本文以某公司為例，對發動機正時鏈條蓋的快速樣件加工工藝、夾具設計方案與夾具功能特點， 進行了詳細的分析，并提出了CNC 加工工序中遇到的制約生產的技術問題產生的原因，給出了具體可行解決方案。

　　圖1、2 為某汽車公司的一款乘用車發動機使用的發動機正時鏈條蓋，此鏈條蓋用于2.0 和2.0T 兩款高性能發動機上。在開發初期發現并改進新產品設計缺陷，避免新產品投產后造成的設變成本損失，快速樣件正好是用于發動機在前期開發前期性能測試、缺陷的發現以及驗證產品的驗證特殊特性。由于模具和夾具的開發周期較長，為了縮短汽車在研發過程中的周期，往往用鋁塊進行快速加工，使得前期的開發時間以及開發成本大大降低。這也是為什么很多產品樣件都是使用快速加工的原因之一。

　　情況分析

　　在做此類產品的時候往往要考慮的有兩個方面，一是產品的精度，另外一個就是產品在教工過程中如何防止產品的變形。最初使用的材料是T6 的只是做過人工時效，但是當粗加工完成后發現產品變形量達到了0.8MM 以上。后來更改加工工藝：將產品兩序粗加工完成后進行精加工，最后發現產品的變形量達到了2.0MM，產品變形量已經遠遠超出了合理的范圍，無法繼續進行加工。經過當場分析，發現是材料內部應力集中造成， 可是如果需要將材料時效需要很長時間，但客戶的訂單周期時間很短。

　　通過查閱資料，選用的另外一種材料是6061 鋁板型號為T651。一般情況下，T6 的內應力會比較大，加工會變形，最適合加工的狀態應該是T651，它是在T6 的基礎上進行拉伸，消除內應力 6061 鋁合金的主要合金元素是鎂與硅，并形成Mg2Si 相。若含有一定量的錳與鉻，可以中和鐵的壞作用; 有時還添加少量的銅或鋅，以提高合金的強度，而又不使其抗蝕性有明顯降低。買回來T651 的材料后，進行加工后發現產品的平面度在0.15MM 以內，我們要控制是產品的平面度不超過0.4MM，完全合格。

　　圖3 正時鏈條蓋機加工簡圖，鏈條蓋和其它汽車零件相比，易變形，加工精度高，裝配表面質量要求高。此零件是發動機總成的部件之一，有著嚴格的裝配尺寸要求和較高的形位公差精度。零件最大外形尺寸511310081.75。鋁料的規格為65032085.

　　設計方案

　　產品的加工工藝分為3 個序進行加工，一序加工鏈條蓋內側， 并且將所有周邊過孔在一序全部加工出，另外需要用到二序的定位孔，位置度收嚴到0.05MM（如圖4）。

　　根據零件的結構和技術要求，經反復分析討論，確定了零件機加工分三序進行加工：

　　OP10 工序加工采用立式數控加工中心進行加工，通過鋁塊的T 型槽將鋁塊壓在機床上。加工鋁塊的兩面以及X 方向和Y 方向基準加工，并且粗加工鋁塊（ 如圖5）. 粗加工結束后對產品進行精加工，周邊過孔加工以及銷釘孔的加工。這樣的工藝是保證所有孔在同一序加工，保證了孔的位置度。

　　產品的精度以及外觀要求我們在加工之前也必須要做一個評估，如果精度要求很高我們就必須要增加半精加工，但是此鏈條蓋的關鍵部位在于定位銷釘的位置度，周邊過孔的位置度以及最重要的油封孔的位置度，所以對產品外觀的精度要求不是很高，只要清角到位即可。

　　OP20 工序加工采用立式數控加工中心，采用典型的一面兩銷（固定銷）定位夾緊方案，以零件A 基準端面及兩周邊過孔作為基準定位銷孔2-Φ10+0.087 +0.067 實現定位（如圖4），加工背面整體外形， 但在加工背面整體外形的時候需要考慮裝夾壓緊部位（如圖7），所以我們在加工過程中分為三個步驟：第一，粗加工中部區域，粗加工完進行精加工，以及清角。第二：將四個（M10）內六角螺栓固定住產品進行粗加工周邊的材料，并精加工完外形。第三：最后精加工與缸蓋罩的密封面，以及三個M12 牙的端面。

　　OP30 工序加工采用立式數控加工中心帶A 軸回轉的加工中心橋式夾具， 夾具結構同OP10 工序一樣，采用典型的一面兩銷（固定銷）定位夾緊方案， 以零件A 基準端面及B 基準定位銷孔2-Φ5.95+0.087 +0.067 實現定位，加工油封孔、6 個M6 牙孔以及3 個M12 牙孔； A 軸回轉+90°，加工3-M12 以及4-M6 牙孔。( 如圖10)

　　機床全部選用美國產HAAS VF3SS 立式加工中心， 機床數控操作系統為HAAS 專用的操作系統， 主軸采用12000rpm 的有色金屬切削專用主軸， X/Y/Z 運動行程1016/508/735 mm， 機床工作臺尺寸1219457 mm，X/Y/Z 定位精度±0.0050mm， 重復定位精度±0.0015mm。夾具轉臺選用HAAS HRT310 規格。

　　加工工藝關鍵點：主要是考慮產品的變形問題，工藝的安排，刀具的定制，在整個生產過程中重要尺寸部位油封和銷釘孔都是使用的復合刀具，且精加工刀具全部采用PCD 鏜刀和鉸刀。這樣大大提高了產品的表面質量，尺寸精度以及使用壽命。

　　問題

　　零件在加工過程中陸續了出現了一些問題，主要體現在以下方面：

　　1，OP10 工序的A 基準端面的加工平面度0.4MM，剛剛開始選用的材料是T6 規格的，經過人工時效處理過，但內部應力沒有完全去除。更換了T651 材料后此問題解決。

　　2，OP10 工序的B、C 基準定位銷孔2-Φ5.95+0.087 +0.067 鉸孔過后出現位置度超差，以及中心距242.0±0.05 mm超差， 也是由于產品變形所致。此產品很可惜就報廢了。

　　3，OP10 工序在精加工過程中D8R0.5 的牛鼻刀出現掉刀現象，這個主要原因是由于精加工的余量偏大，在加工過程中進給很快使得刀具掉刀，不過出現這種情況后將產品下降2 個MM，此產品能挽救回來。

　　4，OP20 在加工完后發現產品的表面有壓傷情況，最后查出原因就是粗加工的部分鋁屑跑進了產品的加工面下面，然后螺栓在一鎖緊就造成了產品壓傷。在產品粗加工結束后將產品拿下來清理干凈接觸面，隨后在將產品壓緊，此問題得到了有效控制。

結論

　　通過不斷的更改嘗試，工藝的優化，最終按時完成了客戶的訂單。此次加工過程中，我們也掌握了一套自己的快速樣件加工技巧，用最有效的時間，最節約的成本來創造出最大的利益。