随着制造业的发展,制造业水平也正在不断提高,智能制造被列为未来制造业发展趋势。智能制造要求对工件装夹的自动化,而对于薄壁件因自身刚性差在加工过程中易加工变形,需要对其装夹时进行辅助支撑,而传统辅助支撑不能实现对工件装夹的自动化。液压支撑缸作为工装夹具的一种为工件提供辅助支撑,与传统辅助支撑相比具有自动化装夹、装夹效率快等优点。虽然国内外学者对辅助支撑进行了研究,但大多数研究主要集中在组合夹具设计、支撑点布局优化方面,而对支撑缸支撑力的研究鲜见。液压支撑缸属于小型、精密液压元件,其结构参数对支撑力具有重要的影响。本文以外螺纹液压支撑缸为研究对象,对支撑缸支撑能力进行研究。开展了以下研究工作:(1)简述了液压支撑缸的基本组成和工作原理,分别建立筒夹抱紧力数学模型、密封圈摩擦力数学模型、筒夹变形抗力数学模型,根据液压支撑缸支撑力产生原理,建立支撑缸支撑力数学模型。(2)基于液压支撑缸支撑力数学模型,对影响因素进行分析,明确了支撑力的影响因素及其等级关系,其支撑力影响较大的因素主要有筒夹与柱塞摩擦系数、筒夹与柱塞斜面角度、筒夹与柱塞间隙大小。针对影响较大的环节进行参数优化组合,得到满足所需支撑缸支撑力最优结构参数。(3)针对工作过程中支撑缸的变形问题,利用有限元软件建立有限元模型,对模型进行静力学分析,研究了变形的影响因素及影响规律。研究结果表明,液压支撑缸变位量随筒夹开口大小的增大先减小后增大;随着筒夹沟槽间距的增加变位量增大;随着筒夹斜面角度的增加变位量先减小后增大;随着摩擦系数增大变位量减小;随着支撑缸支撑行程的增加,变位量增大。(4)搭建液压支撑缸性能试验台,进行液压支撑缸支撑能力试验研究,试验结果表明优化后的液压支撑缸满足支撑性能要求。