工藝凸臺是為了滿足零件在數控加工過程的定位、裝夾要求，在零件本體外部或零件本體上預留的非設計需要的塊體，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、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）所有零件在設計工藝凸臺時未統(tǒng)一設計定位孔、壓緊孔、壓緊凸臺、壓緊螺釘；導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、壓緊孔不關于零件中心線對稱導致翻面加工裝夾時，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，導致零件加工剛性差，容易造成零件故障，產生不合格品。
（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雜的形面上，導致常規(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 設計原則及標準
工藝凸臺設計方案考慮因素如圖2所示。
圖2 工藝凸臺設計方案著手考慮因素
2.2 凸臺標準化設計方案具體原則
2.2.1 工裝通用程度方面
所有零件在設計工藝凸臺時優(yōu)先考慮數控通用工裝來設計定位孔、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；當為了滿足數控通用工裝要求，允許因調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；當經過調整仍無法滿足數控通用工裝要求，允許使用自制鋁墊板或專用工裝夾具加工。
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于工藝孔中心連線對稱，如圖3。
圖3 壓緊孔設計
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，利用自身結構特征搭建凸臺，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）。當凸臺連接處側面為平面、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 凸臺連接部位設計
2.2.6 刀具加工性能方面
當刀具工作長度超過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 凸臺壓板壓緊槽設計
2.2.7 凸臺間距設置方面
框、梁類零件兩側凸臺盡量利用零件本身殘留設置，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，若側面凸臺利用自身殘留塊體搭建或因結構影響可不嚴格按此要求。若小零件套裁加工導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計
（1）當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、工藝孔可設置在減輕孔內，如圖6。
圖6 某型機帶減輕孔框類零件
（2）當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計
（1）梁類零件多為細長零件，零件兩側面需搭建凸臺，凸臺位置按指導要求設置，如果受零件結構影響可調整位置，如圖8所示。
圖8 某型機梁的凸臺設置方案圖
（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；當零件寬度小于70 mm且剛性好的零件兩側外形不留凸臺。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置方案圖
圖10 某型機梁的套裁凸臺設置方案圖
（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，兩側不留凸臺，如圖11所示。
圖11 某型機梁的套裁凸臺設置方案圖
通過制定框、梁類零件工藝凸臺方案設計標準，規(guī)范方案設計，并在后續(xù)所有項目數控加工方案中全面應用推廣，新方案已消除以前工藝凸臺方案設計混亂時期的多數缺點：
（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，降低零件生產成本。
由于飛機設計結構的日益精細化、復雜化，以框、梁類零件為主體的飛機結構要求越來越高，需要不斷探求新的數控加工技術和方案來應對日益復雜的加工需求。
隨著柔性制造以及靈捷制造等技術的發(fā)展，框、梁類工藝凸臺設計方案還將可以繼續(xù)完善，用以提高數控加工效率、降低成本，滿足航空以及機加行業(yè)的更高端的需求。