[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

本發明一種航空長桁件模塊化裝夾校形裝置與裝夾方法屬于裝夾技術領域，涉及一種航空長桁件模塊化裝夾校形裝置與裝夾方法，實現航空長桁件的自動裝夾校形。該裝置由底板、定位塊、夾持塊、滑臺、導軌、絲杠座、絲杠、手輪、彈性軟膜、型腔、磁流變液、電磁鐵組成。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置進行組合，構建組合工裝。采用位置可調節結構進行調整；采用磁流變液作為施力介質，可與工件緊密貼合，增加了裝夾剛度，有效的減少了零件加工中的震顫。本發明模塊化的工裝和可調節的設計，增加了夾具工裝的通用性，可適應不同型號零件在加工制造中的裝夾需求，實現了航空長桁件的自動裝夾和校形。

技術領域

本發明屬于裝夾技術領域，涉及一種航空長桁件模塊化裝夾校形裝置與裝夾方法，實現航空長桁件的自動裝夾校形。

背景技術

長桁件作為重要的承力和連接件，在航空裝備中應用廣泛，這類零件一般由較輕的鋁鋰合金或鋁鎂合金型材作為基材，對其上下型面及翼緣進行數控加工制成，作為重要的航空零件，其加工質量直接影響航空裝備的整體質量和壽命，因而其對加工精度的要求很高，而該類零件屬于薄壁零件且材質較軟，極易產生變形，作為影響零件最終加工幾何精度的核心環節，保證航空長桁件數控加工過程中的可靠夾持和校形很有必要。

實際生產中，一般通過楔形塊頂出機構對此類長桁件的腹板進行夾緊，操作工人需要手動擰楔形塊螺釘的方式，進行零件的上件裝夾與卸件，工件夾緊后，通過打表，調整楔形塊螺釘的方式，來校正整個零件毛坯在直線度上的偏差。這種傳統的夾具工裝與裝夾方法，生產輔助時間長，工人勞動強度大，由于人工操作，夾緊力不可控，極易在零件裝夾表面形成壓痕，而且夾具工裝與零件難以緊密貼合，加工時會產生振動，影響最終加工精度。

2018年，重慶理工大學在專利CN 208811949 U中公開了“一種基于磁流變液的柔性夾具”，通過多個夾臂的配合，能夠實現對異形工件的有效夾持，并且對異形工件的夾持效果更好，穩定性更強，但是不適用于長桁件的裝夾。2014年，天津市裕泰機械有限責任公司在專利CN204053517U中公開了“一種工字鋼夾緊裝置”，該夾緊裝置采用齒輪齒條傳動機構，對工件施力夾緊，結構簡單，但是只適用于剛性較好，不易變形的鋼材。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是克服上述方法的不足，針對航空長桁件在數控加工中的裝夾問題，發明了一種航空長桁件模塊化裝夾校形裝置與裝夾方法。該裝置以磁流變液作為施力介質，利用磁流變液的優良流動特性柔性填充裝夾間隙，實現磁流變液與零件裝夾面的緊密貼合，通過施加磁場，磁流變液轉化為類固體形態，沿磁場方向形成顆粒鏈擠壓工件，實現對零件的自動夾緊，通過改變磁場大小，對零件局部變形區域施加更大夾持力，實現零件的校形。

本發明所采用的技術方案是一種航空長桁件模塊化裝夾校形裝置，其特征是，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、電磁鐵12組成；底板1起支撐整個裝置的作用，在底板1四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，裝夾時與航空長桁件的腹板與待加工翼緣內表面貼合，對零件進行定位；夾持塊3坐在滑臺4上與定位塊2相對，對零件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，可獲得垂直穿過薄壁零件13的較大磁場。彈性軟膜9作為夾持塊3的夾持面，可柔性貼合零件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。