鋁合金曲面薄壁件柔性工裝夾具的設計探討

高偉

摘 要：機械設計制造中，對于夾持裝置的要求越來越高。汽車工業中，汽車主模型檢具中大量采用鋁合金曲面薄壁件，為了更好的生產這些模型，需要設計能夠滿足這些檢具生產需要的柔性工裝夾具，該文對這類工裝夾具的設計原則進行了簡要論述，并對汽車主模型檢具引擎蓋部位的支撐夾緊裝置進行了簡單的介紹，希望能促進相關人士的研究。

關鍵詞：柔性 夾具 設計

中圖分類號：TG5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（c）-0046-01

機械產品的出現，推動了人類社會的發展速度，例如飛機、汽車、機械加工車床等的出現改善了人類的生產生活條件。在汽車或者飛機的加工制造中，對于曲面處的力學性能和材料厚度等方面有著嚴格的要求，而且這些部位往往決定著汽車或者飛機的產品質量，其加工難度十分大。夾具作為機械產品在加工和制造時，對待加工工件進行定位和固定，進而保證加工精度的重要機械設備，在整個汽車車身主模型檢具加工過程中具有重要的地位。因此，夾具設計的質量高低對于機械設計和制造效率有著直接影響。自上世紀70年代后期開始，隨著NC機床等在機械設計制造中的廣泛使用，柔性成為機械設計制造中的主要研究方向，柔性夾具應運而生。所謂柔性夾具，是指用同一夾具系統，能夠完成形狀與尺寸不同的多種工件的裝夾。簡單的就是在NC機床中配合使用的能夠對多種規格工件進行裝夾的夾具。目前，很多企業在進行薄壁件的加工時，對于柔性夾具的設計制造十分重視。為此，探討鋁合金曲面薄壁件柔性工裝夾具的設計，意義重大。

1 柔性工裝夾具設計的原則

工件在進行加工時，首先需要的就是在機床上或者在夾具上占據某一正確位置的過程也叫做定位。為了使定位好的工件在進行切削加工時，不會因為力的作用而發生位移，使其始終處于準確的位置，需要將工件夾緊，這個過程也叫夾緊。定位和夾緊的過程合稱裝夾。因此，在夾具設計時，需要結合待加工的鋁合金曲面薄壁件進行工件的定位分析，然后使設計出的夾具符合裝夾需要。為此，需要遵循如下的設計原則：

（1）保證夾具工作可靠。對于柔性夾具而言，雖然能夠依據不同工件進行裝夾點的變動，但是，在設計柔性夾具時，還是應重點考慮夾緊機構能夠產生足夠的夾緊力，避免在切削加工時，由于切削力或者是工件重力等的影響破壞工件的正確定位，夾緊后不能破壞工件定位后的正確位置和己加工表面。

（2）保證加工精度。夾緊裝置除了要產生足夠的夾緊力之外，為了保證加工的精度還應使夾具具有自動鎖閉性能，當工件加工偏離正確位置時自動的進行鎖閉，防止繼續加工造成報廢。

（3）保證生產效率。夾具機構設計時，還應考慮夾具在使用過程中的工作效率，要求夾具使用簡單，自動化程度高，夾緊動作迅速，能夠與工件的產量和批量相適應。另外，還應追求夾具結構的簡單，降低夾具的生產成本。

2 汽車主模型檢具設計簡要分析

對于汽車主模型檢具，其主要包含的部分為引擎蓋檢具、車燈檢具、翼子板檢具、車門檢具、汽車玻璃檢具等，其中毛坯尺寸最大的為引擎蓋檢具。針對引擎蓋檢具，設計如圖1所示的工裝夾持系統。

在設計的此套夾持系統中，起支撐作用的是由夾具的伸縮機構和夾具頭上的頂珠組成，為了保證支撐的剛性，伸縮桿和頂珠在設計時采用鋁制材料組成。對于夾緊結構，則有升降柱頂部的真空吸盤和真空泵組成。為了達到夾持的目的，保證夾持具備足夠的柔度和貼合度，真空吸盤應由密實的材料組成，而且要選用吸引力足夠的真空泵，以減小加工過程中由振動或翹曲引起的變形。

3 結語

對于鋁合金曲面薄壁件柔性工裝夾具的設計，不僅需要遵循普通夾具設計的一般原理和原則，還應重視夾具的柔性特點。該文僅對汽車主模型檢具柔性工裝系統整體構思進行簡單的介紹，對于其中起主要作用的伸縮和夾持部件的設計做了簡單的論述，希望能引起相關人士的重視，在未來對其做進一步研究。

參考文獻

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