摘 要：飛機(jī)是一個國家工業(yè)實(shí)力的綜合體現(xiàn)，其加工制造的質(zhì)量受到機(jī)械加工、材料等多個環(huán)節(jié)的影響。在飛機(jī)的機(jī)械加工制造過程機(jī)械裝夾對于飛機(jī)零部件的制造精度有著重要的影響。在飛機(jī)零部件的機(jī)械加工是獲得飛機(jī)零部件最終形狀和機(jī)械精度的最主要的方式，合理的飛機(jī)零部件機(jī)械加工夾具能夠有效的提高飛機(jī)零部件機(jī)械加工的加工質(zhì)量和加工效率。據(jù)統(tǒng)計，飛機(jī)零部件機(jī)械加工的機(jī)床夾具就占到飛機(jī)制造中所需要工裝的近3成左右。飛機(jī)零部件機(jī)械加工夾具的加工量大且復(fù)雜，因此在飛機(jī)零部件的機(jī)械加工中使用柔性夾具來作為飛機(jī)零部件的機(jī)械加工夾具能夠有效的確保機(jī)械加工的加工質(zhì)量和加工效率。在飛機(jī)零部件機(jī)械夾具中使用成組夾具和拼裝夾具是實(shí)現(xiàn)柔性夾具的重要手段。文章將在分析飛機(jī)零部件機(jī)械加工中所使用的機(jī)械夾具現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對如何做好柔性夾具在飛機(jī)零部件加工制造中的應(yīng)用進(jìn)行分析闡述。

關(guān)鍵詞：飛機(jī)零部件；機(jī)械夾具；柔性夾具；應(yīng)用

前言

飛機(jī)零部件的加工制造多是由機(jī)械加工所完成的，由于飛機(jī)零部件數(shù)量眾多且結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求較高，在飛機(jī)零部件的機(jī)械加工中使用傳統(tǒng)的機(jī)械夾具為加工制造帶來了較大的不便，而在飛機(jī)零部件的加工制造過程中使的飛機(jī)制造工藝裝備的柔性化是現(xiàn)今一直在研究并希望應(yīng)用于機(jī)械加工中的重要手段。通過使用機(jī)械加工夾具的柔性化以提高飛機(jī)零部件柔性夾具能夠適應(yīng)多種形狀和尺寸的工裝夾具要求。飛機(jī)結(jié)構(gòu)件結(jié)構(gòu)復(fù)雜且加工精度要求較高，機(jī)械加工難度大且易變形，在加工中使用專用的機(jī)床夾具加工難度大且不利于飛機(jī)零部件的機(jī)械加工。因此需要做好柔性夾具在飛機(jī)零部件加工制造中的應(yīng)用。

1 飛機(jī)結(jié)構(gòu)件機(jī)械加工夾具應(yīng)用現(xiàn)狀

飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的數(shù)控銑削加工是現(xiàn)今飛機(jī)結(jié)構(gòu)件機(jī)械加工中的主要的加工方式，高速銑削加工在飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的機(jī)械加工中被普遍采用。飛機(jī)結(jié)構(gòu)件加工難度大且加工要求高，從而為飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的機(jī)械加工帶來了較大的挑戰(zhàn)。在現(xiàn)今的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的機(jī)械加工中所使用的機(jī)械夾具面臨著以下的難題：（1）飛機(jī)結(jié)構(gòu)件專用機(jī)械加工

夾具的數(shù)量眾多且應(yīng)用范圍較小，在飛機(jī)的制造研制中需要使用大量的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件，這些飛機(jī)結(jié)構(gòu)件都屬于小批量、大難度的機(jī)械加工件，在這類飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的機(jī)械加工中每一種飛機(jī)結(jié)構(gòu)件都需要研制使用專用的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件機(jī)械夾具，機(jī)械加工專用夾具費(fèi)時且應(yīng)用范圍較窄，且在不同種飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的重新組合轉(zhuǎn)換中需要消耗大量的時間。尤其是對于一些大型的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件現(xiàn)今仍然采用的是大型模胎來進(jìn)行銑削和切邊加工。采用此種方式加工成本較高且應(yīng)用面較窄。（2）在飛機(jī)結(jié)構(gòu)件機(jī)械加工夾具的設(shè)計上仍然采用的手工方式來完成的，設(shè)計量較大且加工效率較低，且在夾具拼裝時缺乏科學(xué)合理的拼裝從而為夾具的應(yīng)用帶來了較大的難度。（3）飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的機(jī)械夾具的自動化應(yīng)用程度較低，現(xiàn)今飛機(jī)結(jié)構(gòu)件機(jī)械夾具的裝夾仍然采用的是人工方法，從而使得飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的機(jī)械加工效率較低。（4）飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的機(jī)械加工夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度和模塊化程度較低從而使得各夾具元件重復(fù)使用率處于較低的水平，拼裝和互換性較低。

2 飛機(jī)結(jié)構(gòu)件柔性夾具的應(yīng)用策略

組合夾具和拼裝夾具是現(xiàn)今夾具柔性化的主要應(yīng)用方向。在組合夾具的應(yīng)用過程中通過使用一套預(yù)先制造好的各種不同形狀、規(guī)格和尺寸的標(biāo)準(zhǔn)元件來進(jìn)行夾具的拼裝?，F(xiàn)今拼裝夾具主要被應(yīng)用于數(shù)控加工中，通常拼裝夾具主要由基礎(chǔ)夾具件和其他模塊化元件所組成。拼裝夾具和組合夾具具有較多的共同點(diǎn)，其基礎(chǔ)件多是規(guī)則的，且在基礎(chǔ)件表面分布有網(wǎng)絡(luò)孔或是槽孔等，從而使得夾具在組合拼裝時能夠更好的組合在一起，相較于拼裝夾具組合夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度，拼裝夾具則多使用的是非標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。組合夾具和拼裝夾具都可以配成為柔性夾具，而柔性夾具設(shè)計策略主要指的是通過對夾具的設(shè)計、制造、使用的單一過程改變?yōu)檠h(huán)使用的過程，從而使得夾具的設(shè)計、制造、使用更為方便和利用管理。通過在飛機(jī)結(jié)構(gòu)件夾具的設(shè)計過程中設(shè)計相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化的夾具，以便于后續(xù)的重復(fù)組合拼裝使用，在提高了飛機(jī)結(jié)構(gòu)件夾具效率的同時經(jīng)濟(jì)性也大為提高?，F(xiàn)今在柔性夾具上主要分為槽系和孔系兩個主要的分類，其中槽系元件的組合定位主要依靠的是鍵槽和鍵來進(jìn)行定位，而孔系則主要依靠孔來實(shí)現(xiàn)對于夾具的定位。在飛機(jī)結(jié)構(gòu)件組合和拼裝夾具中都需要使用基礎(chǔ)件，基礎(chǔ)件中主要包括有支撐件、定位件、導(dǎo)向件和壓緊、緊固件等多類。而在孔系夾具中則使用輔助件來代替槽系中的導(dǎo)向件。相較于槽系夾具，孔系夾具的加工精度、剛性都較好且組裝較為簡便。此外，柔性夾具的另外一個優(yōu)點(diǎn)則是可以通過對夾具進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整來替代更換夾具元件從而確保工件的裝夾要求。飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的柔性夾具能夠?qū)σ环N或是多種飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的加工工序進(jìn)行裝夾，從而實(shí)現(xiàn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件夾具的簡化優(yōu)化，但是飛機(jī)結(jié)構(gòu)件柔性夾具并不具有萬能性，無法設(shè)計同一種飛機(jī)結(jié)構(gòu)件夾具來滿足所有的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的裝夾及加工需求。組合夾具的拼裝方案自動規(guī)劃是計算機(jī)輔助夾具研究應(yīng)用的重要方向。在計算機(jī)輔助夾具設(shè)計中主要分為：安裝規(guī)劃、飛機(jī)結(jié)構(gòu)件夾具規(guī)劃、飛機(jī)結(jié)構(gòu)件夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計和飛機(jī)結(jié)構(gòu)件夾具的性能試驗應(yīng)用等幾個環(huán)節(jié)。在安裝、設(shè)計規(guī)劃的過程中需要通過對飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的裝夾要求以及定位基準(zhǔn)面進(jìn)行研究，以決定工件上的定位支撐面和點(diǎn)，而結(jié)構(gòu)設(shè)計則需要對飛機(jī)結(jié)構(gòu)件柔性夾具的結(jié)構(gòu)、類型等進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計，最后需要對設(shè)計完成的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件柔性夾具進(jìn)行性能試驗，以確保其能夠在飛機(jī)結(jié)構(gòu)件加工使用中獲得良好的裝夾性能。在飛機(jī)結(jié)構(gòu)件柔性夾具自動化設(shè)計中需要注意夾具的具體設(shè)計和夾具的設(shè)計過程。

3 氣動和液壓夾具的夾緊

在飛機(jī)結(jié)構(gòu)件中由于尺寸較大飛機(jī)結(jié)構(gòu)件柔性夾具多采用的是液壓或是氣動夾緊方式來實(shí)現(xiàn)快速的夾緊。氣動和液壓是飛機(jī)結(jié)構(gòu)件柔性裝夾的主要應(yīng)用方式，現(xiàn)今機(jī)床柔性夾具中的氣動和液壓控制系統(tǒng)的功能需要注意以下幾點(diǎn)：（1）輔助數(shù)控系統(tǒng)對刀。（2）柔性夾具的動作順序。（3）避免刀具的干涉。在飛機(jī)結(jié)構(gòu)件柔性夾具的應(yīng)用過程中需要與機(jī)床在結(jié)構(gòu)、控制上融為一體才能夠使得飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的裝夾更為簡便，加工效率和加工質(zhì)量也能夠獲得較大的提升。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，飛機(jī)結(jié)構(gòu)件柔性夾具需要與機(jī)床進(jìn)行緊密的配合。

4 飛機(jī)結(jié)構(gòu)件柔性夾具管理注意要點(diǎn)

在飛機(jī)結(jié)構(gòu)件柔性夾具系統(tǒng)中由于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件柔性夾具的種類和數(shù)量較多，為更好的實(shí)現(xiàn)對于柔性夾具的管理，可以在柔性夾具的管理過程中引入計算機(jī)管理系統(tǒng)以取代現(xiàn)今的人工方式?，F(xiàn)今在飛機(jī)的制造過程中飛機(jī)的零部件正向著精密化、復(fù)雜化的方向發(fā)展，從而為飛機(jī)零部件的裝夾和機(jī)械加工帶來了不小的挑戰(zhàn)。為確保飛機(jī)零部件的機(jī)械加工精度和機(jī)械加工效率，需要加快飛機(jī)零部件柔性裝夾在飛機(jī)零部件加工制造中的應(yīng)用?，F(xiàn)今，成組夾具和拼裝夾具是實(shí)現(xiàn)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件柔性夾具的主要方式。此外，在飛機(jī)結(jié)構(gòu)件柔性夾具的設(shè)計、制造及管理過程中需要注意計算機(jī)在其中的重要作用，提高飛機(jī)結(jié)構(gòu)件柔性夾具的設(shè)計、制造及管理的效率和可靠性。此外在飛機(jī)結(jié)構(gòu)件柔性夾具的應(yīng)用中還需要注意氣動和液壓夾緊功能的應(yīng)用，以便飛機(jī)零部件柔性夾具的應(yīng)用。

5 結(jié)束語

飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的柔性夾具的應(yīng)用對于提高飛機(jī)零部件的加工效率有著極為重要的意義。文章在分析機(jī)械夾具使用缺陷的基礎(chǔ)上，對柔性夾具特點(diǎn)及應(yīng)用進(jìn)行了分析闡述。

參考文獻(xiàn)

[1]王細(xì)洋.飛機(jī)結(jié)構(gòu)件機(jī)械加工柔性夾具系統(tǒng)[J].航空制造技術(shù)，2012（17）：45-49.

[2]唐林，周良明，劉衛(wèi)武，等.基于零點(diǎn)定位技術(shù)的中小航空結(jié)構(gòu)件快速換裝技術(shù)研究[J].制造業(yè)自動化，2015，37（21）：19-21.

[3]張楠，湯軍社，馬剛.數(shù)字化飛機(jī)鈑金件加工定位用柔性夾具的設(shè)計[J].機(jī)械設(shè)計與制造工程，2010，39（1）：41-44.