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罢型外导体（见图1）是我所某产物低功率旋转关节的关键零件。材料为贬62黄铜，毛坯件经焊接而成。其外形复杂，尺寸精度和形位精度要求较高，为了保证零件的加工质量，确定合理的加工工艺，设计装夹可靠和定位精度高的工装夹具至关重要。

1.零件的工艺分析

T型外导体零件如图1所示，该零件外形不规则且刚性较差，关键技术在于两孔垂直相贯以及相互位置精度的控制，3处中心距分别为44.2±0.02 mm，53±0.02mm，45±0.02mm。B孔与A孔轴线的垂直度公差为0.04mm，C面与A孔轴线的垂直度公差为0.02 mm。在完成零件水平方向的加工后，三爪自定心卡盘的装夹方式就不再适用，需要针对零件的装夹需求制作夹具。因为几何公差的基准为两处内孔，为了避免产生基准不重合误差，所以选用内孔和端面为定位基准。由于该类零件属于科研生产，批量较小且尺寸容易发生改动。从生产周期以及经济性方面考虑，不适合制作专用夹具。组合夹具可以缩短生产的准备周期，节省大量工艺装备的费用支出，且具有较高的精度和组装灵活性。所以选用组合夹具比较适合实际生产。

2.加工工艺路线

零件毛坯的加工余量为2尘尘。为了减少零件热胀冷缩对尺寸的影响，加工分半精车和精车。在半精车时加注冷却液。精车时加注切削油，以获得较高的表面粗糙度。由于零件毛坯的左端刚性较好，有利于叁爪自定心卡盘的装夹，所以首先加工零件右端，其次加工左端，最后加工零件下端。为了增强零件刚性，在加工3处密封槽时，可用闷头顶起加工。具体工艺路线安排如下：

（1）用三爪自定心卡盘装夹毛坯左端，加工右端面，保证中心距53±0.02 mm（参考尺寸）。用卡尺测量零件端面至下端小外圆距离即可，实测尺寸＝53 mm＋22/2 mm＝64 mm。然后加工基准孔A及各台阶至尺寸。为保证零件右端面C与基准孔A的垂直度公差，要求端面和内孔一次装夹完成加工。另外在加工内孔时，为了消除内孔车刀在两孔相贯处“让刀”对内孔表面粗糙度和尺寸精度的影响，可使刀具在原刻度“空走”一刀。

（2）自制心轴工装，心轴直径为φ16-0.01 0mm，根据车削时基准位移误差的计算公式ΔW＝ES-ei/2，ΔW＝0.02 mm，完全满足零件同轴度要求。为了增强零件刚性，消除加工时的零件振动，心轴长度取90㎜。以C面和A孔为基准，使用时用压板压牢，先统一半精车零件左端所有尺寸，留精车余量0.3mm。待零件冷却后，再次装夹完成精车。为后续保证中心距44.2±0.02 mm，53±0.02 mm方便，零件总长取两中心距的中间尺寸之和，即97.2 mm。

（3）自制组合夹具，利用端面基准C和基准孔A为装夹基准，将零件竖起装夹。加工零件下端至尺寸。保证44.2±0.02 mm、53±0.02mm、45±0.02mm及B孔与A孔轴线的垂直度公差0.04mm。测量中心距45±0.02mm时，选用测量杆头部为圆弧的深度千分尺，测量端面至孔底的距离，中心距＝实测尺寸－孔的实际尺寸/2。

3.组合夹具的应用

组合夹具的定位原理：工件的外圆在V形架中定位时不存在间隙，且在水平方向上自动对中，即X轴方向基准位移误差为零。由于该工件的基准为内孔，为了使用V形架定位，要使用心轴将内孔基准转移外圆上，X方向即可定位，ΔW＝ES-ei/2，ΔW＝0.02 mm，即定位误差不超过0.02 mm。以90°角铁的平面定位工件C面，Z方向即可定位。Y向为加工面。

（1）组合夹具的构成，由以下元件组成：①基础件，是组合夹具的夹具体——φ300mm×25mm的圆形花盘（留有装夹台阶φ180mm×15mm），并在指定位置钻攻4-M12螺纹孔，用于安装定位元件和装夹支承元件。②支承元件——90°角铁1件和V形架（I-2型）1件，作为不同高度和各种定位的支承面，和基础件共同组成夹具体。③定位元件——φ6mm定位销，用来确定各元件之间的相对位置，以保证夹具的组装精度。φ16mm×200mm心轴和φ16-0.01 0mm×100mm台阶心轴各1件。④压紧元件——固定夹2只，其作用是压紧工件和固定支承元件，使之在外力作用下不发生变动，用于压紧工件。压板4只（含厚度10 mm垫块4只），用于固定90°角铁和V形架。⑤紧固元件——4只M12×50mm螺栓。

（2）组合夹具的组装（见图2），在进行试装后，确定组装方案：①将基础件装夹在卡盘上，端面光平，平面度0.01mm以内。并在中心加工φ6-0.01 0mm内孔。②确定V形架的位置，为了保证不和零件的中心距44.2mm发生干涉，V形架端面在花盘上的中心距取50 mm。具体做法为：将φ6mm定位销安装于φ6-0.01 0mm内孔，配制47mm量块（中心距50mm－6/2mm）置于定位销和V形架之间。目测V形架对中心即可，用螺栓和压板预固定。将φ16mm×200mm心轴固定在V形槽上。用百分表找正心轴两侧素线的方法，找正心轴中心，即可找正V形架的中心，进行固定。用卡尺测量定位销与V形架端面之间的尺寸后，并配合使用量块精确测量，计算出V形架端面在花盘的实际中心距。最后拆除φ6mm定位销。③确定90°角铁的位置。具体做法为：转动花盘，将V形架置于最下方，端面处于水平位置，以V形架的实际中心距＋零件中心距53 mm为尺寸配制量块，放在V形架端面上。然后把90°角铁的工作面放在量块上，用螺栓和压板进行固定，最后拆除量块。④零件的定位误差计算，花盘的制造误差为0.01 mm，90°角铁的制造误差为0.005 mm，夹具的安装误差取0.01 mm。Δ花盘＋Δ角铁＋Δ安＝0.025 mm，小于零件的垂直度公差0.04 mm。可以满足零件的公差要求（实际加工中的垂直度在0.02 mm以内）。

图2组合夹具组装示意

1.夹具体2.痴形架3.φ16尘尘台阶心轴4.φ6尘尘心轴5.惭12×50尘尘螺栓（4只）6.压板（4只）7.固定夹（2只）8.90°角铁

（3）组合夹具的使用（见图3），夹具组装完成后，应对工件进行试切，中心距符合图样要求后，方可进行加工。使用方法如下：①转动卡盘，将夹具中90°角铁置于最下方，工作面在水平状态。②把工件C面置于90°角铁的工作面上。同时将φ16-0.01 0mm×100mm台阶心轴从V形架上方插入A孔内，利用心轴台阶控制插入深度为30 mm，然后将心轴固定。目测找正待加工平面，用固定夹在工件两侧进行预固定。③用百分表找正待加工平面0.05mm以内，将零件固定，即可进行试切。取下零件测量中心距53±0.02 mm。④若中心距不符合图样公差，应修正量块尺寸，对90°角铁位置进行微调。⑤组合夹具形状较大且整个形状不规则，使用时要注意安全。开车前应先用手转动夹具，检查是否与导轨和刀架相碰。车削时转数不宜过高，300r/min左右较为合适。

图3组合夹具使用示意

图4实物加工

4.结语

合理的加工工艺和有效的工艺装备是保证零件加工精度的关键。在制定零件加工工艺、设计夹具时，必须结合零件的技术要求和生产批量的大小。仔细分析研究，才能设计出合理的工艺方案。组合夹具在罢型外导体上的应用，使零件定位精度高，装夹可靠，加工精度完全满足图样要求（见图4）。极大地提高了加工的稳定性和效率，在实际生产中，效果良好。