柔性夾具特點及在飛機零部件加工中的應(yīng)用論述

劉天福

摘要：為了提高當(dāng)前飛機零部件加工的精確度，分析了柔性夾具的特點，加強了其在飛機零部件加工過程中的有效應(yīng)用，并且還在此基礎(chǔ)上建立了數(shù)控機床氣動柔性夾緊系統(tǒng)，保證了加工過程的安全性，進(jìn)一步促進(jìn)了我國航空制造業(yè)在社會中的穩(wěn)定發(fā)展。

關(guān)鍵詞：柔性夾具特點;飛機;零部件加工;應(yīng)用論述

現(xiàn)如今，柔性夾具已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到了飛機制造行業(yè)中。主要是因為其具備氣動和液壓夾緊等功能，在飛機制造過程中的應(yīng)用，可以與數(shù)控機床在結(jié)構(gòu)上集成為一體，這會在一定程度上減少了夾具數(shù)量，提高了加工效果。基于此，需要對柔性夾具特點進(jìn)行深入分析，保證其在飛機零部件加工過程中應(yīng)用的有效性。

一、柔性夾具的特點

隨著我國科學(xué)技術(shù)水平不斷提高，部分學(xué)者對柔性夾具的功能特點進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)夾具的模塊化單元可以在滿足夾具快速適應(yīng)零件尺寸的基礎(chǔ)上，結(jié)合零件的特點進(jìn)行快速裝夾。在對零件進(jìn)行加工時，一般會通過多個柔性夾具，與其配合在一起，積極發(fā)揮其本身的自由移動和自由定位等功能[1]。

底座是柔性夾具結(jié)構(gòu)中的主要組成部分，可以說其是此部分的支撐系統(tǒng)，所以在對底座進(jìn)行設(shè)計時，需要在底座的寬度、長度和高度等方面進(jìn)行，并且在工件切削的時候，還要注意控制切削力和切削的范圍，如果其范圍比較大，底座的長度和寬度也需要增大。由于零件的尺寸還會影響底座尺寸，所以在對柔性夾具底座的尺寸進(jìn)行設(shè)計時不可以太大。如，某個飛機零件的尺寸為200mmx190mm，其底座尺寸要控制在600mmx600mm。

以前的夾具數(shù)量眾，并且應(yīng)用范圍較小，所以在飛機制造中會應(yīng)用大量的飛機結(jié)構(gòu)件夾具，增加了施工成本，更影響了制造效率。然而，柔性夾具具有結(jié)構(gòu)簡單和液壓等功能特點，所以其在飛機制造中的應(yīng)用，可以幫助操作人員控制好切削力和范圍，降低加工成本。

此外，在柔性夾具系統(tǒng)中，液壓系統(tǒng)是支配其穩(wěn)定運行的動力裝置，并且其本身還有調(diào)整夾具等作用，能夠?qū)ζ渚唧w的零件加工流程進(jìn)行有效調(diào)整。因此，在對液壓系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計時，需要綜合考慮動力和液壓油路的長度，結(jié)合“L=a-40或者L=b-40”這個公式對此系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計，進(jìn)而保證柔性夾具應(yīng)用的有效性[2]。

二、飛機零部件中柔性夾具的應(yīng)用

（一）組合夾具和裝配夾

目前，柔性夾具正在向著靈活性的應(yīng)用方向發(fā)展，組合夾具作為其中的主要內(nèi)容之一，其主要是各種形狀和不同尺寸的組件所組裝的夾具。此外，裝配夾具也在飛機零件制造中得到了有效應(yīng)用。一些學(xué)者對裝配固定裝置和組合固定裝置的特點進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)他們有比較多的共同點。

飛機的零件大多是規(guī)則的，在一些基本零件表面上還存在網(wǎng)孔和槽孔，主要是為了在裝配過程中，可以更好地對其進(jìn)行組合和固定 在此過程中，我們還需要清楚組合夾具和組裝夾具都可以配置為柔性夾具，其本身的靈活性比較高。技術(shù)人員可以通過在飛機結(jié)構(gòu)中對固定裝置進(jìn)行設(shè)計，為日后的重復(fù)組裝和裝配提供條件。

（二）氣動和液壓夾具的夾緊

由于飛機結(jié)構(gòu)件會受到尺寸的影響，如果其尺寸較大，飛機結(jié)構(gòu)件的柔性夾具需要采用液壓，或者是氣動夾緊的方式的，對其進(jìn)行快速夾緊。當(dāng)前，在對機床柔性夾具中的氣動以及液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用時，需要重點關(guān)注以下幾點[3]：（1）要合理應(yīng)用其輔助數(shù)控系統(tǒng)對刀，并且操作人員還需要明確柔性夾具的動作順序，減少誤差。（2）預(yù)防刀具對柔性夾具操作的影響。柔性夾具在飛機零件加工中的應(yīng)用，需要與機床在結(jié)構(gòu)等內(nèi)容融為一體，主要是為了讓飛機結(jié)構(gòu)件的裝夾變得更加簡便，強化其加工效率，不斷提高加工的質(zhì)量，從而進(jìn)一步促進(jìn)柔性夾具與機床的緊密結(jié)合。

（三）柔性固定裝置

目前，柔性夾具的固定裝置主要為槽系和孔系。其中插槽系統(tǒng)組件的組合定位是比較準(zhǔn)確的，一般是由定位鍵所決定的。然而，由于孔位系統(tǒng)的穩(wěn)定運行會受到固定裝置定位孔的影響，所以在具體的操作中，要保證固定裝置定位孔的準(zhǔn)確性。在此過程中，技術(shù)人員還要明白飛機部件以及其組裝夾具在組合的過程中，都需要基本部件，如定位構(gòu)件和緊固件等，所以在具體加工中，需要在這些內(nèi)容出發(fā)，加強對柔性固定裝置地有效應(yīng)用。

插槽系統(tǒng)在組件中存在導(dǎo)向件，并且其主要是由孔系夾具中的輔助件對其進(jìn)行代替，所以孔式夾具與開槽式夾比較，前者具有比較好的加工精度。在對柔性緊固件進(jìn)行分析時，發(fā)現(xiàn)其還存在緊固件結(jié)構(gòu)調(diào)整能夠可代替緊固件部件的優(yōu)點，并且其可以在提高加工效果的基礎(chǔ)上，確保工件的夾緊要求。此外，組合夾具裝配方案是自動規(guī)劃的，也是計算機輔助夾具的研究方向，所以相關(guān)的技術(shù)人員需要在柔性夾具特點的基礎(chǔ)上，加強對此部分內(nèi)容的研究，分析計算機輔助夾具的特點，制定飛機零部件夾具的安裝計劃，為飛機零部件加工的順利進(jìn)行提供基礎(chǔ)。

在對零部件進(jìn)行安裝和設(shè)計時，操作人員還需要綜合考慮飛機零部件夾緊等方面的要求，結(jié)合定位參考平面的特點，確定工件的定位支撐表面。在此過程中，還需要分析結(jié)構(gòu)設(shè)計，然后在此基礎(chǔ)上構(gòu)造飛機零部件加工模式，加強對柔性夾具的有效應(yīng)用，實現(xiàn)柔性夾具柔性緊固件。同時，還需要在具體的加工實現(xiàn)柔性夾具本身良好的夾緊性能能力[4]。

例如，對其進(jìn)行有形結(jié)構(gòu)的設(shè)計，對柔性夾具進(jìn)行相關(guān)的性能測試，從而為飛機零部件加工流程的順利進(jìn)行提供條件。

結(jié)束語

綜上所述，在我國飛機制造業(yè)不斷發(fā)展的背景下，以前零件加工中的夾具已經(jīng)不能滿足飛機整體結(jié)構(gòu)設(shè)計的要求了，需要加強柔性夾具在零件加工過程中的有效應(yīng)用，主要是發(fā)揮其本身的氣動和液壓夾緊等功能，實現(xiàn)對零部件的高質(zhì)量加工，完善加工流程，從而進(jìn)一步促進(jìn)我國航天制造業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳繼斌.柔性夾具特點及在飛機零部件加工中的應(yīng)用[J].中國航班，2019，（12）：1-1.

[2]高升，王細(xì)洋，黃琦.基于PLC的飛機翼類結(jié)構(gòu)件柔性夾具設(shè)計[J].航空制造技術(shù)，2019，62（10）：93-97.

[3]王軍朋.高速數(shù)控加工在飛機零件制造中的運用研究[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2020，（10）：142-142.

[4]韓文杰，邢晨.飛機結(jié)構(gòu)件柔性夾具的設(shè)計與分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2019（10）：42-43.

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