前言
现承接了一批企业订单  ，该批订单要求在一个月时间内  ，交付二位五通双电控电磁阀的端盖零件五万件 。根据原有的工艺条件  ，该零  件的钻削工序使用普通钻床处理  ，利用预制的定位模定位装夹  ，进行  钻削加工 。该工序加工处理时间短、辅助准备时间长  ，工人劳动强度大  ，生产效率低 。基于生产经验进行工时间核定  ，熟练工人处理一个  零件需时 15 分钟  ，平均每班只能生产 32 个零件 。生产系统现有 12
台钻床  ，开设三班的情况下  ，月产量约为 34500 件 。订单交期紧迫、生产批量大、设备资源限制及工艺条件较为落后等因素  ，使得生产部门不能实现如期交货 。
对该批零件进行工艺分析后发现：因生产模式较为落后  ，工人在加工过程中需要对零件进行频繁的定位和装夹  ，辅助工时占额定工时的比例极大；此外  ，钻模、钻套的磨损影响加工精度及生产稳定性 。  基于上述分析  ，充分利用处理效率高的 VMC850 资源推行批量生产模式  ，既能集约使用刀具减少换刀次数以缩短设备停机准备时间  ，对于优化效率起到立竿见影的作用；又能降低劳动力需求  ，大幅度降低生产成本 。与此同时  ，应对生产系统进行工艺改良  ，基于生产开发新的夹具系统  ，改善定位和装夹的效率以压缩辅助工时  ，从而满足该批订单的生产需要 。

图-1 端盖零件图
一、端盖零件的加工工序
这批订单的端盖零件是二位五通电磁换向阀的主要元件  ，其材质为铝合金  ，如图-1 所示 。由零件图可见  ，钻削工序的前道工序为车削工序  ，端盖毛坯先经车床车削端盖的顶面及底面  ，两平面有较高的平行度要求 。端盖底面的?22H7 台阶孔与阀体装配  ，其尺寸精度要求较高 。端盖顶面的?10H7/?12 台阶孔  ，亦经车削加工完成  ，其中
?10H7 沉头孔处安装阀芯 。
 经车床设备加工后的坯件需完成钻削工序  ，?4.5/?9 台阶孔及M3 螺纹孔皆为安装孔  ，?3 通孔则为气道孔  ，该工序的主要工步内容见表-1 。其中：为保证端盖顶面安装孔的位置精度  ，在钻削前使用中心钻打孔定位；?4.5 通孔及?9 台阶孔使用台阶钻加工  ，市面上能买到合适尺寸的标准型号台阶钻头；M3 螺纹精度等级较高  ，且铝合金坯料的塑性较强  ，可使用挤压丝锥攻丝处理  ，既能解决工作工程中排屑困难问题  ，又能获得较高的螺纹精度和表面粗糙度 。
综合分析端盖零件工步内容、形位和尺寸要求  ，结合所选用VMC850 性能和关键技术指标  ，制定钻削方案并编写数控加工工艺卡表（表-1）如下：

二、夹具设计原理分析
为改善定位和装夹的效率  ，充分发挥加工中心的效率优势  ，现因应端盖零件钻削工步多  ，尺寸及形位精度较高的特点  ，着手改善其工  装夹具系统 。要求新开发的夹具系统反应速度块、操作简易  ，定位精度高且有助于提高生产效率 。
 生产车间已经进行集中供气系统改造  ，能不间断地提供压力稳定的高纯度气体  ，这为采用气动夹具设计方案提供了必要的前提条件 。
通过对零件图（图-1）进行工艺分析可知  ，先经车床车削的两端面平行度要求高  ，针对该批零件而设计制作的气动夹具  ，其底板作为支承板  ，能保证零件钻削加工后各孔轴线与上基面的垂直度 。车床加工的?22 H7/?24 台阶孔  ，可考虑与镶嵌在底板上的?22g6 定位柱作间隙配合  ，以便于零件的安装 。为简化夹具的设计制作过程  ，在设计气缸时可因材制宜  ，利用气缸元件端面限制零件的一个轴向转动自由度 。
传统的加工工艺  ，定位装夹的过程繁琐复杂、生产效率低 。进行气动夹具设计时  ，优先考虑刀具集约加工原则  ，尽可能减少换刀次数  ， 一次换刀完成多个零件的同一加工工步  ，即采用多工位设计思路 。针对生产流程规划和前道工序的产能状况  ，结合钻削工序处理设备
VMC850 加工中心的技术性能和参数  ，确定本夹具经一次装夹  ，可加工 60 个端盖零件 。
综上所述  ，在进行气压传动夹具设计时  ，以保证零件的尺寸精度和形位精度为前提  ，采用多工位结构充分发挥加工中心的效率优势  ，  以“一面一芯一点”定位为核心设计思想 。

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总结
采用传统工装夹具的生产方式  ，钻削不同规格的安装孔和气道孔  ，需要频繁更换钻套和刃具 。既需要大量的劳动力  ，而且生产效率低、工作强度大、加工尺寸精度差 。熟练工人每处理一个端盖零件平均耗时 15 分钟  ，一名熟练工人每班只能生产 32 个零件 。本案选用VMC850 加工中心  ，并配套多工位气动夹具进行批量生产  ，经一次装夹能加工 60 件端盖零件 。在提高装定位精度和装夹稳定性的同时  ， 充分发挥加工中心设备加工效率高的特点  ，集约使用不同规格的刀具  ，极爱游戏(ayx)节省了辅助工时 。在应用实践阶段进行工时测定  ，加工60 件端盖零件仅需一小时  ，生产效率较以往提高了 10 多倍 。
更为重要的是  ，根据原工艺条件制定生产计划  ，12 台普通钻床安排三班  ，需 36 名工人轮班生产 。生产 50000 件零件需耗时 44 天  ， 高昂的劳动力成本削减了原本已显微薄的利润 。而使用加工中心进行排产  ，6 名加工中心操作工安排三班  ，完成订单任务仅需 18 天  ，人力成本仅为工艺改善前的 7%  ，节省了大量的劳动力 。
综上所述  ，利用 VMC850 加工中心资源推行批量生产模式  ，并在此基础上进行装夹工艺的改良  ，使生产效率得到大幅度的提升  ，既  能保证按时交付订单产品  ，又节省了大量的劳动力资源  ，并取得了良  好的经济效益 。