3．操作方法

装夹时首先将工件大端套在薄皮外套3上，小端用定位销8定位，然后将挤压螺钉4拧紧，这样液性塑料2在挤压螺钉4的作用下将会产生很大的压力，薄皮外套3在压力的作用下向四周胀开，将工件7夹紧定位，最后拧紧固紧螺钉9拔出定位销8。加工结束后，首先松开挤压螺钉4，由于没有挤压螺钉4的挤压作用，液性塑料2的压力将会消失，薄皮外套3将恢复到自由状态，回到原来的尺寸。

4．应用结果

采用液性塑料夹具进行连杆孔的加工，所有工件经检测位置尺寸都符合要求，并且生产效率有了很大的提高，由10件／h提高到30件／h，这为工件的大批量生产提供了保证，也为同类零件的加工提供了新的思路。

三、在航空发动机精密件加工中的应用

航空发动机精密件小巧薄壁，工作表面为内孔或者外圆，要求较高的尺寸精度和同轴度，其他加工表面对其都有技术要求。实现精密件的高精度、高效率和高可靠性的切削加工一直是航空制造业面临的一个重要课题。

1．加工要求

图8为航空发动机的薄壁壳体，壁厚仅有4毫米，内孔为工艺基准，外圆对内孔的同轴度要求达到0．005毫米，加工难度大，外圆采用先粗车、再精车，最终进行磨加工的工艺路线。加工过程中必须使用专用夹具，而且要求夹紧力均匀。

图8航空发动机薄壁壳体

以往采用钢性芯轴以孔定位，夹紧两端面磨削外圆，同轴度超差，废品率在60％～70％以上。经过反复试验研究，发现采用液性塑料涨紧夹具可以满足零件加工要求。

2．液性塑料涨紧夹具结构设计

液性塑料涨紧夹具是根据液体在密闭容器里能均匀地向各个方向传递压力和薄壁金属弹性变形的原理设计的一种弹性心轴结构。夹具主要由底座1、主轴2、薄壁套筒3、螺栓6、柱塞13、液性塑料16等组成。具体结构见图9。在薄壁套筒内腔与主轴孔内注满液性塑料，液性塑料是半透明的冻胶物质，具有一定的弹性与机械强度，在压力作用下塑料不渗漏，传递压力良好。旋转螺钉时通过柱塞挤压液性塑料，使薄壁套筒产生弹性变形，从而涨紧工件。

图9液性塑料涨紧夹具结构图

3．液性塑料涨紧夹具工作原理

在夹具充满液性塑料的状态下，拧紧螺栓6，推动柱塞13运动，由于夹具处于密闭状态，液性塑料又是不可压缩的，压力通过液性塑料均匀地传导到套筒的内外壁，使内外壁产生弹性变形，外壁向外扩张，内壁向内收缩，螺钉拧入越多，塑料压力越大，套筒径向变形量也越大，套筒与工件之间的间隙逐渐减小而最后形成圆柱面接触，使工件准确地定心。

4．薄壁套筒的设计

当塑料压力一定时，套筒径向变形量是与其壁厚成反比，同时为了保证套筒薄壁有足够的强度和保持其几何形状的稳定性，在设计薄壁套筒时，必须慎重地选择套筒的薄壁厚度。设计时需要考虑下列因素：

（1）夹具的工作条件：如工件基准面的几何形状（圆柱面长度与直径之比），工件基准面的公差范围，加工性质（磨、车、铣）和其他等等；

（2）套筒环状槽内塑料压力的大小；

（3）薄壁套筒材料的机械性能：材料的屈服点，抗拉强度和弹性模数等；

（4）薄壁套筒的刚性；

（5）夹具的密封性（如柱塞和柱塞孔的配合）

图10薄壁套筒的设计结构

5．柱塞和滑柱结构设计

柱塞的材料选用聚四氟氯乙烯F－4，这种材料具有良好的耐磨和自润滑性能，头部使用带内锥孔的结构，这样可以利用聚四氟氯乙烯的弹性，在推进柱塞时，起到自动密封作用。柱塞13与螺6螺纹连接，柱塞头部为半球形，可有效避免柱塞与孔干涉。

6．液性塑料涨紧夹具的优点

定心准确度高，不论工件以外圆为基准或以内孔为基准，也不论工件基准面直径大小如何，都能使工件获得很高的定心准确度；缩短生产周期及降低制造成本，塑料夹具是利用套筒的均匀变形来定位与夹紧的，所以工件的装卸很迅速，能够显著地缩短辅助时间，从而提高劳动生产率及设备的利用率；液性塑料本身无腐蚀作用，因此长久不失性能。

结语

夹具的设计是一个精密的设计过程，需要平时的经验积累。液性塑料夹具是夹具中的一种。它依靠液性塑料的弹性力固定工件，属“软接触”，在薄壁、精密、大型壳体零件的加工中发挥了不可替代的作用。