CN210702283U - 柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具及防扭卡盘 - Google Patents

Abstract

本申请涉及柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具及防扭卡盘，所述柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具，包括设于操作平台上的回转卡盘组件，以及与回转卡盘组件配合使用的装夹组件和限位板；所述回转卡盘组件可绕轴心定轴回转，包括由上至下叠放的定位卡盘、防扭卡盘和承接卡盘；所述防扭卡盘边缘均匀分布多处防扭槽口；所述防扭槽口为阶梯状矩形槽口，所述防扭槽口靠上部分为过渡槽口，靠下部分为防扭装夹槽口。本实用新型专利申请的柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具，具有双重限位、限位与支撑分离的作用，装夹牢固；本实用新型专利申请的防扭卡盘通过设置过渡槽口，增加了厚度，提高了抗扭强度，可加工更大公称直径的内螺纹。

Description

柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具及防扭卡盘

技术领域

本实用新型专利申请涉及螺纹成型技术领域，具体涉及柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具及防扭卡盘。

背景技术

现有技术中，对内螺纹的加工多采用去除材料的加工方法，如使用内螺纹车刀在车床上进行车削加工螺纹、使用丝锥在钻床、锁床、车床上攻螺纹或使用螺纹铣刀在加工中心上铣削加工螺纹等方法。

不同于上述传统的切削、攻丝等方法，内螺纹冷挤压成形是一种新兴的内螺纹成形工艺，其是利用挤压丝锥锥部棱齿对预制底孔的工件金属进行挤压，使之产生塑性变形从而形成内螺纹的工艺过程，但是这种方法存在散热面积小、加工效率低、挤压力不均匀，不易控制等缺点。传统挤牙工艺加工圆螺母内螺纹通常采用装夹外圆的方法对工件进行固定，但由于挤压加工相较于切削加工，被加工件承受的扭矩大很多，同时，还需承受很大的压力，仅装夹外圆，容易出现被加工件随挤压丝锥转动或随挤压丝锥向下移动的情况，导致划伤被加工件表面，产生废品，无法实现加工目的。申请号为201810189473.9的发明专利，提供了中小直径内螺纹的全自动振动冷挤压塑性成形装置及工艺，该装置具有加工效率高、操作简单的优点，其加工方法具有材料利用率高、冷挤压内螺纹的强度高、精度高、表面光洁度好的优点。但此装置体积较大，需占用较多的生产空间，且由于内螺纹公称直径越大，加压螺纹时螺母及夹具所受的扭转力越大、支撑螺母的支撑件所受的压力越大，该装置只适用于公称直径为M12-M24的中小直径的六角螺母的内螺纹的加工。此外，如果加工非标准型的圆柱状螺母，需设有专门针对圆柱螺母圆柱面的装夹装置，防止加工时圆柱螺母因受力过大产生晃动，而上述装置并无以上考量，所以此内螺纹的全自动振动冷挤压塑性成形装置针对圆柱状螺母并不适用。

实用新型内容

为克服现有技术中所存在的上述不足，本申请提供了柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具。本申请的柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具，具有双重限位、限位与支撑分离的作用，且装夹牢固，防扭卡盘的特定结构设计，可适用于公称直径M30以内的柱状螺母的内螺纹加工；使用本申请的柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具装夹柱状螺母，攻丝时螺母内部气压稳定，冷却液可顺利流通，且限位板的设计可实现防止螺母脱落和定点释放。同时，本申请也提供了柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具的防扭卡盘。此外，本申请还提供了另外四种类型的柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具。

对于夹具，本申请的技术方案是：柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具，包括设于操作平台上的回转卡盘组件，以及与回转卡盘组件配合使用的装夹组件和限位板；所述回转卡盘组件可绕轴心定轴回转，包括由上至下叠放的定位卡盘、防扭卡盘和承接卡盘，三个卡盘之间通过螺栓固联，所述定位卡盘边缘设有一处或均匀分布多处定位槽口，所述防扭卡盘的边缘在与定位卡盘的定位槽口对应位置处设有防扭槽口，所述承接卡盘的边缘在与定位卡盘的定位槽口对应位置处设有通孔；所述装夹组件包括装夹头和可驱动装夹头往复运动的装夹头驱动器，所述装夹头端部设有弧形装夹面；所述限位板为弧形窄薄板，设于回转卡盘组件的外侧、装夹头的上方，并固联于操作平台；所述限位板的起始处为上料处，终止处为下料处。

与现有技术相比，本申请的柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具具有以下进步：

(1)采用三层组合卡盘的结构，起到双重限位、限位与支撑分离的作用，定位卡盘与装夹头配合使用，夹紧待加工柱状螺母圆柱面，保证待加工柱状螺母与挤压丝锥同心，防止挤压螺纹时待加工柱状螺母产生晃动，防扭卡盘的防扭槽口与待加工柱状螺母装夹面卡接，防止挤压螺纹时待加工柱状螺母随丝锥回转，承接卡盘拖住待加工柱状螺母底面，在挤压螺纹时起到对待加工柱状螺母的支撑作用，三层结构各自分担一部分受力，增强了夹具整体的强度，从而提高了夹具的可靠性；同时，装夹牢固，可用于M30及以内的螺纹挤压成型，加工时，不损伤产品外表面，费品率低；

(2)承接卡盘的边缘在与定位卡盘的定位槽口对应位置处设有通孔，防止挤压螺纹丝锥推进导致螺母内部气压过大阻碍丝锥向下进给，还能便于攻丝过程中冷却液流出；

(3)限位板的设计可起到加工前防止螺母脱离夹具，加工后定点释放加工完的螺母的作用，有利于提高自动化程度。

作为优化，所述定位槽口的定位面为圆弧形，曲率半径与装夹头的弧形装夹面一致，所述定位面与弧形装夹面的曲率半径比所装夹的柱状螺母的半径大0.025-0.5mm；所述定位槽口靠外相对的两个侧面为导向面，呈对称的渐扩结构。所述定位面与弧形装夹面的曲率半径比所装夹的柱状螺母的半径大0.025-0.5mm；此时，可防止装夹时柱状螺母受到挤压变形，同时可保证柱状螺母与挤压丝锥的同轴度，导向面呈对称的渐扩结构便于装夹头进入，防止回转卡盘组件定位出现微量误差时装夹头无法进入定位槽口内部，与装夹面配合装夹。

作为优化，所述装夹头的两侧面为装夹头导向面，呈渐收结构，处于工作状态时，两个装夹头导向面分别与定位槽口的两个导向面平行，相对的装夹头导向面和导向面之间的距离B为0.05-0.5mm。此设计是为了给装夹头的进给预留足够空间，以保证夹紧状态下装夹面、定位面与柱状螺母的圆柱面紧密贴合，还可防止装夹过程中装夹头导向面与导向面产生摩擦或碰撞。

作为优化，所述防扭槽口为阶梯状槽口，所述防扭槽口靠上部分为过渡槽口，靠下部分为防扭装夹槽口，所述过渡槽口两相对侧面之间的距离大于所装夹的柱状螺母的直径0.5-1mm，防扭装夹槽口相对侧面之间的距离大于所装夹的柱状螺母相平行的两个装夹面之间的距离0.5-1mm。柱状螺母下端设有处或处两两相对的装夹平面，相对的装夹平面之间的距离小于柱状螺母的直径，即防扭装夹槽口相对侧面距离小于柱状螺母的直径，为保证防扭装夹槽口的抗扭强度，增加了防扭卡盘的整体厚度，为使柱状螺母底端与承接卡盘接触，防扭卡盘在防扭槽口中特设有相对侧面距离大于柱状螺母直径的过渡槽口，便于柱状螺母装入防扭槽口且可以防止工作状态下柱状螺母底部悬空。

作为优化，所述定位卡盘、防扭卡盘、承接卡盘和装夹头选用的材料可以为45#钢、20CrMo、20CrMnti、40Cr或42CrMo。其中40Cr钢是机械制造业使用最广泛的钢之一，调质处理后具有良好的综合力学性能，良好的低温冲击韧性和低的缺口敏感性，选用40Cr作为基材，性价比最高。

作为优化，所述防扭槽口、定位槽口和装夹头的弧形装夹面表面的硬度为30-80HRC。前述特定的表面硬度可以通过先整体调质再进行表面渗碳的热处理方式获得，也可以通过在表面镶嵌钨钢或白钢获得，此时，夹具内软外硬，整体韧性好的同时表面较硬，可以避免因加工次数增多而对工装表面造成磨损或开裂损坏，很大程度降低了生产成本，提高了生产效率。

作为优化，所述防扭槽口、定位槽口和装夹头的弧形装夹面表面的硬度为40-70HRC，所述定位卡盘、防扭卡盘、承接卡盘和装夹头的内部硬度为10-40HRC。制造夹具时，可以通过整体调质然后表面渗碳的热处理工艺获得特定的内部硬度和表面硬度，经发明者多次试验，发现此硬度范围内，装夹部件整体强度和表面耐磨性能有保证，可长期在生产中使用，从而保证了螺纹的高效加工，有利于控制成本，且热处理需要的时间较短(硬度越高，热处理的时间越长)，夹具本身制造成本低。

对于防扭卡盘，本申请的技术方案是：柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具的防扭卡盘，所述防扭卡盘边缘均匀分布多处防扭槽口；所述防扭槽口为阶梯状槽口，所述防扭槽口靠上部分为过渡槽口，靠下部分为防扭装夹槽口。

本申请的防扭卡盘，通过设置过渡槽口，增加了防扭卡盘的厚度，提高了防扭卡盘的抗扭强度，实现了可加工较大公称直径(M30)内螺纹的目的。

作为对前述防扭卡盘的优化，所述过渡槽口两相对侧面之间的距离大于所装夹的柱状螺母的直径0.5-1mm，防扭装夹槽口相对侧面之间的距离大于所装夹的柱状螺母相平行的两个装夹面之间的距离0.5-1mm。柱状螺母下端设有处或处两两相对的装夹平面，相对的装夹平面之间的距离小于柱状螺母的直径，即防扭装夹槽口相对侧面距离小于柱状螺母的直径，为保证防扭装夹槽口的抗扭强度，增加了防扭卡盘的整体厚度，为使柱状螺母底端与承接卡盘接触，防扭卡盘在防扭槽口中特设有相对侧面距离大于柱状螺母直径的过渡槽口，便于柱状螺母装入防扭槽口且防止工作状态下柱状螺母底部悬空。

对于夹具，本申请还提供了如下技术方案：柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具，包括整体式回转卡盘，所述整体式回转卡盘边缘均匀分布多处阶梯槽，所述阶梯槽自上至下分别为定位槽口A和防扭槽口A，所述防扭槽口A下端封闭，封闭面为柱状螺母承接面A，所述柱状螺母承接面A中部设有通孔；所述定位槽口A的定位面A为圆弧形，曲率半径与装夹头的弧形装夹面一致，所述定位槽口A靠外相对设置的两个侧面为导向面A，呈对称的渐扩结构；所述防扭槽口A为矩形槽，所述矩形槽侧面为防扭装夹面A，两个防扭装夹面A相交处倒圆角。

本申请的夹具的整体式回转卡盘通过一体化设计，将定位槽口A、防扭槽口A和承接面A集成到同一零件内，实现了轴向定位、周向防扭、垂向支撑三个功能，该设计中，定位槽口A和防扭槽口A为通过同一参考基准加工而成，定位精度好，所述整体式回转卡盘整体较厚，使其防扭槽口A的抗扭强度更高。

作为对前述夹具的整体式回转卡盘的优化，所述定位面A与弧形装夹面的曲率半径比所装夹的柱状螺母的半径大0.025-0.5mm。可防止装夹时柱状螺母受到挤压变形，同时可保证柱状螺母与挤压丝锥的同轴度。

作为对前述夹具的整体式回转卡盘的优化，所述防扭槽口A的相对设置的两个防扭装夹面A之间的距离大于所装夹的柱状螺母相平行的两个装夹面之间的距离0.5-1mm。给柱状螺母的装夹面预留进入空间，防止工作过程中出现柱状螺母装夹面无法进入防扭槽口A的情况。

作为对前述夹具的整体式回转卡盘的优化，所述两个防扭装夹面A相交处的圆角半径大于柱状螺母的半径0.025-0.5mm。圆角设计便于加工，且加工时去除量小，缩短了加工周期，工作过程中圆角面与柱状螺母接触，起到辅助定位槽口A定心的作用，圆角半径大于柱状螺母的半径0.025-0.5mm，工作时不会与柱状螺母干涉，影响定位精度。

对于夹具，本申请还有如下技术方案：柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具，包括回转卡盘组件B，所述回转卡盘组件B包括由上至下叠放的定位卡盘B和防扭承接卡盘B，两个卡盘之间通过螺栓固联，所述定位卡盘B的边缘设有一处或均匀分布多处定位槽口B，所述防扭承接卡盘B的边缘在与定位卡盘B的定位槽口B的对应位置处设有防扭槽口B，所述防扭槽口B下端封闭，封闭面为柱状螺母承接面B，所述柱状螺母承接面B中部设有通孔；所述定位槽口B的定位面B为圆弧形，曲率半径与装夹头的弧形装夹面一致，所述定位槽口B靠外相对设置的两个侧面为导向面B，呈对称的渐扩结构；所述防扭槽口B为矩形槽，所述矩形槽侧面为防扭装夹面B，两个防扭装夹面B相交处倒圆角。

本申请的夹具的回转卡盘组件B通过两个零件实现轴向定位和周向防扭，没有较为复杂的阶梯槽，加工更容易，防扭槽口B下端封闭，提高了其防扭装夹面B的抗扭强度。

作为对前述夹具的回转卡盘组件B的优化，所述防扭装夹面B的深度小于柱状螺母装夹面的高度0.5-1mm。便于柱状螺母装入防扭槽口B，且防止工作状态下柱状螺母底部悬空。

对于夹具，本实用新型申请还有如下技术方案：柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具，包括回转卡盘组件C，所述回转卡盘组件C包括由上至下叠放的定位防扭卡盘C和承接卡盘C，两个卡盘之间通过螺栓固联，所述定位防扭卡盘C的边缘均匀分布多处阶梯槽，所述阶梯槽自上至下分别为定位槽口C和防扭槽口C，所述承接卡盘C的边缘在与定位防扭卡盘C的防扭槽口C的对应位置中部设有通孔；所述定位槽口C的定位面C为圆弧形，曲率半径与装夹头的弧形装夹面一致，所述定位槽口C靠外相对设置的两个侧面为导向面C，呈对称的渐扩结构；所述防扭槽口C为矩形槽，所述矩形槽侧面为防扭装夹面C，两个防扭装夹面C相交处倒圆角。

本申请的夹具的回转卡盘组件C的定位槽口C和防扭槽口C设置在同一零件上，定位槽口C和防扭槽口C为通过同一参考基准加工而成，定位精度好，所述定位防扭卡盘C整体较厚，使其防扭槽口A的抗扭强度更高；承接卡盘C只需进行通孔加工，对加工精度、安装精度的要求低，降低了加工成本。

作为对前述夹具的回转卡盘组件C的优化，所述定位防扭卡盘C一体成型，所述防扭装夹面C的深度小于柱状螺母装夹面的高度0.5-1mm。一体成型的加工方式使定位防扭卡盘C的整体结构强度更高，抗弯抗扭能力都较强；所述防扭装夹面C的深度小于柱状螺母装夹面的高度，便于柱状螺母装入防扭槽口C，且防止了工作状态下柱状螺母底部悬空。

对于夹具，本申请还有如下技术方案：柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具，包括回转卡盘组件D，所述回转卡盘组件D包括由上至下叠放的定位卡盘D、防扭卡盘D和承接卡盘D，三个卡盘之间通过螺栓固联，所述定位卡盘D的边缘设有一处或均匀分布多处定位槽口D，所述防扭卡盘D的边缘在与定位卡盘D的定位槽口D的对应位置处设有防扭槽口D，所述承接卡盘D的边缘在与防扭卡盘D的防扭槽口D的对应位置处设有通孔；所述定位槽口D的定位面D为圆弧形，曲率半径与装夹头的弧形装夹面一致，所述定位槽口D靠外相对设置的两个侧面为导向面D，呈对称的渐扩结构；所述防扭槽口D为矩形槽，所述矩形槽侧面为防扭装夹面D，两个防扭装夹面D相交处倒圆角。

本申请的夹具的回转卡盘组件D，将轴向定位、周向防扭、垂向支撑这三个功能通过三个不同的零件实现，加工难度大大降低，加工成本随之降低。

附图说明

图1为本实用新型专利申请的柱状螺母内螺纹冷挤压加工平台的结构示意图；

图2为本实用新型专利申请的柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具的回转卡盘组件的结构示意图；

图3为本实用新型专利申请的柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具的定位卡盘的结构示意图；

图4为本实用新型专利申请的柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具的防扭卡盘的结构示意图；

图5为本实用新型专利申请的柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具的承接卡盘的结构示意图；

图6为本实用新型专利申请的柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具的装夹头的结构示意图；

图7为柱状螺母的结构示意图；

图8为本实用新型专利申请的柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具装夹时的结构示意图；

图9为本实用新型专利申请的整体式回转卡盘的俯视图；

图10为本实用新型专利申请的整体式回转卡盘的结构示意图；

图11为本实用新型专利申请的回转卡盘组件B的结构示意图；

图12为本实用新型专利申请的防扭承接卡盘B的结构示意图；

图13为本实用新型专利申请的回转卡盘组件C的俯视图；

图14为本实用新型专利申请的回转卡盘组件C的结构示意图；

图15为本实用新型专利申请的回转卡盘组件D的结构示意图；

图16为本实用新型专利申请的防扭卡盘D的结构示意图。

附图中的标记为：

1-操作平台；2-上料传送装置；3-柱状螺母；4-挤压丝锥；5-回转卡盘组件，51-定位卡盘、511-定位槽口、5111-装夹面、5112-导向面，52-防扭卡盘、521-防扭槽口、5211-过渡槽口、5212-防扭装夹槽口，53-承接卡盘、531-通孔，5a-整体式回转卡盘，51a-定位槽口A、511a-导向面A、512a-定位面A，52a-防扭槽口A、521a-防扭装夹面A、522a-柱状螺母承接面A；5b-回转卡盘组件B，51b-定位卡盘B、511b-定位槽口B、5111b-定位面B、5112b-导向面B，52b-防扭承接卡盘B、521b-防扭槽口B、5211b-防扭装夹面B、522b-柱状螺母承接面B；5c-回转卡盘组件C，51c-定位防扭卡盘C、511c-定位槽口C、5111c-定位面C、5112c-导向面C，512c-防扭槽口C，5121c-防扭装夹面C，52c-承接卡盘C；5d-回转卡盘组件D，51d-定位卡盘D、511d-定位槽口D、5111d-定位面D，52d-防扭卡盘D、521d-防扭槽口D、5211d-防扭装夹面D，53d-承接卡盘D；6-成品存放箱；7-装夹组件，71-装夹头驱动器，72-装夹头、721-弧形装夹面；8-限位板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式(实施例)对本实用新型专利申请作进一步的说明，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型专利申请，但并不作为对本实用新型专利申请限制的依据。

参见图1-8，本申请提供的第一种夹具：柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具，包括设于操作平台1上的回转卡盘组件5，以及与回转卡盘组件5配合使用的装夹组件7和限位板8；所述回转卡盘组件5可绕轴心定轴回转，包括由上至下叠放的定位卡盘51、防扭卡盘52和承接卡盘53，三个卡盘之间通过螺栓固联，所述定位卡盘51边缘设有一处或均匀分布多处定位槽口511，所述防扭卡盘52的边缘在与定位卡盘51的定位槽口511对应位置处设有防扭槽口521，所述承接卡盘53的边缘在与定位卡盘51的定位槽口511对应位置处设有通孔531；所述装夹组件7包括装夹头72和可驱动装夹头72往复运动的装夹头驱动器71，所述装夹头72端部设有弧形装夹面721(如果工件上部不是圆柱面，装夹面形状可以等同替换成其他与工件形状适配的形状)；所述限位板8为弧形窄薄板，设于回转卡盘组件5的外侧、装夹头72的上方，并固联于操作平台1；所述限位板8的起始处为上料处，终止处为下料处。

作为一种优化：所述定位槽口511的定位面5111为圆弧形，曲率半径与装夹头72的弧形装夹面721一致，所述定位面5111与弧形装夹面721的曲率半径比所装夹的柱状螺母3圆柱面的半径大0.025-0.5mm；所述定位槽口511靠外相对的两个侧面为导向面5112，呈对称的渐扩结构。所述定位面5111与弧形装夹面721的曲率半径比所装夹的柱状螺母3的半径大0.025-0.5mm，此时，可防止装夹时柱状螺母3受到挤压变形，同时可保证柱状螺母3与挤压丝锥的同轴度，导向面5112呈对称的渐扩结构便于装夹头72进入，防止回转卡盘组件5定位出现微量误差时装夹头72无法进入定位槽口511内部，与装夹面5111配合装夹。

作为一种优化：所述装夹头72的两侧面为装夹头导向面722，呈渐收结构，处于工作状态时，两个装夹头导向面722分别与定位槽口511的两个导向面5112平行，相对的装夹头导向面722和导向面5112之间的距离B为0.05-0.5mm。此设计是为了给装夹头72的进给预留足够空间，以保证夹紧状态下装夹面721、定位面5111与柱状螺母3的圆柱面紧密贴合，还可防止装夹过程中装夹头导向面722与导向面5112产生摩擦或碰撞。

作为一种优化：所述防扭槽口521为阶梯状槽口，所述防扭槽口521靠上部分为过渡槽口5211，靠下部分为防扭装夹槽口5212(防扭装夹槽口5212至少具有一处用于限制工件转动的平面)，所述过渡槽口5211两相对侧面之间的距离大于所装夹的柱状螺母3的直径0.5-1mm，防扭装夹槽口5212相对侧面之间的距离大于所装夹的柱状螺母3相平行的两个装夹面之间的距离0.5-1mm。柱状螺母3下端设有4处、6处或8处两两相对的装夹平面，相对的装夹平面之间的距离小于柱状螺母3的直径，即防扭装夹槽口5212相对侧面距离小于柱状螺母3的直径，为保证防扭装夹槽口5212的抗扭强度，增加了防扭卡盘52的整体厚度，为使柱状螺母3底端与承接卡盘53接触，防扭卡盘52在防扭槽口521中特设有相对侧面距离大于柱状螺母3直径的过渡槽口5211，便于柱状螺母3装入防扭槽口521且可以防止工作状态下柱状螺母3底部悬空。

作为一种优化：所述定位卡盘51、防扭卡盘52、承接卡盘53和装夹头72选用的材料为40Cr。40Cr钢是机械制造业使用最广泛的钢之一，调质处理后具有良好的综合力学性能，良好的低温冲击韧性和低的缺口敏感性，选用40Cr作为基材，性价比最高。

所述防扭槽口521、定位槽口511和装夹头72的弧形装夹面721的表面硬度可以为30-80HRC。前述特定的表面硬度可以通过先整体调质再进行表面渗碳的热处理方式获得，也可以通过在表面镶嵌钨钢或白钢获得，此时，夹具内软外硬，整体韧性好的同时表面较硬，可以避免因加工次数增多而对工装表面造成磨损或开裂损坏，很大程度降低了生产成本，提高了生产效率。

所述防扭槽口521、定位槽口511和装夹头72的弧形装夹面721的表面硬度优选为40-70HRC，所述定位卡盘51、防扭卡盘52、承接卡盘53和装夹头72的内部硬度优选为10-40HRC。制造夹具时，可以通过整体调质然后表面渗碳的热处理工艺获得特定的内部硬度和表面硬度，经发明者多次试验，发现此硬度范围内，装夹部件整体强度和表面耐磨性能有保证，可长期在生产中使用，从而保证了螺纹的高效加工，有利于控制成本，且热处理需要的时间较短(硬度越高，热处理的时间越长)，夹具本身制造成本低。

本申请的夹具可以按照以下步骤制造：

1)、依次对定位卡盘51、防扭卡盘52、承接卡盘53和装夹头72的坯料进行粗车、精车到指定尺寸；

2)、通过磨床对定位卡盘51、防扭卡盘52、承接卡盘53和装夹头72上下两端面进行打磨；

3)、通过线切割加工定位卡盘51的定位槽口511和固定孔、承接卡盘53的通孔531和固定孔、防扭卡盘52的防扭装夹槽口5212和固定孔以及装夹头72的外轮廓；

4)、用数控铣床加工出防扭卡盘52的过渡槽口5211；

5)、对加工完成的定位卡盘51、防扭卡盘52、承接卡盘53和装夹头72进行热处理。

上述的夹具的加工方法加工、热处理顺序基本一致，可加工完后同时进行热处理，节约能源，降低了加工成本；采用线切割与数控铣削相配合的加工方式进行材料去除材料浪费少、切削废料少。

本申请的柱状螺母内螺纹冷挤压加工方法，加工步骤如下：

1、通过上料传送装置2将待加工柱状螺母3传送至回转卡盘组件5的定位槽口511内，柱状螺母3的平行设置的两个装夹面进入防扭装夹槽口5212；

2、回转卡盘组件5转动一个工位，上料传送装置2继续上料；

3、柱状螺母3到达挤压丝锥4下方，装夹头驱动器71驱动装夹头72，与定位槽口511配合，压紧柱状螺母3；

4、挤压丝锥4进给挤牙；

5、完成螺纹加工后挤压丝锥4反转上提，脱离柱状螺母3；

6、装夹头驱动器71驱动装夹头72撤回；

7、回转卡盘组件5转动一个工位，加工完成的柱状螺母3转到下料处后，脱离限位板8的限制，落入成品存放箱6。

参见图9-10，本申请提供了第二种夹具，与上述第一种夹具不同，该夹具包括整体式回转卡盘5a，所述整体式回转卡盘5a边缘均匀分布多处阶梯槽，所述阶梯槽自上至下分别为定位槽口A 51a和防扭槽口A 52a，所述防扭槽口A 52a下端封闭，封闭面为柱状螺母承接面A 522a，所述柱状螺母承接面A 522a中部设有通孔；所述定位槽口A 51a的定位面A512a为圆弧形，曲率半径与装夹头72的弧形装夹面721一致，所述定位槽口A 51a靠外相对设置的两个侧面为导向面A 511a，呈对称的渐扩结构；所述防扭槽口A 52a为矩形槽，所述矩形槽侧面为防扭装夹面A 521a，两个防扭装夹面A 521a相交处倒圆角。

作为一种优化，所述定位面A 512a与弧形装夹面721的曲率半径比所装夹的柱状螺母3的半径大0.025-0.5mm。可防止装夹时柱状螺母3受到挤压变形，同时可保证柱状螺母3与挤压丝锥4的同轴度。

所述防扭槽口A 52a的相对设置的两个防扭装夹面A 521a之间的距离大于所装夹的柱状螺母3相平行的两个装夹面之间的距离0.5-1mm。给柱状螺母3的装夹面预留进入空间，防止工作过程中出现柱状螺母3装夹面无法进入防扭槽口A 52a的情况。

所述两个防扭装夹面A 521a相交处的圆角半径大于柱状螺母3的半径0.025-0.5mm。圆角设计便于加工，且加工时去除量小，缩短了加工周期，工作过程中圆角面与柱状螺母3接触，起到辅助定位槽口A 51a定心的作用，圆角半径大于柱状螺母3的半径0.025-0.5mm，工作时不会与柱状螺母3干涉，影响定位精度。

参见图11-12，本申请提供了第三种夹具，与上述第一种夹具不同，该夹具包括回转卡盘组件B 5b，所述回转卡盘组件B 5b包括由上至下叠放的定位卡盘B 51b和防扭承接卡盘B 52b，两个卡盘之间通过螺栓固联，所述定位卡盘B 51b的边缘设有一处或均匀分布多处定位槽口B 511b，所述防扭承接卡盘B 52b的边缘在与定位卡盘B 51b的定位槽口B511b的对应位置处设有防扭槽口B 521b，所述防扭槽口B 521b下端封闭，封闭面为柱状螺母承接面B 522b，所述柱状螺母承接面B 522b中部设有通孔；所述定位槽口B 511b的定位面B 5111b为圆弧形，曲率半径与装夹头72的弧形装夹面721一致，所述定位槽口B 511b靠外相对设置的两个侧面为导向面B 5112b，呈对称的渐扩结构；所述防扭槽口B 521b为矩形槽，所述矩形槽侧面为防扭装夹面B 5211b，两个防扭装夹面B 5211b相交处倒圆角。

作为一种优化，所述防扭装夹面B 5211b的深度小于柱状螺母3装夹面的高度0.5-1mm。便于柱状螺母装入防扭槽口B 521b，且防止工作状态下柱状螺母3底部悬空。

参见图13-14，本申请提供了第四种夹具，与上述第一种夹具不同，该夹具包括回转卡盘组件C 5c，所述回转卡盘组件C 5c包括由上至下叠放的定位防扭卡盘C 51c和承接卡盘C 52c，两个卡盘之间通过螺栓固联，所述定位防扭卡盘C 51c的边缘均匀分布多处阶梯槽，所述阶梯槽自上至下分别为定位槽口C 511c和防扭槽口C 512c，所述承接卡盘C 52c的边缘在与定位防扭卡盘C 51c的防扭槽口C 512c的对应位置中部设有通孔；所述定位槽口C 511c的定位面C 5111c为圆弧形，曲率半径与装夹头72的弧形装夹面721一致，所述定位槽口C 511c靠外相对设置的两个侧面为导向面C 5112c，呈对称的渐扩结构；所述防扭槽口C 512c为矩形槽，所述矩形槽侧面为防扭装夹面C 5121c，两个防扭装夹面C 5121c相交处倒圆角。

作为一种优化，所述定位防扭卡盘C 51c一体成型，所述防扭装夹面C 5121c的深度小于柱状螺母3装夹面的高度0.5-1mm。一体成型的加工方式使定位防扭卡盘C 51c的整体结构强度更高，抗弯抗扭能力都较强；所述防扭装夹面C 5121c的深度小于柱状螺母3装夹面的高度，便于柱状螺母装入防扭槽口C 512c，且防止了工作状态下柱状螺母3底部悬空。

参见图15-16，本申请提供了第五种夹具，与上述第一种夹具不同，该夹具包括回转卡盘组件D 5d，所述回转卡盘组件D 5d包括由上至下叠放的定位卡盘D 51d、防扭卡盘D52d和承接卡盘D 53d，三个卡盘之间通过螺栓固联，所述定位卡盘D 51d的边缘设有一处或均匀分布多处定位槽口D 511d，所述防扭卡盘D 52d的边缘在与定位卡盘D 51d的定位槽口D 511d的对应位置处设有防扭槽口D 521d，所述承接卡盘D 53d的边缘在与防扭卡盘D 52d的防扭槽口D 521d的对应位置处设有通孔；所述定位槽口D 511d的定位面D 5111d为圆弧形，曲率半径与装夹头72的弧形装夹面721一致，所述定位槽口D 511d靠外相对设置的两个侧面为导向面D 5112d，呈对称的渐扩结构；所述防扭槽口D 521d为矩形槽，所述矩形槽侧面为防扭装夹面D 5211d，两个防扭装夹面D 5211d相交处倒圆角。

上述第二、第三、第四及第五种夹具的其余部分可以与上述第一种夹具相同，也可以采用与第一种夹具中的构造不同，比如，可以采用与第一种夹具中的技术特征相等同的技术特征进行替换。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (18)

1.柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具，其特征在于：包括设于操作平台(1)上的回转卡盘组件(5)，以及与回转卡盘组件(5)配合使用的装夹组件(7)和限位板(8)；所述回转卡盘组件(5)可绕轴心定轴回转，包括由上至下叠放的定位卡盘(51)、防扭卡盘(52)和承接卡盘(53)，三个卡盘之间通过螺栓固联，所述定位卡盘(51)边缘设有一处或均匀分布多处定位槽口(511)，所述防扭卡盘(52)的边缘在与定位卡盘(51)的定位槽口(511)对应位置处设有防扭槽口(521)，所述承接卡盘(53)的边缘在与定位卡盘(51)的定位槽口(511)对应位置处设有通孔(531)；所述装夹组件(7)包括装夹头(72)和可驱动装夹头(72)往复运动的装夹头驱动器(71)，所述装夹头(72)端部设有弧形装夹面(721)；所述限位板(8)为弧形窄薄板，设于回转卡盘组件(5)的外侧、装夹头(72)的上方，并固联于操作平台(1)；所述限位板(8)的起始处为上料处，终止处为下料处。

2.根据权利要求1所述的柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具，其特征在于：所述定位槽口(511)的定位面(5111)为圆弧形，曲率半径与装夹头(72)的弧形装夹面(721)一致，所述定位面(5111)与弧形装夹面(721)的曲率半径比所装夹的柱状螺母(3)的半径大0.025-0.5mm；所述定位槽口(511)靠外相对的两个侧面为导向面(5112)，呈对称的渐扩结构。

3.根据权利要求1所述的柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具，其特征在于：所述装夹头(72)的两侧面为装夹头导向面(722)，呈渐收结构，处于工作状态时，两个装夹头导向面(722)分别与定位槽口(511)的两个导向面(5112)平行，相对的装夹头导向面(722)和导向面(5112)之间的距离B为0.05-0.5mm。

4.根据权利要求1所述的柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具，其特征在于：所述防扭槽口(521)为阶梯状槽口，所述防扭槽口(521)靠上部分为过渡槽口(5211)，靠下部分为防扭装夹槽口(5212)，所述过渡槽口(5211)两相对侧面之间的距离大于所装夹的柱状螺母(3)的直径0.5-1mm，防扭装夹槽口(5212)相对侧面之间的距离大于所装夹的柱状螺母(3)相平行的两个装夹面之间的距离0.5-1mm。

5.根据权利要求1至4任一权利要求所述的柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具，其特征在于：所述定位卡盘(51)、防扭卡盘(52)、承接卡盘(53)和装夹头(72)选用的材料为45#钢、20CrMo、20CrMnti、40Cr或42CrMo。

6.根据权利要求5所述的柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具，其特征在于：所述防扭槽口(521)、定位槽口(511)和装夹头(72)的弧形装夹面(721)的表面硬度为30-80HRC。

7.根据权利要求5所述的柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具，其特征在于：所述防扭槽口(521)、定位槽口(511)和装夹头(72)的弧形装夹面(721)的表面硬度为40-70HRC；所述定位卡盘(51)、防扭卡盘(52)、承接卡盘(53)和装夹头(72)的内部硬度为10-40HRC。

8.柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具的防扭卡盘，其特征在于：所述防扭卡盘(52)边缘均匀分布多处防扭槽口(521)；所述防扭槽口(521)为阶梯状槽口，所述防扭槽口(521)靠上部分为过渡槽口(5211)，靠下部分为防扭装夹槽口(5212)。

9.根据权利要求8所述的柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具的防扭卡盘，其特征在于：所述过渡槽口(5211)两相对侧面之间的距离大于所装夹的柱状螺母(3)的直径0.5-1mm，防扭装夹槽口(5212)相对侧面之间的距离大于所装夹的柱状螺母(3)相平行的两个装夹面之间的距离0.5-1mm。

10.柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具，其特征在于：包括整体式回转卡盘(5a)，所述整体式回转卡盘(5a)边缘均匀分布多处阶梯槽，所述阶梯槽自上至下分别为定位槽口A(51a)和防扭槽口A(52a)，所述防扭槽口A(52a)下端封闭，封闭面为柱状螺母承接面A(522a)，所述柱状螺母承接面A(522a)中部设有通孔；所述定位槽口A(51a)的定位面A(512a)为圆弧形，曲率半径与装夹头(72)的弧形装夹面(721)一致，所述定位槽口A(51a)靠外相对设置的两个侧面为导向面A(511a)，呈对称的渐扩结构；所述防扭槽口A(52a)为矩形槽，所述矩形槽侧面为防扭装夹面A(521a)，两个防扭装夹面A(521a)相交处倒圆角。

11.根据权利要求10所述的柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具，其特征在于：所述定位面A(512a)与弧形装夹面(721)的曲率半径比所装夹的柱状螺母(3)的半径大0.025-0.5mm。

12.根据权利要求10所述的柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具，其特征在于：所述防扭槽口A(52a)的相对设置的两个防扭装夹面A(521a)之间的距离大于所装夹的柱状螺母(3)相平行的两个装夹面之间的距离0.5-1mm。

13.根据权利要求10所述的柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具，其特征在于：所述两个防扭装夹面A(521a)相交处的圆角半径大于柱状螺母(3)的半径0.025-0.5mm。

14.柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具，其特征在于：包括回转卡盘组件B(5b)，所述回转卡盘组件B(5b)包括由上至下叠放的定位卡盘B(51b)和防扭承接卡盘B(52b)，两个卡盘之间通过螺栓固联，所述定位卡盘B(51b)的边缘设有一处或均匀分布多处定位槽口B(511b)，所述防扭承接卡盘B(52b)的边缘在与定位卡盘B(51b)的定位槽口B(511b)的对应位置处设有防扭槽口B(521b)，所述防扭槽口B(521b)下端封闭，封闭面为柱状螺母承接面B(522b)，所述柱状螺母承接面B(522b)中部设有通孔；所述定位槽口B(511b)的定位面B(5111b)为圆弧形，曲率半径与装夹头(72)的弧形装夹面(721)一致，所述定位槽口B(511b)靠外相对设置的两个侧面为导向面B(5112b)，呈对称的渐扩结构；所述防扭槽口B(521b)为矩形槽，所述矩形槽侧面为防扭装夹面B(5211b)，两个防扭装夹面B(5211b)相交处倒圆角。

15.根据权利要求14所述的柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具，其特征在于：所述防扭装夹面B(5211b)的深度小于柱状螺母(3) 装夹面的高度0.5-1mm。

16.柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具，其特征在于：包括回转卡盘组件C(5c)，所述回转卡盘组件C(5c)包括由上至下叠放的定位防扭卡盘C(51c)和承接卡盘C(52c)，两个卡盘之间通过螺栓固联，所述定位防扭卡盘C(51c)的边缘均匀分布多处阶梯槽，所述阶梯槽自上至下分别为定位槽口C(511c)和防扭槽口C(512c)，所述承接卡盘C(52c)的边缘在与定位防扭卡盘C(51c)的防扭槽口C(512c)的对应位置中部设有通孔；所述定位槽口C(511c)的定位面C(5111c)为圆弧形，曲率半径与装夹头(72)的弧形装夹面(721)一致，所述定位槽口C(511c)靠外相对设置的两个侧面为导向面C(5112c)，呈对称的渐扩结构；所述防扭槽口C(512c)为矩形槽，所述矩形槽侧面为防扭装夹面C(5121c)，两个防扭装夹面C(5121c)相交处倒圆角。

17.根据权利要求16所述的柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具，其特征在于：所述定位防扭卡盘C(51c)一体成型，所述防扭装夹面C(5121c)的深度小于柱状螺母(3)装夹面的高度0.5-1mm。

18.柱状螺母内螺纹冷挤压加工夹具，其特征在于：包括回转卡盘组件D(5d)，所述回转卡盘组件D(5d)包括由上至下叠放的定位卡盘D(51d)、防扭卡盘D(52d)和承接卡盘D(53d)，三个卡盘之间通过螺栓固联，所述定位卡盘D(51d)的边缘设有一处或均匀分布多处定位槽口D(511d)，所述防扭卡盘D(52d)的边缘在与定位卡盘D(51d)的定位槽口D(511d)的对应位置处设有防扭槽口D (521d)，所述承接卡盘D(53d)的边缘在与防扭卡盘D(52d)的防扭槽口D(521d)的对应位置处设有通孔；所述定位槽口D(511d)的定位面D(5111d)为圆弧形，曲率半径与装夹头(72)的弧形装夹面(721)一致，所述定位槽口D(511d)靠外相对设置的两个侧面为导向面D(5112d)，呈对称的渐扩结构；所述防扭槽口D(521d)为矩形槽，所述矩形槽侧面为防扭装夹面D(5211d)，两个防扭装夹面D(5211d)相交处倒圆角。

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