大型曲面薄壁零件防止變形的幾種夾持方法

龔洋

摘 要：大型曲面薄壁零件加工時極易變形及移位，加工這類薄壁零件采用柔性夾具。本文具體介紹了幾種典型的夾持大型曲面薄壁零件的夾具，如相變?nèi)嵝詩A具、自適應(yīng)性柔性夾具、模塊化組合夾具等。

關(guān)鍵詞：曲面薄壁零件;柔性夾具

引言

飛機(jī)、汽車等關(guān)鍵部位越來越多采用大型曲面薄壁零件，在加工這類零件時，往往存在裝夾困難、加工變形及加工精度不高的問題。傳統(tǒng)的機(jī)床夾具已經(jīng)無法夾持和定位大型曲面薄壁零件，因此，為了能夠夾持不同形狀、尺寸的大型曲面薄壁零件，設(shè)計(jì)了柔性夾具，其具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，其能使得零件加工過程中有足夠的剛度及阻尼，減小加工過程的振動，保證了加工精度[1]。目前，柔性夾具包括相變?nèi)嵝詩A具、自適應(yīng)性柔性夾具、模塊化組合夾具等。

1.相變?nèi)嵝詩A具

相變?nèi)嵝詩A具具體包括磁流變夾具、溫度致相變夾具、電流變夾具等。這里具體用磁流變夾具作為代表介紹。如圖1所示，為磁流變夾具，連接單元11固定設(shè)置在加工平臺上，包括：固定架111、底座112、至少一個第二勵磁鐵芯113、升降塊114、多個預(yù)固定構(gòu)件115以及兩個固定構(gòu)件116，固定架111為“L”字形，具有水平板111a以及與該水平板111a的一端相連接的豎直板111b，水平板111a通過螺釘固定安裝在加工平臺上，底座112通過螺釘固定設(shè)置在豎直板111b上，具有第二容腔112a，底座112的側(cè)部下端設(shè)置有第二注入孔112b，該第二注入孔112b分別與第二容腔112a以及磁流變液輸送裝置相連通。底座112的側(cè)部上端沿底座112的周向間隔設(shè)置有多個第一螺紋孔112c，該底座112的側(cè)部遠(yuǎn)離第一螺紋孔112c的位置處間隔設(shè)置有至少一個勵磁鐵芯安裝孔112d，至少一個第二勵磁鐵芯113設(shè)置在對應(yīng)的勵磁鐵芯安裝孔112d上，第二勵磁鐵芯113上設(shè)置有第二勵磁線圈[2]。

2.自適應(yīng)性柔性夾具

如圖2所示，該工裝包括移動平臺11、支撐單元和控制單元，其中，一組或多組框架式結(jié)構(gòu)的移動平臺11設(shè)置在基座上，用于支撐整體曲面零件12，在移動平臺11上設(shè)有橫向?qū)О?在移動平臺11的橫向?qū)О迳宵c(diǎn)陣分布設(shè)置有多組可移動的支撐單元，每個支撐單元均包括真空吸盤16和雙作用鎖緊氣缸15，雙作用鎖緊氣缸15的氣缸桿的輸出端連接該真空吸盤16，真空吸盤16用于吸附曲面零件12下表面的支撐點(diǎn)位置;控制單元中至少包括伺服電機(jī)13、總控開關(guān)電磁閥14、電磁換向閥19、比例調(diào)壓閥10和真空發(fā)生器18，其中，伺服電機(jī)13連接并通過絲杠17驅(qū)動支撐單元沿移動平臺11的橫向?qū)к壨鶑?fù)移動，避開零件下表面筋板位置;總控開關(guān)電磁閥14連通并控制全部雙作用鎖緊氣缸15的鎖緊或松開狀態(tài);電磁換向閥19與雙作用鎖緊氣缸15一一相應(yīng)匹配設(shè)置，每個電磁換向閥19均連通并控制相應(yīng)的雙作用鎖緊氣缸15的前后腔壓力，每個電磁換向閥19均與相應(yīng)的比例調(diào)壓閥10連接，真空發(fā)生器18連接并控制真空吸盤16[3]。

3.模塊化組合夾具

圖3所示，加工大型薄壁零件的組合式夾具， 包括基礎(chǔ)平臺組件和定位吸附組件，所述基礎(chǔ)平臺組件包括第一基礎(chǔ)平臺1和第二基礎(chǔ)平臺2，分別安裝密封條3和密封板4后用內(nèi)六角螺釘5連接，形成兩個密封空腔;將連接座6用螺釘7銷子8分別固定在第一基礎(chǔ)平臺1和第二基礎(chǔ)平臺2頂部一側(cè)面，將對接板9用開槽螺釘10分別固定在第一基礎(chǔ)平臺1和第二基礎(chǔ)平臺2側(cè)面;第一基礎(chǔ)平臺1和第二基礎(chǔ)平臺2用精制螺栓11和帶肩螺母12將連接座6背靠背對接，使對接板9完全貼合，兩塊基礎(chǔ)平臺組合成一個整體平臺;所述定位吸附組件包括定位若干個組合塊13、密封條3及緊釘螺釘14，每個定位組合塊13安裝密封條3后，分別用緊釘螺釘14連接在基礎(chǔ)平臺組件上，基礎(chǔ)平臺組件兩邊底部空腔分別連接與真空泵連接的快換接頭15[4]。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊 毅青等，一種用于薄壁零件數(shù)控切削加工的冰固柔性夾具，CN103100907A，2013-05-15.

[2]張帥帥等，基于磁流變液的固定單元、固定裝置以及加工設(shè)備，CN109318010A，2019-02-12.

[3]李紅軍等，一種用于曲面零件的柔性自適應(yīng)工裝夾具，CN109454556A，2019-03-12.

[4]王宏明等，一種加工大型薄壁零件的組合式夾具，CN203611029U，2014-05-28.