[发明专利]一种气囊夹紧装置

说明书

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。