[发明专利]一种加工航空复杂薄壁件用柔性夹具装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于加工制造领域，涉及一种应用于航空复杂薄壁件加工用柔性夹具装置的设计制造及使用方法。

背景技术

航空工业是国家经济和国防建设的战略性产业,是一个国家工业技术的集中体现。飞机蒙皮的作用是维持飞机外形，使之具有很好的空气动力特性。飞机蒙皮是典型的薄壁件，结构复杂、相对刚度较低、加工余量大、工艺性差、加工过程受到力的作用容易产生变形等。

传统的薄壁零件装配工装多采用刚性结构，装配模式采用一对一模式即一个组件对应一个型架，因此需要设计、制造大量工装。又因薄壁零件具有结构尺寸大、外形复杂、种类繁多、制造精度要求高、易变形等特点，所以在薄壁零件加工过程中需采用大量具有定位、夹紧功能的工艺装备或设备，来确保从零部件从生产到装配过程中的精确几何外形。同时，随着越来越多新型零部件的出现，对夹具的使用性能和结构提出了新的要求，旧的装配工装已经不能满足装配要求，需要一种结构简单、适应性强、柔性高的新型柔性夹具。

发明内容

本发明的目的在于提供一种加工航空复杂薄壁件用柔性夹具装置及其制造方法，专用于航空复杂薄壁件加工。

一种加工航空复杂薄壁件用柔性夹具装置，包括万向头、活塞、电磁锁定装置、夹具箱体、检测装置，其特征在于夹具模块结构：活塞顶安装万向头，多个活塞排列固定在夹具箱体中，在夹具箱体一侧安装检测装置、箱角上安装高度可调的辅助支撑杆、安装机床加工用的多个加工参考零点位标，在夹具箱体壁上安装电磁锁定装置和手动电磁铁，夹具箱体内存放液体、活塞腔体与夹具箱体内液体流通，构成夹具模块；

该制造方法包含以下6个步骤：

步骤1:先将万向头安装在活塞杆上；

步骤2:将完成步骤1的活塞安装在夹具箱体上；

步骤3：在夹具箱体的箱角上安装辅助支撑杆；

步骤4：安装检测装置在夹具箱体侧面，组合成一个柔性夹具模块；

步骤5：根据实际需要可选由步骤1～步骤4完成的若干柔性夹具模块组装成万向头高、低过渡或参杂、边缘交错与薄壁工件同形的夹具装置；

步骤6：在机床上选择合适的位置旋转手动电磁铁将夹具装置固定到机床上；

所述万向头表面固定橡胶吸盘、可调节的角度在±60°之间；

所述活塞可调节高度在0cm～100cm之间；

所述辅助支撑杆高度可调，可调范围在0cm～100cm之间。

本发明的有益效果为：

传统夹具在对航空复杂薄壁件，如飞机蒙皮加工时往往采用一对一模式制造工装夹具，而面对种类繁多，结构复杂的航空复杂薄壁件，需要设计大量夹具。其设计量量和成本无疑是较大的，并且各种工装夹具的模块化以及互换性较低，难以重复利用。工装夹具转换及薄壁工件的装夹采用人工装夹的方法，自动化程度较低导致其加工效率较低而且难以保证其加工精度。与传统夹具相比本发明将柔性夹具分解为若干模块，根据实际加工过程中薄壁工件外形的不同，选择合理的柔性夹具模块进行组合使用，完成各种复杂外形航空薄壁件的加工。本发明结构简单、操作方便、制作成本低、其互换性及模块化程度高，并且拥有一定程度的自动化特性可以极大地提高生产效率。

附图说明

图1为由柔性夹具模块构成的柔性夹具装置组合结构图；

图2为单个柔性夹具模块的结构图；

图3为柔性夹具的原理图；

图4a为与箱体内液体流通的活塞内阀切断流通状态图；

图4b为活塞内液体正常流通状态；

图5a为所述检测方式中的一种检测装置的原理图；

图5b为检测装置控制阀运动的流程图；

图6为万向头的结构图；

图7为本发明所述的柔性夹具装置使用步骤的示意图。

具体实施方式

附图中：1--万向头；2--活塞；3--辅助支撑杆；4--电磁锁定装置；5--手动电磁铁；6--检测装置；7--夹具箱体；8--加工参考零点位标；图3中300--薄壁工件；301--活塞杆；302--液体；图4中400--电磁阀；401--阀体；402--X方向连杆；403--Y方向连杆；404--溢流孔；图5中A、B、C为选择的三个检测点，a、b、c为检测装置6中的各个点位，L1、L2、L3为测量处理后得出的各个点位相对高度。

本发明一种加工航空复杂薄壁件用柔性夹具装置，如图1所示，由2个柔性夹具模块组成的柔性夹具装置。