圖1所示的異形支架是校企合作單位——某機(jī)械廠批量生產(chǎn)的一種精密零件，毛坯為鑄件。

該工件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸精度高，各加工表面之間有嚴(yán)格的位置度和垂直度要求，毛坯有較大的加工余量，零件的工藝剛性差。為保證產(chǎn)品質(zhì)量，筆者指導(dǎo)在校生利用所學(xué)專業(yè)技能進(jìn)行公關(guān)，制定出工藝方案，解決了企業(yè)的

難題。

一、數(shù)控加工工藝的設(shè)計(jì)

1.分析圖樣，選用機(jī)床

（1）分析加工內(nèi)容。由圖樣可知，需要加工的內(nèi)容有四個(gè)方面：①109.5mm（Ra6.3μm）和110js6(Ra1.6μm)的外圓柱面、107×3mm外溝槽（Ra6.3μm）及120±0.05mm左端面(Ra1.6μm)；②100J7內(nèi)孔（Ra1.6μm）和2×2.7mm內(nèi)溝槽（Ra6.3μm）；③80H7內(nèi)孔（Ra1.6μm）及其后端面（Ra6.3μm）；④60mm寬U形槽（Ra6.3μm）及前、后端面和上表面（Ra1.6μm）。其余免加工。

（2）選用數(shù)控機(jī)床。應(yīng)考慮盡可能一次裝夾完成所有加工內(nèi)容，但該工件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各加工內(nèi)容分布在相互垂直的不同空間平面，需要工件轉(zhuǎn)動(dòng)分度定位多工位才能完成，確定選用具有數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)的國產(chǎn)XH754XI型臥式加工中心進(jìn)行加工。

2.數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)

（1）確定裝夾方案和選用夾具。

①裝夾方案。工件的定位方式有平面定位、外圓柱面定位、內(nèi)孔定位和一面兩孔定位四種，具體根據(jù)定位基準(zhǔn)的選擇原則來確定。該異形支架在數(shù)控加工時(shí)要求快速精確定位，應(yīng)采用精基準(zhǔn)——工件的定位基準(zhǔn)在數(shù)控加工前用普通機(jī)床預(yù)先加工好。精基準(zhǔn)有“基準(zhǔn)重合原則、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則、自為基準(zhǔn)原則、互為基準(zhǔn)原則和便于裝夾原則”等五大選擇原則。根據(jù)精基準(zhǔn)五大選擇原則的概念并結(jié)合該工件的技術(shù)要求，確定采用“基準(zhǔn)重合原則”——直接選擇設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為數(shù)控加工時(shí)的定位基準(zhǔn)，避免定位基準(zhǔn)與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)不重合而引起的定位誤差，以保證各加工表面間的尺寸精度和位置精度。經(jīng)分析零件圖樣得知，

109.5mm外圓為該零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，但109.5mm外圓沒有尺寸公差標(biāo)注，尺寸精度低，直接作為精基準(zhǔn)定位不準(zhǔn)確，無法保證此工件的加工精度。經(jīng)查裝配圖樣發(fā)現(xiàn)110js6外圓為該零件的裝配基準(zhǔn)，而且110js6與109.5mm兩個(gè)外圓應(yīng)為同次裝夾連續(xù)加工完成的，絕對(duì)同一軸線，借助與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)109.5mm有精確位置關(guān)系的裝配基準(zhǔn)110js6作為精基準(zhǔn)——即工件采用外圓柱面定位方式，更能精確定位，保證零件加工精度和裝配質(zhì)量。

②夾具設(shè)計(jì)。夾具有通用夾具、組合夾具、成組夾具和專用夾具四種。其中專用夾具是針對(duì)某一零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)專門設(shè)計(jì)的夾具，具有剛度強(qiáng)、定位精準(zhǔn)等優(yōu)點(diǎn)，使用于批量生產(chǎn)、精度高的關(guān)鍵性精密零件。該異形支架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)尺寸精度和位置精度的技術(shù)要求較高，又是一種批量生產(chǎn)，只有采用專用夾具對(duì)其精確定位安裝夾緊才能保證產(chǎn)品質(zhì)量。專用夾具主要由定位元件、夾緊裝置、連接元件和夾具幾個(gè)部分組成。其中定位元件是夾具的關(guān)鍵元件，對(duì)工件的精基準(zhǔn)進(jìn)行精確定位，保證工件的加工

精度。

該異形支架在數(shù)控加工時(shí)定位基準(zhǔn)為110js6外圓柱面，工件的定位方式采用外圓柱面定位，其專用定位元件可采用定位套筒。根據(jù)公式0≤⊿定位≤0.050mm，經(jīng)學(xué)生查配合公差表數(shù)據(jù)，確定其定位裝配尺寸設(shè)計(jì)為110H6／js6。夾具和工件安裝夾緊示意圖如圖2。

（2）制定工藝過程。

①普通車削：粗、精車削精基準(zhǔn)110js6外圓和40±0.15mm左端面及關(guān)聯(lián)表面109.5ｍｍ外圓、mm槽。

②數(shù)控加工：加工其余各加工內(nèi)容。

（3）數(shù)控加工方法。由于毛坯為鑄件，各內(nèi)孔鑄有底孔，加工余量較大（單邊5mm左右），根據(jù)加工精度和表面質(zhì)量要求，各加工內(nèi)容的加工方案如下：

100J7孔及mm內(nèi)槽：粗鏜→半精鏜→孔兩端倒角→銑內(nèi)槽→精鏜。

80H7內(nèi)孔：粗鏜→半精鏜→孔端倒角→精鏜。

60U形槽：粗銑→精銑。

60h8兩端面：粗銑左面→粗銑右面→半精銑右面→半精銑左面→精銑左面→精銑右面。

（4）數(shù)控加工順序的安排?？紤]到工件加工余量較大，剛性差，在粗加工和半精加工全部完成后再進(jìn)行精加工。在精鏜100J7孔之前切mm內(nèi)槽及倒角，以防止精加工后孔內(nèi)產(chǎn)生毛刺。

綜合上述，數(shù)控加工順序?yàn)椋捍帚奤形槽→粗銑60h8兩端面→粗鏜、半精鏜80H7孔→粗鏜、半精鏜100J7孔→銑mm內(nèi)溝槽→再按順序精加工。

用以上設(shè)計(jì)的專用夾具及工藝方案在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行產(chǎn)品試加工，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)，達(dá)到圖樣技術(shù)要求。

二、該工藝方案加工效果

用常規(guī)方法普通機(jī)床加工工件：需要多次裝夾人工校正，校正困難，生產(chǎn)效率低；加工精度無法保證。采用此工藝方案加工：無需人工校正，能自動(dòng)對(duì)工件進(jìn)行精確定位，保證工件的加工精度，比較見下表。

（作者單位：肇慶市技師學(xué)院）