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、自適應性柔性夾具、模塊化組合夾具等。

關鍵詞：曲面薄壁零件;柔性夾具

引言

飛機、汽車等關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，設計了柔性夾具，其具有較強的適應性，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、多個預固定構件115以及兩個固定構件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通過螺釘固定設置在豎直板111b上，具有第二容腔112a，底座112的側部下端設置有第二注入孔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的側部上端沿底座112的周向間隔設置有多個第一螺紋孔112c，該底座112的側部遠離第一螺紋孔112c的位置處間隔設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設置在對應的勵磁鐵芯安裝孔112d上，第二勵磁鐵芯113上設置有第二勵磁線圈[2]。

2.自適應性柔性夾具

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構的移動平臺11設置在基座上，用于支撐整體曲面零件12，在移動平臺11上設有橫向導板;在移動平臺11的橫向導板上點陣分布設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下表面的支撐點位置;控制單元中至少包括伺服電機13、總控開關電磁閥14、電磁換向閥19、比例調壓閥10和真空發(fā)生器18，其中，伺服電機13連接并通過絲杠17驅動支撐單元沿移動平臺11的橫向導軌往復移動，避開零件下表面筋板位置;總控開關電磁閥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15一一相應匹配設置，每個電磁換向閥19均連通并控制相應的雙作用鎖緊氣缸15的前后腔壓力，每個電磁換向閥19均與相應的比例調壓閥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， 包括基礎平臺組件和定位吸附組件，所述基礎平臺組件包括第一基礎平臺1和第二基礎平臺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平臺1和第二基礎平臺2頂部一側面，將對接板9用開槽螺釘10分別固定在第一基礎平臺1和第二基礎平臺2側面;第一基礎平臺1和第二基礎平臺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連接在基礎平臺組件上，基礎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：

[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備，CN109318010A，2019-02-12.

[3]李紅軍等，一種用于曲面零件的柔性自適應工裝夾具，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.