◎?qū)O立齊
飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的種類和數(shù)量比較多,構(gòu)件的加工質(zhì)量和精度與飛機(jī)的應(yīng)用效果和飛行安全有著密切關(guān)系,使用柔性?shī)A具系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)械加工能夠根據(jù)各構(gòu)件的加工情況和應(yīng)用性能對(duì)其進(jìn)行柔性管理與控制。夾具是飛機(jī)制造生產(chǎn)中不可缺少的機(jī)械設(shè)備,主要起到固定工件的作用能夠保證飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的加工精度,而且也可以根據(jù)實(shí)際需要對(duì)構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè),確保飛機(jī)構(gòu)件的加工質(zhì)量?;诖耍疚闹饕獙?duì)柔性?shī)A具系統(tǒng)在飛機(jī)結(jié)構(gòu)件加工制造中的應(yīng)用進(jìn)行了探究。
柔性?shī)A具是集氣動(dòng)與液壓夾緊功能于一體的新型機(jī)械加工設(shè)備,在目前飛機(jī)制造加工中應(yīng)用得到了廣泛應(yīng)用,與傳統(tǒng)夾具相比其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)較為明顯,可以降低成本方面的投入同時(shí)也可以提高構(gòu)件的生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量,對(duì)于飛機(jī)制造業(yè)現(xiàn)代化和數(shù)字化發(fā)展有著積極影響。加強(qiáng)對(duì)柔性?shī)A具系統(tǒng)的研究與應(yīng)用具有一定的必要性,能夠推動(dòng)航空機(jī)械行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。
(1)組合夾具。
柔性組合夾具一般被稱為組合夾具,是最常應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)中的夾具種類。柔性組合夾具具有模塊化、通用度高的特點(diǎn)。通過(guò)組合已生產(chǎn)好的不同形狀、尺寸、型號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)零件,使其成為適用于不同生產(chǎn)要求的零件的夾具。一方面,這種夾具可以通過(guò)組合形成專用夾具;另一方面,也可通過(guò)替換零件的方式組合形成可調(diào)節(jié)式的夾具。同時(shí),柔性組合夾具還具有可拆卸、重復(fù)使用、可清洗的特點(diǎn)。一般情況下,柔性組合夾具的設(shè)計(jì)、組合時(shí)間不大于專有夾具使用時(shí)間的1/5,因此應(yīng)用面受限小且受到廣泛好評(píng)。
(2)拼裝夾具。
相較于組合夾具,拼裝夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度較低,數(shù)控加工中使用拼裝夾具較為普遍。拼裝夾具是在已有基礎(chǔ)件的基礎(chǔ)上,通過(guò)與其他通用化的元件拼裝形成模塊化的夾具。針對(duì)不同的產(chǎn)品工件,拼裝夾具使用的模塊化結(jié)構(gòu)存在較大差別。
由于表面分網(wǎng)絡(luò)孔系和槽系,柔性?shī)A具還可以被分為這兩類。槽系夾具的定位主要依靠鍵和槽,孔系則通過(guò)孔和銷。不同于槽系夾具,孔系夾具具有高精度、易組裝的特點(diǎn)。由于孔系夾具可以更好地提供編程原點(diǎn),其被廣泛用在數(shù)控機(jī)床上。相較于孔系夾具,槽系夾具的優(yōu)勢(shì)在于調(diào)整性能強(qiáng),可應(yīng)用的范圍較大。在實(shí)際生產(chǎn)中,由于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件主要為數(shù)控的加工方式,因此孔系柔性?shī)A具使用較多。
飛機(jī)結(jié)構(gòu)件在生產(chǎn)制造中多以數(shù)控加工,尤其數(shù)控銑削的方式呈現(xiàn);以搖臂、支座、對(duì)接接頭等結(jié)構(gòu)件為例,生產(chǎn)精度要求高、零件壁厚薄、結(jié)構(gòu)槽腔多、曲面較多且零件尺寸大,柔性?shī)A具的出現(xiàn)保證了結(jié)構(gòu)件的高效完成,降低了時(shí)間和經(jīng)濟(jì)成本。
柔性?shī)A具是在傳統(tǒng)夾具的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)與更新,有些夾具可以進(jìn)行重復(fù)使用所以不需投入較多的成本。而且這類夾具加工系統(tǒng)的應(yīng)用也可以方便設(shè)計(jì)和管理工作的開(kāi)展,改善傳統(tǒng)夾具應(yīng)用過(guò)程中存在的不足并提高加工精度,多種類型的構(gòu)件都可以應(yīng)用這一系統(tǒng)使得機(jī)械加工制造效率得到了顯著提升。
(1)精度高。
柔性?shī)A具系統(tǒng)主要是將不同的夾具組合和拼裝在一起,使其能夠更好的滿足飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)加工要求,并保證不同構(gòu)件的加工精度,與以往應(yīng)用的夾具相比其加工精度得到了明顯提升可以保證各項(xiàng)尺寸參數(shù)的精準(zhǔn)性。當(dāng)夾持的方案選用合理時(shí),夾具無(wú)論從平面還是三維、水平還是垂直角度的誤差均可得到很好的控制。
(2)循環(huán)使用。
由于該系統(tǒng)能夠根據(jù)構(gòu)件加工需要進(jìn)行靈活的組裝和拼裝,所以內(nèi)部夾具可以進(jìn)行循環(huán)利用,不用時(shí)時(shí)進(jìn)行更換。如果在長(zhǎng)時(shí)間使用過(guò)程中某一部位夾具磨損嚴(yán)重時(shí),可通過(guò)替換該零件的方式延長(zhǎng)柔性?shī)A具的使用壽命。同時(shí)由于夾具組合拼裝后種類繁多,可滿足于多種零部件的加工制造,其通用性能不容小覷。
(3)應(yīng)用范圍廣。
柔性?shī)A具系統(tǒng)可以滿足飛機(jī)各部位構(gòu)件的生產(chǎn)制造要求,在多個(gè)生產(chǎn)工序中得到了廣泛運(yùn)用,所以整體的適用范圍比較廣可以加強(qiáng)進(jìn)一步的研究與應(yīng)用。
(1)數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用。
柔性?shī)A具在飛機(jī)制造業(yè)中的應(yīng)用時(shí)間比較短,整體的技術(shù)水平還不夠成熟而且缺乏較為完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),方案設(shè)計(jì)工作一般采用手工設(shè)計(jì)的方法,設(shè)計(jì)人員一般會(huì)根據(jù)自己以往的工作經(jīng)驗(yàn)開(kāi)展這項(xiàng)工作,沒(méi)有根據(jù)不同類型構(gòu)件的生產(chǎn)需求對(duì)夾具系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新與優(yōu)化,導(dǎo)致組裝結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單無(wú)法保證夾具系統(tǒng)的應(yīng)用效果,而且飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的數(shù)量比較多采用手工設(shè)計(jì)方法導(dǎo)致設(shè)計(jì)人員的工作量比較大,無(wú)法保證設(shè)計(jì)效率。這就需要將計(jì)算機(jī)信息技術(shù)應(yīng)用到柔性?shī)A具系統(tǒng)的構(gòu)建中,在該系統(tǒng)中將計(jì)算機(jī)技術(shù)作用充分發(fā)揮出來(lái)輔助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行夾具組合方案設(shè)計(jì),能夠進(jìn)行各類參數(shù)的分類檢索并做好整理工作,不會(huì)出現(xiàn)重復(fù)設(shè)計(jì)的情況,在柔性?shī)A具系統(tǒng)應(yīng)用中起到了良好的輔助作用,是未來(lái)發(fā)展中需要重點(diǎn)研究的內(nèi)容。
(2)自動(dòng)化發(fā)展。
許多企業(yè)在生產(chǎn)加工的過(guò)程中還是采用人工操作的方式,導(dǎo)致零部件的加工時(shí)間比較長(zhǎng)從而無(wú)法保證機(jī)械加工效率,不利于企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升。在當(dāng)前的發(fā)展環(huán)境中只有順應(yīng)時(shí)代的發(fā)展形勢(shì)不斷提升裝夾工作的自動(dòng)化水平,并實(shí)現(xiàn)與數(shù)控機(jī)床的協(xié)調(diào)運(yùn)作這樣才能推動(dòng)柔性?shī)A具的進(jìn)一步發(fā)展,是后續(xù)研究工作開(kāi)展期間需要重視的內(nèi)容。
(3)標(biāo)準(zhǔn)化模塊化建設(shè)。
標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化是柔性?shī)A具系統(tǒng)在應(yīng)用和發(fā)展期間需要進(jìn)一步完善的內(nèi)容,部分柔性?shī)A具在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中由于受到多方面因素的影響而無(wú)法保證自身的工作狀態(tài),這就會(huì)影響最終的加工質(zhì)量和效果,同時(shí)也存在各個(gè)流程操作不規(guī)范的情況導(dǎo)致管理混亂的問(wèn)題較為常見(jiàn),所以,要不斷提升整個(gè)系統(tǒng)的模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化水平,在實(shí)際進(jìn)行機(jī)械加工的過(guò)程中可以根據(jù)不同類型結(jié)構(gòu)件的實(shí)際需要開(kāi)展設(shè)計(jì)工作,以此提高結(jié)構(gòu)件加工精度保證整個(gè)加工方案的合理性。
結(jié)語(yǔ):柔性?shī)A具系統(tǒng)的應(yīng)用是飛機(jī)結(jié)構(gòu)件生產(chǎn)加工過(guò)程中的必然趨勢(shì),可以根據(jù)整體的結(jié)構(gòu)形式將不同的夾具進(jìn)行組合與拼裝以此實(shí)現(xiàn)對(duì)構(gòu)件加工的柔性化管理。而且數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用能夠進(jìn)一步提高機(jī)械加工的自動(dòng)化水平并將柔性?shī)A具系統(tǒng)的作用與價(jià)值充分體現(xiàn)出來(lái)。在應(yīng)用柔性?shī)A具的過(guò)程中還需要對(duì)相關(guān)系統(tǒng)的構(gòu)建進(jìn)行優(yōu)化與完善,保證系統(tǒng)的規(guī)范性與合理性使其能夠更好的應(yīng)用于飛機(jī)結(jié)構(gòu)件加工。