中环本体数控铣精密加工工装设计

孙胜乾

摘要：中环本体零件精度最高，结构复杂，特别是装配轴承的孔径公差精度和孔轴线对3个基准的位置度要求高技术难度大。并且，该零件材料为硬铝合金，加工变形较大，加工时需要采用合适的数铣夹具和加工方法。本文通过对零件的加工难点进行分析，设计了一款数铣加工工装，可靠地保证了加工合格率，提高生产效率。

关键词：过定位；框架；数控加工；薄壁

1 零件介绍

中环本体某型号产品的主要零件之一，其中中环本体零件精度最高，结构复杂，该零件为框架结构，材料去除量大；并且零件形状不规则，加工面较多；再加上零件材料为硬铝合金，加工变形较大；特别是装配轴承的孔径公差精度是IT7级，孔轴线对3个基准的位置度要求0.02mm，技术难度大，制造该零件75%以上的工作都为数控铣削加工。

75工序加工工序图如图1、图2所示，需要一次加工保证多个尺寸及形位公差要求，本道工序在MC12加工中心进行，因加工精度高，形位公差严，零件易变形，需要合理设计数铣夹具才能保证加工可靠性和高效性。

2 工装设计

2.1 设计思路

75工序数控铣加工工艺尺寸图如图1、2所示，因零件属于框架式结构，加工过程变形大，多处尺寸公差和形位公差要求严格，外部四面各孔、轴要素需一次装夹加工，所以装夹时采用零件内腔定位。零件内腔在35工序采取线切割加工保证尺寸72.6±0.03mm和70.3±0.03mm，对边平行0.03mm，邻边垂直0.03mm，在工装侧面加工台阶，平面度要求0.01mm，保证零件能充分贴紧工装定位面。在内腔配合中，如果配合间隙过小会造成零件装夹不便，装夹和拆卸过程会造成零件变形和时间消耗；如果内腔配合间隙偏大，则会造成定位不准、装夹不可靠等。

工装精度要求：工装与零件内表面配合尺寸为72.55±001mm和70.25±0.01mm，要求配合面垂直度和平面度001mm以内，台阶定位面要求平面度0.01mm以内。

工装采用四个压板压紧，压板采用台阶式结构，不仅保证装卸方便而且压紧可靠。采取较小的压紧力，防止压紧力过大造成零件变形和尺寸超差。

工装顶部设计找正孔Φ12+0.010mm，找正工装中心和机床主轴回转中心同轴度Φ0.002mm ，以保证回转加工精度。

零件加工要素多，加工中心在加工中需调用要多规格刀具，为防止刀具干涉，在工装相关处需留出让刀位置，便于走刀。

2.2 工作方式及工艺分析

75工序采用的工装如图4所示，它主要是由一个工装座和四个压板组成，工装实物装配如图4所示。

工装找正：使用测头找正工装顶部Φ12+0.010圆孔中心和机床工作台回转中心同轴度在Φ0.002mm以内，然后紧找正大面及角向面在0.01mm内，使用压板压

底端台阶固定工装位置。

零件装夹：用油石轻推零件定位大面及内腔，去除毛刺及凸起，按正确位置放入夹具，轻推使大孔内侧面和轴承阶梯轴内侧面贴紧工装定位面，四压板轻轻预紧后，再均匀拧紧螺钉，保证压紧可靠。

零件加工：如图3所示阶梯轴Φ3000.033相对于基准AB同轴度Φ0.02，大孔Φ55.4+0.0320相对于基准CD同轴度Φ0.025和圆度0.013。阶梯轴Φ3000.033用来安装轴承尺寸要求精度高，加工时采用特殊磨制得得T形刀，切削速度为1600r/min进给量150mm/min。大孔Φ55.4+0.0320采用标准镗刀加工， 保证刀具在加工中保持锋利，切削速度控制在800r/min进给量30mm/min。

3 效果评估

该工装加工时拆卸方便、装夹可靠，使零件尺寸得到可靠保证，使用本工装加工产品合格率为100%，符合生产质量要求。

参考文献：

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