由于研究所以研制工作為主的生產(chǎn)特點，大多數(shù)產(chǎn)品的機加工生產(chǎn)任務(wù)具有小批量、短周期、高精度的特點。如何保證工件的加工精度，提高加工效率，兼顧產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)進度的要求，是研究所機加生產(chǎn)的核心任務(wù)。同時由于我所零件的結(jié)構(gòu)特點，銑加工工序占有重要的部分，對于零件的生產(chǎn)質(zhì)量和進度有著極大的影響，因而對銑加工夾具的設(shè)計提出了很高的要求。
成組夾具是指針對一組(或幾組)相似零件的一個(或幾個)工序而設(shè)計制造的夾具。成組夾具的應(yīng)用可以擴大機床的使用范圍，提高生產(chǎn)效率和零件的加工質(zhì)量，也能夠降低工人的勞動強度，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，提高勞動生產(chǎn)率。
針對我所的零件加工特點，有部分的結(jié)構(gòu)零件較為適合應(yīng)用成組技術(shù)設(shè)計夾具，現(xiàn)舉幾例。希望通過總結(jié)成組夾具的設(shè)計經(jīng)驗，在這方面做出一些探討，與同行們互相切磋、交流。
1. 梁結(jié)構(gòu)零件的工裝設(shè)計
某小批量產(chǎn)品上有一組兩個梁結(jié)構(gòu)零件(見圖1) ，為連接產(chǎn)品內(nèi)核及外圍組合的關(guān)鍵零件。因涉及安裝對接尺寸，精度要求較高。其外形包括斜角及多處帶角度凸臺(角度一致)，以及在此角度方向和兩側(cè)方向的螺紋聯(lián)接孔，導(dǎo)致銑加工工序繁瑣，而且各工步之間缺乏統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)，銑加工的勞動強度很大，難度較高。其特點為兩個零件外形成鏡像尺寸對稱，但三處安裝孔孔距尺寸不同，這為成組夾具的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。
圖1 梁結(jié)構(gòu)示意
針對梁結(jié)構(gòu)零件結(jié)構(gòu)尺寸特點，設(shè)計了一套成組工裝，主要包括以下幾個零件(見圖2)。此工裝的工作原理如下：
圖2 梁零件銑削加工工裝示意圖
1，底塊 2，定位銷釘 3，基座（可換） 4，梁零件
5，基座心軸 6，壓緊螺釘 7，裝夾心軸
底塊為工裝的基準(zhǔn)，要求各面的垂直度小于0.02 mm， 以保證各面翻轉(zhuǎn)加工時定位精度不受影響;其斜角的尺寸與梁零件一致，公差取梁零件斜角尺寸公差精度的2倍，考慮定位誤差，能夠保證加工角度尺寸符合要求。
基座零件為夾具的核心，通過基座心軸、定位銷釘和緊固螺釘聯(lián)接在底塊上，基座心軸可以實現(xiàn)在底塊上對稱中心的180°旋轉(zhuǎn)，并通過定位銷釘保證位置精度。通過改變?nèi)幇惭b孔的孔距位置，分別對應(yīng)兩種梁結(jié)構(gòu)零件。
梁零件通過三處安裝孔，配制裝夾心軸與基座零件連成一體，螺釘緊固。銑加工時采用虎鉗橫向夾持底塊，銑零件一側(cè)外形斜角及安裝臺，鉆安裝螺孔底孔;隨后松開螺釘及定位銷釘，將基座零件旋轉(zhuǎn)180°，加工另一側(cè)。至于安裝臺端面螺孔，可以在下一工步中，縱向夾持底塊零件，實現(xiàn)定位加工。
使用該工裝，將梁零件的銑加工工序簡化到了兩個工步即可完成，實現(xiàn)了兩種零件的互換加工，大大降低了勞動強度，提高生產(chǎn)效率近4倍。而且由于定位方式簡單可靠，精度較高，因此，很好地保證了零件的加工質(zhì)量，在該產(chǎn)品的生產(chǎn)中起到了關(guān)鍵的作用。
2.小塊薄片零件的工裝設(shè)計
某產(chǎn)品高頻組合中有幾種尺寸相同的小塊薄片零件，見圖3。零件材料為玻璃鋼、鋁箔、銅箔等，各不相同。加工難度在于外形及豁口尺寸精度一致性要求較高，同時零件尺寸較小，由于材料加工特點不圖3小塊薄片零件示意圖同，需要通過成組工裝來保證不同零件材料均有較高的加工效率。
圖3 小塊薄片零件示意圖
加工此類零件的工裝如下，見圖4。
該工裝的原理是通過安裝在滑塊上的可換頂頭夾持一疊薄片零件坯料，可以根據(jù)不同材料的加工特點確定不同的疊層厚度。在銑床上，以虎鉗夾持兩端滑塊，隨后根據(jù)厚度尺寸選用底座零件，利用壓板和緊固螺釘使之成為一體，以底座零件底面為基準(zhǔn)裝夾，就可以使用立銑刀加工零件兩邊及豁口尺寸，隨后側(cè)轉(zhuǎn)90°，以底座零件側(cè)面為基準(zhǔn)，同樣立銑刀加工零件另兩邊尺寸，從而保證零件尺寸要求。頂頭零件前端與薄片零件一同加工至尺寸，既可以防止加工時傷及滑塊零件，也為加工豁口尺寸提供了測量基準(zhǔn)。
圖4 銑小塊薄片零件工裝示意圖
1，底座（可換） 2，頂頭 3，蓋板 4，緊固螺釘 5，滑塊
3.插針零件的工裝設(shè)計
插針零件是我所生產(chǎn)某產(chǎn)品的發(fā)射及接收天線組合中的關(guān)鍵零件之一，結(jié)構(gòu)見圖5(虛線為本道銑工工序坯料外形)。材料為鈹青銅，尺寸較小，難于加工。而且該零件的關(guān)鍵之處在于0.7mm的窄臺要求與0.7mm的圓臺對稱，其尺寸精度直接關(guān)系到電氣參數(shù)的好壞。隨著各種天線的不同電器參數(shù)的要求，0.7mm的尺寸有一系列的選擇，構(gòu)成了成組夾具的設(shè)計條件。
圖5 插針零件示意圖
所設(shè)計的工裝，見圖6。
圖6 插針零件工裝示意圖
1，下基座 2，下壓塊（可換） 3，上壓塊（可換） 4，上基座
5，壓緊螺釘 6，壓條 7，鎖軸
工裝使用時，根據(jù)不同插針零件尺寸選用不同上下壓塊，上壓塊以插針零件0.7mm圓臺為定位基準(zhǔn)，鉆鉸配合孔，保證與外形尺寸對稱，反面鉆沉孔通至孔0.7mm，便于取下零件。上下壓塊均設(shè)計與零件寬度尺寸2.1mm相容的凹臺，基本限定坯料外形。隨后放入上下底座之間，以螺釘壓緊，加工0.7mm窄臺。加工完成后，稍松螺釘(不需卸下)，下基座在重力作用下松開，即可取出壓塊，卸下零件。
這套銑插針零件工裝的關(guān)鍵之處在于設(shè)計成組的上下壓塊，以工裝的精度保證零件窄臺對稱度的要求，大大降低了零件加工的難度及勞動強度;上下壓塊設(shè)計有與插針零件尺寸一致的窄臺，保證了窄臺加工過程中的穩(wěn)定性。同時上下基座作為通用基體，可適用于多種小型零件的加工，也體現(xiàn)了相當(dāng)?shù)慕?jīng)濟性。
