加工板式产品的真空吸附工装设计加工

一、产品介绍

水冷散热板放置于电力机车电力控制系统中。其作用是为机车电子模块散发热量，使其降低温度延长使用寿命。因此对于水冷散热板的加工要求很高，尤其是工件的平面度、平行度、粗糙度的要求极高。若达不到设计要求，放置于电力机车当中就会达不到散热能力，从而使散热模块烧损，造成重大损失。

工件如图所示：

水冷散热板材质为铝合金，两个大面之间的平行度≤0.03mm ，平面度≤0.02mm，粗糙度≤Ra1.6。

二、工艺分析

此工件的加工难度在于一下几点：

材质为铝合金，塑性高。普通装卡方式如卡盘 虎钳子 压板等都会与工件接触使其工件的接触面受力，夹持中工件会因受力而变形，加持也会对工件表面造成损伤，出现夹持疤痕现象，普通装卡难以解决。

工件两个平面的平行度要求很高，平行度≤0.03mm。

在通常的加工中会因为工装的夹持或挤压造成工件的变形，平行度普通装卡难以解决工件粗糙度≤Ra1.6。

两个面都需要加工，若一个面的粗糙度达不到要求，就会造成另外一个表面的粗糙度及形位公差得不到保证。

因此加工此工件的难点在于工装。工装必须解决以上问题才能加工出合格的水冷散热板。

三、真空吸附工装的设计原理

为加工水冷散热板，设计并制作了真空吸盘工装，可解决其加持疤痕 工件变形 加工中保证工件形位公差及粗糙度的问题。并使产品生产效率提高，为企业创造利润。

工装的表面由真空腔、胶圈、引气孔组成。侧面由吸气孔及负压真空泵组成。吸气孔和引气孔相通。

将工件放置于工装，覆盖于真空腔及胶圈上，由负压真空泵将真空腔内空气由引气孔至吸气孔排出，将工件吸附于工装表面。这样工件是吸附在工装上可免于夹持。工装的平面度及粗糙度加工到位，便可保证工件的形位公差及粗糙度的要求，从而以上难点便可迎刃而解。

真空吸附工装原理图如下：

四、真空吸附工装介绍

工装材质为45号钢。工装的重点及难点在于真空腔及胶圈。其作用为吸附工件。将工件覆盖于真空腔上，真空腔宽10±0.1mm，深4±0.01mm，负压真空泵将真空腔内的空气由引气孔至吸气孔排出，使真空腔内保持真空状态，使工件吸附于工装上，这样可以使工件免受夹持力，工件不变形。经过实践，真空腔的宽度在10±0.1mm，深4±0.01mm为最佳状态。如真空腔过宽会出现吸附力过大，将工件吸附变形，若过窄，吸附力小，不足以将工件吸附，导致无法加工工件。

真空腔过深，经长时间使用后工装会出现变形，工装寿命减短。

过浅，会使腔内容积减小，吸附力变小，无法吸附工件。因此真空槽的宽度及深度极为重要，经过反复加工实践，宽10±0.1mm，深4±0.01mm为吸附此工件的最合适尺寸。

胶圈起密封作用。决定工件被吸附时压力的大小及工件的形位公差。胶圈高度必须超过工装表面，且高度为0.1～0.15mm。宽度为5mm。胶圈过高会使工件无法与工装平面接触导致加工时形位公差出现偏差。过低胶圈密封性差，吸附力不强。因此胶圈的高度0.1～0.15mm为加工此工件的最合适尺寸。这样工件的夹持变形及夹持疤痕的问题得以解决。

工装的加工面和定位面的平行度≤0.01mm，经过磨削后粗糙度≤Ra0.8。工件定位在工装上，工件的平行度≤0.01mm及粗糙度≤Ra1.6均能达到图纸要求。可保证工件的平行度要求。

如此便可以顺利解决上述三点加工难题，使工件的加工得以实现，加工效率高，是原有加工方式的5倍。同时减轻工人的劳动强度，为企业创造了可观的利润。

真空夹具如图所示：

五、真空吸附工装加工方式如下

将毛坯粗铣加工，去黑皮，将六个面铣平。

将工件上平磨进行磨削加工，使六个面保证粗糙度在Ra0.8，平行度≤0.05mm，垂直度≤0.05mm。将工件放置立式加工中心，由压板固定，用杠杆千分表找正平行

度与垂直度≤0.02mm。用铣刀对工装进行真空槽，胶圈槽，通气孔加工。真空槽宽10±0.1mm，深4.2mm。

将工装放置平面磨床，对真空槽面进行精磨加工，保证槽深4±0.01mm，工装平行度≤0.01mm，粗糙度≤Ra0.8。打胶，胶圈槽注胶并有一定数量的胶溢出放置48小时后，用自制刀片及工装将溢出的胶去除，保证橡胶高出平面0.1～0.15mm。

六、结语

此工装结构合理，加工简单，操作方便，可以使生产效率成倍提高，生产应用取得了显著的经济效益，同时还为以后同类型产品加工积累了宝贵的经验。