工(gong)藝凸(tu)臺(tai)是為了滿(man)足零件(jian)在(zai)數(shu)控加工(gong)過程(cheng)(cheng)的(de)定位(wei)、裝(zhuang)夾要求(qiu)，在(zai)零件(jian)本體(ti)外部或零件(jian)本體(ti)上預留的(de)非設計需要的(de)塊體(ti)，零件(jian)加工(gong)完成后需要由常規工(gong)段(duan)或者裝(zhuang)配廠去除。工(gong)藝凸(tu)臺(tai)設計方案(an)的(de)合理性，影響零件(jian)加工(gong)過程(cheng)(cheng)中零件(jian)裝(zhuang)夾的(de)精度、機床停機裝(zhuang)夾的(de)次(ci)數(shu)、零件(jian)材料的(de)利用率，以(yi)及后續去除凸(tu)臺(tai)所需要的(de)常規銑工(gong)、鉗工(gong)等工(gong)種的(de)工(gong)作量(liang)。
數控機加零件(jian)的常用定位(wei)裝夾方(fang)式一共有(you)三(san)種：兩孔一面、一孔兩面、三(san)個相互(hu)垂直面定位(wei)，如圖1所(suo)示(shi)。
（1）兩(liang)孔一面：兩(liang)孔一面定位(wei)(wei)方(fang)法適用(yong)于(yu)框、梁、肋(lei)、角(jiao)盒、型(xing)(xing)材及需要兩(liang)次以(yi)上裝(zhuang)夾(jia)的(de)零件，零件多為薄壁、多型(xing)(xing)腔和無定位(wei)(wei)基準的(de)零件，其特點(dian)是定位(wei)(wei)精度高、工(gong)裝(zhuang)準備時間短、加工(gong)通用(yong)性強。
圖1 常用(yong)定位裝(zhuang)夾方(fang)式
（2）一(yi)孔兩面：適用(yong)于接頭(tou)、支座類(lei)零件，此方法不常用(yong)，一(yi)般(ban)零件因加工(gong)受限(xian)或原材料受限(xian)可采用(yong)此方法。其(qi)特點是加工(gong)需要借助(zhu)工(gong)裝夾具定(ding)位，定(ding)位穩(wen)定(ding)性不高。
（3）三個相互垂直面定(ding)(ding)位(wei)(wei)：此方(fang)法有(you)兩種夾(jia)(jia)緊方(fang)式，虎鉗(qian)夾(jia)(jia)緊和(he)用(yong)壓(ya)板在工(gong)作臺(tai)上(shang)(shang)壓(ya)緊，其特(te)點是重復定(ding)(ding)位(wei)(wei)精度(du)不(bu)(bu)高，但材料使(shi)用(yong)少(shao)。虎鉗(qian)夾(jia)(jia)緊適合(he)接頭、支座類零件(jian)，適合(he)位(wei)(wei)置(zhi)精度(du)、形(xing)位(wei)(wei)公差要求不(bu)(bu)高的零件(jian)，通常只需一(yi)次(ci)裝夾(jia)(jia)加(jia)(jia)工(gong)完(wan)成(cheng)的零件(jian)；壓(ya)板壓(ya)在工(gong)作臺(tai)上(shang)(shang)適合(he)簡單的框、底板、支座零件(jian)，要求零件(jian)銑削量少(shao)、有(you)壓(ya)緊位(wei)(wei)置(zhi)、加(jia)(jia)工(gong)完(wan)后剛性好，通常只需一(yi)次(ci)裝夾(jia)(jia)加(jia)(jia)工(gong)完(wan)成(cheng)的零件(jian)。
雖然數控機加(jia)零件的常(chang)用定位裝(zhuang)夾方式一共只有三種，但(dan)是由(you)于詳(xiang)細規范(fan)不統(tong)一，存在(zai)很(hen)多問(wen)題以及缺點：
（1）所(suo)有零(ling)件(jian)在(zai)設計工(gong)藝凸(tu)(tu)臺(tai)時未統一設計定位孔(kong)、壓(ya)(ya)(ya)緊(jin)孔(kong)、壓(ya)(ya)(ya)緊(jin)凸(tu)(tu)臺(tai)、壓(ya)(ya)(ya)緊(jin)螺釘；導(dao)致(zhi)不(bu)同零(ling)件(jian)存在(zai)不(bu)同的定位孔(kong)尺寸、孔(kong)距、壓(ya)(ya)(ya)緊(jin)凸(tu)(tu)臺(tai)間距，使每個零(ling)件(jian)加(jia)工(gong)前，需要(yao)重新鉆孔(kong)、壓(ya)(ya)(ya)緊(jin)工(gong)具(ju)，存在(zai)通用性差(cha)、加(jia)工(gong)準備時間長、極(ji)大減少機(ji)床墊(dian)板壽命等缺點。
（2）工(gong)藝(yi)定位孔不在(zai)零件(jian)中心對稱線(xian)上、壓緊孔不關于零件(jian)中心線(xian)對稱導(dao)致翻面加(jia)工(gong)裝夾時，需要在(zai)零件(jian)墊板上重新鉆孔，存在(zai)通用性(xing)差、加(jia)工(gong)準備時間(jian)長、極大(da)減少機床墊板壽(shou)命(ming)等缺點。
（3）零(ling)件(jian)連接凸(tu)臺在加工程序中(zhong)銑開的(de)(de)位置未統(tong)一(yi)，有(you)的(de)(de)零(ling)件(jian)未加工完時將(jiang)凸(tu)臺銑開，導致零(ling)件(jian)加工剛(gang)性差(cha)，容易造成(cheng)零(ling)件(jian)故障，產(chan)生(sheng)不合格品。
（4）零件連接(jie)凸臺位置不統一，很多零件工藝凸臺搭接(jie)的位置在(zai)復雜的形面上，導致常規去除(chu)凸臺難度加(jia)大。
（5）零(ling)件(jian)連(lian)接凸臺厚(hou)度不統一，很多零(ling)件(jian)連(lian)接凸臺厚(hou)度太(tai)厚(hou)，加(jia)大常規(gui)去(qu)除(chu)工作量，連(lian)接凸臺厚(hou)度太(tai)薄，滿足(zu)不了零(ling)件(jian)加(jia)工剛(gang)性要求。
2.1 設計(ji)原則(ze)及(ji)標準
工藝凸臺設計(ji)方案考(kao)慮因(yin)素如圖2所示(shi)。
圖2 工(gong)藝凸臺(tai)設計方(fang)案著(zhu)手考(kao)慮因素
2.2 凸臺標(biao)準化設(she)計方案具體(ti)原則(ze)
2.2.1 工裝(zhuang)通用程度方面(mian)
所(suo)有零件在設(she)計工(gong)藝凸臺時優先考(kao)慮數控通(tong)用(yong)(yong)(yong)(yong)工(gong)裝(zhuang)(zhuang)來設(she)計定位(wei)孔、壓緊(jin)(jin)孔、壓緊(jin)(jin)凸臺；壓緊(jin)(jin)螺(luo)釘優先采用(yong)(yong)(yong)(yong)M16的螺(luo)釘，以滿(man)足通(tong)用(yong)(yong)(yong)(yong)工(gong)裝(zhuang)(zhuang)要求；當(dang)為(wei)了滿(man)足數控通(tong)用(yong)(yong)(yong)(yong)工(gong)裝(zhuang)(zhuang)要求，允(yun)許(xu)因(yin)調(diao)(diao)整(zheng)壓緊(jin)(jin)孔或壓板(ban)位(wei)置而增加毛料尺寸，增加材料寬度不超過(guo)20 mm；當(dang)經過(guo)調(diao)(diao)整(zheng)仍(reng)無法滿(man)足數控通(tong)用(yong)(yong)(yong)(yong)工(gong)裝(zhuang)(zhuang)要求，允(yun)許(xu)使用(yong)(yong)(yong)(yong)自制(zhi)鋁墊板(ban)或專(zhuan)用(yong)(yong)(yong)(yong)工(gong)裝(zhuang)(zhuang)夾(jia)具(ju)加工(gong)。
2.2.2 減少準備時(shi)間方面
需翻(fan)面加工的零(ling)件兩工藝孔中(zhong)心連(lian)線(xian)盡(jin)量在毛(mao)料的對(dui)稱中(zhong)心線(xian)上。需翻(fan)面加工的零(ling)件壓緊孔盡(jin)量關(guan)于工藝孔中(zhong)心連(lian)線(xian)對(dui)稱，如圖3。
圖3 壓緊孔設計
2.2.3 保證加工剛性方面
凸臺連接部位必須(xu)最(zui)后銑(xian)開，當加(jia)工(gong)需要(yao)可局部銑(xian)開，以保(bao)證(zheng)加(jia)工(gong)剛性(xing)；對(dui)于零件本身無基準(zhun)平面(mian)或支撐(cheng)面(mian)不夠可在(zai)筋條、腹板(ban)面(mian)或型面(mian)上增加(jia)支撐(cheng)凸臺。
2.2.4 零件節約材(cai)料方面
異型材(cai)和加(jia)工(gong)全(quan)懸空的零件(jian)可在周(zhou)邊(bian)框(kuang)(kuang)起(qi)搭凸(tu)臺，其(qi)余不允許框(kuang)(kuang)起(qi)搭建凸(tu)臺的，利用自身結構特征搭建凸(tu)臺，優(you)先(xian)考(kao)慮(lv)零件(jian)減(jian)輕孔(kong)、零件(jian)自身加(jia)工(gong)殘留塊作為工(gong)藝(yi)凸(tu)臺；工(gong)藝(yi)孔(kong)設置在零件(jian)長方向，工(gong)藝(yi)孔(kong)邊(bian)距(ju)要求為2～5 mm。
2.2.5 常規去(qu)除難度方(fang)面
凸(tu)臺(tai)(tai)最(zui)終連(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)(jie)處盡量(liang)連(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)(jie)在平(ping)面(mian)上(shang)；在材料允許的情況下，凸(tu)臺(tai)(tai)與零(ling)件之間留過刀槽(cao)，并將連(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)(jie)處銑薄；單個壓緊(jin)凸(tu)臺(tai)(tai)寬(kuan)為60～80 mm；凸(tu)臺(tai)(tai)最(zui)終連(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)(jie)處凸(tu)臺(tai)(tai)寬(kuan)10～20 mm，若(ruo)為單個凸(tu)臺(tai)(tai)，連(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)(jie)處可(ke)(ke)以(yi)與凸(tu)臺(tai)(tai)一樣寬(kuan)（即60～80 mm寬(kuan)），厚度(du)(du)3 mm（或與腹(fu)板厚度(du)(du)保(bao)持一致）。當凸(tu)臺(tai)(tai)連(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)(jie)處側面(mian)為平(ping)面(mian)、大曲率型(xing)面(mian)，可(ke)(ke)以(yi)采用(yong)搭(da)接(jie)(jie)(jie)(jie)方(fang)(fang)(fang)式(shi)或連(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)(jie)方(fang)(fang)(fang)式(shi)連(lian)(lian)凸(tu)臺(tai)(tai)；當凸(tu)臺(tai)(tai)連(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)(jie)處為弧面(mian)、小(xiao)曲率型(xing)面(mian)，需采用(yong)搭(da)接(jie)(jie)(jie)(jie)方(fang)(fang)(fang)式(shi)連(lian)(lian)凸(tu)臺(tai)(tai)；搭(da)接(jie)(jie)(jie)(jie)方(fang)(fang)(fang)式(shi)要求如圖(tu)4所示，且單個連(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)(jie)處寬(kuan)度(du)(du)不(bu)超(chao)過20 mm。
圖4 凸臺(tai)連接部位設計
2.2.6 刀具加(jia)工性(xing)能方面
當刀(dao)具工作長度(du)超過(guo)4倍(bei)徑時，要求壓緊孔(kong)制沉頭(tou)孔(kong)，壓板壓緊處凸臺(tai)銑低，其中深(shen)度(du)20～30 mm、長度(du)30～50 mm、寬度(du)10～20 mm，如圖5所(suo)示。
圖5 凸臺壓板壓緊槽設計(ji)
2.2.7 凸臺間距設置(zhi)方面
框、梁類(lei)零(ling)件(jian)兩側凸臺(tai)盡量利用(yong)零(ling)件(jian)本身殘(can)留設置，壁厚(hou)大于(yu)等于(yu)3 mm且非懸(xuan)空剛性好的零(ling)件(jian)凸臺(tai)間(jian)距(ju)300 mm，其(qi)余建議間(jian)距(ju)200 mm，若側面凸臺(tai)利用(yong)自身殘(can)留塊體(ti)搭建或因結構影響(xiang)可(ke)不嚴格按此要求。若小零(ling)件(jian)套裁加工導致(zhi)材料(liao)加長(chang)加寬可(ke)參考框、梁類(lei)零(ling)件(jian)搭建凸臺(tai)。
2.3 框類(lei)零(ling)件工藝凸臺(tai)設計
（1）當零件腹板上有減(jian)輕(qing)孔、外形有加工(gong)殘(can)留凸(tu)塊時，利用減(jian)輕(qing)孔和殘(can)留凸(tu)塊搭(da)建凸(tu)臺， 壓緊孔、工(gong)藝孔可設置在減(jian)輕(qing)孔內(nei)，如圖6。
圖6 某型(xing)機帶減輕孔框類零件
（2）當零件中間無減(jian)輕孔和殘留凸(tu)塊(kuai)時，凸(tu)臺只能(neng)在零件之外增(zeng)加(jia)(jia)材料(liao)搭建，如果(guo)筋(jin)(jin)條(tiao)頂(ding)面(mian)(mian)(mian)低于凸(tu)臺定(ding)位(wei)面(mian)(mian)(mian)，為保(bao)證(zheng)加(jia)(jia)工剛性，可在筋(jin)(jin)條(tiao)相交處(chu)增(zeng)加(jia)(jia)支(zhi)撐凸(tu)臺以增(zeng)加(jia)(jia)支(zhi)撐效(xiao)果(guo)；如果(guo)進(jin)入批生產可考(kao)慮訂專(zhuan)用工裝(zhuang)，以筋(jin)(jin)頂(ding)面(mian)(mian)(mian)作基(ji)準面(mian)(mian)(mian)，高(gao)出筋(jin)(jin)頂(ding)面(mian)(mian)(mian)部分(fen)沉入工裝(zhuang)中，如圖7。
圖7 某(mou)型(xing)機(ji)不帶減輕孔框類零件
2.4 梁類零件工(gong)藝凸臺設計
（1）梁類零件(jian)多為細(xi)長(chang)零件(jian)，零件(jian)兩(liang)側面(mian)需搭建凸臺(tai)，凸臺(tai)位(wei)置按指導要(yao)求設(she)置，如果受零件(jian)結構影響可調整位(wei)置，如圖8所示。
圖(tu)8 某型(xing)機梁(liang)的凸臺設(she)置方(fang)案(an)圖(tu)
（2）零(ling)件采用成組套裁(cai)加工，中間留壓緊(jin)凸臺，壓緊(jin)處可不過刀；當零(ling)件寬度(du)小于70 mm且剛性好的零(ling)件兩側外形不留凸臺。如圖9。
（3）零件采用成(cheng)組套裁加工（要求零件寬(kuan)度(du)不(bu)超(chao)過70 mm），中間不(bu)留(liu)壓(ya)緊凸臺只連(lian)接，壓(ya)緊處在(zai)兩(liang)側提前銑低至10～20 mm高，不(bu)留(liu)過刀寬(kuan)度(du)，如圖10所示(shi)。
圖9 某型機梁的套裁(cai)凸(tu)臺(tai)設置方(fang)案圖
圖10 某型(xing)機梁的套(tao)裁凸臺設置(zhi)方案圖
（4）零件采用成組套裁(cai)加工，利用零件自身特(te)點中間留壓緊凸臺，兩側不留凸臺，如圖11所示。
圖11 某型機梁的套裁凸臺設(she)置方案圖
通過制定框(kuang)、梁類零件工藝(yi)凸臺方(fang)(fang)案(an)設(she)(she)計(ji)標準(zhun)，規范(fan)方(fang)(fang)案(an)設(she)(she)計(ji)，并在后續(xu)所有項目(mu)數控(kong)加工方(fang)(fang)案(an)中(zhong)全面應用推廣，新方(fang)(fang)案(an)已消除以前工藝(yi)凸臺方(fang)(fang)案(an)設(she)(she)計(ji)混亂(luan)時期的(de)多數缺點：
（1）工裝通(tong)用化程度(du)得到提(ti)高，操作標準(zhun)化程度(du)得到提(ti)高，縮短了零件加(jia)工準(zhun)備(bei)時間，提(ti)升了設備(bei)利用率；
（2）零件加(jia)工(gong)剛(gang)性更加(jia)穩定，提高了零件加(jia)工(gong)合格率(lv)；
（3）減少零件材(cai)料(liao)浪(lang)費，提高零件材(cai)料(liao)利用率；
（4）縮短常規工種去除(chu)凸臺的時間和難度(du)，減少勞動負荷，降(jiang)低零件生產成本。
由于飛(fei)機(ji)設計結(jie)構的日益精細(xi)化、復雜化，以框、梁類(lei)零件(jian)為(wei)主體(ti)的飛(fei)機(ji)結(jie)構要求(qiu)(qiu)越(yue)來(lai)越(yue)高，需(xu)要不斷探求(qiu)(qiu)新的數控加工(gong)技術和方案(an)來(lai)應對日益復雜的加工(gong)需(xu)求(qiu)(qiu)。
隨著柔性制造以(yi)及靈捷制造等技術的發展，框(kuang)、梁類工(gong)藝凸(tu)臺設(she)計方案(an)還將可(ke)以(yi)繼續完善，用以(yi)提高(gao)(gao)數(shu)控(kong)加工(gong)效(xiao)率、降(jiang)低成本，滿足航空以(yi)及機加行業的更高(gao)(gao)端的需(xu)求。