针对异形曲轴零件数控铣削加工中存在的夹持不稳、尺度违背及装夹繁琐问题，从零件结构和资料特性下手进行工艺剖析，经过夹具规划和工艺进程优化，立异性地选用A轴反转加工定位技能和强力弹性卡簧全围住夹持办法，处理了曲轴加工中的技能难题，形成了一套安稳牢靠的技能计划。

  程序轴是某型弹射救生座椅起动组织的重要件，因为数控加工难度大，因而进一步完善工艺办法对技能功用合格起重要作用。

  程序轴的主要功用是依产品次序起动各个组织动作，产生应有的救生防护功用，其工艺特色如下。

  1）程序轴的资料为TC11模锻件，热处理后屈从强度（1150±100）MPa，其高黏度和高耐性的特性不适合高速切削。

  2）程序轴为具有不规则反转结构的异形曲轴，外表余量较大，结构强度不高，不适合大深度切削。

  4）3道数控铣削工序，加工内容为起动控制功用的空间高精度尺度，共52个尺度，如mm、φmm、110°、±30′和mm，以及同轴度φ0.2mm、对称度0.04mm等。

  6）数控铣削出产操作进程繁琐，加工中工件简单受力旋转，较难满意技能要求。

  1）数控铣削内容分为30、40、45工序，零件的工艺精度要求高，曲轴结构的工艺强度不高，零件的装夹定位难度较大。

  2）钛合金资料的切削功用较差，模锻件原料的黏度、耐性更高[1]，要求切削力与夹持力具有较好的技能匹配性。

  3）因为零件规划要求高，定位点挑选与工艺进程精度有必要具有彻底相关性，因而完结难度大。

  （1）30工序定位办法为以卡盘夹持，专用夹套全围住零件φmm外圆。结构内容为加工2个φmm孔，mm方、62°±30′等形面。因刀具磨损较快，切削抗力大，有必要每件找正中心，调整孔和方加工刀具的参数。30数控铣削工序如图3所示。

  （2）40工序定位办法以A轴卡盘夹持，开口套夹φ40mm外圆，加工φmm孔和mm槽。每件找正2个φmm孔至A轴视点，以到达水平/笔直的空间联系，一起找正φmm外圆作为对称度基准。40数控铣削工序如图4所示。

  （3）45工序45数控铣削工序如图5所示。定位办法以A轴卡盘夹持，开口套转基准于φmm外圆。加工两段φmm外圆形面——波涛面和凸轮槽，确保各形面视点、尺度精度；承认工艺基准的空间联系，每件找正2个φmm孔。

  曲轴结构的强度不高，有必要人工控制尾座顶持力。施加A轴卡盘大夹持力，零件加工中仍受力旋转，形成波涛面和凸轮槽产生错位过切现象。在A轴作业台上有必要用数字高度尺重复丈量每一件零件的定位水平视点，切削进程中随时调查切削状况，处理异常情况。

  加工次序为从左至右顺次粗加工D—D、E—E和F—F各形面→从左至右顺次精加工D—D、E—E和F—F各形面（见图5a）。加工进程中切削E—E、F—F各形面时，零件有振颤现象，外表质量和工艺精度不抱负。

  根据程序轴钛合金模锻资料的物理特性中“黏度高”的首要特色，运用高钴钢资料尖利度好、耐性高的功用，挑选该原料刀具加工，初期2件外表粗糙度、尺度精度整体作用尚可，但切削功率不高，加工5件后刃部磨损较快，外表质量、尺度精度继续下降，不能牢靠高效地满意工艺技能和计划节点要求。

  所以挑选选用WCo类合金原料、螺旋角38°及Al2O3/HfN物理涂层的刀具[2]，切削状况大为改观，零件外表粗糙度、尺度精度继续安稳在25件以上，切削功率提高50%以上，刀具耐磨性提高。

  1）30工序，加工端部2个φmm孔、mm方及62°±30′等形面，与后工序的切削部位间隔较远，加工办法不同，不行兼并。

  2）40、45工序，切削区域附近，旋转视点基准均为2个φmm孔，因工艺精度高、形面杂乱及切削力大等客观情况，夹持的部位不同。

  3）鉴于卡盘设备三点作用、触摸面小且力气受限，夹套受力后变形严峻，考虑规划一种新式夹具，共同定位夹持基准，增强夹持力度，增大夹持面积，质量、功率是能够提高的。

  1）选定定位基准。根据“基准共同，精度共同，直接相关，就近夹持”的准则[3]，统筹工艺道路的要求，承认φmm外圆和2个φmm孔为加工定位基准（见图5b）。

  2）承认夹持办法。防止卡盘三点受力“面积小，夹套受力不均”的弊端，考虑选用卡簧（见图6）全围住结构，即增大实在触摸面积，夹持力度提高了5倍以上。

  3）新夹具计划有必要处理的难题：①大批量出产中每件人工找正带来的差错。②零件反转定位的方位联系不安稳。③夹持力臂与切削力臂之比为1∶5.7，呈反比状况，夹持力的定位作用不行。

  4）夹具计划有必要满意的条件：①承认夹持组件间的相对方位联系。②安稳零件与夹具的力臂联系。③安稳提高夹持力作用。④削减人工操作，满意批量出产需求。

  5）新夹具构思如图7所示。详细的处理计划为：①反转中心基准φmm外圆，规划强力弹性卡簧（标准为φ7mm），夹持力均匀地彻底围住φmm外圆，提高夹持作用作用。②强力卡簧的定向槽与内锥孔侧壁的定向销高精度合作，卡簧与夹具主置联系承认。③卡簧前端面装置φmm菱形定位销，承认与2个φmm孔的定位联系，具有加工进程中提高定位转矩，反抗切削力的作用。

  1—强力卡簧2—卡簧夹持孔3—零件定向销4—锁紧螺母5—定向槽6—卡簧定向销7—夹具主体

  针对曲轴结构强度低的特色，工艺次序采纳如下办法：①从右至左顺次加工F—F、E—E、D—D各形面（见图5a）。②F—F形面粗、精加工均完结后，加工E—E形面；同理，E—E形面粗、精加工均完结后，再加工D—D形面。③40工序并入45工序完结。先完结F—F、E—E形面加工，最终完结D—D形面，有利于坚持D—D曲轴部位强度，有用承载切削力，安稳工艺体系刚性，防止零件切削振颤。40工序内容在45工序完结，下降操作难度，提高出产功率。

  1）根据计划证明，规划新式夹具如图8所示，其间的定向卡簧主体如图9所示，卡簧定向槽与零件定位销如图10所示。

  2）依照夹具规划计划，制作了装夹工装，经在机检测精度，契合规划功用和运用要求。新式夹具的装置如图11所示。

  3）挑选刚性较好的设备，选用卡簧定向夹具紧固牢靠后进行零件加工，夹持跳动≤0.02mm，调查零件与夹具的组合体在切削中的状况，承认紧实安稳，经计量检测合格后，批量出产作用较好。批量出产的零件什物如图12所示。

  本文针对钛合金异形曲轴零件数控铣削中存在的夹持不稳、尺度违背及装夹繁琐等问题，进行原因剖析和工艺改善。根据“基准共同，精度共同，直接相关，就近夹持”的准则，选用弹性强力卡簧和高精度定位销、定向槽，承认了夹持组件的方位联系，增大夹具触摸面积，提高夹持力度。在“夹持力臂/切削力臂为1∶5.7”的情况下，处理了“曲轴结构强度不高，钛合金模锻资料的切削功用差、黏度高，切削力与夹持力的匹配性，以及定位点与工艺精度的相关性”等技能难题，取得了较好的社会效益和经济效益。

  该文中的钛合金异形曲轴，零件结构强度低，资料切削功用差。作者在工艺改善的基础上，经过夹具规划和工艺进程立异，处理了数控铣削加工中存在的夹持不稳、尺度违背及装夹找正困难等问题。

  文章内容丰富，立异性地选用A轴反转加工定位技能和强力弹性卡簧全围住夹持办法，处理了曲轴零件加工中的技能难题，显示出作者较强的技能攻关和工艺立异思维能力。

  [1]  王先逵. 机械制作工艺学[M]. 北京：机械工业出版社，2006.

  [2] 田荣鑫，史耀耀，杨振朝，等. T C17钛合金铣削刀具磨削对剩余应力影响研讨[J]. 航空制作技能，2011（1/2）：134-138.

  [3] 余光国，马俊. 机床夹具规划[M]. 重庆：重庆大学出版社，2005.

  本文发表于《金属加工（冷加工）》2023年第1期58~63页，作者：航宇救生配备有限公司 金鑫，陈峻，原标题：《钛合金异形曲轴零件的A轴反转加工定位技能》。