航天零件机械加工中对工装夹具的运用分析

【摘要】现阶段各个领域的发展情况备受关注，为了保证航天零件机械加工效率和质量符合标准要求，需对实际开展的工装夹具运用工作提出严格要求。以活门盒底座壁厚尺寸超差这一问题为例，经过深入研究确定主要原因是装夹变形。这既要结合实际情况做好工装夹具设计工作，并要采取针对性的措施做好产品装夹变形工作，保证壁厚尺寸精度高、废品损失少，满足航天零件机械加工要求。本文将活门盒底座壁厚尺寸超差问题的发生背景作为切入点，结合主要原因展开阐述，针对解决措施和最终效果展开阐述，旨在保证工装夹具在航天零件机械加工过程中充分发挥作用。

【关键词】航天零件；机械加工；装夹变形；壁厚尺寸

【引言】对“工装夹具”进行细致分析，可知具体是指生产期间用于快速准确定位和紧固零件的一种工艺装备。实际开展航天零件机械加工工作时，不可避免地应用工装夹具这一辅助性工具，对于提升加工效率和精密度具有重要作用。以航天零件活门盒底座加工工作为例， 其运用工装夹具过程中有多项内容需要明确，一定要在准确定位工装夹具的基础上，严格遵循高精度加工原则做好细节处理工作，防止发生最终生产零件不符合高质量要求的情况。

2活门盒底座壁厚尺寸超差问题

活门盒底座作为航天发动机阀门组件盒中非常关键的一部分组成部分，一定要符合密封方面的要求，这样有利于电磁阀有效控制发动机，否则极易发生不能正常工作的情况[1]。对重要密封件的活门盒底座加工尺寸进行确定，了解到（5±0.05）mm是产品边缘厚壁的尺寸要求，（3±0.05）mm是仪器安装面壁厚要求。基于密封性深入分析，就会发现这两个方面的壁厚尺寸是否满足规范要求非常关键，如果其中一个尺寸出现超差情况，就会发生严重影响密封性能的现象，甚至会出现产品报废的问题。

实际加工活门盒底座这一类型的产品时，需要将规范流程中的具体要求作为依据落实工作。铣上表面工序中，对活门盒底座的边缘壁厚尺寸进行确定和加工；铣侧边工序中，重点加工产品的仪器安装面壁厚尺寸。严格检测处于完成加工状态的五件活门盒底座产品边缘壁厚尺寸、仪器安装面壁厚尺寸，发现已经出现不同程度的超差问题。

3航天零件机械加工中高效应用对工装夹具的重要举措

3.1精准确定超差问题发生原因

进行深层次的产品测量分析，可知具体出现的超差问题均属于“局部超差”这一范畴，并且中间部位的壁厚尺寸处于比设计要求小的状态，左右两边部位的壁厚尺寸与之不同，具体表现为在公差要求的范围内[2]。分析加工构成、实际选用的装夹方法，了解到零件在虎钳装夹期间已经出现翘曲变形的情况，导致底面壁厚处于比较薄的状态、刚性没能符合规范要求，受到虎钳两侧夹紧力的影响，让活门盒底座中间部分出现鼓翘的现象。这种情况下，活门盒地面并不是一个平面，反而会出现中间高、两边低的弧面。

加工过程中受到“刀具的切削深度处于恒定状态”这一因素的影响，导致鼓翘的部位在加工后发生过切的情况；依据标准流程完成虎钳松开任务后，导致产品发生剩余壁厚尺寸薄、厚程度存在差异的情况，具体表现为离中间近的部位剩余壁厚就越薄。除此之外，底面壁厚方面提出的公差要求非常严格，这样就会导致底部中间部位壁厚处于过薄状态，无法保证在尺寸公差的范围内，进而引发局部超差这一问题。

3.2选用科学合理的解决方法

如果想要高效完成虎钳装夹变形导致的局部超差问题，就要做好针对性的工装夹具设计与制作工作，并将防止产品装夹变形作为主要目的。

对图1所示的工装夹具的实际组成情况进行分析，可知确定工装主体、紧固螺栓是非常关键的两项组成部分，工装夹具上安装面、活门盒底座的下表面处于“紧密贴合”的状态，保证螺栓紧固后穿过零件，并且需要保证与垫块上的螺纹处于“相互配合”的状态，在工装上对零件进行有效固定。

开展产品的边缘壁厚尺寸、仪器安装面壁厚尺寸加工工作期间，保证产品装夹与原本“在产品外侧面直接夹紧虎钳”这种操作方式不同，具体表现为在工装的外侧面夹紧虎钳。通过做好这一环节的工作，避免受到虎钳夹紧力的影响，不会发生鼓翘变形的情况。结合具体情况做好改进工作，能够更好地解决问题，并且最终获得的产品装夹效果更好。

3.3精准确定问题处理效果

按照实际情况完成上述工装夹具设计工作之后，可以在其辅助下高效加工新投产的60件活门盒底座产品，并且能够满足航天零件机械加工方面提出的要求[3]。进行细致检测之后，发现60件活门盒底座产品的边缘壁厚尺寸均在4.98—5.02mm的范围内、仪器安装面壁厚的尺寸在2.98—3.03mm的范围内。在此基础上，可以确定都在公差范围内，并且合格率得到显著提升。

全面掌握问题处理的效果后，了解到能否科学合理地开展工装夹具设计工作至关重要，不仅会影响产品装夹变形问题的处理情况，也能避免变形引发的局部超差。由此可见，严格管控装夹变形问题后可以更好地提升加工精度，从而让工装夹具在航天零件机械加工这项工作中充分发挥作用，降低各类安全事故发生率。

结束语：

总而言之，航天零件机械加工过程中面临严峻挑战，一旦发生工装夹具不能有效配合的情况，就会引发加工精度不达标、生产成本多、操作时间长、加工效率低多种情况。航天零件与普通零件不同，加工过程中非常重视精度、加工质量。对此，着重开展针对性的工装夹具设计和应用工作，不仅要保证符合机构简单、制作方便、性能好、成本少的要求，也要保证适合多种场合使用，这样有利于批量化生产符合航天零件机械加工要求的产品。

参考文献：

[1]郝宸，朱仰招. 电化学工艺在航天精密零件深细孔去毛刺中的应用 [J]. 装备制造技术， 2023， （11）： 182-186.

[2]陈言闩，王建中，陈闰祥. 航天X天线零件数控铣削加工改进 [J]. 金属加工（冷加工）， 2023， （07）： 55-59.

[3]杨洋，黄晶，张海洋，等. 工装夹具在航天零件机械加工中的应用 [J]. 机械制造， 2018， 56 （12）： 95-97.