2024年3月17日发(作者：李新儿)
工艺与检测 ｎ０ｌｏｇｙ ａｎｄ
精密轴平面磨床夹具
郭阳春
（福州三和精密轴有限公司，福建福州３５００１５）
摘 要：介绍一种采用精密轴外圆的三条母线实现装夹的方法，并采用该装夹方法，设计了精密轴平面磨削
Ｊｊ￣－ｒ夹具。解决了某零件的批量Ｊｊ￣－ｒ。
关键词：三条母线轴向装夹夹具批量Ｊｊｎ－ｒ
Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｓｈａｆｔ Ｆｉｘｔｕｒｅ Ｆｏｒ Ｐｌａｎｅ Ｇｒｉｎｄｅｒ
ＧＵＯ Ｙａｎｇｃｈｕｎ
（Ｆｕｚｈｏｕ ＳＡＮＷＡ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｆｕｚｈｏｕ ３５００１５，ＣＨＮ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｃｌａｍｐｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｂｙ ３ ｂｕｓ ｏｆ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｓｈａｆｔ ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｉｓ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ
ｓｈａｆｔ ｆｉｘｔｕｒｅ ｆｏｒ ｐｌａｎｅ ｇｒｉｎｄｅｒ ｓｏｌｖｅｓ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｐａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｂａｔｃｈ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：３ Ｂｕｓ；Ａｘｉａｌ Ｃｌａｍｐｉｎｇ；Ｆｉｘｔｕｒｅ；Ｂａｔｃｈ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
某零件如图１所示，要求在直径为担．０ ｍｍ、长为
６０．５ ｍｍ的细长轴两端加工两个小平面；两个小平面
要求厚度为（１．５±０．０２）ｍｍ、长度为（８．２±０．０１）ｍｍ、
表面粗糙度为Ｒ。０．８ ｔｘｍ；并且，两个小平面之间平行
度要求０．０２５ ｍｍ以下。由于此零件形状细长、加工
触，在摩擦力作用下，完成径向装夹。
过程容易发生变形、两端加工的小平面要求平行、生产
批量大等特点，采用现有工艺方法生产比较困难。为
此，采用精密轴外圆的三条母线进行装夹，利用现有精
密平面磨床设备，设计一种专用平面磨床夹具，很好地
解决了该零件的批量生产问题。
１一垫板；２一上基板；３一下基板；４一活动压块；５一固定板
６一活动板；７一工件。
图２工件装夹示意图
由于夹具存在间隙０，工件挤压时，部分工件的一
条母线紧靠下基板３，部分工件的一条母线可能紧靠
图１细长轴零件图
上基板２。同时，夹具两端的工件有一条母线紧靠垫
板或活动压板，有另一条母线与相邻工件的一条母线
紧靠。夹具中间部分的工件，左右各有一条母线与相
１装夹方法及原理误差分析
１．１夹具装夹方法（图２）
夹具采用工件外圆的三条母线径向定位和工件的
一
邻工件母线紧靠。因此，装夹过程中，工件外圆起定位
夹紧作用的三条母线分别为，工件的左、右部位各有一
条母线；而第三条母线在工件上部或下部。
间隙０为方便工件装拆而设计，设计时取０．００５
个端面轴向定位，采用活动压板的挤压实现工件装
夹；件４活动压板为夹紧元件，可以沿滑槽左右自由移
动；工件装人夹具后，当活动压板向左移动时，在活动
压板的挤压作用下，工件之间和工件与夹具之间产生
接触并挤压；最终，每个工件外圆自动形成三条母线接
１０６・
ｍｍ。因为，间隙Ⅱ由垫板１的厚度控制，故垫板厚度
基本尺寸设计时取２．００５ ｍｍ。件５固定板为工件轴
向定位基准，在装夹过程中，即活动压板挤压时，应使
工件的一个端面紧靠固定板，完成工件定位夹紧；件６
‘ｕｌｕ 曩｜
・
．
活动板是分开部件，为加工另一端小平面时的辅助定
位基准，主要控制小平面加工的厚度。活动板使用时，
工件的端面与活动板之间设有间隙ｃ，设计时取０．０１
ｍｍ。
１．２径向定位原理误差分析
由于存在间隙０，当外径相同的工件加工时，部分
工件因挤压上拱，第三条母线紧靠上基板。加工后，上
拱的工件被去除的量多，即厚度变小，其数值为ｂ。显
然，ｂ＝ｎ＝０．００５ ｍｍ；考虑工件之间外径尺寸相差
０．００２ ｍｍ，所以，夹具径向定位原理误差为Ｗ１＝０．００５
＋０．００２，即０．００７ ｍｍ，满足加工要求。
１．３轴向定位原理误差分析
工件靠固定板一端的平面，加工原理上没有误差。
但是，加工靠活动板一端的平面时，因工件长度尺寸有
０．０２ ｍｍ的加工允许误差，加上使用间隙ｃ，轴向定位
原理误差Ｗ２＝０．０２＋０．０１，即０．０３ ｍｍ，满足加工要
求。
２夹具结构及制造
平面加工工装结构如图３所示，总共由１１种零件
组成。垫板Ａ和垫板Ｂ的厚度设计取２．００５ ｍｍ，材
料选用４５钢，厚度制造公差控制在０．００５ ｍｍ以内；
为了使垫片使用厚度一致，要求垫板Ａ和垫板Ｂ共３
件一套同时磨削。上基板、下基板和靠板Ｂ与工件直
接接触，选用Ｃｒｌ２ＭｏＶ材料，整体淬火至５８～６２
ＨＲＣ，将下基板与靠板Ｂ同时研磨，以控制厚度一致，
保证产品两个加工面的平行度要求。靠板Ａ为工件
轴向定位元件，用螺钉固定在下基板上。调整板用螺
钉Ｂ固定于上、下基板上。螺钉Ａ为夹具夹紧元件，
锁紧时使压板挤压工件完成工件装夹。考虑批量加
工，夹具的设计容量为一次装夹１０５根工件。
１一调整板；２一螺钉Ａ；３一垫板Ａ；４一压板；
５一螺钉Ｂ；６一上基板；７一下基板；８一垫板Ｂ
９＿一螺钉ｃ；１０一靠板Ｂ；１ １一靠板Ａ。
图３夹具结构图
３工装使用及注意事项
３．１ Ｔ装的使用（图４）
Ｔｅｃｈｎ０ｌ０ｇｙ ａｎｄ 工艺与检测
（１）装夹将工件装入夹具，锁紧螺钉Ａ，同时使
工件的一个端面紧贴靠板Ａ，完成工件装夹。
一
．
装夹 二．加工Ａ面 三．加工８面
（ａ）装夹 （ｂ）加工Ａ面 （ｃ）加工Ｂ面
图４加工顺序图
（２）加工 面先把装好工件的夹具装到平面磨
床的电磁盘上，将靠板Ａ的大面作为夹具放置定位
面，靠紧电磁盘上定位块；定位后，电磁盘上电，固定住
夹具。然后，启动平面磨床，开始加工工件的 面。
（３）加工 面在另一台平面磨床上，将靠板Ｂ
贴住电磁盘上的定位块，作为夹具放置定位面；将已加
工好４面的夹具脱磁，夹具旋转１８０。后，移到机台上，
并靠住靠板Ｂ；位置放置正确后，电磁盘上电，固定住
夹具。启动机床，开始加工工件的Ｂ面。
（４）取出工件夹具脱磁后，松开锁紧螺钉Ａ，取
出加工完的工件。
３．２注意事项
（１）装夹前，应将工件清洗干净，防止因工件上残
留的颗粒，使工件装入夹具过程中卡住。
（２）加工前后，应该冲洗夹具、机床电磁盘和定位
块，避免颗粒附着影响加工精度。
（３）由于夹具径向采用三条外圆母线装夹，为线
接触，装夹锁紧力小时，加工过程中，工件容易产生很
小的转动，造成转动的工件加工面上有小斜面，即“削
块”质量问题。因此，夹具锁紧时，应采用扭力扳手控
制锁紧力在４９ Ｎ・ｍ左右。
（４）夹具采用两套为一组，与两台精密平面磨床
配合使用，实现流水式生产加工。
（５）夹具不使用时，应该浸泡在防锈液中。
该夹具装夹方法新颖、结构简单、生产效率高、加
工产品质量稳定，对批量生产类似产品有一定借鉴作
用。夹具投入生产使用后，解决了该零件两个小平面
的批量生产问题，产生了一定的经济效益。
作者：郭阳春，男，１９８０年生，从事精密轴加工工
艺、非标自动化设计和精密数控加工等工作。
（编辑 吕伯诚）
（收稿日期：２００９—１２—０６）
文章编￣ｉ１０５３３
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2024年3月17日发(作者：李新儿)
工艺与检测 ｎ０ｌｏｇｙ ａｎｄ
精密轴平面磨床夹具
郭阳春
（福州三和精密轴有限公司，福建福州３５００１５）
摘 要：介绍一种采用精密轴外圆的三条母线实现装夹的方法，并采用该装夹方法，设计了精密轴平面磨削
Ｊｊ￣－ｒ夹具。解决了某零件的批量Ｊｊ￣－ｒ。
关键词：三条母线轴向装夹夹具批量Ｊｊｎ－ｒ
Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｓｈａｆｔ Ｆｉｘｔｕｒｅ Ｆｏｒ Ｐｌａｎｅ Ｇｒｉｎｄｅｒ
ＧＵＯ Ｙａｎｇｃｈｕｎ
（Ｆｕｚｈｏｕ ＳＡＮＷＡ Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｆｕｚｈｏｕ ３５００１５，ＣＨＮ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｃｌａｍｐｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｂｙ ３ ｂｕｓ ｏｆ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｓｈａｆｔ ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｉｓ Ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ
ｓｈａｆｔ ｆｉｘｔｕｒｅ ｆｏｒ ｐｌａｎｅ ｇｒｉｎｄｅｒ ｓｏｌｖｅｓ ａ ｃｅｒｔａｉｎ ｐａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｂａｔｃｈ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：３ Ｂｕｓ；Ａｘｉａｌ Ｃｌａｍｐｉｎｇ；Ｆｉｘｔｕｒｅ；Ｂａｔｃｈ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
某零件如图１所示，要求在直径为担．０ ｍｍ、长为
６０．５ ｍｍ的细长轴两端加工两个小平面；两个小平面
要求厚度为（１．５±０．０２）ｍｍ、长度为（８．２±０．０１）ｍｍ、
表面粗糙度为Ｒ。０．８ ｔｘｍ；并且，两个小平面之间平行
度要求０．０２５ ｍｍ以下。由于此零件形状细长、加工
触，在摩擦力作用下，完成径向装夹。
过程容易发生变形、两端加工的小平面要求平行、生产
批量大等特点，采用现有工艺方法生产比较困难。为
此，采用精密轴外圆的三条母线进行装夹，利用现有精
密平面磨床设备，设计一种专用平面磨床夹具，很好地
解决了该零件的批量生产问题。
１一垫板；２一上基板；３一下基板；４一活动压块；５一固定板
６一活动板；７一工件。
图２工件装夹示意图
由于夹具存在间隙０，工件挤压时，部分工件的一
条母线紧靠下基板３，部分工件的一条母线可能紧靠
图１细长轴零件图
上基板２。同时，夹具两端的工件有一条母线紧靠垫
板或活动压板，有另一条母线与相邻工件的一条母线
紧靠。夹具中间部分的工件，左右各有一条母线与相
１装夹方法及原理误差分析
１．１夹具装夹方法（图２）
夹具采用工件外圆的三条母线径向定位和工件的
一
邻工件母线紧靠。因此，装夹过程中，工件外圆起定位
夹紧作用的三条母线分别为，工件的左、右部位各有一
条母线；而第三条母线在工件上部或下部。
间隙０为方便工件装拆而设计，设计时取０．００５
个端面轴向定位，采用活动压板的挤压实现工件装
夹；件４活动压板为夹紧元件，可以沿滑槽左右自由移
动；工件装人夹具后，当活动压板向左移动时，在活动
压板的挤压作用下，工件之间和工件与夹具之间产生
接触并挤压；最终，每个工件外圆自动形成三条母线接
１０６・
ｍｍ。因为，间隙Ⅱ由垫板１的厚度控制，故垫板厚度
基本尺寸设计时取２．００５ ｍｍ。件５固定板为工件轴
向定位基准，在装夹过程中，即活动压板挤压时，应使
工件的一个端面紧靠固定板，完成工件定位夹紧；件６
‘ｕｌｕ 曩｜
・
．
活动板是分开部件，为加工另一端小平面时的辅助定
位基准，主要控制小平面加工的厚度。活动板使用时，
工件的端面与活动板之间设有间隙ｃ，设计时取０．０１
ｍｍ。
１．２径向定位原理误差分析
由于存在间隙０，当外径相同的工件加工时，部分
工件因挤压上拱，第三条母线紧靠上基板。加工后，上
拱的工件被去除的量多，即厚度变小，其数值为ｂ。显
然，ｂ＝ｎ＝０．００５ ｍｍ；考虑工件之间外径尺寸相差
０．００２ ｍｍ，所以，夹具径向定位原理误差为Ｗ１＝０．００５
＋０．００２，即０．００７ ｍｍ，满足加工要求。
１．３轴向定位原理误差分析
工件靠固定板一端的平面，加工原理上没有误差。
但是，加工靠活动板一端的平面时，因工件长度尺寸有
０．０２ ｍｍ的加工允许误差，加上使用间隙ｃ，轴向定位
原理误差Ｗ２＝０．０２＋０．０１，即０．０３ ｍｍ，满足加工要
求。
２夹具结构及制造
平面加工工装结构如图３所示，总共由１１种零件
组成。垫板Ａ和垫板Ｂ的厚度设计取２．００５ ｍｍ，材
料选用４５钢，厚度制造公差控制在０．００５ ｍｍ以内；
为了使垫片使用厚度一致，要求垫板Ａ和垫板Ｂ共３
件一套同时磨削。上基板、下基板和靠板Ｂ与工件直
接接触，选用Ｃｒｌ２ＭｏＶ材料，整体淬火至５８～６２
ＨＲＣ，将下基板与靠板Ｂ同时研磨，以控制厚度一致，
保证产品两个加工面的平行度要求。靠板Ａ为工件
轴向定位元件，用螺钉固定在下基板上。调整板用螺
钉Ｂ固定于上、下基板上。螺钉Ａ为夹具夹紧元件，
锁紧时使压板挤压工件完成工件装夹。考虑批量加
工，夹具的设计容量为一次装夹１０５根工件。
１一调整板；２一螺钉Ａ；３一垫板Ａ；４一压板；
５一螺钉Ｂ；６一上基板；７一下基板；８一垫板Ｂ
９＿一螺钉ｃ；１０一靠板Ｂ；１ １一靠板Ａ。
图３夹具结构图
３工装使用及注意事项
３．１ Ｔ装的使用（图４）
Ｔｅｃｈｎ０ｌ０ｇｙ ａｎｄ 工艺与检测
（１）装夹将工件装入夹具，锁紧螺钉Ａ，同时使
工件的一个端面紧贴靠板Ａ，完成工件装夹。
一
．
装夹 二．加工Ａ面 三．加工８面
（ａ）装夹 （ｂ）加工Ａ面 （ｃ）加工Ｂ面
图４加工顺序图
（２）加工 面先把装好工件的夹具装到平面磨
床的电磁盘上，将靠板Ａ的大面作为夹具放置定位
面，靠紧电磁盘上定位块；定位后，电磁盘上电，固定住
夹具。然后，启动平面磨床，开始加工工件的 面。
（３）加工 面在另一台平面磨床上，将靠板Ｂ
贴住电磁盘上的定位块，作为夹具放置定位面；将已加
工好４面的夹具脱磁，夹具旋转１８０。后，移到机台上，
并靠住靠板Ｂ；位置放置正确后，电磁盘上电，固定住
夹具。启动机床，开始加工工件的Ｂ面。
（４）取出工件夹具脱磁后，松开锁紧螺钉Ａ，取
出加工完的工件。
３．２注意事项
（１）装夹前，应将工件清洗干净，防止因工件上残
留的颗粒，使工件装入夹具过程中卡住。
（２）加工前后，应该冲洗夹具、机床电磁盘和定位
块，避免颗粒附着影响加工精度。
（３）由于夹具径向采用三条外圆母线装夹，为线
接触，装夹锁紧力小时，加工过程中，工件容易产生很
小的转动，造成转动的工件加工面上有小斜面，即“削
块”质量问题。因此，夹具锁紧时，应采用扭力扳手控
制锁紧力在４９ Ｎ・ｍ左右。
（４）夹具采用两套为一组，与两台精密平面磨床
配合使用，实现流水式生产加工。
（５）夹具不使用时，应该浸泡在防锈液中。
该夹具装夹方法新颖、结构简单、生产效率高、加
工产品质量稳定，对批量生产类似产品有一定借鉴作
用。夹具投入生产使用后，解决了该零件两个小平面
的批量生产问题，产生了一定的经济效益。
作者：郭阳春，男，１９８０年生，从事精密轴加工工
艺、非标自动化设计和精密数控加工等工作。
（编辑 吕伯诚）
（收稿日期：２００９—１２—０６）
文章编￣ｉ１０５３３
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