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加工垂直螺孔的专用工装

摘要：在圆柱体工件上加工高形位公差精度要求的垂直螺孔，而且工件

的批量大，常规加工方法是难以完成的。为此，本文提出了加工垂直螺孔的专

用工装的设计方案。并进一步讨论工装的制造工艺、安装和精度分析。经实践

证明，该工装是行之有效的，完全达到了形位公差的精度要求，并提高了生产

效率。

关键词：工装车削垂直螺孔精度形位公差

前言：在机械加工和维修过程中，常常会遇到在圆柱体上加工垂直螺孔

的工件（如车床小拖板丝杆螺母）。该类工件常规的加工方法是先加工好外圆，

然后通过划线，在车床上用四爪卡盘找正螺孔轴线，再加工螺纹。显然这种找

正方法是比较困难的，特别是各部位形位公差精度要求比较高，通过划线是难

以达到所要求的高形位公差精度，尤其在大批量生产时，即使能够慢工出细活，

其工效很低，成本太高。由于数控车床不能一次装夹把工件加工出来，也存在

着多次装夹的重复定位的精度误差，同样存在工效和成本的问题。

为此，设计和制造加工该垂直螺孔的专用工装，利用工装，在车床上加工

该工件的高形位公差精度垂直螺孔，是较为切实可行的加工方法。

论文内容：

一、高形位公差精度垂直螺孔的加

工难点

图1是批量为1000套的梯形螺

母，其加工难点是垂直螺孔的轴线对

工件外圆的对称度不大于0.05mm、垂

直度不大于0.05mm、距离工件端面的

尺寸公差要求为±0.05mm的高形位公

差精度要求。该工件常规的加工方法

是先加工好外圆，然后通过划线，在

车床上用四爪卡盘找正螺孔轴线，再

加工梯形螺纹。显然通过划线是难以达到所要求的高形位公差精度，即使能够

慢工出细活，其工效很低，成本太高。由于普通数控车床不能一次装夹把该工

件加工出来，也存在着多次装夹的重复定位的精度误差，同样存在工效和成本

的问题。针对上述问题，提出了利用专用工装进行加工垂直螺孔的解决方法。

二、设计方案

图2是加工高形

位公差精度要求垂

直螺孔的专用工装。

该工装的技术核心

是：在保证了工装底

座3和V形块4的形

位公差精度的基础

上，V形块4对工件

进行轴心线定位；定

位销1和压紧螺母2

对工件进行轴向定

位；夹具6夹紧工件

5。以此保证工件的加工精度，并提高生产效率。

该工装有下列优点：

1、稳定地保证工件的加工精度。

工件垂直螺孔的形位公差精度，即工件相对于刀具及机床的位置由工装保

证。

2、提高劳动生产率。

方便、快速、操作工人无须校正工件，可显著地减少辅助工时，工件在工

装中装夹后提高了工件的刚性，因此可加大切削用量，提高了劳动生产率。

3、降低成本。

该工装可在普通车床或经济型数控车床上使用，无须添置高精度机床；在

批量生产中，还可以适当使用技术等级较低的工人；再由于劳动生产率的提高，

废品率的下降。可见，该工装可显著的降低生产成本。工件批量愈大，所取得

的经济效益就愈显著。

三、工装的制造

工装的关键零部件是图2中的4、3。它们的制造精度水平是该工装能否保

证工件形位公差精度要求的关键。

1、V形块的制造工艺

图3是V形块的零件图。

该零件的加工难点是

90°夹角的V形面与Φ32孔

之间的形位公差要求。对此，

必须采用非常规加工工艺。

图4是该加工工艺的

示意图。

在完成V形块Φ32孔、

底面、两侧面的精加工后，

将V形块固定在回转工作台上。之前必须利用回转工作台的中心孔与V形块的

Φ32孔精确定位，误差必须在0.005mm范围内。

回转工作台安装在45°斜铁上，利用千分表校

正斜铁与磨床工作台导轨的平行后，将斜铁固

定在磨床工作台上。旋转回转工作台，利用千

分表校正V形块侧面与磨床工作台导轨的平行

后，固定回转工作台，这样才可以磨削一个V

形面。在完成该面的磨削工作后，180°旋转

回转工作台，再次用千分表校正另一边V形块

的侧面与磨床工作台导轨的平行。固定回转工

作台后，可以磨削另一边V形面。

这样的加工工艺就可以保证V形块90°夹角的V形面与Φ32孔之间的形位公差

要求。

2、工装底座的制造要求

图5是工装底座的零件图。工装底

座的制造，可采用常规加工工艺。但要

强调：Φ32凸台与Φ170的平面、外圆

和莫氏6号锥度的外圆，必须保证其同

轴度的要求。

3、工装的安装