一种气囊夹紧装置

1.一种气囊夹紧装置，其适用于对大尺寸中空柔性拼接部件的夹紧操作，所述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，所述活动连接部件包括螺杆-螺母组件；
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，所述气囊(23)采用的是夹布橡胶软管。
2.如权利要求1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。
3.如权利要求1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/
2
cm。
4.如权利要求1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。

一种气囊夹紧装置\n技术领域\n[0001] 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。\n背景技术\n[0002] 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。\n[0003] 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。\n[0004] 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。\n[0005] 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。\n[0006] 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。\n发明内容\n[0007] 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。\n[0008] 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。\n[0009] 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。\n[0010] 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。\n[0011] 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\n2\n压，例如5kg/cm。\n附图说明\n[0012] 下面将参照附图对本发明的实施方式进行具体描述，其中：\n[0013] 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；\n[0014] 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；\n[0015] 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。\n具体实施方式\n[0016] 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。\n[0017] 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。\n[0018] 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、\n11’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。\n[0019] 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。\n[0020] 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\n21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。\n[0021] 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。\n[0022] 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)\n2\n相连，并连接到5kg/cm 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。\n[0023] 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。\n[0024] 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。\n[0025] 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。\n[0026] 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。\n[0027] 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。\n[0028] 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。\n[0029] 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。\n[0030] 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。