможностью соединения его второго входа со вторым выходом-канал 13 (второй). Воздухопроводы (первый и второй), связывающие выходы золотника с отверстиями горизонтальной поверхности, при этом соединены параллельно. К первому из них, связанному с первым выходом золотника подключен воздухопровод (дополнительный), связывающий этот выход золотника с отверстиями вертикальной поверхности, а между точкой соединения первого и второго воздухопроводов и точкой соединения первого и дополнительного воздухопроводов установлен обратный клапан 14.
Для закрепления детали 2, установленной на опоре 1, тело золотника 9 находится в крайней правой позиции, показанной на фиг. 1. Эжектор 6 через канал 10 создает вакуум в воздухопроводах 5 и присасывает деталь 2 к горизонтальной и вертикальной поверхностям опоры 1 с помощью отверстий 3. После обработки детали тело золотника 9 сдвигается влево (это направление обозначено широкой стрелкой). При этом оно вначале перемещается во вторую позицию, канал 10 перестает соединять отверстие 3 с эжектором 6, и атмосферное давление H через канал 13 поступает к отверстиям опоры 1. Деталь 2 раскрепляется. При дальнейшем перемещении тела золотника влево канал 12 соединяет третий вход золотника с его первым выходом, канал 13 уже не соединяет отверстие 3 с атмосферой H, и сжатый воздух под давлением P поступает к отверстиям вертикальной поверхности опоры 1. К отверстиям горизонтальной поверхности его не пропускает обратный клапан 14. Под действием сжатого воздуха деталь 2, имеющая форму полукоробки, из устройства удаляется. Это происходит без всяких дополнительных устройств, без использования ручного труда. Аналогично будут удаляться и плоские детали (только в другом направлении), но для этого в устройстве нужно отключить обратный клапан.
Механизированное удаление деталей из предложенного вакуумного устройства повышает безопасность выполнения технологических операций с его применением, что является основным техническим результатом разработки полезной модели. При этом повышается производительность труда и не требуются дополнительные съемные устройства.