[实用新型]一种封闭式充气面增压夹紧装置、系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光加工技术领域，具体涉及一种封闭式充气面增压夹紧装置、一种封闭式充气面增压夹紧系统以及一种应用封闭式充气面增压夹紧系统进行加工方法。

背景技术

激光加工是利用光的能量经过透镜聚焦后在焦点上达到很高的能量密度，靠光热效应来加工的。激光加工具有加工速度快、表面变形小，可加工各种材料的特点。激光束可对材料进行各种加工，如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。与传统加工技术相比，激光加工技术具有材料浪费少、在规模化生产中成本效应明显、对加工对象具有很强的适应性等优势特点。

在激光加工过程中，将被加工材料的夹紧和平整性是影响激光加工质量的关键因素，由于激光始终应与被加工表面正入射，即激光束与被加工表面呈90°直角入射，因此只有被加工材料的平整性和稳定性始终得到保证，材料的崩边、毛刺等加工缺陷才能得到有效的控制，故如何保证被加工材料的夹紧和平整性是激光加工工艺人员探索的关键问题。

现有薄片被加工材料的夹紧方式一般采用吸附式夹紧，即将被加工工件放在一个空腔的上表面，空腔上表面开有一些小孔，采用真空泵将空腔内的气体抽去，形成一定的真空度，工件吸紧在吸附台上形成夹紧。但采用吸附式夹紧存在诸多缺陷，如在激光加工的过程中，真空泵必须持续工作保证一定的真空度，真空泵抽出的气体无法进行循环利用从而造成浪费，更重要的是，吸附采用的是点吸的方式而不是面均匀夹紧的方式，因此吸附并不均匀，夹紧的平整性也比较差。

实用新型内容

为克服上述缺陷，本实用新型的目的即在于提供一种封闭式充气面增压夹紧装置、一种封闭式充气面增压夹紧系统以及一种封闭式充气面增压夹紧加工方法。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型是一种封闭式充气面增压夹紧装置，包括：工件容置腔，所述工件容置腔包括平整的底板，以及围设在底板上的侧壁；所述工件容置腔的底板的上表面用于放置待加工工件，所述工件容置腔的侧壁设有气管接头，所述气管接头与外部气源向接，所述工件容置腔的顶部设有可透光板，使外部的激光可从工件容置腔的顶部穿过该可透光板入射到所述待加工工件上，所述可透光板与所述工件容置腔围成一个与外界大气相隔绝的密闭空间。

进一步，所述气管接头的数量为两个以上，且其均匀的分布在所述工件容置腔的侧壁上。

进一步，所述可透光板为玻璃盖板，所述玻璃盖板与所述工件容置腔之间通过螺纹进行配合固定。

进一步，所述待加工工件的上方设有玻璃压板。

本实用新型一种封闭式充气面增压夹紧系统，包括：气体控制阀、气源，以及如上所述的夹紧装置，所述夹紧装置中的气管接头均与所述气体控制阀的出口端相接，所述气体控制阀的入口端与气源相接。

进一步，所述气体控制阀与气源之间接有气体温度控制器，所述气体温度控制器用于检测并调整输入所述气体控制阀的气体的温度；所述气体控制阀为气体电磁阀，其用于检测并调整工件容置腔内的气体的压力。

进一步，所述气体电磁阀与所述气体温度控制器上均与控制设备相接，所述控制设备用于根据检测到的气体温度和/或压力，控制所述气体控制阀和/或气体温度控制器的工作状态。

进一步，所述气源为惰性气体或者压缩空气。

本实用新型一种应用于如上所述的封闭式充气面增压夹紧系统的加工方法，包括：

在将待加工工件平铺于所述工件容置腔内的底面后，将工件容置腔进行密封；

在将工件容置腔进行密封之后，向工件容置腔内通入高压气体；

检测工件容置腔内的气压大小，当工件容置腔内的气压达到预定值时，则停止向工件容置腔内通入高压气体，同时驱动激光器；

激光器中的激光束透过工件容置腔顶部的可透光板，入射到待加工工件的上表面，对待加工工件进行加工。

进一步，所述将工件容置腔进行密封之前包括：

在待加工工件的上表面放置玻璃压板，该玻璃压板完整的覆盖于待加工工件的上表面。

进一步，所述检测工件容置腔内的气压大小之前包括：

检测所述高压气体的温度，当该高压气体的温度不在预定范围内时，则调整该高压气体的温度；当该高压气体的温度在预定范围内时，则停止对该高压气体的温度进行调整，并进行检测工件容置腔内的气压大小。

本实用新型为有效解决传统吸附式夹具夹紧性不够的问题，其采用面压式的夹紧方法可大大提高工件的夹紧度和平整度，同时采用封闭式充气增压的方式压紧，气体只需充一次，避免气体浪费，不需真空泵等任何动力系统持续工作。