CN101987437A - 一种气囊夹紧装置 - Google Patents
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Abstract
一种气囊夹紧装置,包括支架、卡板、气囊和输气管道。其中,支架由硬质材料制成,构成了气囊夹紧装置的主体;卡板也由硬质材料制成,并具有与中空待夹紧工件标准外表面相适应的夹紧表面,用于在待夹紧工件的外表面一侧施加夹紧力,并且也用作夹紧的基准面;气囊固定在支架的外侧,用于在待夹紧工件的基准表面的相反一侧,即内表面上施加夹紧力;输气管道一端连接气囊,另一端连接高压气体源,从而实现气囊的充气。
Description
技术领域
本发明涉及一种夹紧装置,尤其涉及一种利用气囊和卡板对中空工件进行夹紧的装置。
背景技术
现有技术中,对中空工件的夹紧,多和普通工件的夹紧一样,采用外部刚性夹紧的方式,即利用机械或液压的手段,利用夹紧工具在工件外表面直接施加一定的夹紧力,从而实现工件的夹紧。
这样的夹紧方式不可避免地存在一定的缺陷,例如对工件周围的敞开性有较高要求,需要有足够的空间用来容纳夹紧工具。此外,由于采用的是刚性夹紧,当工件的硬度较低时,容易在工件的表面形成压痕或刮伤。尤其是当中空工件将以其外表面作为工作表面时,任何对外表面的损伤都可能使得整件产品报废。更进一步地,当夹紧完成后对工件进行机加工时,刚性夹紧不能起到任何减震的作用。强烈振动的工件使得加工的精度难以得到保障,从而影响到最终产品的质量。
当待夹紧工件尺寸较大时,上述缺陷变得更加明显。由于质量更大,从而不得不施加更大的夹紧力以实现夹紧,使得表面损伤更加容易发生。
而如果待夹紧工件是由多个部件拼接在一起时,情况变得更加复杂: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夹紧也很难达到预期的效果;并且由于尺寸较大,工件由于自身重力所产生的形变非常明显,各拼接部件之间会产生明显的“错位”;此外由于各块拼接的部件往往是分别加工而成的,具有不同的加工误差,传统的夹紧装置往往会使得加工误差累积,并传递给下一道加工工序。
对于上述缺陷,人们已经想到了一些改进的技术,例如采用气囊等柔性夹具代替了以往的刚性夹具。这样做的好处在于,一方面极大减小了夹紧表面的接触应力,避免了表面损伤的发生,另一方面减轻了后续机加工中的振动,有效地提高了加工质量。但是,这些措施对于大尺寸的中空柔性拼接部件的夹紧来说,效果十分有限。
发明内容
本发明目的在于,提出了一种改进的气囊夹紧装置,尤其适用于对大尺寸中空柔性拼接部件的夹紧操作。其以硬质卡板抵住待夹紧部件的外表面作为基准表面,用充气气囊抵住待夹紧部件的内表面,从而实现夹紧操作。
为了实现上述目的,根据本发明的一方面,气囊夹紧装置包括支架、卡板、气囊和输气管道。其中,支架由硬质材料制成,构成了所述气囊夹紧装置的主体;卡板也由硬质材料制成,并具有与中空待夹紧工件设计外表面相适应的夹紧表面,用于在待夹紧工件的外表面一侧施加夹紧力,并且也用作夹紧的基准面;气囊固定在支架的外侧,用于在待夹紧工件的基准表面的相反一侧,即内表面上施加夹紧力;输气管道一端连接气囊,另一端连接高压气体源,从而实现气囊的充气。
根据本发明的另一方面,支架可以包括活动连接部件,使得支架的形状可以根据待夹紧工件内表面的形状进行调节。这样的做法大大提高了气囊夹紧装置的通用性。
优选地,活动连接部件可采用螺杆-螺母组件,尤其是双向螺杆-螺母组件,通过旋转螺杆或螺母,可以改变支架两部分之间的距离,从而改变支架的形状。
根据本发明的另一方面,采用夹布橡胶软管作为输气管道。其可以承受较大的气压,例如5kg/cm2。
附图说明
下面将参照附图对本发明的实施方式进行具体描述,其中:
图1是根据本发明优选实施方式的气囊夹紧装置的透视图,其中省略了卡板部分;
图2是如图1所示的气囊夹紧装置的侧向横截面局部放大视图;
图3是如图1所示的气囊夹紧装置,其中该装置正在对待夹紧工件实施夹紧操作。
具体实施方式
下面将通过仅为举例的方式,参照附图对本发明的优选实施方式进行描述,以期更好地理解本发明的优点。
首先参照图3,其显示了根据本发明优选实施方式的气囊夹紧装置的工作状态。
在这一优选实施方式中,待夹紧工件是飞机的平尾10。其由对称的主体部件11、11’和12、12’以及两端的连接部分13、14组成,其中各个组分部分均由单独的加工步骤完成,然后将通过铆钉铆接在一起。由于平尾以其外表面15、15’作为工作表面,并需承受高速气流,所以外表面15、15’的任何起伏不平都会对飞机的飞行安全造成重大影响。因此在给平尾10的各个主体部件11、11’、12、12’以及两端的连接部分13、14打洞并进行铆接之前,必须将所有部分以外表面15、15’为基准而夹紧为一体。
参照图1、3,在这一优选实施方式中,气囊夹紧装置20根据平尾10的形状而形成对称结构。
其中,气囊夹紧装置20包括两个木质主体21,它们均呈现棒状,长度比平尾10的纵向长度稍短,并相对于平尾10的纵向对称轴A-A而对称。两个木质主体21之间通过五组双向螺杆-螺母组件22实现连接,并共同组成支架。具体的连接方式是,在两个木质主体21互相面对的表面上分别设置五个均匀分布的对称沉孔,并在孔中分别固定有螺纹方向相反的螺母(图中未显示)。五个螺杆的两端分别具有方向相反的螺纹,可分别旋入五组对称分布的螺母中。这样,当旋转螺杆时,可使两侧的木质主体21同时远离或靠近A-A轴,从而实现了气囊夹紧装置20的支架形状调整,使其适用于各种形状不同的待夹紧工件。
两个独立的管状气囊23分别固定在支架的外侧,也就是图1所示的两侧的木质主体21的上下两侧,当然也可以采用连通的整体式气囊。其中,在两木质主体21的上下两侧分别具有圆形的槽,直径大致与气囊23充气后的直径相同,以便于将管状气囊23嵌入其中,从而更好地实现固定,这在图2中有更清楚的显示。并且,为了能够承受更大的夹紧气压,气囊23采用的是夹布橡胶软管。
在两管状气囊23的相同一端上分别连接有气门,从而与输气管道(图中未显示)相连,并连接到5kg/cm2的高压气源。其中输气管道上还安装有气压表、过滤器、调压阀等附件。
如图3所示,两个卡板24也对称地分布在平尾10的A-A轴两侧,其分别具有与平尾10的外表面15、15’相适应的夹紧表面,从而形成夹紧基准面,当然也可作为平尾10各个部件连接时的定位基准。并且,两块卡板自身可以采用任何公知的固定方式进行固定,例如将两卡板固定在操作台架上。
下面将就实施方式中的气囊夹紧装置的操作过程做出简单描述。
首先,将固定有气囊23的支架放置在完成拼接的平尾10的中空空间中,调整其姿态位置,使其大致与平尾10的外表面垂直。
其次,旋转各个螺杆22,使支架的两木质主体21同时向两边扩展,直到位于两木质主体21外侧的气囊23紧靠住平尾10的内表面为止。
然后,将卡板24分别置于平尾10的两侧,并与平尾10的对应侧面紧密贴合,并且将放置好的卡板24位置固定。
最后,接通输气管道,并调节调压阀,使气囊23的压力不断增加,并将平尾10的各个主体部件11、11’、12、12’向两侧推挤。
由于受到外侧硬质卡板24的限制,并且由于平尾10内侧的夹紧力施加是通过柔性气囊23来实现的,其可以在很大程度上产生形变,因此无论各主体部件11、11’、12、12’的内表面存在何种加工误差,都仅会保留在气囊23上,而不会传递给对平尾10的外侧工作表面。并且,由于气囊23的柔性,使得与其相接触的平尾10的各个部分具有相同的接触应力,因而无论各个拼接的部件表面材料是否相同,都能形成均匀的夹紧力分布,避免了对平尾10的表面造成损伤。而且,气囊23等主要部件位于待夹紧工件平尾10的内部,大大减少了夹紧工件所占据的空间,使得对工件周围的敞开性要求大大降低。
应当理解的是,本发明不应当局限于前述优选实施方式的描述。相关领域技术人员根据本发明的要点可以想到各种变化和修改。它们也不应当被排除在本实用新型的范围和精神之外。
Claims (6)
1.一种气囊夹紧装置,包括支架(21)、卡板(24)、气囊(23)和输气管道,其特征在于:
所述支架(21)由硬质材料制成,构成了所述气囊夹紧装置的主体,
所述卡板(24)也由硬质材料制成,其具有与中空待夹紧工件设计外表面相适应的夹紧表面,用于在所述待夹紧工件的外表面一侧施加夹紧力,并且该夹紧表面也用作夹紧的基准面,
所述气囊(23)固定在所述支架(21)的外侧,用于在待夹紧工件的基准表面的相反一侧,即内表面上施加夹紧力,
所述输气管道一端连接气囊(23),另一端连接高压气体源,从而实现气囊的充气。
2.如权利要求1所述的气囊夹紧装置,其特征在于,所述支架(21)包括活动连接部件,使得所述支架(21)的形状可以根据待夹紧工件内表面的形状进行调节。
3.如权利要求2所述的气囊夹紧装置,其特征在于,所述活动连接部件包括螺杆-螺母组件。
4.如权利要求1-3中任意一项所述的气囊夹紧装置,其特征在于,所述输气管道是夹布橡胶软管。
5.如权利要求1-3中任意一项所述的气囊夹紧装置,其特征在于,所述高压气体源的气压为5kg/cm2。
6.如权利要求1-3中任意一项所述的气囊夹紧装置,其特征在于,所述气囊为多个,均匀分布在所述支架的外表面上。
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