精密螺母的夹具设计与加工分析

许伟君

摘 要：在经济型数控车床上进行车削加工时，必须定位和夹紧工件，这就是工件的安装。安装的正确性会直接影响到加工的精度，安装过程是否方便和迅速会影响到辅助时间的长短，进而影响到加工效率的高低。因此，工件的安装对加工的经济性和质量有着重要的作用。

关键词：螺母；互换性；尺寸链；六点定位

中图分类号：TG75 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）14-0050-02

1 夹具的设计思路

经济型数控车床的工件安装方式大体可分为3种：①直接找正安装。该种方法有较高的定位精度（0.01～0.05 mm），但安装需要找正的辅助时间长，劳动生产率低。②按划线找正安装。该种安装方法广泛应用于单件和小批产品的生产，但定位精度较低，一般在0.2～0.5 mm之间。③在夹具中安装。该种安装方法在批量生产时可以将生产效率提高好几倍，同时还可以提高工件的互换性。

2 夹具结构设计

要加工的精密螺母工件如图1所示。如果将螺母工件直接用单动四爪卡盘来安装，也就是用上面所述的第一种方法进行直接找正安装，则需要较长的准备时间进行找正工作。如果在大批量加工中使用第一种方法，显然会存在准备周期长、加工效率低、加工者的劳动强度大等一系列问题，但如果釆用上述第三种加工方法，在夹具中安装，这些就会得到很大的改善。

精密螺母的夹具设计图如图2所示。该夹具是将螺母工件2沿着导向槽伸进夹具体3，加上紧固螺钉1压紧，然后加工梯形螺纹。除此之外，为了提高夹具体的加工效率和更快地装卸工件，还在夹具体的右端面安装了定位板5，这样就可以利用定位板5对工件2进行纵向定位。

要使工件在空间处于相对固定不变的位置，就必须限制6个自由度。限制的方法就是用使相当于6个支承点的定位元件与工件定位基准面紧密接触。

在x，o，y象限内，用3个支承点就可以限制 ， ， 3个自由度；在y，o，z象限内，用2个支承点就可以限制 ， 2个自由度；在x，o，z象限，用1个支承点就可以限制 自由度。

在对工件进行安装、定位时，定位支承点与工件的定位基准一般都要始终保持紧密的接触或配合，才能起到限制自由度的作用。两者一旦脱离，就会造成定位不准确，甚至失去定位作用。另外，用支承点限制工件某一方向的自由度，并不意味着工件失去了在另一方向运动（移动或转动）的可能性。该夹具在 方向并有外力时就会产生位移，需要通过夹紧机构螺钉1的功能来消除这种位移。

根据以上原理，该夹具以底面B为基准进行定位，限制了3个自由度 ， 和 ；以C面为基准进行定位，限制了2个自由度 ， ；以端面D为基准定位并紧固螺钉1，限制了1个自由度 。

在车削加工时，只需将夹具找正外圆，用三爪自定心卡盘夹紧，然后将螺母放入夹具内，并用紧固螺钉1旋紧，即可进行加工。用这种专用夹具车削工件螺纹，只需一次找正夹具，无需划线，螺纹孔的位置完全由夹具来决定，从而大大缩短了装夹的辅助时间，提高了劳动生产率，提高和稳定了工件的加工精度，增强了工件的互换性，减少了工人的劳动强度。

4 结束语

该夹具虽然比较简单，但通过对工件的装夹方法对其进行了改变。利用该夹具批量加工螺母工件，能够充分发挥数控车床加工的优势，进一步提高数控机床的生产效率，降低劳动强度，尤其在经济型数控机床上，利用夹具加工工件更能体现它的性能价格比。

参考文献

[1]王令其，张思弟.数控加工技术[M].北京：机械工业出版社，2007.

[2]杨昌义.极限配合与技术测量基础[M].第3版.北京：中国劳动社会保障出版社，2009.

[3]张展.机械设计通用手册[M].北京：机械工业出版社，2008.

〔编辑：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：在经济型数控车床上进行车削加工时，必须定位和夹紧工件，这就是工件的安装。安装的正确性会直接影响到加工的精度，安装过程是否方便和迅速会影响到辅助时间的长短，进而影响到加工效率的高低。因此，工件的安装对加工的经济性和质量有着重要的作用。

关键词：螺母；互换性；尺寸链；六点定位

中图分类号：TG75 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）14-0050-02

1 夹具的设计思路

经济型数控车床的工件安装方式大体可分为3种：①直接找正安装。该种方法有较高的定位精度（0.01～0.05 mm），但安装需要找正的辅助时间长，劳动生产率低。②按划线找正安装。该种安装方法广泛应用于单件和小批产品的生产，但定位精度较低，一般在0.2～0.5 mm之间。③在夹具中安装。该种安装方法在批量生产时可以将生产效率提高好几倍，同时还可以提高工件的互换性。

2 夹具结构设计

要加工的精密螺母工件如图1所示。如果将螺母工件直接用单动四爪卡盘来安装，也就是用上面所述的第一种方法进行直接找正安装，则需要较长的准备时间进行找正工作。如果在大批量加工中使用第一种方法，显然会存在准备周期长、加工效率低、加工者的劳动强度大等一系列问题，但如果釆用上述第三种加工方法，在夹具中安装，这些就会得到很大的改善。

精密螺母的夹具设计图如图2所示。该夹具是将螺母工件2沿着导向槽伸进夹具体3，加上紧固螺钉1压紧，然后加工梯形螺纹。除此之外，为了提高夹具体的加工效率和更快地装卸工件，还在夹具体的右端面安装了定位板5，这样就可以利用定位板5对工件2进行纵向定位。

要使工件在空间处于相对固定不变的位置，就必须限制6个自由度。限制的方法就是用使相当于6个支承点的定位元件与工件定位基准面紧密接触。

在x，o，y象限内，用3个支承点就可以限制 ， ， 3个自由度；在y，o，z象限内，用2个支承点就可以限制 ， 2个自由度；在x，o，z象限，用1个支承点就可以限制 自由度。

在对工件进行安装、定位时，定位支承点与工件的定位基准一般都要始终保持紧密的接触或配合，才能起到限制自由度的作用。两者一旦脱离，就会造成定位不准确，甚至失去定位作用。另外，用支承点限制工件某一方向的自由度，并不意味着工件失去了在另一方向运动（移动或转动）的可能性。该夹具在 方向并有外力时就会产生位移，需要通过夹紧机构螺钉1的功能来消除这种位移。

根据以上原理，该夹具以底面B为基准进行定位，限制了3个自由度 ， 和 ；以C面为基准进行定位，限制了2个自由度 ， ；以端面D为基准定位并紧固螺钉1，限制了1个自由度 。

在车削加工时，只需将夹具找正外圆，用三爪自定心卡盘夹紧，然后将螺母放入夹具内，并用紧固螺钉1旋紧，即可进行加工。用这种专用夹具车削工件螺纹，只需一次找正夹具，无需划线，螺纹孔的位置完全由夹具来决定，从而大大缩短了装夹的辅助时间，提高了劳动生产率，提高和稳定了工件的加工精度，增强了工件的互换性，减少了工人的劳动强度。

4 结束语

该夹具虽然比较简单，但通过对工件的装夹方法对其进行了改变。利用该夹具批量加工螺母工件，能够充分发挥数控车床加工的优势，进一步提高数控机床的生产效率，降低劳动强度，尤其在经济型数控机床上，利用夹具加工工件更能体现它的性能价格比。

参考文献

[1]王令其，张思弟.数控加工技术[M].北京：机械工业出版社，2007.

[2]杨昌义.极限配合与技术测量基础[M].第3版.北京：中国劳动社会保障出版社，2009.

[3]张展.机械设计通用手册[M].北京：机械工业出版社，2008.

〔编辑：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：在经济型数控车床上进行车削加工时，必须定位和夹紧工件，这就是工件的安装。安装的正确性会直接影响到加工的精度，安装过程是否方便和迅速会影响到辅助时间的长短，进而影响到加工效率的高低。因此，工件的安装对加工的经济性和质量有着重要的作用。

关键词：螺母；互换性；尺寸链；六点定位

中图分类号：TG75 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）14-0050-02

1 夹具的设计思路

经济型数控车床的工件安装方式大体可分为3种：①直接找正安装。该种方法有较高的定位精度（0.01～0.05 mm），但安装需要找正的辅助时间长，劳动生产率低。②按划线找正安装。该种安装方法广泛应用于单件和小批产品的生产，但定位精度较低，一般在0.2～0.5 mm之间。③在夹具中安装。该种安装方法在批量生产时可以将生产效率提高好几倍，同时还可以提高工件的互换性。

2 夹具结构设计

要加工的精密螺母工件如图1所示。如果将螺母工件直接用单动四爪卡盘来安装，也就是用上面所述的第一种方法进行直接找正安装，则需要较长的准备时间进行找正工作。如果在大批量加工中使用第一种方法，显然会存在准备周期长、加工效率低、加工者的劳动强度大等一系列问题，但如果釆用上述第三种加工方法，在夹具中安装，这些就会得到很大的改善。

精密螺母的夹具设计图如图2所示。该夹具是将螺母工件2沿着导向槽伸进夹具体3，加上紧固螺钉1压紧，然后加工梯形螺纹。除此之外，为了提高夹具体的加工效率和更快地装卸工件，还在夹具体的右端面安装了定位板5，这样就可以利用定位板5对工件2进行纵向定位。

要使工件在空间处于相对固定不变的位置，就必须限制6个自由度。限制的方法就是用使相当于6个支承点的定位元件与工件定位基准面紧密接触。

在x，o，y象限内，用3个支承点就可以限制 ， ， 3个自由度；在y，o，z象限内，用2个支承点就可以限制 ， 2个自由度；在x，o，z象限，用1个支承点就可以限制 自由度。

在对工件进行安装、定位时，定位支承点与工件的定位基准一般都要始终保持紧密的接触或配合，才能起到限制自由度的作用。两者一旦脱离，就会造成定位不准确，甚至失去定位作用。另外，用支承点限制工件某一方向的自由度，并不意味着工件失去了在另一方向运动（移动或转动）的可能性。该夹具在 方向并有外力时就会产生位移，需要通过夹紧机构螺钉1的功能来消除这种位移。

根据以上原理，该夹具以底面B为基准进行定位，限制了3个自由度 ， 和 ；以C面为基准进行定位，限制了2个自由度 ， ；以端面D为基准定位并紧固螺钉1，限制了1个自由度 。

在车削加工时，只需将夹具找正外圆，用三爪自定心卡盘夹紧，然后将螺母放入夹具内，并用紧固螺钉1旋紧，即可进行加工。用这种专用夹具车削工件螺纹，只需一次找正夹具，无需划线，螺纹孔的位置完全由夹具来决定，从而大大缩短了装夹的辅助时间，提高了劳动生产率，提高和稳定了工件的加工精度，增强了工件的互换性，减少了工人的劳动强度。

4 结束语

该夹具虽然比较简单，但通过对工件的装夹方法对其进行了改变。利用该夹具批量加工螺母工件，能够充分发挥数控车床加工的优势，进一步提高数控机床的生产效率，降低劳动强度，尤其在经济型数控机床上，利用夹具加工工件更能体现它的性能价格比。

参考文献

[1]王令其，张思弟.数控加工技术[M].北京：机械工业出版社，2007.

[2]杨昌义.极限配合与技术测量基础[M].第3版.北京：中国劳动社会保障出版社，2009.

[3]张展.机械设计通用手册[M].北京：机械工业出版社，2008.

〔编辑：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