[發明專利]一種航空長桁件模塊化裝夾校形裝置與裝夾方法

有效

• 申請號: 202110295352.4
• 申請日: 2021-03-19
• 公開（公告）號: CN113042572B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 劉海波;蘭天;李特;羅琪;薄其樂;王永青;郭東明
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B21D3/00
• 分類號: B21D3/00;B21D43/00;B21C51/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 關慧貞

1.一種航空長桁件模塊化裝夾校形方法，其特征是，該方法采用模塊化的裝夾校形裝置進行裝夾，并根據實際需要對模塊化裝夾校形裝置進行組合，構建組合工裝；

該裝夾校形裝置由底板（1）、定位塊（2）、夾持塊（3）、滑臺（4）、導軌（5）、絲杠座（6）、絲杠（7）、手輪（8）、彈性軟膜（9）、型腔（10）、磁流變液（11）和電磁鐵（12）組成；底板（1）在四角區域設置螺栓孔與機床工作臺連接固定；定位塊（2）通過螺栓固定在底板（1）上，裝夾時與零件（13）的腹板及待加工翼緣內表面貼合，對零件（13）進行定位；夾持塊（3）安裝在滑臺（4）上與定位塊（2）相對，對零件（13）腹板的另一側施加夾持力夾緊零件（13）；導軌（5）安裝在底板（1）上，滑臺（4）與導軌（5）組成直線運動副，對夾持塊（3）進行限位；絲杠座（6）固定在底板（1）上，絲杠（7）安裝在絲杠座（6）中，手輪（8）與絲杠（7）的一端固定連接；根據所夾持的零件的腹板不同厚度，通過轉動手輪（8）旋轉絲杠（7）對夾持塊（3）的位置進行調整；定位塊（2）和夾持塊（3）內部均安裝有電磁鐵（12），采用兩個電磁鐵（12）對極式放置；加工時打開電源，獲得垂直穿過零件（13）的較大磁場；彈性軟膜（9）作為夾持塊（3）的夾持面，柔性貼合零件（13）腹板的表面，彈性軟膜（9）后的型腔（10）用來儲存磁流變液（11），在施加磁場后，磁流變液（11）在該磁場作用下沿磁場方向勵磁固化成鏈，擠壓零件（13）的腹板；為減小電磁鐵產生磁場強度的損失，使磁流變液獲得更強的磁場，設計底板（1）和滑臺（4）作為磁軛，使用相對磁導率較高的Q235鋼，其磁阻較小，磁感線通過磁軛形成回路，磁漏較少；電磁鐵（12）鐵芯采用電工純鐵DT4C，其電磁性能好，磁性穩定又無磁時效;定位塊（2）、夾持塊（3）采用Q235鋼，有利于磁場水平穿透；

該裝夾校形方法采用磁流變液作為施力介質，與工件緊密貼合，增加了裝夾剛度，有效的減少了零件加工中的震顫；具體的裝夾過程為：

首先將多組裝夾校形裝置在機床工作臺上陣列式排布安裝，通過螺栓與工作臺固定；根據待加工零件的種類型號，通過轉動各組裝置手輪（8）旋轉絲杠（7）帶動夾持塊（3）沿導軌（5）移動調整至適當的位置；以確保零件上件時，彈性軟膜（9）可隨形緊密貼合在零件（13）的腹板上；再根據零件加工所需夾持力，設置初始電流大小，以保證磁流變液（11）在電磁鐵提供的橫向磁場的勵磁固化作用下，能提供足夠的擠壓力夾持零件的腹板，穩定裝夾零件；零件裝夾的具體步驟如下：

步驟一準備工作完畢后，將零件（13）從組合工裝的一端放入，使零件待加工翼緣內表面和一側腹板緊貼在定位塊（2）上，彈性軟膜（9）隨形緊密貼合在零件（13）的另一側腹板；

步驟二開啟電磁鐵的電源開關，定位塊（2）和夾持塊（3）內對極式安裝的電磁鐵產生橫向磁場，使型腔（10）中的磁流變液（11）在磁場的勵磁固化作用下擠壓零件，從而達到夾緊零件的目的；

步驟三待各模塊夾緊零件后，打表測量零件的整體直線度來反映零件整體變形情況，對零件局部直線度不達標的位置，相應的增大該區域對應的電流，以增加夾持塊（3）對零件的夾持力，來校正該區域內零件的變形，待打表測量得到工件的整體直線度滿足裝夾要求后，則裝夾完成；

步驟四裝夾完成后，開始對零件（13）加工；加工完成后，關閉電磁鐵的電源，電磁鐵產生的橫向磁場消失，使磁流變液恢復液態，撤去夾持力，從組合工裝的端部取下零件。