随着现代工业技术的发展，大型非金属回转类工件在航天、能源及纺织等行业应用愈加广泛。此类工件由于外形尺寸大、自身强度弱，导致加工时的装夹成为关键问题。如图1所示，我公司研制生产的Q2/5×20型大型非金属数控铣床中，工件的外形尺寸直径达到5m、长度达到20m，此工件需要加工端面（球冠面）及外圆，加工时需要工件进行回转运动，回转运动中工件需要进行轴向定位，传统的定位工装为利用工艺环形成环形导轨副结构，此方式工件装夹不方便、成本高，因此亟需一种新的定位工装，以便快捷地解决此类工件的装夹定位问题。
1 工件加工路线
机床为四轴控制，任意三联动。机床安装在与工件圆柱母线相平行的一侧，加工过程中工件不动，机床通过刀架移动、刀架转角、刀具进给联动，实现圆柱面的旋铣加工。加工范围是1/8圆柱面也就是45°，在加工完1/8后，工件依次旋转45°分别加工其剩余部分，分8次加工完成。为使机床具有良好的性价比，该机床的X向行程（即圆柱表面的最大加工长度）设计为9500mm，在加工时需要分两次完成，加工一半后，将工件吊起换向装夹，然后加工另一半。这并不影响加工效率，因为在球冠面加工时，一端加工完成后也需要调面加工。在加工过程中，为保证圆柱面的等厚加工要求，利用安装在数控机床刀架前端的电容传感器，实时检测圆柱表面的几何尺寸并反馈给控制系统，实时控制刀具进给，实现圆柱面的等厚加工。
工件加工路线为：工件喷涂泡沫塑料→工件安装、分度定位→工件端面几何数据检测→数据预处理→加工表面几何造型→工艺设计→数控编程与仿真→工件二次装卡→数控实际仿形加工。
2 工件的定位工装结构
工件（见图2）的定位工装如图3所示。工件安装工艺环后，通过碟簧组给轴承提供夹紧力，将工艺环向定位轴承挤压（共两个工作点，即两套装置），使工件旋转时工艺环始终紧靠在定位轴承上，实现工件轴向定位的目的。
具体实施方案：如图4所示，工件安装工艺环后，将工艺环放置于两轴承之间，旋转长手柄，此时活塞不动，塞杆沿导向键14轴向运动（向右）。当轴承18与轴承20都靠紧工艺环时，继续旋转长手柄，此时活塞沿导向键8与塞杆15做反方向运动（向左）。通过隔套压缩碟簧组，产生夹紧力，夹紧力通过指针显示，此时轴承18与轴承20同时压紧工艺环的两端面，完成工艺环轴向定位。
3 结语
本定位工装已经实际应用于我公司研制生产的Q2/5×20型大型非金属数控铣床中。经实践证明，本定位工装装夹方便、成本低，克服了大型非金属回转类工件回转运动中由于外形尺寸大、自身强度弱和自身变形而导致的加工误差，解决了大型非金属回转类工件外层加工中的轴向定位问题。
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