朱永國

摘 要： 飛機(jī)零件中機(jī)構(gòu)件是最重要的零件之一，它的特點(diǎn)就是種類繁多，功能上直接影響飛機(jī)的性能，本文研究分析飛機(jī)結(jié)構(gòu)件柔性夾具設(shè)計(jì)，利用柔性夾具開發(fā)與應(yīng)用，開發(fā)出滿足飛機(jī)裝配的需求，提高飛機(jī)的質(zhì)量和性能。

關(guān)鍵詞： 柔性夾具；柔性夾具設(shè)計(jì)；柔性夾具開發(fā)與應(yīng)用

1.柔性夾具

飛機(jī)結(jié)構(gòu)件在加工的時(shí)候有數(shù)量多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、裝夾困難的特點(diǎn)，同時(shí)替代性比較差，所以在加工中一定要保證質(zhì)量，例如圖1.1的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件，在加工的時(shí)候就需要專用的柔性夾具。

柔性夾具可以實(shí)現(xiàn)對飛機(jī)結(jié)構(gòu)件進(jìn)行隨意裝夾，不論結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)有多復(fù)雜，尺寸有多大，它可以適應(yīng)飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的加工需求。

飛機(jī)結(jié)構(gòu)件柔性夾具需要具有以下幾種特點(diǎn)：

（1）快速性，飛機(jī)結(jié)構(gòu)件在進(jìn)行裝夾的時(shí)候，要保證夾具能快速定位和對零件進(jìn)行夾緊，保證動作的效率。

（2）穩(wěn)定性，在對飛機(jī)結(jié)構(gòu)件裝夾完成之后，零件和夾具本身在受到外力影響的時(shí)候，都不會產(chǎn)生移動，保證零件的加工質(zhì)量和精度；

（3）自動性，柔性夾具在夾持的時(shí)候要實(shí)現(xiàn)自動化，避免人工進(jìn)行裝夾；

（4）柔性化，能快速適應(yīng)飛機(jī)零件的形狀和尺寸，對不同零件都能實(shí)現(xiàn)裝夾；

（5）智能化，夾具能自動感應(yīng)刀具，同時(shí)還能自動松開工件，實(shí)現(xiàn)智能處理。

2.柔性夾具設(shè)計(jì)

柔性夾具單元簡稱FFU，它是夾具的模塊化單元，主要功能是能夠滿足夾具快速適應(yīng)零件的形狀和尺寸，根據(jù)零件進(jìn)行快速裝夾，模型如圖2.1，它是實(shí)現(xiàn)柔性夾具快速裝夾的主要部件，一般在實(shí)際使用的時(shí)候，通過多個(gè)FFU配合在一起使用。

FFU主要功能為自由移動、自由旋轉(zhuǎn)、自由定位、自由夾緊。

底座是柔性夾具中的支撐系統(tǒng)，在對底座的設(shè)計(jì)上通過底座長度、寬度、高度、中心螺孔這四個(gè)方面進(jìn)行，在工件切削的時(shí)候，切削力和切削范圍大的情況下，底座的長度和寬度就需要大，同時(shí)零件的尺寸也影響底座的尺寸，但是底座的尺寸也不能太大，這樣會影響安裝和調(diào)整，例如飛機(jī)零件的尺寸為200mmx190mm，最終底座的尺寸為600mmx600mm。

支撐座設(shè)計(jì)，在飛機(jī)結(jié)構(gòu)件加工過程中，為了能避免零件吊裝時(shí)候與底座直接接觸，需要在工件和底座之間增加一個(gè)支撐座，支撐座要滿足對零件的支撐作用，具有一定的剛度和強(qiáng)度。

液壓油路設(shè)計(jì)，在夾具系統(tǒng)中，液壓系統(tǒng)是支配FFU進(jìn)行運(yùn)動的動力裝置，同時(shí)還有調(diào)整夾具的作用，對液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)候，一個(gè)需要考慮動力，另一個(gè)就是考慮液壓油路的長度，公式如下：

L=a-40或者L=b-40

式中：L—液壓油路總長；

a—底座長度；

b—底座寬度。

3.柔性夾具開發(fā)與應(yīng)用

飛機(jī)柔性夾具系統(tǒng)主要是在Catia V5開發(fā)平臺上進(jìn)行的，該系統(tǒng)主要是包括飛機(jī)結(jié)構(gòu)件裝夾面自動識別模塊、飛機(jī)結(jié)構(gòu)件裝夾面特征信息自動獲得模塊、FFU角度自動調(diào)整模塊、模擬裝夾模塊、模擬銑削模塊等，圖3.1就是開發(fā)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)過程。

柔性夾具的應(yīng)用主要由以下幾個(gè)方面進(jìn)行：

（1）純平面型裝夾面的飛機(jī)機(jī)構(gòu)件，它是裝夾面沒有圓弧，只有平面的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件；

（2）混合型裝夾面的飛機(jī)機(jī)構(gòu)件，這種飛機(jī)結(jié)構(gòu)件是包含圓弧面和平面的；

（3）純圓弧型裝夾面的飛機(jī)機(jī)構(gòu)件，這種機(jī)構(gòu)件的形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，沒有平面，柔性夾具對這種工價(jià)的使用最適用。

結(jié)論

提高飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的制造效率和制造精度是飛機(jī)柔性夾具設(shè)計(jì)目的，在近些年飛機(jī)設(shè)計(jì)中，飛機(jī)柔性夾具系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，是配合飛機(jī)裝配與制造的基礎(chǔ)，要了解飛機(jī)柔性夾具單元的工作流程和工作原理，根據(jù)夾具的設(shè)計(jì)原理和方案，設(shè)計(jì)出滿足飛機(jī)轉(zhuǎn)配與制造的夾具。

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