基于浮动装夹系统的薄壁深腔零件加工变形实时监测与调控方法

来源：上海理工大学学报杂志2026年第1期北京时间：

作者：桑佳博，张国良，庄可佳，胡诚，唐成

单位：武汉理工大学 机电工程学院，武汉430070;武汉理工大学 高性能材料特种零部件制造技术教育部重点实验室，武汉430070,海军装备部，株洲 412000,武汉理工大学 机电工程学院，武汉430070;武汉理工大学 高性能材料特种零部件制造技术教育部重点实验室，武汉430070,武汉理工大学 机电工程学院，武汉430070;武汉理工大学 高性能材料特种零部件制造技术教育部重点实验室，武汉430070,中国航发中传机械有限公司，长沙 410200

摘要：针对航空发动机附件机匣加工易变形的难题，提出了一种基于浮动装夹系统的加工变形实时监测与调控方法。提取附件机匣典型薄壁深腔特征构建了实验零件，设计了气动控制的4压紧缸+6支撑缸的浮动装夹系统，通过嵌入支撑缸加载?卸载动态调控策略，实现了加工区域集中应力的阶段性释放与重布；通过在支撑缸作用区域集成压电和激光传感器，获取了应力释放前后弱刚度位置支撑力和位移历程数据，借助有限元仿真模型，将轴向力负载转变为零件加工应力、变形场。结果显示，动态支撑相较于传统固定支撑，平均应力下降72.16%，变形量降低67.11%，表明所建立的浮动装夹系统与调控策略能够有效降低薄壁深腔零件加工残余应力累积，提高附件机匣类零件加工几何精度。

关键词：薄壁零件;浮动装夹系统;加工变形;传感器

基金资助：国家自然科学基金资助项目（52175482，52505517）；AECC航空齿轮制造技术创新中心开放基金（AGMTIC-KFKT-202407）；中国博士后科学基金资助项目（2025M771326）