金恒林，罗仕安
(中国电子科技集团公司第十研究所工程设计中心，四川 成都〓610036)
摘要：通过理论计算和ANSYS仿真分析，设计了一种能够应用于数控铣床的自动密封和自动排液的过滤罐，实现了真空吸附加工薄板类零件过程的自动化。试验验证结果表明，其具有使用效果好、维护简单、成本低的优点，在自动化生产加工领域有一定的推广应用价值。
关键词：过滤；机械加工；工装设计
中图分类号：TH122〓〓〓文献标识码：A〓〓〓文章编号：2095-509X(2022)01-0019-04

薄板零件数控铣削加工时使用传统加工工艺及虎钳等通用夹具是造成零件变形的主要原因［1］，而采用真空吸盘辅助装夹可以有效解决薄板加工变形的问题［2］。薄板类零件数控铣削加工时采用真空吸盘不仅能够促进生产成本的降低，而且能够有效提高零件的加工质量与效率［3］。目前数控铣削加工所使用的真空吸盘还存在一些不足，其中亟待解决的是自动化应用故障率高和吸附安全隐患问题。更换零件和加工过程中会有切屑和切削液被吸入真空吸附装置，废液的累积将引起真空吸附装置吸附压力不稳定甚至出现故障，需要人工定期清理、维护，因此迫切需要解决真空吸附装置自动化应用中存在的问题。
通过自动过滤装置防止切屑和切削液被吸入真空吸附装置，既能保障真空吸附装置稳定和可靠，又能实现真空吸附装置自动化应用。目前，过滤空气中水和杂质的过滤装置如压缩空气干燥罐、空气油水分离器、空气过滤器等已经得到广泛应用，但这些产品的功能仅限于过滤和储存，需要操作人员定期排液和清理、更换滤芯，不能满足自动化应用的需求，因此需要设计一种能够在数控铣削加工环境下长期稳定工作的自动过滤装置。

1〓过滤罐设计
1.1〓功能特点
在更换加工零件时，切屑和切削液会进入真空吸盘吸附区域，再次启动真空吸附装置加工零件时，切屑和切削液就会被吸入真空吸附装置，细小
的切屑和具有腐蚀性的切削液会造成真空吸附装置自动控制器件故障和真空泵故障，切削液累积较多时就会导致吸附压力不稳定，存在安全隐患，而且需要人工清理。为解决上述问题，设计了一种用于自动真空吸附装置的过滤罐。
真空吸附装置包括通用真空吸盘和真空泵，过滤罐安装于两者之间，其应具有以下功能：1）实现真空吸盘吸附区域的空气、切屑和切削液自动分离；2）废液的临时储存；3）工作过程中能自密封，停机后自动排放废液。

1.2〓自动过滤罐详细设计
1）过滤罐容积计算。
过滤罐容积V罐根据吸盘残留切削液量设计。真空吸盘通常为网格状结构，如图1所示，凸起为支撑块，用于支撑被加工零件，更换零件时切削液流入凹槽内，再次启动真空吸附装置时流入凹槽的切削液会被吸进过滤罐，因此理论上过滤罐容积必须大于吸盘凹槽容积。凹槽为吸附区域，同时也作为密封条安装槽，安装槽长宽均设计与密封条直径d相等，即σ=d；凹槽深度τ通常为密封条直径的
图1〓吸盘及其表面结构图

作者简介：金恒林（1990—），男，工程师，硕士，主要研究方向为机械设计制造及其自动化