柔性夾具特點及在飛機零部件加工中的應用

魏桂紅

摘 要：現(xiàn)階段飛機零部件數(shù)量較多、種類更加復雜，零部件加工水平可直接影響到飛機危險期間的安全可靠性。通過將柔性夾具設備應用在飛機零部件加工中，能夠?qū)Ω骷庸で闆r進行柔性管控。本文就針對此，以飛機零部件加工柔性夾具系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為切入點，提出柔性夾具種類以及應用期間的各項特征，分析柔性夾具在飛機零部件加工中的實際應用方向，以期為相關(guān)工作人員提供理論性幫助。

關(guān)鍵詞：柔性夾具特點;飛機零部件加工;實際應用

前言：

相較于普通夾具結(jié)構(gòu)而言，柔性夾具被氣動、液壓夾緊一體化功能，被廣泛應用于飛機零部件加工過程中，對從根本上提升零部件加工質(zhì)量，控制零部件加工成本意義重大。現(xiàn)階段柔性夾具已然成為飛機制造行業(yè)的重要發(fā)展趨勢，應結(jié)合柔性夾具特征，明確柔性夾具在飛機零部件加工中的應用要求。

1、飛機零部件加工夾具現(xiàn)狀問題

現(xiàn)階段飛機零部件加工以數(shù)控銑削加工為主。通過高速銑削加工方式，能夠從根本上提升零部件加工效率，但卻無法適應現(xiàn)階段日漸復雜化的零部件加工要求。具體來說，飛機零部件加工夾具現(xiàn)狀問題主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

第一，飛機零部件多為專用機械加工手段。夾具數(shù)量較多，但適用范圍狹窄。飛機制造期間需要使用大量的零部件，每一種零部件均需要研制專用的機械夾具，導致夾具開發(fā)及生產(chǎn)成本高。不同飛機零部件重新組合轉(zhuǎn)換消耗時間長，難以切實保障飛機制造行業(yè)綜合效益;

第二，飛機零部件夾具設計依然較為依賴設計人員理論知識與現(xiàn)場經(jīng)驗，實際設計工作量大，且設計環(huán)節(jié)經(jīng)常會出現(xiàn)各類誤差問題，嚴重影響到飛機生產(chǎn)制造效率。在飛機夾具拼裝之前，因缺乏適宜的拼裝手段，致使夾具應用難度進一步提升;

第三，飛機零部件夾具自動化發(fā)展速度較為緩慢，機械夾具的裝夾方式多以人工為主，致使飛機零部件加工質(zhì)量與效率始終處于有待提升階段。同時，飛機零部件夾具的標準化、模塊化水平較低，部分零部件夾具重復，難以切實保障飛機零部件生產(chǎn)加工期間的綜合效益。

2、飛機零部件加工柔性夾具結(jié)構(gòu)

現(xiàn)階段飛機零部件加工柔性夾具主要分為組合夾具、拼裝夾具兩種類型。其中，組合夾具的應用范圍較廣。柔性夾具模塊化、適用度高等特征，通過將不同形狀、尺寸及型號的零部件組合在一起，滿足不同飛機零部件加工要求。組合夾具可以借助組合形式生成專用夾具，也可以通過替換零件手段，生成調(diào)節(jié)式夾具。柔性組合夾具具備可拆卸、可重復利用、可清洗優(yōu)勢，實際使用效率大幅度提高。

拼裝夾具的標準化水平處于有待提升階段，多數(shù)被應用在飛機零部件數(shù)控加工環(huán)節(jié)。具體而言，拼裝夾具主要就是在原基礎件上，借助通用元件拼裝方式，生成模塊化夾具。針對不同飛機零部件規(guī)格、適用范圍，夾具模塊化結(jié)構(gòu)也存在較多差距。

3、飛機零部件加工柔性夾具特征

在飛機零部件生產(chǎn)加工過程中，大部分加工工作均需要使用數(shù)控加工技術(shù)，保障實際加工效果。以飛機中的支座、對接接頭零部件為例，此些零部件的生產(chǎn)精度要求較高、結(jié)構(gòu)槽腔多、曲面多，通過使用柔性技術(shù)，能夠從根本上提升零部件加工水平，控制零部件加工成本。具體而言，飛機零部件加工柔性夾具特征主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

3.1柔性夾具生產(chǎn)精度高

柔性夾具主要就是在原有夾具結(jié)構(gòu)形式基礎上進行改革及優(yōu)化，通過循環(huán)利用部分夾具結(jié)構(gòu)，可從根本上提升零部件生產(chǎn)加工期間的經(jīng)濟利用率。同時，柔性夾具的應用還可以加強柔性設計環(huán)節(jié)管控力度，進一步增強飛機零部件加工水平。

柔性夾具系統(tǒng)可以將不同夾具組合拼裝在一起，確保夾具結(jié)構(gòu)能夠更好滿足飛機零部件加工要求，增強零部件加工精度，使零部件加工尺寸參數(shù)與其設計的目標相符。在夾具方案選擇過程中，平面或三維夾具形式的誤差均能夠從根本上得到控制。

3.2柔性夾具可實現(xiàn)循環(huán)利用目標

柔性夾具可以結(jié)合飛機零部件生產(chǎn)加工要求開展靈活組裝及拼裝工作，內(nèi)部夾具可以循環(huán)利用。舉例而言，在飛機某零部件加工環(huán)節(jié)，因一處夾具屬于長期高負荷運行狀態(tài)，老化問題較為嚴重，則可以對該夾具進行專項替換，以從根本上延長柔性夾具系統(tǒng)運行周期，確保夾具柔性系統(tǒng)能夠在促進飛機零部件高質(zhì)量生產(chǎn)中發(fā)揮出重要作用。

3.3柔性夾具的應用范圍更廣

柔性夾具能夠滿足飛機不同部位零部件生產(chǎn)加工要求，實際使用范圍更廣。飛機零部件生產(chǎn)加工期間的積極作用更為顯著。

4、飛機零部件加工柔性夾具應用方向

4.1融合數(shù)字化技術(shù)

在將柔性夾具應用在飛機零部件加工過程中，需要融合數(shù)字化技術(shù)，建立起專項可行的柔性夾具應用系統(tǒng)。原有飛機零部件方案設計工作多以人工為主，設計人員會將以往工作經(jīng)驗融入到零部件設計或柔性建設應用過程中，導致柔性夾具組裝結(jié)構(gòu)較為簡單，難以充分發(fā)揮出柔性建設應用優(yōu)勢。同時，因設計人員的設計任務量巨大，設計方案細節(jié)、各參數(shù)數(shù)值的精準度無法得到根本上保障。

結(jié)合柔性夾具應用特征，配合使用數(shù)字化技術(shù)建立起柔性夾具設置系統(tǒng)，要求該系統(tǒng)能夠輔助設計人員完成參數(shù)分類檢索與整理工作，不出現(xiàn)重復設計問題，增強柔性夾具系統(tǒng)應用效果。

4.2應用自動化技術(shù)

現(xiàn)階段飛機零部件生產(chǎn)加工多數(shù)采用人工操作方式，導致實際加工質(zhì)量和效率難以得到根本上保障，嚴重影響到飛機零部件加工企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營建設體現(xiàn)了綜合效益。為順應知識型經(jīng)濟發(fā)展趨勢，從根本上提升飛機零部件加工水平，還需要配合使用自動化技術(shù)，進一步增強數(shù)控機床的協(xié)調(diào)運作效率，為推廣柔性夾具系統(tǒng)奠定堅實基礎基礎。

4.3建設標準化模塊

在現(xiàn)階段柔性夾具發(fā)展過程中，還是要結(jié)合飛機零部件設計加工要求，從根本上提升柔性限制的標準化、模塊化水平。從目前來看，部分柔性建設在實際應用期間會受各類因素影響和難以長期維持正常工作狀態(tài)，導致零件加工質(zhì)量下降。因柔性夾具操作各流程規(guī)范性有待提升，實際管理較為混亂，還需要在當前飛機零部件加工過程中應用標準化柔性夾具模塊。根據(jù)不同類型結(jié)構(gòu)開展柔性夾具設計工作，使飛機零部件加工精度與預期目標相符。

4.4飛機零部件柔性夾具系統(tǒng)管理要點

飛機柔性夾具系統(tǒng)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)及種類較多，為從根本上提升柔性夾具管理水平，還需要，擴大柔性夾具在飛機零部件加工中的適用范圍。

分析現(xiàn)有飛機零部件設計、制造及管理要求，著重關(guān)注零部件氣動、液壓夾緊功能。具體而言，因部分飛機零部件的尺寸較大，在柔性夾具應用期間需要配合使用液壓或氣動夾緊方式。當前機床柔性夾具內(nèi)的氣動及液壓控制功能需要在設置期間避免過多干涉刀具，與機床結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)有機融合在一起，以進一步增強飛機結(jié)構(gòu)件裝夾的靈活性，使飛機零部件加工質(zhì)量效率能夠得到根本上保障，降低存在于飛機零部件加工期間的質(zhì)量問題及安全事故發(fā)生幾率。

總結(jié)：總而言之，通過將柔性夾具應用在飛機零部件加工過程中，能夠從根本上提升零部件加工質(zhì)量的效率。結(jié)合飛機零部件結(jié)構(gòu)形式，將不同夾具進行組合與拼裝，能夠更好實現(xiàn)零部件加工管理目標。為適應社會主義市場經(jīng)濟知識化轉(zhuǎn)型，應當將當前工作重點放置在柔性夾具體系的完善過程中，從根本上提升系統(tǒng)規(guī)范化與合理化水平，確保飛機零部件加工工作能夠始終趨于高質(zhì)高效化開展。

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