李 濤 孫麗華

（1.沈陽飛機(jī)工業(yè)(集團(tuán)）有限公司工裝設(shè)計(jì)所,遼寧 沈陽 110850；2.遼寧經(jīng)濟(jì)管理干部學(xué)院，遼寧 沈陽 110122）

目前根據(jù)飛機(jī)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、重量及產(chǎn)品質(zhì)量等要求，在飛機(jī)零、部件的裝配、鉚接完成后，從夾具下架一般采取兩種方法：一是產(chǎn)品開敞性好，按照工藝要求可以直接或間接的利用的產(chǎn)品上的某些關(guān)鍵軸、孔或者選擇產(chǎn)品某一部位等作為支撐點(diǎn)，利用廠房?jī)?nèi)的起吊設(shè)備并配以專用的吊具間接將產(chǎn)品從夾具上下架。二是產(chǎn)品的開敞性不好，下架困難、且產(chǎn)品要求在下架過程中不允許損傷等，需要工裝設(shè)計(jì)部門設(shè)計(jì)專用的機(jī)構(gòu)或者設(shè)備，輔助產(chǎn)品順利下架。本文主要以圓桶形封閉產(chǎn)品為例，闡述一種連桿機(jī)構(gòu)在產(chǎn)品完成裝配任務(wù)后下架的應(yīng)用。

一、產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

產(chǎn)品零件（如圖1）是一個(gè)截面是“T”形的圓桶形封閉零件，該工序是通過其上的定位孔定位，然后按圖要求將上部的鉆?？字瞥霾q孔，最后實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品零件下架。該零件下架過程中要求零件不能有劃傷，磕碰，保證零件以高質(zhì)量交付。

圖1 一種圓桶形封閉產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 圓桶形封閉產(chǎn)品鉆孔工裝結(jié)構(gòu)圖

二、鉆孔夾具的設(shè)計(jì)

基于該產(chǎn)品零件的結(jié)構(gòu)及交付要求，我們?cè)O(shè)計(jì)出了該圓桶形封閉產(chǎn)品鉆孔工裝（如圖2）所示，該工裝主要有13個(gè)組件組成，分為三部分：

一是框架支撐部分由1、2號(hào)件，1號(hào)件為框架由方鋼管焊接組成，頂部根據(jù)產(chǎn)品零件形狀設(shè)計(jì)成環(huán)形平板與方鋼管焊接而成，形式類似于飯店的“餐桌”，該結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)穩(wěn)定、不易受外力沖擊發(fā)生傾覆；2號(hào)件為支座主要為3號(hào)件蝸輪蝸桿舉升機(jī)提供支撐及緊固作用，它們合起來主要功能是提供產(chǎn)品及附屬工裝上組件的定位支撐作用。

二是產(chǎn)品下架部分由3-6及8、9、11、12、13號(hào)件組成，3號(hào)件蝸輪蝸桿舉升機(jī)為工裝動(dòng)力輸入的“源泉”為四連桿提供輸入動(dòng)力；4-6及8、9、11、12、13號(hào)件是四連桿機(jī)構(gòu)的組成部分，其設(shè)計(jì)的依據(jù)是根據(jù)使用要求及空間距離，按照機(jī)械原理中的平面連桿機(jī)構(gòu)取舍各件的自由度及實(shí)際制造的加工困難程度確定各件結(jié)構(gòu)及尺寸。根據(jù)產(chǎn)品的形狀特點(diǎn)，我們?cè)O(shè)計(jì)了八組連桿機(jī)構(gòu)，使產(chǎn)品在下架時(shí)盡量滿足頂出力均勻分布在產(chǎn)品零件上。該部分主要功能是為產(chǎn)品下架提供動(dòng)力及下架時(shí)的保證產(chǎn)品距離支撐平板有足夠的空間方便工人伸手拿取。通過該機(jī)構(gòu)四連桿機(jī)構(gòu)能夠方便的零件從工裝上取出而不損傷零件，保證產(chǎn)品的合格率。

三是鉆孔及壓緊部分由10、7號(hào)件組成，10號(hào)件鉆模板其上有上下兩個(gè)孔，上部為鉆模孔，下部位定位孔，該兩處孔是根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)平板上的對(duì)合孔協(xié)調(diào)制造，在安裝時(shí)將標(biāo)準(zhǔn)平板至于工裝上固定按照平板上的孔對(duì)應(yīng)協(xié)調(diào)安裝10號(hào)件；7號(hào)件壓緊組件按照產(chǎn)品等分安裝10組，保證產(chǎn)品在鉆孔時(shí)不發(fā)生躥動(dòng)，引起加工誤差。

三、下架四連桿機(jī)構(gòu)的力學(xué)特性

1.速度特性

由于該下架機(jī)構(gòu)下架頂桿分布比較均勻，能夠較好的使產(chǎn)品受力均勻，當(dāng)蝸輪蝸桿舉升機(jī)（3號(hào)件）以2mm/s的速度向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，8號(hào)件下架頂桿通過軟件模擬發(fā)現(xiàn)該件的運(yùn)動(dòng)速度如圖3所示，通過圖3可以發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的線速度為拋物線形式，變化比較均勻，能夠滿足下架使用要求。

2.加速度特性

由于產(chǎn)品質(zhì)量一般不超過50Kg，當(dāng)蝸輪蝸桿舉升機(jī)（3號(hào)件）以2mm/s的速度向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，8號(hào)件下架頂桿通過軟件模擬發(fā)現(xiàn)該件的運(yùn)動(dòng)加速度如圖4所示，通過圖4發(fā)現(xiàn)加速度a最大為10X10-6m/s2，由牛頓第二定律可知機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的外力F=ma可知F最大為5X10-3牛頓，產(chǎn)生的加速度非常小，可以忽略。

圖3 下架頂桿速度與時(shí)間關(guān)系

圖4 下架頂桿加速度與時(shí)間關(guān)系

四、結(jié)論

通過該四連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性可以發(fā)現(xiàn)，該機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)非常平緩，沖擊性極小，因而該結(jié)構(gòu)可以推廣至很多行業(yè)，也可以加大機(jī)構(gòu)的尺寸或選擇更改電動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)方式，滿足不同速度、不同推力的結(jié)構(gòu)要求。