柔性夹具特点及在飞机零部件加工中的应用论述

刘天福

摘要：为了提高当前飞机零部件加工的精确度，分析了柔性夹具的特点，加强了其在飞机零部件加工过程中的有效应用，并且还在此基础上建立了数控机床气动柔性夹紧系统，保证了加工过程的安全性，进一步促进了我国航空制造业在社会中的稳定发展。

关键词：柔性夹具特点;飞机;零部件加工;应用论述

现如今，柔性夹具已经被广泛应用到了飞机制造行业中。主要是因为其具备气动和液压夹紧等功能，在飞机制造过程中的应用，可以与数控机床在结构上集成为一体，这会在一定程度上减少了夹具数量，提高了加工效果。基于此，需要对柔性夹具特点进行深入分析，保证其在飞机零部件加工过程中应用的有效性。

一、柔性夹具的特点

随着我国科学技术水平不断提高，部分学者对柔性夹具的功能特点进行了分析，发现夹具的模块化单元可以在满足夹具快速适应零件尺寸的基础上，结合零件的特点进行快速装夹。在对零件进行加工时，一般会通过多个柔性夹具，与其配合在一起，积极发挥其本身的自由移动和自由定位等功能[1]。

底座是柔性夹具结构中的主要组成部分，可以说其是此部分的支撑系统，所以在对底座进行设计时，需要在底座的宽度、长度和高度等方面进行，并且在工件切削的时候，还要注意控制切削力和切削的范围，如果其范围比较大，底座的长度和宽度也需要增大。由于零件的尺寸还会影响底座尺寸，所以在对柔性夹具底座的尺寸进行设计时不可以太大。如，某个飞机零件的尺寸为200mmx190mm，其底座尺寸要控制在600mmx600mm。

以前的夹具数量众，并且应用范围较小，所以在飞机制造中会应用大量的飞机结构件夹具，增加了施工成本，更影响了制造效率。然而，柔性夹具具有结构简单和液压等功能特点，所以其在飞机制造中的应用，可以帮助操作人员控制好切削力和范围，降低加工成本。

此外，在柔性夹具系统中，液压系统是支配其稳定运行的动力装置，并且其本身还有调整夹具等作用，能够对其具体的零件加工流程进行有效调整。因此，在对液压系统进行设计时，需要综合考虑动力和液压油路的长度，结合“L=a-40或者L=b-40”这个公式对此系统进行科学设计，进而保证柔性夹具应用的有效性[2]。

二、飞机零部件中柔性夹具的应用

（一）组合夹具和装配夹

目前，柔性夹具正在向着灵活性的应用方向发展，组合夹具作为其中的主要内容之一，其主要是各种形状和不同尺寸的组件所组装的夹具。此外，装配夹具也在飞机零件制造中得到了有效应用。一些学者对装配固定装置和组合固定装置的特点进行了分析，发现他们有比较多的共同点。

飞机的零件大多是规则的，在一些基本零件表面上还存在网孔和槽孔，主要是为了在装配过程中，可以更好地对其进行组合和固定 在此过程中，我们还需要清楚组合夹具和组装夹具都可以配置为柔性夹具，其本身的靈活性比较高。技术人员可以通过在飞机结构中对固定装置进行设计，为日后的重复组装和装配提供条件。

（二）气动和液压夹具的夹紧

由于飞机结构件会受到尺寸的影响，如果其尺寸较大，飞机结构件的柔性夹具需要采用液压，或者是气动夹紧的方式的，对其进行快速夹紧。当前，在对机床柔性夹具中的气动以及液压控制系统进行应用时，需要重点关注以下几点[3]：（1）要合理应用其辅助数控系统对刀，并且操作人员还需要明确柔性夹具的动作顺序，减少误差。（2）预防刀具对柔性夹具操作的影响。柔性夹具在飞机零件加工中的应用，需要与机床在结构等内容融为一体，主要是为了让飞机结构件的装夹变得更加简便，强化其加工效率，不断提高加工的质量，从而进一步促进柔性夹具与机床的紧密结合。

（三）柔性固定装置

目前，柔性夹具的固定装置主要为槽系和孔系。其中插槽系统组件的组合定位是比较准确的，一般是由定位键所决定的。然而，由于孔位系统的稳定运行会受到固定装置定位孔的影响，所以在具体的操作中，要保证固定装置定位孔的准确性。在此过程中，技术人员还要明白飞机部件以及其组装夹具在组合的过程中，都需要基本部件，如定位构件和紧固件等，所以在具体加工中，需要在这些内容出发，加强对柔性固定装置地有效应用。

插槽系统在组件中存在导向件，并且其主要是由孔系夹具中的辅助件对其进行代替，所以孔式夹具与开槽式夹比较，前者具有比较好的加工精度。在对柔性紧固件进行分析时，发现其还存在紧固件结构调整能够可代替紧固件部件的优点，并且其可以在提高加工效果的基础上，确保工件的夹紧要求。此外，组合夹具装配方案是自动规划的，也是计算机辅助夹具的研究方向，所以相关的技术人员需要在柔性夹具特点的基础上，加强对此部分内容的研究，分析计算机辅助夹具的特点，制定飞机零部件夹具的安装计划，为飞机零部件加工的顺利进行提供基础。

在对零部件进行安装和设计时，操作人员还需要综合考虑飞机零部件夹紧等方面的要求，结合定位参考平面的特点，确定工件的定位支撑表面。在此过程中，还需要分析结构设计，然后在此基础上构造飞机零部件加工模式，加强对柔性夹具的有效应用，实现柔性夹具柔性紧固件。同时，还需要在具体的加工实现柔性夹具本身良好的夹紧性能能力[4]。

例如，对其进行有形结构的设计，对柔性夹具进行相关的性能测试，从而为飞机零部件加工流程的顺利进行提供条件。

结束语

综上所述，在我国飞机制造业不断发展的背景下，以前零件加工中的夹具已经不能满足飞机整体结构设计的要求了，需要加强柔性夹具在零件加工过程中的有效应用，主要是发挥其本身的气动和液压夹紧等功能，实现对零部件的高质量加工，完善加工流程，从而进一步促进我国航天制造业的持续发展。

参考文献：

[1]吴继斌.柔性夹具特点及在飞机零部件加工中的应用[J].中国航班，2019，（12）：1-1.

[2]高升，王细洋，黄琦.基于PLC的飞机翼类结构件柔性夹具设计[J].航空制造技术，2019，62（10）：93-97.

[3]王军朋.高速数控加工在飞机零件制造中的运用研究[J].中国战略新兴产业，2020，（10）：142-142.

[4]韩文杰，邢晨.飞机结构件柔性夹具的设计与分析[J].中国新技术新产品，2019（10）：42-43.

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