一般的液壓夾具是通過液壓元件代替機械零件實現對工件的定位、支撐和壓緊；而液脹夾具則是採用靜壓膨脹技術，根據機床配置選擇手動或自動加壓機構對夾具進行加壓。
▲一種外抱式靜壓膨脹結構
工作時,夾具型腔內部預存儲的液壓介質在加壓機構作用下產生極大的壓力，迫使薄壁變形元件在整個夾持範圍內360°周向均勻彈性變形，實現對工件定位孔/軸的脹緊，且具有較高的夾持定位精度、加工精度及質量穩定性。
這一系列優點，使得液脹夾具能與機床配合實現自動化裝夾，適用於齒輪加工的自動化生產線。根據夾持工件類型不同，其有外脹式、內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部液壓介質加壓後，心軸上的薄壁變形元件向外膨脹，消除與工件內孔之間的間隙，從而脹緊內孔，實現定位並保證工件徑向及端面跳動均≤0.005mm。
圖1為用於齒輪磨削加工的外脹式液脹夾具，該夾具通過機床液壓推杆推動夾具底部活塞頂杆，實現自動加壓，並配合工業機器人實現工件自動化裝夾，整個換裝+加工時間≤30s，壽命高達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為用於齒輪檢測的液脹心軸，該心軸在手動旋擰加壓螺釘後，將齒輪內孔脹緊，實現心軸與工件基準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
內脹式液脹夾具
內脹式液脹夾具其薄壁變形元件在靜壓膨脹作用下，向內孔收縮，與工件軸配合間隙不斷縮小，最終將工件軸夾緊定位。圖3為用於三聯齒輪磨削加工的可自動上下料的內脹式液脹夾具，該夾具內設置了增壓油缸，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，現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 內脹式液脹夾具
圖4為用於壓縮機轉子磨削的手動液脹夾具，某企業在改造前採用四爪定心機械式夾具，每次裝夾工件都需要對工件進行校正，效率極其低下，精度也不高。採用定製的液脹夾具之後，工件一次裝夾徑向及端面跳動均≤0.005mm，且精度穩定，極大地提高了生產效率和產品合格率。
圖4 壓縮機轉子磨削液脹夾具
端面脹緊式液脹夾具
端面脹緊式液脹夾具——液壓螺母主要應用於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後，只需擰緊用於驅動加壓活塞的螺釘，即可在螺母端面上提供極大的預緊力，在具有強烈振動衝擊的工況下，液壓螺母也具有防止鬆動功能。同時使用內置活塞加壓，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，因此在對剃刀內孔脹緊定心的同時，需對其端面進行壓緊。該夾具採用液壓螺母對其進行端面壓緊，相對於普通螺母，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≤0.003mm。
圖6 剃齒刀磨削液脹夾具
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