高伟

摘 要：机械设计制造中，对于夹持装置的要求越来越高。汽车工业中，汽车主模型检具中大量采用铝合金曲面薄壁件，为了更好的生产这些模型，需要设计能够满足这些检具生产需要的柔性工装夹具，该文对这类工装夹具的设计原则进行了简要论述，并对汽车主模型检具引擎盖部位的支撑夹紧装置进行了简单的介绍，希望能促进相关人士的研究。

关键词：柔性 夹具 设计

中图分类号：TG5 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）12（c）-0046-01

机械产品的出现，推动了人类社会的发展速度，例如飞机、汽车、机械加工车床等的出现改善了人类的生产生活条件。在汽车或者飞机的加工制造中，对于曲面处的力学性能和材料厚度等方面有着严格的要求，而且这些部位往往决定着汽车或者飞机的产品质量，其加工难度十分大。夹具作为机械产品在加工和制造时，对待加工工件进行定位和固定，进而保证加工精度的重要机械设备，在整个汽车车身主模型检具加工过程中具有重要的地位。因此，夹具设计的质量高低对于机械设计和制造效率有着直接影响。自上世纪70年代后期开始，随着NC机床等在机械设计制造中的广泛使用，柔性成为机械设计制造中的主要研究方向，柔性夹具应运而生。所谓柔性夹具，是指用同一夹具系统，能够完成形状与尺寸不同的多种工件的装夹。简单的就是在NC机床中配合使用的能够对多种规格工件进行装夹的夹具。目前，很多企业在进行薄壁件的加工时，对于柔性夹具的设计制造十分重视。为此，探讨铝合金曲面薄壁件柔性工装夹具的设计，意义重大。

1 柔性工装夹具设计的原则

工件在进行加工时，首先需要的就是在机床上或者在夹具上占据某一正确位置的过程也叫做定位。为了使定位好的工件在进行切削加工时，不会因为力的作用而发生位移，使其始终处于准确的位置，需要将工件夹紧，这个过程也叫夹紧。定位和夹紧的过程合称装夹。因此，在夹具设计时，需要结合待加工的铝合金曲面薄壁件进行工件的定位分析，然后使设计出的夹具符合装夹需要。为此，需要遵循如下的设计原则：

（1）保证夹具工作可靠。对于柔性夹具而言，虽然能够依据不同工件进行装夹点的变动，但是，在设计柔性夹具时，还是应重点考虑夹紧机构能够产生足够的夹紧力，避免在切削加工时，由于切削力或者是工件重力等的影响破坏工件的正确定位，夹紧后不能破坏工件定位后的正确位置和己加工表面。

（2）保证加工精度。夹紧装置除了要产生足够的夹紧力之外，为了保证加工的精度还应使夹具具有自动锁闭性能，当工件加工偏离正确位置时自动的进行锁闭，防止继续加工造成报废。

（3）保证生产效率。夹具机构设计时，还应考虑夹具在使用过程中的工作效率，要求夹具使用简单，自动化程度高，夹紧动作迅速，能够与工件的产量和批量相适应。另外，还应追求夹具结构的简单，降低夹具的生产成本。

2 汽车主模型检具设计简要分析

对于汽车主模型检具，其主要包含的部分为引擎盖检具、车灯检具、翼子板检具、车门检具、汽车玻璃检具等，其中毛坯尺寸最大的为引擎盖检具。针对引擎盖检具，设计如图1所示的工装夹持系统。

在设计的此套夹持系统中，起支撑作用的是由夹具的伸缩机构和夹具头上的顶珠组成，为了保证支撑的刚性，伸缩杆和顶珠在设计时采用铝制材料组成。对于夹紧结构，则有升降柱顶部的真空吸盘和真空泵组成。为了达到夹持的目的，保证夹持具备足够的柔度和贴合度，真空吸盘应由密实的材料组成，而且要选用吸引力足够的真空泵，以减小加工过程中由振动或翘曲引起的变形。

3 结语

对于铝合金曲面薄壁件柔性工装夹具的设计，不仅需要遵循普通夹具设计的一般原理和原则，还应重视夹具的柔性特点。该文仅对汽车主模型检具柔性工装系统整体构思进行简单的介绍，对于其中起主要作用的伸缩和夹持部件的设计做了简单的论述，希望能引起相关人士的重视，在未来对其做进一步研究。

参考文献

[1] 殷莉.铝合金曲面薄壁件柔性工装夹具的研究与设计[D].上海：上海交通大学，2012.

[2] 张壮志，孔啸，梁建光，等.铝合金曲面薄壁件柔性工装夹具的加工性能研究[J].组合机床与自动化加工技术，2013（6）：116-118.

[3] 梁建光，孔啸，殷莉，等.薄壁铝合金检具加工柔性工装夹具的设计[J].制造业自动化，2012（21）：108-110，135.

[4] 刘海滨.飞机空间曲面薄壁件柔性工装设计及夹持变形分析研究[D].沈阳：沈阳航空航天大学，2012.endprint