1、研究背景
该课题是ABG仪表有限公司技术改进项目课题。煤气流量计是检测煤气（天然气等）调压站上的重要计量装置，其端盖等部件的密封精度要求很高。其结构通常为2个碗形端盖对称固定安装在流量计的壳体两端，在其内部安装计量传感器等装置。由于煤气流量计所检测的流体是一种有毒有害气体，因此需要端盖在后续安装及使用过程中具有极高的密封精度指标，以保证煤气传输及使用的安全性。
煤气流量计端盖生产方式现采用压铸方式成型毛坯件，再通过数控车床或普通车床对端盖法兰圈及端盖底面进行精加工。由于该部件端面为偏心结构，且前、后端面不同心（见图1），因此在端盖的加工过程中，毛坯件与车床主轴能否平稳同心旋转，确保加工精度则成为技术方案的重点。目前加工采用四爪卡盘或花盘慢慢找正，加工技术难度较大，所以在一定程度上过多依赖于操作人员的经验和熟练技巧，产品合格率低，生产效率低，难以保证零件的大批量生产。
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2、零件结构分析
煤气流量计端盖的结构如图1～3所示，端盖为碗型，端盖主体2的碗口处制有法兰圈1（均布8个连接孔），端盖底面4制有进、出气孔5、传感器安装孔6及偏心脐子3，端盖主体下部铸有2个对称的凹槽7。
3、工装的研制
根据零件的加工工艺，工装由第一工装及第二工装构成，用于数控车床或普通车床对煤气流量计端盖铸造毛坯件进行车销加工时的装夹。
3.1第一工装结构
第一工装（图4～6）包括一圆盘形主体10，在该圆盘形主体的上表面制有偏心环槽12，该偏心环槽对应煤气流量计端盖底面所制脐子位置。在圆盘形主体的上表面靠近外边缘处圆周分布安装有3个定位长销11（其中1个起定位作用，另外2个起拨动工件的作用），该3个定位销中包括顶部1个及底部对称并邻近的2个，定位销均铆死在圆盘形主体的外表面，该3个定位销的顶部1个可定位于端盖主体的上部，底部2个可定位于端盖主体下部所制的凹槽。在圆盘形主体的上表面安装有一压紧螺栓13，用于穿过端盖上的传感器安装孔压紧工件。
3.2第二工装结构
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第二工装（图7～9）包括一圆盘形主体14，在该圆盘形主体的上表面制有同心圆台15，该同心圆台用于定位端盖主体的法兰圈内圆。在该圆台外侧装有定位销18。在圆台外周均布安装4个螺栓16，该螺栓通过压板17压装端盖的法兰圈。在圆盘形主体的下表面制有偏心圆台19，用来装夹于车床的卡盘上。
4、工装工作原理和操作
4.1工序1
将第一工装用反卡爪固定于数车卡盘之上，将工件的偏心脐子凸台3放置在第一工装的偏心环槽12内，此时定位销11已卡在铸件的对称凹槽7上。偏心环槽、定位销与圆盘形主体10对工件形成了“一面两销”完全定位，使其6个自由度均得到准确控制。再把压紧螺栓13拧紧便实现了对工件工序1的夹紧过程。此时便可以采用镗孔加工法兰圈端面、内圆及其45°精密倒角。
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4.2工序2
铸造工件第一序全部加工完成后，将第一工装从数车上拆下（如有多台数车可以进行分序流水加工）。将第二工装用反卡爪固定于数车卡盘之上，由于第二工装盘形主体14的背面已在事先制有偏心圆台19，卡爪卡住此偏心圆台便使第二工装盘形主体形成了整体偏心。将工件在工序1中已加工过的内圆表面卡在工装同心圆台15上并和定位销18及第二工装盘形主体共同形成工序2的“一面两销”完全定位。由于第二工装盘形主体的整体偏心量就是工件偏心脐子3的偏心量，工件完全定位后其偏心脐子的回转中心便与机床的回转中心重合。利用4个对称压板17将工件法兰圈压紧于工装的盘形主体上，便实现了对工件工序2的夹紧过程。此时便可以采用正偏刀加工端盖底面4、采用端面槽刀加工偏心脐子及尖角倒钝等。
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