專利名稱：一種氣囊夾緊裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種夾緊裝置，尤其涉及一種利用氣囊和卡板對中空工件進(jìn)行夾緊的
直O(jiān)
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，對中空工件的夾緊，多和普通工件的夾緊一樣，采用外部剛性夾緊的 方式，即利用機(jī)械或液壓的手段，利用夾緊工具在工件外表面直接施加一定的夾緊力，從而 實(shí)現(xiàn)工件的夾緊。這樣的夾緊方式不可避免地存在一定的缺陷，例如對工件周圍的敞開性有較高要 求，需要有足夠的空間用來容納夾緊工具。此外，由于采用的是剛性夾緊，當(dāng)工件的硬度較 低時(shí)，容易在工件的表面形成壓痕或刮傷。尤其是當(dāng)中空工件將以其外表面作為工作表面 時(shí)，任何對外表面的損傷都可能使得整件產(chǎn)品報(bào)廢。更進(jìn)一步地，當(dāng)夾緊完成后對工件進(jìn)行 機(jī)加工時(shí)，剛性夾緊不能起到任何減震的作用。強(qiáng)烈振動的工件使得加工的精度難以得到 保障，從而影響到最終產(chǎn)品的質(zhì)量。當(dāng)待夾緊工件尺寸較大時(shí)，上述缺陷變得更加明顯。由于質(zhì)量更大，從而不得不施 加更大的夾緊力以實(shí)現(xiàn)夾緊，使得表面損傷更加容易發(fā)生。而如果待夾緊工件是由多個(gè)部件拼接在一起時(shí)，情況變得更加復(fù)雜不同的部件 很可能具有完全不同的材料，表面硬度的不同使得即使采用分散夾緊也很難達(dá)到預(yù)期的效 果；并且由于尺寸較大，工件由于自身重力所產(chǎn)生的形變非常明顯，各拼接部件之間會產(chǎn)生 明顯的“錯(cuò)位”;此外由于各塊拼接的部件往往是分別加工而成的，具有不同的加工誤差，傳 統(tǒng)的夾緊裝置往往會使得加工誤差累積，并傳遞給下一道加工工序。對于上述缺陷，人們已經(jīng)想到了一些改進(jìn)的技術(shù)，例如采用氣囊等柔性夾具代替 了以往的剛性夾具。這樣做的好處在于，一方面極大減小了夾緊表面的接觸應(yīng)力，避免了表 面損傷的發(fā)生，另一方面減輕了后續(xù)機(jī)加工中的振動，有效地提高了加工質(zhì)量。但是，這些 措施對于大尺寸的中空柔性拼接部件的夾緊來說，效果十分有限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于，提出了一種改進(jìn)的氣囊夾緊裝置，尤其適用于對大尺寸中空柔 性拼接部件的夾緊操作。其以硬質(zhì)卡板抵住待夾緊部件的外表面作為基準(zhǔn)表面，用充氣氣 囊抵住待夾緊部件的內(nèi)表面，從而實(shí)現(xiàn)夾緊操作。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，氣囊夾緊裝置包括支架、卡板、氣囊和 輸氣管道。其中，支架由硬質(zhì)材料制成，構(gòu)成了所述氣囊夾緊裝置的主體；卡板也由硬質(zhì)材 料制成，并具有與中空待夾緊工件設(shè)計(jì)外表面相適應(yīng)的夾緊表面，用于在待夾緊工件的外 表面一側(cè)施加夾緊力，并且也用作夾緊的基準(zhǔn)面；氣囊固定在支架的外側(cè)，用于在待夾緊工 件的基準(zhǔn)表面的相反一側(cè)，即內(nèi)表面上施加夾緊力；輸氣管道一端連接氣囊，另一端連接高 壓氣體源，從而實(shí)現(xiàn)氣囊的充氣。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，支架可以包括活動連接部件，使得支架的形狀可以根據(jù)待夾緊工件內(nèi)表面的形狀進(jìn)行調(diào)節(jié)。這樣的做法大大提高了氣囊夾緊裝置的通用性。優(yōu)選地，活動連接部件可采用螺桿-螺母組件，尤其是雙向螺桿-螺母組件，通過 旋轉(zhuǎn)螺桿或螺母，可以改變支架兩部分之間的距離，從而改變支架的形狀。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，采用夾布橡膠軟管作為輸氣管道。其可以承受較大的氣 壓,例如5kg/cm2。


下面將參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行具體描述，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的氣囊夾緊裝置的透視圖，其中省略了卡板部 分；圖2是如圖1所示的氣囊夾緊裝置的側(cè)向橫截面局部放大視圖；圖3是如圖1所示的氣囊夾緊裝置，其中該裝置正在對待夾緊工件實(shí)施夾緊操作。
具體實(shí)施例方式下面將通過僅為舉例的方式，參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，以期 更好地理解本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。首先參照圖3，其顯示了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的氣囊夾緊裝置的工作狀態(tài)。在這一優(yōu)選實(shí)施方式中，待夾緊工件是飛機(jī)的平尾10。其由對稱的主體部件11、 11’和12、12’以及兩端的連接部分13、14組成，其中各個(gè)組分部分均由單獨(dú)的加工步驟完 成，然后將通過鉚釘鉚接在一起。由于平尾以其外表面15、15’作為工作表面，并需承受高 速氣流，所以外表面15、15’的任何起伏不平都會對飛機(jī)的飛行安全造成重大影響。因此在 給平尾10的各個(gè)主體部件11、11’、12、12’以及兩端的連接部分13、14打洞并進(jìn)行鉚接之 前，必須將所有部分以外表面15、15’為基準(zhǔn)而夾緊為一體。參照圖1、3，在這一優(yōu)選實(shí)施方式中，氣囊夾緊裝置20根據(jù)平尾10的形狀而形成 對稱結(jié)構(gòu)。其中，氣囊夾緊裝置20包括兩個(gè)木質(zhì)主體21，它們均呈現(xiàn)棒狀，長度比平尾10的 縱向長度稍短，并相對于平尾10的縱向?qū)ΨQ軸A-A而對稱。兩個(gè)木質(zhì)主體21之間通過五 組雙向螺桿-螺母組件22實(shí)現(xiàn)連接，并共同組成支架。具體的連接方式是，在兩個(gè)木質(zhì)主體 21互相面對的表面上分別設(shè)置五個(gè)均勻分布的對稱沉孔，并在孔中分別固定有螺紋方向相 反的螺母(圖中未顯示)。五個(gè)螺桿的兩端分別具有方向相反的螺紋，可分別旋入五組對稱 分布的螺母中。這樣，當(dāng)旋轉(zhuǎn)螺桿時(shí)，可使兩側(cè)的木質(zhì)主體21同時(shí)遠(yuǎn)離或靠近A-A軸，從而 實(shí)現(xiàn)了氣囊夾緊裝置20的支架形狀調(diào)整，使其適用于各種形狀不同的待夾緊工件。兩個(gè)獨(dú)立的管狀氣囊23分別固定在支架的外側(cè)，也就是圖1所示的兩側(cè)的木質(zhì)主 體21的上下兩側(cè)，當(dāng)然也可以采用連通的整體式氣囊。其中，在兩木質(zhì)主體21的上下兩側(cè) 分別具有圓形的槽，直徑大致與氣囊23充氣后的直徑相同，以便于將管狀氣囊23嵌入其 中，從而更好地實(shí)現(xiàn)固定，這在圖2中有更清楚的顯示。并且，為了能夠承受更大的夾緊氣 壓，氣囊23采用的是夾布橡膠軟管。在兩管狀氣囊23的相同一端上分別連接有氣門，從而與輸氣管道(圖中未顯示)相連，并連接到5kg/cm2的高壓氣源。其中輸氣管道上還安裝有氣壓表、過濾器、調(diào)壓閥等 附件。如圖3所示，兩個(gè)卡板24也對稱地分布在平尾10的A-A軸兩側(cè)，其分別具有與平 尾10的外表面15、15’相適應(yīng)的夾緊表面，從而形成夾緊基準(zhǔn)面，當(dāng)然也可作為平尾10各 個(gè)部件連接時(shí)的定位基準(zhǔn)。并且，兩塊卡板自身可以采用任何公知的固定方式進(jìn)行固定，例 如將兩卡板固定在操作臺架上。下面將就實(shí)施方式中的氣囊夾緊裝置的操作過程做出簡單描述。首先，將固定有氣囊23的支架放置在完成拼接的平尾10的中空空間中，調(diào)整其姿 態(tài)位置，使其大致與平尾10的外表面垂直。其次，旋轉(zhuǎn)各個(gè)螺桿22，使支架的兩木質(zhì)主體21同時(shí)向兩邊擴(kuò)展，直到位于兩木 質(zhì)主體21外側(cè)的氣囊23緊靠住平尾10的內(nèi)表面為止。然后，將卡板24分別置于平尾10的兩側(cè)，并與平尾10的對應(yīng)側(cè)面緊密貼合，并且 將放置好的卡板24位置固定。最后，接通輸氣管道，并調(diào)節(jié)調(diào)壓閥，使氣囊23的壓力不斷增加，并將平尾10的各 個(gè)主體部件11、11’、12、12’向兩側(cè)推擠。由于受到外側(cè)硬質(zhì)卡板24的限制，并且由于平尾10內(nèi)側(cè)的夾緊力施加是通過柔 性氣囊23來實(shí)現(xiàn)的，其可以在很大程度上產(chǎn)生形變，因此無論各主體部件11、11’、12、12’ 的內(nèi)表面存在何種加工誤差，都僅會保留在氣囊23上，而不會傳遞給對平尾10的外側(cè)工作 表面。并且，由于氣囊23的柔性，使得與其相接觸的平尾10的各個(gè)部分具有相同的接觸應(yīng) 力，因而無論各個(gè)拼接的部件表面材料是否相同，都能形成均勻的夾緊力分布，避免了對平 尾10的表面造成損傷。而且，氣囊23等主要部件位于待夾緊工件平尾10的內(nèi)部，大大減 少了夾緊工件所占據(jù)的空間，使得對工件周圍的敞開性要求大大降低。應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)局限于前述優(yōu)選實(shí)施方式的描述。相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人 員根據(jù)本發(fā)明的要點(diǎn)可以想到各種變化和修改。它們也不應(yīng)當(dāng)被排除在本實(shí)用新型的范圍 和精神之外。
權(quán)利要求
一種氣囊夾緊裝置，包括支架(21)、卡板(24)、氣囊(23)和輸氣管道，其特征在于所述支架(21)由硬質(zhì)材料制成，構(gòu)成了所述氣囊夾緊裝置的主體，所述卡板(24)也由硬質(zhì)材料制成，其具有與中空待夾緊工件設(shè)計(jì)外表面相適應(yīng)的夾緊表面，用于在所述待夾緊工件的外表面一側(cè)施加夾緊力，并且該夾緊表面也用作夾緊的基準(zhǔn)面，所述氣囊(23)固定在所述支架(21)的外側(cè)，用于在待夾緊工件的基準(zhǔn)表面的相反一側(cè)，即內(nèi)表面上施加夾緊力，所述輸氣管道一端連接氣囊(23)，另一端連接高壓氣體源，從而實(shí)現(xiàn)氣囊的充氣。
2.如權(quán)利要求1所述的氣囊夾緊裝置，其特征在于，所述支架(21)包括活動連接部件， 使得所述支架(21)的形狀可以根據(jù)待夾緊工件內(nèi)表面的形狀進(jìn)行調(diào)節(jié)。
3.如權(quán)利要求2所述的氣囊夾緊裝置，其特征在于，所述活動連接部件包括螺桿_螺母 組件。
4.如權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的氣囊夾緊裝置，其特征在于，所述輸氣管道是夾 布橡膠軟管。
5.如權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的氣囊夾緊裝置，其特征在于，所述高壓氣體源的 氣壓為5kg/cm2ο
6.如權(quán)利要求1-3中任意一項(xiàng)所述的氣囊夾緊裝置，其特征在于，所述氣囊為多個(gè)，均 勻分布在所述支架的外表面上。
全文摘要
一種氣囊夾緊裝置，包括支架、卡板、氣囊和輸氣管道。其中，支架由硬質(zhì)材料制成，構(gòu)成了氣囊夾緊裝置的主體；卡板也由硬質(zhì)材料制成，并具有與中空待夾緊工件標(biāo)準(zhǔn)外表面相適應(yīng)的夾緊表面，用于在待夾緊工件的外表面一側(cè)施加夾緊力，并且也用作夾緊的基準(zhǔn)面；氣囊固定在支架的外側(cè)，用于在待夾緊工件的基準(zhǔn)表面的相反一側(cè)，即內(nèi)表面上施加夾緊力；輸氣管道一端連接氣囊，另一端連接高壓氣體源，從而實(shí)現(xiàn)氣囊的充氣。
文檔編號B25B11/00GK101987437SQ20091005564
公開日2011年3月23日 申請日期2009年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月30日
發(fā)明者孫小峰, 陳永康 申請人:中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司;上海飛機(jī)制造有限公司