工藝凸臺是為了滿足零件在數(shù)控加工過程的定位,、裝夾要求,，在零件本體外部或零件本體上預(yù)留的非設(shè)計需要的塊體,，零件加工完成后需要由常規(guī)工段或者裝配廠去除,。工藝凸臺設(shè)計方案的合理性,，影響零件加工過程中零件裝夾的精度,、機床停機裝夾的次數(shù),、零件材料的利用率，以及后續(xù)去除凸臺所需要的常規(guī)銑工,、鉗工等工種的工作量,。
數(shù)控機加零件的常用定位裝夾方式一共有三種：兩孔一面、一孔兩面,、三個相互垂直面定位,，如圖1所示。
（1）兩孔一面：兩孔一面定位方法適用于框,、梁,、肋,、角盒、型材及需要兩次以上裝夾的零件,，零件多為薄壁,、多型腔和無定位基準的零件，其特點是定位精度高,、工裝準備時間短,、加工通用性強。
圖1 常用定位裝夾方式
（2）一孔兩面：適用于接頭,、支座類零件,，此方法不常用，一般零件因加工受限或原材料受限可采用此方法,。其特點是加工需要借助工裝夾具定位,，定位穩(wěn)定性不高。
（3）三個相互垂直面定位：此方法有兩種夾緊方式,，虎鉗夾緊和用壓板在工作臺上壓緊,，其特點是重復(fù)定位精度不高，但材料使用少,?；Q夾緊適合接頭、支座類零件,，適合位置精度,、形位公差要求不高的零件，通常只需一次裝夾加工完成的零件,；壓板壓在工作臺上適合簡單的框,、底板、支座零件,，要求零件銑削量少,、有壓緊位置、加工完后剛性好,，通常只需一次裝夾加工完成的零件,。
雖然數(shù)控機加零件的常用定位裝夾方式一共只有三種，但是由于詳細規(guī)范不統(tǒng)一,，存在很多問題以及缺點：
（1）所有零件在設(shè)計工藝凸臺時未統(tǒng)一設(shè)計定位孔,、壓緊孔、壓緊凸臺,、壓緊螺釘,；導(dǎo)致不同零件存在不同的定位孔尺寸、孔距,、壓緊凸臺間距,，使每個零件加工前,，需要重新鉆孔、壓緊工具,，存在通用性差,、加工準備時間長、極大減少機床墊板壽命等缺點,。
（2）工藝定位孔不在零件中心對稱線上,、壓緊孔不關(guān)于零件中心線對稱導(dǎo)致翻面加工裝夾時，需要在零件墊板上重新鉆孔,，存在通用性差、加工準備時間長,、極大減少機床墊板壽命等缺點,。
（3）零件連接凸臺在加工程序中銑開的位置未統(tǒng)一，有的零件未加工完時將凸臺銑開,，導(dǎo)致零件加工剛性差,，容易造成零件故障，產(chǎn)生不合格品,。
（4）零件連接凸臺位置不統(tǒng)一,，很多零件工藝凸臺搭接的位置在復(fù)雜的形面上，導(dǎo)致常規(guī)去除凸臺難度加大,。
（5）零件連接凸臺厚度不統(tǒng)一,，很多零件連接凸臺厚度太厚，加大常規(guī)去除工作量,，連接凸臺厚度太薄,，滿足不了零件加工剛性要求。
2.1 設(shè)計原則及標準
工藝凸臺設(shè)計方案考慮因素如圖2所示,。
圖2 工藝凸臺設(shè)計方案著手考慮因素
2.2 凸臺標準化設(shè)計方案具體原則
2.2.1 工裝通用程度方面
所有零件在設(shè)計工藝凸臺時優(yōu)先考慮數(shù)控通用工裝來設(shè)計定位孔,、壓緊孔、壓緊凸臺,；壓緊螺釘優(yōu)先采用M16的螺釘,，以滿足通用工裝要求；當(dāng)為了滿足數(shù)控通用工裝要求,，允許因調(diào)整壓緊孔或壓板位置而增加毛料尺寸,，增加材料寬度不超過20 mm；當(dāng)經(jīng)過調(diào)整仍無法滿足數(shù)控通用工裝要求,，允許使用自制鋁墊板或?qū)Ｓ霉ぱb夾具加工,。
2.2.2 減少準備時間方面
需翻面加工的零件兩工藝孔中心連線盡量在毛料的對稱中心線上。需翻面加工的零件壓緊孔盡量關(guān)于工藝孔中心連線對稱,，如圖3,。
圖3 壓緊孔設(shè)計
2.2.3 保證加工剛性方面
凸臺連接部位必須最后銑開,，當(dāng)加工需要可局部銑開，以保證加工剛性,；對于零件本身無基準平面或支撐面不夠可在筋條,、腹板面或型面上增加支撐凸臺。
2.2.4 零件節(jié)約材料方面
異型材和加工全懸空的零件可在周邊框起搭凸臺,，其余不允許框起搭建凸臺的,，利用自身結(jié)構(gòu)特征搭建凸臺，優(yōu)先考慮零件減輕孔,、零件自身加工殘留塊作為工藝凸臺,；工藝孔設(shè)置在零件長方向，工藝孔邊距要求為2～5 mm,。
2.2.5 常規(guī)去除難度方面
凸臺最終連接處盡量連接在平面上,；在材料允許的情況下，凸臺與零件之間留過刀槽,，并將連接處銑?。粏蝹€壓緊凸臺寬為60～80 mm,；凸臺最終連接處凸臺寬10～20 mm,，若為單個凸臺，連接處可以與凸臺一樣寬（即60～80 mm寬）,，厚度3 mm（或與腹板厚度保持一致）,。當(dāng)凸臺連接處側(cè)面為平面、大曲率型面,，可以采用搭接方式或連接方式連凸臺,；當(dāng)凸臺連接處為弧面、小曲率型面,，需采用搭接方式連凸臺,；搭接方式要求如圖4所示，且單個連接處寬度不超過20 mm,。
圖4 凸臺連接部位設(shè)計
2.2.6 刀具加工性能方面
當(dāng)?shù)毒吖ぷ鏖L度超過4倍徑時,，要求壓緊孔制沉頭孔，壓板壓緊處凸臺銑低,，其中深度20～30 mm,、長度30～50 mm、寬度10～20 mm,，如圖5所示,。
圖5 凸臺壓板壓緊槽設(shè)計
2.2.7 凸臺間距設(shè)置方面
框、梁類零件兩側(cè)凸臺盡量利用零件本身殘留設(shè)置,，壁厚大于等于3 mm且非懸空剛性好的零件凸臺間距300 mm,，其余建議間距200 mm,，若側(cè)面凸臺利用自身殘留塊體搭建或因結(jié)構(gòu)影響可不嚴格按此要求。若小零件套裁加工導(dǎo)致材料加長加寬可參考框,、梁類零件搭建凸臺,。
2.3 框類零件工藝凸臺設(shè)計
（1）當(dāng)零件腹板上有減輕孔、外形有加工殘留凸塊時,，利用減輕孔和殘留凸塊搭建凸臺,， 壓緊孔、工藝孔可設(shè)置在減輕孔內(nèi),，如圖6,。
圖6 某型機帶減輕孔框類零件
（2）當(dāng)零件中間無減輕孔和殘留凸塊時，凸臺只能在零件之外增加材料搭建,，如果筋條頂面低于凸臺定位面,，為保證加工剛性，可在筋條相交處增加支撐凸臺以增加支撐效果,；如果進入批生產(chǎn)可考慮訂專用工裝，以筋頂面作基準面,，高出筋頂面部分沉入工裝中,，如圖7。
圖7 某型機不帶減輕孔框類零件
2.4 梁類零件工藝凸臺設(shè)計
（1）梁類零件多為細長零件,，零件兩側(cè)面需搭建凸臺,，凸臺位置按指導(dǎo)要求設(shè)置，如果受零件結(jié)構(gòu)影響可調(diào)整位置,，如圖8所示,。
圖8 某型機梁的凸臺設(shè)置方案圖
（2）零件采用成組套裁加工，中間留壓緊凸臺,，壓緊處可不過刀,；當(dāng)零件寬度小于70 mm且剛性好的零件兩側(cè)外形不留凸臺。如圖9,。
（3）零件采用成組套裁加工（要求零件寬度不超過70 mm）,，中間不留壓緊凸臺只連接，壓緊處在兩側(cè)提前銑低至10～20 mm高,，不留過刀寬度,，如圖10所示。
圖9 某型機梁的套裁凸臺設(shè)置方案圖
圖10 某型機梁的套裁凸臺設(shè)置方案圖
（4）零件采用成組套裁加工,，利用零件自身特點中間留壓緊凸臺,，兩側(cè)不留凸臺，如圖11所示,。
圖11 某型機梁的套裁凸臺設(shè)置方案圖
通過制定框,、梁類零件工藝凸臺方案設(shè)計標準,，規(guī)范方案設(shè)計，并在后續(xù)所有項目數(shù)控加工方案中全面應(yīng)用推廣,，新方案已消除以前工藝凸臺方案設(shè)計混亂時期的多數(shù)缺點：
（1）工裝通用化程度得到提高,，操作標準化程度得到提高，縮短了零件加工準備時間,，提升了設(shè)備利用率,；
（2）零件加工剛性更加穩(wěn)定，提高了零件加工合格率,；
（3）減少零件材料浪費,，提高零件材料利用率；
（4）縮短常規(guī)工種去除凸臺的時間和難度,，減少勞動負荷,，降低零件生產(chǎn)成本。
由于飛機設(shè)計結(jié)構(gòu)的日益精細化,、復(fù)雜化,，以框、梁類零件為主體的飛機結(jié)構(gòu)要求越來越高,，需要不斷探求新的數(shù)控加工技術(shù)和方案來應(yīng)對日益復(fù)雜的加工需求,。
隨著柔性制造以及靈捷制造等技術(shù)的發(fā)展，框,、梁類工藝凸臺設(shè)計方案還將可以繼續(xù)完善,，用以提高數(shù)控加工效率、降低成本,，滿足航空以及機加行業(yè)的更高端的需求,。