一般的液壓夾具是通過液壓元件代替機械零件實現(xiàn)對工件的定位、支撐和壓緊；而液脹夾具則是采用靜壓膨脹技術(shù)，根據(jù)機床配置選擇手動或自動加壓機構(gòu)對夾具進(jìn)行加壓。

一種外抱式靜壓膨脹結(jié)構(gòu)

      工作時,夾具型腔內(nèi)部預(yù)存儲的液壓介質(zhì)在加壓機構(gòu)作用下產(chǎn)生極大的壓力，迫使薄壁變形元件在整個夾持范圍內(nèi)360°周向均勻彈性變形，實現(xiàn)對工件定位孔/軸的脹緊，且具有較高的夾持定位精度、加工精度及質(zhì)量穩(wěn)定性。

       這一系列優(yōu)點，使得液脹夾具能與機床配合實現(xiàn)自動化裝夾，適用于齒輪加工的自動化生產(chǎn)線。根據(jù)夾持工件類型不同，其有外脹式、內(nèi)脹式及端面脹緊式液脹夾具幾種類型。

外脹式液脹夾具

       外脹式液脹夾具通過內(nèi)部液壓介質(zhì)加壓后，心軸上的薄壁變形元件向外膨脹，消除與工件內(nèi)孔之間的間隙，從而脹緊內(nèi)孔，實現(xiàn)定位并保證工件徑向及端面跳動均≤0.005mm。

       圖1為用于齒輪磨削加工的外脹式液脹夾具，該夾具通過機床液壓推桿推動夾具底部活塞頂桿，實現(xiàn)自動加壓，并配合工業(yè)機器人實現(xiàn)工件自動化裝夾，整個換裝+加工時間≤30s，壽命高達(dá)10萬次工件裝夾。

圖1 外脹式液脹夾具

       相比齒輪加工，齒輪工件的檢測對其定位精度有著更高的要求，圖2為用于齒輪檢測的液脹心軸，該心軸在手動旋擰加壓螺釘后，將齒輪內(nèi)孔脹緊，實現(xiàn)心軸與工件基準(zhǔn)孔精確無間隙定心和夾緊，其徑向與端部跳動≤0.003mm。

圖2 齒輪檢測液脹心軸

內(nèi)脹式液脹夾具

       內(nèi)脹式液脹夾具其薄壁變形元件在靜壓膨脹作用下，向內(nèi)孔收縮，與工件軸配合間隙不斷縮小，最終將工件軸夾緊定位。圖3為用于三聯(lián)齒輪磨削加工的可自動上下料的內(nèi)脹式液脹夾具，該夾具內(nèi)設(shè)置了增壓油缸，機床只需為夾具提供約2MPa的液壓油作為動力即可自動夾緊工件，且該夾具還配置有壓力指示機構(gòu)，現(xiàn)場操作人員可不借助其他輔助條件來判斷夾具運行情況，提高了操作的安全性。

圖3 內(nèi)脹式液脹夾具

       圖4為用于壓縮機轉(zhuǎn)子磨削的手動液脹夾具，某企業(yè)在改造前采用四爪定心機械式夾具，每次裝夾工件都需要對工件進(jìn)行校正，效率極其低下，精度也不高。采用定制的液脹夾具之后，工件一次裝夾徑向及端面跳動均≤0.005mm，且精度穩(wěn)定，極大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品合格率。

圖4 壓縮機轉(zhuǎn)子磨削液脹夾具

端面脹緊式液脹夾具

       端面脹緊式液脹夾具——液壓螺母主要應(yīng)用于有較高壓緊要求的緊固場合。圖5所示為液壓螺母，在使用時，將該螺母旋入螺桿上后，只需擰緊用于驅(qū)動加壓活塞的螺釘，即可在螺母端面上提供極大的預(yù)緊力，在具有強烈振動沖擊的工況下，液壓螺母也具有防止松動功能。同時使用內(nèi)置活塞加壓，無需外接液壓泵。

圖5 液壓螺母

      圖6所示為剃齒刀磨削液脹夾具，該剃齒刀在磨削過程中對端面的垂直度有較高要求，因此在對剃刀內(nèi)孔脹緊定心的同時，需對其端面進(jìn)行壓緊。該夾具采用液壓螺母對其進(jìn)行端面壓緊，相對于普通螺母，液壓螺母操作使用更方便，且鎖緊力更強更均勻，更好地保證了磨削精度，該剃齒刀裝夾精度徑向及端面裝夾跳動精度均達(dá)≤0.003mm。