精密螺母的夾具設(shè)計(jì)與加工分析

許偉君

摘 要：在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床上進(jìn)行車削加工時(shí)，必須定位和夾緊工件，這就是工件的安裝。安裝的正確性會(huì)直接影響到加工的精度，安裝過(guò)程是否方便和迅速會(huì)影響到輔助時(shí)間的長(zhǎng)短，進(jìn)而影響到加工效率的高低。因此，工件的安裝對(duì)加工的經(jīng)濟(jì)性和質(zhì)量有著重要的作用。

關(guān)鍵詞：螺母；互換性；尺寸鏈；六點(diǎn)定位

中圖分類號(hào)：TG75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）14-0050-02

1 夾具的設(shè)計(jì)思路

經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的工件安裝方式大體可分為3種：①直接找正安裝。該種方法有較高的定位精度（0.01～0.05 mm），但安裝需要找正的輔助時(shí)間長(zhǎng)，勞動(dòng)生產(chǎn)率低。②按劃線找正安裝。該種安裝方法廣泛應(yīng)用于單件和小批產(chǎn)品的生產(chǎn)，但定位精度較低，一般在0.2～0.5 mm之間。③在夾具中安裝。該種安裝方法在批量生產(chǎn)時(shí)可以將生產(chǎn)效率提高好幾倍，同時(shí)還可以提高工件的互換性。

2 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

要加工的精密螺母工件如圖1所示。如果將螺母工件直接用單動(dòng)四爪卡盤來(lái)安裝，也就是用上面所述的第一種方法進(jìn)行直接找正安裝，則需要較長(zhǎng)的準(zhǔn)備時(shí)間進(jìn)行找正工作。如果在大批量加工中使用第一種方法，顯然會(huì)存在準(zhǔn)備周期長(zhǎng)、加工效率低、加工者的勞動(dòng)強(qiáng)度大等一系列問(wèn)題，但如果釆用上述第三種加工方法，在夾具中安裝，這些就會(huì)得到很大的改善。

精密螺母的夾具設(shè)計(jì)圖如圖2所示。該夾具是將螺母工件2沿著導(dǎo)向槽伸進(jìn)夾具體3，加上緊固螺釘1壓緊，然后加工梯形螺紋。除此之外，為了提高夾具體的加工效率和更快地裝卸工件，還在夾具體的右端面安裝了定位板5，這樣就可以利用定位板5對(duì)工件2進(jìn)行縱向定位。

要使工件在空間處于相對(duì)固定不變的位置，就必須限制6個(gè)自由度。限制的方法就是用使相當(dāng)于6個(gè)支承點(diǎn)的定位元件與工件定位基準(zhǔn)面緊密接觸。

在x，o，y象限內(nèi)，用3個(gè)支承點(diǎn)就可以限制 ， ， 3個(gè)自由度；在y，o，z象限內(nèi)，用2個(gè)支承點(diǎn)就可以限制 ， 2個(gè)自由度；在x，o，z象限，用1個(gè)支承點(diǎn)就可以限制 自由度。

在對(duì)工件進(jìn)行安裝、定位時(shí)，定位支承點(diǎn)與工件的定位基準(zhǔn)一般都要始終保持緊密的接觸或配合，才能起到限制自由度的作用。兩者一旦脫離，就會(huì)造成定位不準(zhǔn)確，甚至失去定位作用。另外，用支承點(diǎn)限制工件某一方向的自由度，并不意味著工件失去了在另一方向運(yùn)動(dòng)（移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)）的可能性。該夾具在 方向并有外力時(shí)就會(huì)產(chǎn)生位移，需要通過(guò)夾緊機(jī)構(gòu)螺釘1的功能來(lái)消除這種位移。

根據(jù)以上原理，該夾具以底面B為基準(zhǔn)進(jìn)行定位，限制了3個(gè)自由度 ， 和 ；以C面為基準(zhǔn)進(jìn)行定位，限制了2個(gè)自由度 ， ；以端面D為基準(zhǔn)定位并緊固螺釘1，限制了1個(gè)自由度 。

在車削加工時(shí)，只需將夾具找正外圓，用三爪自定心卡盤夾緊，然后將螺母放入夾具內(nèi)，并用緊固螺釘1旋緊，即可進(jìn)行加工。用這種專用夾具車削工件螺紋，只需一次找正夾具，無(wú)需劃線，螺紋孔的位置完全由夾具來(lái)決定，從而大大縮短了裝夾的輔助時(shí)間，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高和穩(wěn)定了工件的加工精度，增強(qiáng)了工件的互換性，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

4 結(jié)束語(yǔ)

該夾具雖然比較簡(jiǎn)單，但通過(guò)對(duì)工件的裝夾方法對(duì)其進(jìn)行了改變。利用該夾具批量加工螺母工件，能夠充分發(fā)揮數(shù)控車床加工的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步提高數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，尤其在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床上，利用夾具加工工件更能體現(xiàn)它的性能價(jià)格比。

參考文獻(xiàn)

[1]王令其，張思弟.數(shù)控加工技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[2]楊昌義.極限配合與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ)[M].第3版.北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2009.

[3]張展.機(jī)械設(shè)計(jì)通用手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

〔編輯：王霞〕

Abstract： In economic type CNC lathe turning， you must locate and clamp the workpiece， which is the piece of the installation. Installation will directly affect the accuracy of precision machining， the installation process is easy and fast will affect the length of the auxiliary of time， thereby affecting the level of processing efficiency. Therefore， the installation of the workpiece on the economy and quality of processing plays an important role.

Key words： nut； interchangeability； dimension chain； six o'clock position

摘 要：在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床上進(jìn)行車削加工時(shí)，必須定位和夾緊工件，這就是工件的安裝。安裝的正確性會(huì)直接影響到加工的精度，安裝過(guò)程是否方便和迅速會(huì)影響到輔助時(shí)間的長(zhǎng)短，進(jìn)而影響到加工效率的高低。因此，工件的安裝對(duì)加工的經(jīng)濟(jì)性和質(zhì)量有著重要的作用。

關(guān)鍵詞：螺母；互換性；尺寸鏈；六點(diǎn)定位

中圖分類號(hào)：TG75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）14-0050-02

1 夾具的設(shè)計(jì)思路

經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的工件安裝方式大體可分為3種：①直接找正安裝。該種方法有較高的定位精度（0.01～0.05 mm），但安裝需要找正的輔助時(shí)間長(zhǎng)，勞動(dòng)生產(chǎn)率低。②按劃線找正安裝。該種安裝方法廣泛應(yīng)用于單件和小批產(chǎn)品的生產(chǎn)，但定位精度較低，一般在0.2～0.5 mm之間。③在夾具中安裝。該種安裝方法在批量生產(chǎn)時(shí)可以將生產(chǎn)效率提高好幾倍，同時(shí)還可以提高工件的互換性。

2 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

要加工的精密螺母工件如圖1所示。如果將螺母工件直接用單動(dòng)四爪卡盤來(lái)安裝，也就是用上面所述的第一種方法進(jìn)行直接找正安裝，則需要較長(zhǎng)的準(zhǔn)備時(shí)間進(jìn)行找正工作。如果在大批量加工中使用第一種方法，顯然會(huì)存在準(zhǔn)備周期長(zhǎng)、加工效率低、加工者的勞動(dòng)強(qiáng)度大等一系列問(wèn)題，但如果釆用上述第三種加工方法，在夾具中安裝，這些就會(huì)得到很大的改善。

精密螺母的夾具設(shè)計(jì)圖如圖2所示。該夾具是將螺母工件2沿著導(dǎo)向槽伸進(jìn)夾具體3，加上緊固螺釘1壓緊，然后加工梯形螺紋。除此之外，為了提高夾具體的加工效率和更快地裝卸工件，還在夾具體的右端面安裝了定位板5，這樣就可以利用定位板5對(duì)工件2進(jìn)行縱向定位。

要使工件在空間處于相對(duì)固定不變的位置，就必須限制6個(gè)自由度。限制的方法就是用使相當(dāng)于6個(gè)支承點(diǎn)的定位元件與工件定位基準(zhǔn)面緊密接觸。

在x，o，y象限內(nèi)，用3個(gè)支承點(diǎn)就可以限制 ， ， 3個(gè)自由度；在y，o，z象限內(nèi)，用2個(gè)支承點(diǎn)就可以限制 ， 2個(gè)自由度；在x，o，z象限，用1個(gè)支承點(diǎn)就可以限制 自由度。

在對(duì)工件進(jìn)行安裝、定位時(shí)，定位支承點(diǎn)與工件的定位基準(zhǔn)一般都要始終保持緊密的接觸或配合，才能起到限制自由度的作用。兩者一旦脫離，就會(huì)造成定位不準(zhǔn)確，甚至失去定位作用。另外，用支承點(diǎn)限制工件某一方向的自由度，并不意味著工件失去了在另一方向運(yùn)動(dòng)（移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)）的可能性。該夾具在 方向并有外力時(shí)就會(huì)產(chǎn)生位移，需要通過(guò)夾緊機(jī)構(gòu)螺釘1的功能來(lái)消除這種位移。

根據(jù)以上原理，該夾具以底面B為基準(zhǔn)進(jìn)行定位，限制了3個(gè)自由度 ， 和 ；以C面為基準(zhǔn)進(jìn)行定位，限制了2個(gè)自由度 ， ；以端面D為基準(zhǔn)定位并緊固螺釘1，限制了1個(gè)自由度 。

在車削加工時(shí)，只需將夾具找正外圓，用三爪自定心卡盤夾緊，然后將螺母放入夾具內(nèi)，并用緊固螺釘1旋緊，即可進(jìn)行加工。用這種專用夾具車削工件螺紋，只需一次找正夾具，無(wú)需劃線，螺紋孔的位置完全由夾具來(lái)決定，從而大大縮短了裝夾的輔助時(shí)間，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高和穩(wěn)定了工件的加工精度，增強(qiáng)了工件的互換性，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

4 結(jié)束語(yǔ)

該夾具雖然比較簡(jiǎn)單，但通過(guò)對(duì)工件的裝夾方法對(duì)其進(jìn)行了改變。利用該夾具批量加工螺母工件，能夠充分發(fā)揮數(shù)控車床加工的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步提高數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，尤其在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床上，利用夾具加工工件更能體現(xiàn)它的性能價(jià)格比。

參考文獻(xiàn)

[1]王令其，張思弟.數(shù)控加工技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[2]楊昌義.極限配合與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ)[M].第3版.北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2009.

[3]張展.機(jī)械設(shè)計(jì)通用手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

〔編輯：王霞〕

Abstract： In economic type CNC lathe turning， you must locate and clamp the workpiece， which is the piece of the installation. Installation will directly affect the accuracy of precision machining， the installation process is easy and fast will affect the length of the auxiliary of time， thereby affecting the level of processing efficiency. Therefore， the installation of the workpiece on the economy and quality of processing plays an important role.

Key words： nut； interchangeability； dimension chain； six o'clock position

摘 要：在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床上進(jìn)行車削加工時(shí)，必須定位和夾緊工件，這就是工件的安裝。安裝的正確性會(huì)直接影響到加工的精度，安裝過(guò)程是否方便和迅速會(huì)影響到輔助時(shí)間的長(zhǎng)短，進(jìn)而影響到加工效率的高低。因此，工件的安裝對(duì)加工的經(jīng)濟(jì)性和質(zhì)量有著重要的作用。

關(guān)鍵詞：螺母；互換性；尺寸鏈；六點(diǎn)定位

中圖分類號(hào)：TG75 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-6835（2014）14-0050-02

1 夾具的設(shè)計(jì)思路

經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的工件安裝方式大體可分為3種：①直接找正安裝。該種方法有較高的定位精度（0.01～0.05 mm），但安裝需要找正的輔助時(shí)間長(zhǎng)，勞動(dòng)生產(chǎn)率低。②按劃線找正安裝。該種安裝方法廣泛應(yīng)用于單件和小批產(chǎn)品的生產(chǎn)，但定位精度較低，一般在0.2～0.5 mm之間。③在夾具中安裝。該種安裝方法在批量生產(chǎn)時(shí)可以將生產(chǎn)效率提高好幾倍，同時(shí)還可以提高工件的互換性。

2 夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

要加工的精密螺母工件如圖1所示。如果將螺母工件直接用單動(dòng)四爪卡盤來(lái)安裝，也就是用上面所述的第一種方法進(jìn)行直接找正安裝，則需要較長(zhǎng)的準(zhǔn)備時(shí)間進(jìn)行找正工作。如果在大批量加工中使用第一種方法，顯然會(huì)存在準(zhǔn)備周期長(zhǎng)、加工效率低、加工者的勞動(dòng)強(qiáng)度大等一系列問(wèn)題，但如果釆用上述第三種加工方法，在夾具中安裝，這些就會(huì)得到很大的改善。

精密螺母的夾具設(shè)計(jì)圖如圖2所示。該夾具是將螺母工件2沿著導(dǎo)向槽伸進(jìn)夾具體3，加上緊固螺釘1壓緊，然后加工梯形螺紋。除此之外，為了提高夾具體的加工效率和更快地裝卸工件，還在夾具體的右端面安裝了定位板5，這樣就可以利用定位板5對(duì)工件2進(jìn)行縱向定位。

要使工件在空間處于相對(duì)固定不變的位置，就必須限制6個(gè)自由度。限制的方法就是用使相當(dāng)于6個(gè)支承點(diǎn)的定位元件與工件定位基準(zhǔn)面緊密接觸。

在x，o，y象限內(nèi)，用3個(gè)支承點(diǎn)就可以限制 ， ， 3個(gè)自由度；在y，o，z象限內(nèi)，用2個(gè)支承點(diǎn)就可以限制 ， 2個(gè)自由度；在x，o，z象限，用1個(gè)支承點(diǎn)就可以限制 自由度。

在對(duì)工件進(jìn)行安裝、定位時(shí)，定位支承點(diǎn)與工件的定位基準(zhǔn)一般都要始終保持緊密的接觸或配合，才能起到限制自由度的作用。兩者一旦脫離，就會(huì)造成定位不準(zhǔn)確，甚至失去定位作用。另外，用支承點(diǎn)限制工件某一方向的自由度，并不意味著工件失去了在另一方向運(yùn)動(dòng)（移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)）的可能性。該夾具在 方向并有外力時(shí)就會(huì)產(chǎn)生位移，需要通過(guò)夾緊機(jī)構(gòu)螺釘1的功能來(lái)消除這種位移。

根據(jù)以上原理，該夾具以底面B為基準(zhǔn)進(jìn)行定位，限制了3個(gè)自由度 ， 和 ；以C面為基準(zhǔn)進(jìn)行定位，限制了2個(gè)自由度 ， ；以端面D為基準(zhǔn)定位并緊固螺釘1，限制了1個(gè)自由度 。

在車削加工時(shí)，只需將夾具找正外圓，用三爪自定心卡盤夾緊，然后將螺母放入夾具內(nèi)，并用緊固螺釘1旋緊，即可進(jìn)行加工。用這種專用夾具車削工件螺紋，只需一次找正夾具，無(wú)需劃線，螺紋孔的位置完全由夾具來(lái)決定，從而大大縮短了裝夾的輔助時(shí)間，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高和穩(wěn)定了工件的加工精度，增強(qiáng)了工件的互換性，減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

4 結(jié)束語(yǔ)

該夾具雖然比較簡(jiǎn)單，但通過(guò)對(duì)工件的裝夾方法對(duì)其進(jìn)行了改變。利用該夾具批量加工螺母工件，能夠充分發(fā)揮數(shù)控車床加工的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步提高數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，尤其在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床上，利用夾具加工工件更能體現(xiàn)它的性能價(jià)格比。

參考文獻(xiàn)

[1]王令其，張思弟.數(shù)控加工技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007.

[2]楊昌義.極限配合與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ)[M].第3版.北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社，2009.

[3]張展.機(jī)械設(shè)計(jì)通用手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.

〔編輯：王霞〕

Abstract： In economic type CNC lathe turning， you must locate and clamp the workpiece， which is the piece of the installation. Installation will directly affect the accuracy of precision machining， the installation process is easy and fast will affect the length of the auxiliary of time， thereby affecting the level of processing efficiency. Therefore， the installation of the workpiece on the economy and quality of processing plays an important role.

Key words： nut； interchangeability； dimension chain； six o'clock position