舵面一般采用3D打印工艺制成，外部尺寸较大，呈不规则的平面空间形状，由上下蒙皮、多纵梁、多翼肋等薄壁结构组成，桁架和翼肋厚度约2mm，蒙皮厚度约1mm， 属于薄壁弱刚壳结构。舵面等轴或衬套固定件的尺寸精度、形状和相对位置精度要求较高，在结构的横向、纵向、斜面和内部有许多沉孔、锥孔、小孔、深孔、键槽和空腔。 材料多为钛合金、高温耐热合金、不锈钢等难加工材料。 图1示出了舵面部分和其他轴类零件的固定部分的局部结构，其主要加工特征均在U形区域的左右两侧，且空间尺寸小，机械钻、铣刀难以触及，不易实现加工， 主要加工内容及技术要求如下。（1） 左：在距 m 基准面 33mm 的位置加工 10 （0 +0.）015） mm 深 145mm圆孔，间距（15 0..）01） mm位置加工 105(0~+0.018） mm，锥度1 20深14mm锥孔，锥孔大直径口圆形R05mm。（2） 右：在距 m 基准面 33mm 的位置加工 17 （0 +0.）018）mm深26mm圆孔，圆孔宽6（0+005） mm 深 26mm 键槽，间距 （15 0..）01） mm位置加工 105(0~+0.018）mm，锥度1 20深14mm锥度，前端锥孔为圆形r05mm。（3）零件的形状公差要求为001mm，位置公差为0015mm，表面粗糙度RA16μm。（4）夹紧定位零件时，不允许夹紧和碰撞蒙皮表面，定位基准面各方向误差为001mm。从图1可以看出，这些零件具有以下特点：整体尺寸大（770mm 205mm 30mm），为扁平结构，一般应平放在工作台上进行夹紧，采用X轴横向伺服和YOZ平面的晃动来加工每个特征尺寸; 加工位置比较紧凑，U型区域空间小，难以进行加工; 每个加工工位的加工量小，电火花加工时间短。 基于以上三个因素，设计了一种用于电火花加工的多姿态一体化电极夹具，该夹具可同时夹紧夹具两端的不同电极，同时完成左右两侧一个特征尺寸的加工，从而减少加工时间和人工操作的频率， 从而提高加工效率。
2.一、夹具组成及工作原理图 2 显示了用于 EDM 的多姿态集成电极夹具的设计。 专用夹具主要由电极安装块、电极固定螺钉、3R快换套件（夹座、夹板）等组成，其工作原理是利用3R快换套件精度高、性能方便的优点，首先将设计的电极安装块整体固定，并调整电极安装块与快换套件的相对位置， 然后整体安装在电火花机床的主轴上，然后根据电火花加工的特性尺寸安装不同的电极。电极安装板设计的定位精度和形状和位置精度都在001毫米。 
2.2.夹具各部分的作用（1）电极安装块如图3所示，是夹具设计的核心部分，设计了圆形和矩形电极的安装方式，圆形电极采用90°V形槽定位，矩形电极采用矩形孔中相互垂直的三个凸面定位， 设计了三组 4 m4mm 螺纹孔，用于从不同方向固定电极。零件的形状和两个安装件的主要尺寸均采用高精度单向电火花线切割机加工。 
2）电极固定螺钉是M4mm 10mm圆柱形内六角螺钉的标准件，电极通过电极安装块上的M4mm螺纹孔固定。（3）3R快换装置由快换底座和快换夹板组成，套片定位精度和重复定位精度高（可控制在2m以内），既可以提高电极的定位精度，又可以节省安装和拆卸调整的时间， 也为后续的电火花自动加工奠定了基础。3.1 电极设计10有4个电极，分别有5mm锥孔、10mm和17mm圆孔、键槽，如图4所示，电极材料为铜。 
3.2 EDM 步骤EDM 步骤如下。 （1）图2所示的电极夹具安装在电火花机床的主轴上，对工作台进行校准。 （2）编制各电极的相对位置程序和处理程序。 （3） 电火花加工左 10+00150mm深 145mm和右边17+00180mm深26mm圆孔，图4（b）和（c）的电极分别安装在图3中90°V形槽的左右两侧，并用M4mm 10mm圆柱形六角螺钉固定（先加工，千分表可用千分表校正确认），然后调用电极确定相对位置程序， 确定左右电极相对于图1所示零件的加工位置，确定后调用加工程序，完成两种特征尺寸的加工。（4）电火花加工间距15mm左右105+0.0180mm，锥度1 20深14mm锥度，图4（a）所示的相同两个电极分别安装在图3中90°V形槽的左右两侧，其他工艺与步骤（3）相同。 （5）电火花加工右17mm圆孔内宽6+0050mm深的26mm键槽，借助图4（d）中的电极定位块安装在图3中矩形孔的右侧，其他工艺与步骤（3）相同。 （6）利用数控电火花机床的机床检测功能，应进行所有加工特征尺寸的机床检测，注意加工后不要拆卸零件，清洗后再进行检测。 所提出的多姿态一体化电火花专用电极夹具是实现舵面零件加工的有效方法，对同类零件的电火花加工具有一定的参考作用，通过对加工验证和试验结果的分析得出以下结论。 （1）多姿态一体化夹具的特点，可实现对多特征尺寸、不同形状、不同空间位置的电极的快速精准定位和夹紧，还可通过3R快装夹具的微米级精确定位任意调整90°方向，可实现XOY平面4个方向的加工。 （2）具有3R快换装置的优点，可以与电极安装块精确连接，也可以快速安装在机床主轴上，简化了操作，提高了生产效率。 （3）夹具可一次夹紧两端不同的电极，一次完成左右两侧一个特征尺寸的加工，减少了加工时间和人工操作频率，可提高加工效率30%。 （4）通过电火花加工的验证和试验数据，可以断定所设计的夹具达到了预期目的，试验结果符合图纸要求，并已应用于各种舵面零件和类似结构件的加工。 原作者：徐才丽、王立东、李金亭、杨立光。
作者单位： Beijing Dimon CNC Technology Co.， Ltd.