基本夹紧机构

课题四工件的夹紧知识点技能点了解夹紧装置的组成和设计要求掌握夹紧力确定的基本原则夹紧装置的组成和设计要求夹紧力确定的基本原则典型的夹紧机构模块六机床夹具一.课题分析夹紧是工件装夹过程中的重要组成部分。工件定位后必须通过一定的机构产生夹紧力，把工件压紧在定位元件上，使其保持准确的定位位置，不会由于切削力、工件重力、离心力或惯性力等的作用而产生位置变化和振动，夹紧力既不能太大，也不能太小，这种产生夹紧力的机构称为夹紧装置。夹紧机构在设计和使用过程中，既要保证加工质量，又要讲究效率和经济性，因此学习常用夹紧机构、夹紧机构的设计和选用是十分重要的。工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的装置，称为夹紧装置。1、夹紧装置的组成动力源装置：它是产生夹紧作用力的装置。传力机构：传递力的机构，其作用是：改变作用力的方向；改变作用力的大小；具有一定的自锁性能，以保证夹紧可靠。夹紧元件：它是直接与工件接触完成夹紧作用的元件。（一）夹紧装置的组成和设计要求二、相关知识夹紧装置的组成1－气缸2－斜楔3－滚子4－压板5－工件2、设计夹具时应考虑的问题•夹紧力（三要素：大小、方向、作用点）•传力方式（手动、气动、液力、电力等）•夹紧机构（增力、快速、机动等）3、对夹紧装置的设计要求•能保持工件定位时已获得的正确位置•夹紧要可靠和适当•操作方便、安全，劳动强度低，生产效率高•夹紧装置的自动化和复杂程度与生产批量与生产方式相适应•有良好的工艺性和经济性夹紧力的确定包括夹紧力的大小、方向和作用点三个要素1、夹紧力方向的确定①应指向各定位元件，且尽可能使之垂直于主要定位基准，应在工件刚度最大的方向上将工件夹紧。②有助于定位，不破坏定位的准确性和可靠性。③应考虑接触面积的影响，使工件变形尽可能小。④应使夹紧力尽可能小，减轻劳动强度、提高生产效率。（二）夹紧力确定夹紧力应指向主要定位基面b)、c)错误，d)正确结论：主要夹紧力方向应尽量垂直主要定位面结论：有利于减小夹紧力的大小夹紧力方向与夹紧力大小的关系FW夹紧力；F切削力；G工件自重b)较差a)好结论：夹紧力的方向应是工件刚度较高的方向2、夹紧力作用点的选择夹紧力作用点是指夹紧元件与工件接触的一小块面积1）应落在支承元件上或几个支承元件所形成的支承面内a)错误，b)正确2）应选在工件刚性较好的部位a)错误，b)正确当作用点只能远离加工面，可增设辅助支承3）应尽可能靠近被加工表面，以减少切削力翻转力矩的影响，减少振动（3）夹紧力大小的确定1）要足够防止加工时松动2）使工件受压变形小，刚性差的工件应均匀加压3）机动夹紧时应计算夹紧力的大小，以理论夹紧力乘以安全系数K粗加工取K＝2.5~3，精加工取K＝1.5~2夹紧力三要素的确定，是一个综合性问题，必须考虑工件的结构特点、加工工艺方法、定位元件的结构和布置等多种因素。1、基本夹紧机构（1）斜楔夹紧机构工作原理：利用楔块的斜面将楔块的推力转变为夹紧力，从而夹紧工件（三）典型的夹紧机构斜楔夹紧机构1－斜楔2－工件3－夹具体锤击夹紧和松开工件，原理是楔紧作用夹持原则：•楔块夹紧工件后应能自锁，α≤φ1+φ2为自锁条件。•一般钢铁的摩擦系数为0.1~0.15，取φ1=φ2=5~7°，故α≤10~14°•为了安全可靠，取α=5~7°21tgtgFQ夹紧力的大小：几种斜楔夹紧机构的结构型式图6-58几种斜楔夹紧机械1-夹具体2-斜楔3-工件夹紧特点：•结构简单，有增力作用。一般扩力比Q/F≈3。•楔块夹紧行程小，增大行程会使自锁性能变差•操作不便，夹紧和松开均需敲击•楔块材料：通常用20钢渗碳，淬硬58~62HRC•偏心轮、凸轮、螺钉为楔块的变种1）工作原理：类似楔块，螺旋相当于斜楔绕在圆柱体上形成，所以夹紧工件仍是楔紧作用。图6-64螺旋压板机构（2）螺旋夹紧机构结构简单，增力大夹紧可靠，能保证自锁夹紧动作慢，适合手动夹紧2）夹紧力大小螺旋机构的扩大力比很大，常取140~65i3）夹紧特点：单个螺旋夹紧机构a)结构简单，但易压伤工件表面，易带动工件旋转；b)带有摆动压块，克服了上述不足4）应用：广泛用在手动夹紧中图a)减力增大行程图b)改变力向图c)增力减小行程常用的螺旋夹紧机构常用的螺旋夹紧机构（3）偏心夹紧机构1）工作原理：利用转动中心与几何中心偏移的圆盘或轴作为夹紧元件偏心夹紧机构2）夹紧特点：结构简单，制造方便夹紧迅速，操作灵活行程小，增力小，自锁能力差适合夹紧力小、振动小的场合3）自锁条件：D/e≥14~20图6-67圆偏心夹紧机构偏心夹紧机构举例2.定心夹紧机构①定心夹紧机构：定位和夹紧同时实现的夹紧机构。采用定心夹紧机构可减少△dw。②工作原理：利用“定位—夹紧”元件的等速移动或均匀弹性变形来实现定心或对中。③特点：a.“定位—夹紧”元件合二为一；b.始终有：△db=0c.主要用在要求定心和对中的场合例1：如图工件以外圆定位加工内孔，保证同轴度。若在套筒中动配合定位：△B=0，△Y≠0，△D=△Y；若在三爪自动卡盘中定位，因三爪等速向中心的移动，使定位基准没有位移，△Y=0，△D=0。（2）常见的定心夹紧机构螺旋式定心夹紧机构1、5－滑座；2、4－V形块钳口；3－调节杆；6－双向螺杆1）螺栓式定心夹紧机构机动楔式夹爪自动定心机构1-夹爪；2-本体；3-弹簧卡圈；4-拉杆；5-工件2）楔式定心夹紧机构杠杆作用的定心卡盘1拉杆；2滑套；3钩形杠杆；4轴销；5夹爪3）杠杆式定心夹紧机构弹性夹头和弹性心轴1夹具体；2弹性筒夹；3锥套；4螺母；5心轴4）弹簧筒夹式定心夹紧机构波纹套定心心轴1-螺母；2-波纹套；3-垫圈；4-工件；5-支承圈5）波纹套定心夹紧机构液性塑料定心夹紧机构1-夹具体；2-簿壁套筒；3-液性塑料；4-滑柱；5-螺钉；6-限位螺钉6）液性塑料定心夹紧机构小结夹紧装置的组成和设计要求夹紧力确定的基本原则典型的夹紧机构