[发明专利]一种任意外形薄壁件的磁流变柔性夹具

说明书

本发明提供一种任意外形薄壁件的磁流变柔性夹具，用于加工任意外形的薄壁零件，包括：底座；机械压紧部，包括内部放置有薄壁零件并通过螺母固定于底座上、顶部均布有四个通槽且底部具有环形缺口的支撑套筒以及设置于支撑套筒顶部的环形压块；密封盖，设置于薄壁零件的顶部；进液孔，开设于支撑套筒的顶部边缘处；机械夹紧部，包括通过固定螺母固定于底座上并嵌合于环形缺口处的夹紧支撑件、通过螺母固定于底座上并设置于薄壁零件一侧的固定V型块、设置于薄壁零件另一侧的活动V型块以及依次穿过夹紧支撑件和活动V型块并用于调节活动V型块位置的夹紧螺母；以及排液管，一端设置于支撑套内壁延伸出的排液孔内，另一端穿过夹紧支撑件。

技术领域

本发明属于机械加工领域，具体涉及一种任意外形薄壁件的磁流变柔性夹具。

背景技术

机械加工领域中薄壁类零件的加工是一个久攻不破的难题，因为其具有重量轻、节约材料、结构紧凑等特点，薄壁零件已日益广泛地应用在各工业部门，尤其是一些关键件。但薄壁零件的加工精度控制一直是个难题，原因是薄壁零件刚性差、强度弱，在加工中极容易变形，不易保证零件的加工质量。如何提高薄壁零件的加工精度是业界一直以来关心的话题，本专利可以对薄壁任意外形框类、壳体类等零件进行加工。在对这些类型零件进行加工的过程中，由于其外形特殊，刚度小，薄壁零件一般是不能使用卡抓直进行夹持的。薄壁零件由于刚性差，在加工过程中容易产生振动和变形，导致其形位公差和尺寸公差无法得到保证，故其加工所面临的首要技术性难题就是薄壁类零件的装夹方案。薄壁类零件的特性有：重量轻、厚度薄、刚度小且极易变形，特别是对于航空航天等精密加工领域的薄壁类零件，其精度高、尺寸小、材料要求特殊，这些都使得薄壁类零件的机械加工变得尤为困难。

在以上类型的薄壁件加工过程中，若采用传统夹具对薄壁类零件进行装夹，一方面传统夹具有一定的通用性，但随着多品种、小批量生产的需求日益增加，尤其是薄壁零件特殊外形装夹的需要，加工成本和效率也变得异常重要；另一方面，传统夹具无法确定其夹紧力，不合理的夹紧力会导致零件的变形，造成零件加工的误差，使零件加工的合格率降低，因此需在加工过程中对夹紧力实时监控。

目前的机械加工领域，对于薄壁框类零件的装夹，常采用的方法如下：

1、用橡胶气囊解决夹持问题：对于加工中出现的变形和振动问题，利用橡胶气囊作为夹具来解决其中的问题。这种装夹方式的缺陷在于：1)由于薄壁类零件是紧贴在橡胶上的，从而无法实现对零件加工的精度有效控制；2)除此之外，还由于气囊的变形率，因而不能满足不规则外形的薄壁类零件的装夹。

2、辅助支撑装夹方式：原理就是在薄壁件外部填充磁流变液，通过添加外部磁场，待其固化后对其产生支撑作用。但其缺点在于：1)此类夹具工件的顶端并未施加约束，在进行铣削加工时可能产生垂直方向上的振动，从而影响工件的加工精度；2)此类夹具填充磁流变液的空腔是非封闭的，容易造成磁流变液溢出，而且切屑容易掺杂进入磁流变液，影响其性能，且会导致磁流变液的使用寿命降低。

综上可知现有技术的主要缺点为：

1.现有夹具技术在对装夹的精度，可控性方面受到很大的限制；

2.夹具调整时间长、成本高，而且夹紧力很难调整控制，可适性较差，夹具调整过于依赖经验；

3.柔性化程度不高，加工零件的外形受限较大、粗精加工方式受局限。

针对以上缺陷，特别需要一种简单而又实用的薄壁框类、壳体类等零件的装夹装置，来满足日益增长的多品种小批量薄壁件精密机械加工的需要。

发明内容

本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种任意外形薄壁件的磁流变柔性夹具。