数控铣床加工特殊零件的夹具

    摘要：本文以模型直升机上的重要部件主旋翼夹座在数控铣床上加工为例，这样即有利
于提高加工效率也利于保证加工精度。针对主旋翼零件在实际生产过程中，就曾遇到在零件
装夹过程中出现问题，对此问题进行改良，从而设计了一套夹具，用此夹具装夹工件进行
加工，以有效地减少工件的装夹和定位时间，最终达到提高加工效率和加工精度，在对工
件批量生产较大时价值更加明显。

 

　　关键词：数控加工；主旋翼零件；设计夹具

 

　　前言：数控机床加工的零件一般都比较复杂，也经常用到一些专用的夹具，这样既有
利于提高加工效率也利于保证加工精度，缩短生产周期和提高市场竞争能力。本人以前在企
业工作中，也曾接触过一些直升机模型销售员，了解过一些直升机模型市场的信息。在众多
直升机模型爱好者来说，一般的直升机模型商品显然不能满足他们的竞技要求。他们往往追
求的是更高标准的汽油动力航模改装直升机，汽油动力航模的临空气势磅礴，高速度、高机
动性都是电动航模所望尘莫及的。改装关键部位如主螺旋桨机构、主旋翼固定夹、尾部螺旋桨
机构全部采用强度高、质量轻的铝合金作为材料，机身大架采用同样质轻、高强度的碳纤维
板材作为骨架，经过如此专业的改装，此类航模性能得到大幅提升，可以作为竞技机种出
场，轻易做出各种高难度的特技动作。

 

　　

1.主旋翼夹座设计 

　　

1.1.产品加工背景 

　　本人曾负责此类航模直升机的结构改装设计，并要制定生产工艺，把零部件加工出来。
在此类产品的开发研究过程中，主要碰到以下一些问题：第一，由于经过改装的汽油动力
航模属于一种较高级的奢侈玩具，只局限于一些专业的玩家，群体人数有限。第二，由于航
模零件的尺寸精确度要求高，互换性要求也高，所以决定采用批数控加工方式，因而在设
计零件时也要考虑零件能方便使用数控加工方式生产出来，不能存在一些加工不到的死角。
第三，由于零件要批量的生产，所以需要设计一些快速装夹零件的工装夹具。

 

　　

1.2.零件加工材料选择 

　　首先确定零件加工材料为铝合金材料，而铝合金因其合金含量不同也会有不同性能和
应用范围。根据合金元素含量的不同，铝合金材料大概可分为

8 个系列，其中 6 系铝合金是

以镁和硅为主要合金元素并以

Mg2Si 相为强化相的铝合金，属于热处理可强化铝合金。合

金具有中等强度，耐蚀性高，无应力腐蚀破裂倾向，成形性和工艺性能良好等优点。

 

　　

2.主旋翼夹座零件加工工艺性分析 

　　

2.1.该零件由不规则的旋转体和底座组成，如果以同一工种从头到尾做出来不现实，可

用到数控车和数控铣复合工艺完成；

 

　　

2.2. 零件上存在一些旋转体的特征，如 φ18 和 φ24 的圆柱部分，可以先假设该零件本

来就是旋转体，只是经过后期铣床加工，才变成现在的不规则模样。因而可以买圆柱棒料作
为坯料，先用数控车床批量加工出半成品，然后用夹具把半成品装夹好，用数控铣床进行
批量加工。

 

　　

2.3.主旋翼夹座的底座上面的 φ18 直径连同附近的 C1 和 C3 倒角都属于非重要部分，

尺寸为自由公差，可由数控车直接做出；底座由

R10 和 R5 两圆和其相切直线组成，可先

车成

φ48 圆柱体，然后上铣床铣出底座外形；