关键词：机匣 密封夹具 定位 夹紧 基准
1、引言
机匣体的毛坯件、成品件都必须进行压力密封试验、测流量试验、喷射靶点检查试验等。因此，许多大型的密封试验工装渐渐成了工装设计的瓶颈问题。由于机匣体大多空间体积大、结构不规则、油路（气路）错综复杂，因此，油路、气路等试验工装对于产品的形腔、管路等检验起着至关重要的作用。
2 、夹具的设计
2.1 设计可行性分析
由于气密性试验对工装密封性能要求比较严格，因此在试验工装设计上，基本采用“O”型密封圈的密封方式，并且增加密封尺寸要求，严格控制密封圈的压缩量，加强工装的制造精度，确保密封的准确性。
机匣壳体与工作台的固定需要通过夹具实现，夹具基座底面利用支脚支撑平放在工作台上。基座竖直方向的平面与机匣壳体的定位面接触，基座上设计两个定位销与壳体定位孔配合，可实现壳体定位。在夹具基座上设计夹紧机构夹紧机匣壳体，即可完成对机匣壳体的定位夹紧。
2.2 夹具基座的设计
2.2.1 夹具基座的基本要求
夹具基座即夹具体，是夹具的基础和骨架，通过它将夹具的各组成装置和元件连接为一个整体，并通过它将夹具安装在机床上。因此夹具体应该具有一定的形状和尺寸，在设计夹具体的结构时，应尽力满足以下要求：
(1) 夹具体应有足够的强度和刚度。
(2) 在保证所需的结构形状以及强度和刚度的前提下，应尽量使夹具体的结构简单、紧凑，尽量使夹具体重量轻、体积小。
(3) 夹具体的结构工艺性要好，夹具体的结构要便于制造和装配。
(4)要便于切屑的清除。切屑的清除是否容易，不仅影响夹具的使用效率，而且会影响工件的正确定位及夹具的正常工作。因而设计夹具体要考虑切屑的清除问题。
(5) 夹具体在机床上的安装要正确、稳定、可靠。各类机床对夹具的安装方式有不同的要求，夹具体上要有适合安装方式要求的安装面，以保证安装正确、稳定、可靠。
2.2.2 确定夹具体
由于机匣壳体外形尺寸较大、结构不规则，为了密封机匣壳体，夹具底座也要按照机匣底面形面设计，因而夹具基座尺寸也较大，对于体积较大，硬度要求较高，起基础作用的零件，一般采用铸件或焊接件。由于铸造夹具体生产周期较长，铸造时易产生内应力而引起变形，从而影响夹具体精度的持久性，进而影响密封性能，这里选用45钢进行机械加工。
基座设计成与机匣底面形面相同的凹槽，这样可以形成腔体打入气体，机匣底面利用长支脚与工作台接触，用支脚支撑方便弓形夹夹紧基座与零件，提供合理的夹紧空间。
2.3 夹紧机构的设计
2.3.1 夹紧装置的组成
夹紧装置是夹具的重要组成部分，工件在加工前除应正确定位外，还需将其压紧夹牢，以保证在加工过程中不会由于重力、切削力、离心力、惯性力等外力的作用而产生位移或震动。
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夹紧装置一般分为三部分：产生力源部分、中间传递部分、夹紧部分。
除去力源部分（只机动夹紧）外，在任何一个夹紧装置中，中间递力机构和夹紧元件是其基本组成部分，一般所说的夹紧机构即是这两个部分的组合。
2.3.2 夹紧装置的基本要求
夹紧装置设计的是否正确合理，不仅影响到工件的加工质量，而且影响到生产效率和工人劳动条件的改善。因此，设计夹紧装置时，应满足下列基本要求：
(1) 夹紧时不应破坏工件定位时已获得的正确位置。
(2) 夹紧力应保证夹紧可靠，且大小要适当，既要保证工件在加工过程中不发生位置的改变或振动，又不使工件产生不允许的变形或表面损伤。
(3) 夹紧机构应操作方便、使用安全、减轻劳动强度。
(4) 在保证加工质量和生产率的前提下，夹紧机构应力求结构简单、制造容易。
2.3.3 确定夹紧装置
密封夹具夹紧机构采用弓形夹、压紧螺钉、压块等组件。为了防止压块压紧零件产生摩擦划伤零件表面，采用压块压紧底座底面，并且弓形夹与零件接触前端设计成圆形，以免与零件干涉。
2.4 密封元件与材料的选定
装配“O”型密封圈时不得有扭曲和损伤，并应正确选择预压量。选配时应遵循的原则是：橡胶圈用于固定密封时，其预压量为橡胶圈条直径的20%-25%；当用于动密封时，其预压量宜为橡胶圈条直径的10%-15%。我们选择的一般都为G型（即通用O型圈系列），其胶圈截面直径公差在以内，内径公差根据尺寸大小进行变化。选配橡胶圈时，胶圈沟槽的给定是关系到预压量的直接因素，橡胶圈密封分为轴向密封与径向密封两种，该套密封夹具均采用轴向密封。
夹具底座无法采用橡胶圈进行密封，选用橡胶垫密封，橡胶垫具有良好的弹性、耐油、耐酸、耐碱等优良性能。
3 、夹具的工作原理
夹具的工作过程主要分为两步,即安装过程和拆卸过程。首先，将机床工作台面和夹具定位面用油石打磨干净，防止有毛刺和凸起。
之后分别安装密封轴，并用压板及螺母锁紧密封轴。之后将夹具体平放在工作台上，将机匣壳体安装在夹具体上，两定位孔装入两定位销中，靠合定位面，最后用弓形夹找准位置固定夹紧，防止夹具体振动位移。安装完毕后对机匣壳体进行气密性压力试验。第二步拆卸工件。待加工完毕后，将各弓形夹松开取下，小心卸下机匣壳体。最后将各密封轴从机匣壳体上卸下，将夹具各件集中安放好。
4、夹具的推广和使用
这套夹具结构稳定，操作方便，使用效果良好，有力地保障了生产。夹具采用的固定式定位销及弓形夹夹紧保证了工件安装准确，压紧可靠，操作方便，深得操作工人的认可。该夹具采用的“O”形密封圈密封使用方便有效，可在生产中推广使用。
参考文献
《机械工程材料手册》机械工业出版社
《紧固件国家标准汇编》中国标准出版社
《机械设计手册》机械工业出版社
《航空工艺装备设计手册》国防工业出版社
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论文作者:王雪微
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年24期
论文发表时间:2020/3/4
标签：夹具论文; 壳体论文; 基座论文; 工件论文; 弓形论文; 装置论文; 底面论文; 《工程管理前沿》2019年24期论文;