《机械制造工艺学》ch2-3_2夹紧机构.pptx

1、3.2 工件在夹具中的夹紧工件在夹具中的夹紧l对夹紧装置的要求对夹紧装置的要求l夹紧力的确定夹紧力的确定l常用夹紧机构常用夹紧机构l夹紧机构的动力装置夹紧机构的动力装置1.1.在夹紧过程中能保持工件定位时所获得的正确位置在夹紧过程中能保持工件定位时所获得的正确位置2.2.夹紧应可靠和适当夹紧应可靠和适当夹紧机构一般要有自锁作用夹紧机构一般要有自锁作用保证在加工过程中不会产生松动或振动保证在加工过程中不会产生松动或振动不允许工件产生不允许工件产生不适当的变形和表面损伤不适当的变形和表面损伤3.3.夹紧装置应操作方便、省力、安全夹紧装置应操作方便、省力、安全4.4.夹紧装置的复杂程度和自动化程度应

2、与工件的生产夹紧装置的复杂程度和自动化程度应与工件的生产批量和生产方式相适应批量和生产方式相适应5.5.结构设计应力求简单、紧凑，并尽可能采用标准化结构设计应力求简单、紧凑，并尽可能采用标准化元件元件一、对夹紧装置的要求一、对夹紧装置的要求三个要素三个要素:大小大小方向方向作用点作用点二、夹紧力的确定二、夹紧力的确定（一）夹紧力方向的选择（一）夹紧力方向的选择 原则：原则：l）夹紧力的作用方向应有利于工件的准确）夹紧力的作用方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位。为此一般要求主定位，而不能破坏定位。为此一般要求主要夹紧力应垂直指向主要定位面。要夹紧力应垂直指向主要定位面。2）夹紧力的作用方

3、向应尽量与工件刚度最大的）夹紧力的作用方向应尽量与工件刚度最大的方向相一致，以减小工件变形方向相一致，以减小工件变形。3）夹紧力的作用方向应尽可能与切削力）夹紧力的作用方向应尽可能与切削力、工件重力方向一致，以减小所需夹紧力、工件重力方向一致，以减小所需夹紧力。指在夹紧力作用方向已定的情况下指在夹紧力作用方向已定的情况下,确定夹紧确定夹紧元件与工件接触点的位置和接触点的数目元件与工件接触点的位置和接触点的数目l）夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承）夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件所形成的支承面内，以保证工件已获得的元件所形成的支承面内，以保证工件已获得的定位不变定位不变（二）夹紧力作

4、用点的选择（二）夹紧力作用点的选择2）夹紧力作用点应处在工件刚性较好的）夹紧力作用点应处在工件刚性较好的部位，以减小工件的夹紧变形。部位，以减小工件的夹紧变形。3）夹紧力作用点应尽可能靠近被加工表面）夹紧力作用点应尽可能靠近被加工表面，以便减小切削力对工件造成的翻转力矩。，以便减小切削力对工件造成的翻转力矩。夹紧力方向和作用点位置确定以后，夹紧力方向和作用点位置确定以后，还需合理地确定夹紧力的大小还需合理地确定夹紧力的大小夹紧力不足，会使工件在切削过程夹紧力不足，会使工件在切削过程中产生位移并容易引起振动中产生位移并容易引起振动夹紧力过大又会造成工件或夹具不夹紧力过大又会造成工件或夹具不应有的

5、变形或表面损伤应有的变形或表面损伤（三）夹紧力大小的估算（三）夹紧力大小的估算1.1.分析作用在工件上的各种力分析作用在工件上的各种力2.2.根据力系平衡条件，确定保持工件平衡所根据力系平衡条件，确定保持工件平衡所需的最小夹紧力需的最小夹紧力3.3.最后将此最小夹紧力乘以一适当的安全系最后将此最小夹紧力乘以一适当的安全系数，可得到所需要的夹紧数，可得到所需要的夹紧力。力。估算夹紧力的一般方法估算夹紧力的一般方法202min3ddcjFF03minddFjcF03ddFkcjFLFLLcjF)(21min21)(221minLLLFajF)(221LLLkFFaj由例子可以看出夹紧力的估算是很粗

6、略的由例子可以看出夹紧力的估算是很粗略的因为：因为：切削力大小的估算本身就是很粗略的切削力大小的估算本身就是很粗略的 摩擦系数的取值也是近似的摩擦系数的取值也是近似的因此在需要准确地确定夹紧力大小时，通常要采用因此在需要准确地确定夹紧力大小时，通常要采用实验的方法。实验的方法。安全系数通常为安全系数通常为 1.5 2.5。当夹紧力与切。当夹紧力与切削力方向相反时，削力方向相反时，k 值可取值可取 2.5 3。安全系数三、常用夹紧机构三、常用夹紧机构（一）斜楔夹紧机构（一）斜楔夹紧机构力的计算)2(1tgtgFFsj特点：特点：斜楔夹紧具有结构简单斜楔夹紧具有结构简单增力比大增力比大自锁性能好自

7、锁性能好加紧行程小加紧行程小斜楔的自锁条件为斜楔的自锁条件为自锁条件与特点RXMFF1)(21tgFtgFjj（二）螺旋夹紧机构（二）螺旋夹紧机构210)(2tgtgdLFFsj螺旋夹紧机构结构简单，易于制作螺旋夹紧机构结构简单，易于制作增力比大增力比大自锁性能好自锁性能好是手动夹紧中应用最广泛的一种夹紧机构是手动夹紧中应用最广泛的一种夹紧机构螺旋夹紧机构的缺点是动作较慢。为提高其工作螺旋夹紧机构的缺点是动作较慢。为提高其工作效率，常采用一些快换装置。效率，常采用一些快换装置。优缺点：工作原理：工作原理：偏心夹紧机构靠偏心轮回转时回转半径变大而产生夹紧作用，其原偏心夹紧机构靠偏心轮回转时回转半

8、径变大而产生夹紧作用，其原理和斜楔工作时斜面高度由小变大而产生的楔紧作用是一样的理和斜楔工作时斜面高度由小变大而产生的楔紧作用是一样的偏心夹紧的优点偏心夹紧的优点结构简单结构简单操作方便操作方便动作迅速动作迅速一般常用于切削平稳且切削力不大的场合。一般常用于切削平稳且切削力不大的场合。（三）偏心夹紧机构（三）偏心夹紧机构缺点缺点自锁性能较差自锁性能较差增力比较小增力比较小铰链夹紧机构的铰链夹紧机构的优点是动作迅速优点是动作迅速，增力比大，并，增力比大，并易于改变力的作易于改变力的作用方向；缺点是用方向；缺点是自锁性能差。多自锁性能差。多用于机动夹紧机用于机动夹紧机构中。构中。（四）铰链夹紧机构

9、（四）铰链夹紧机构是一种同时实现对工件定心定位和夹紧的是一种同时实现对工件定心定位和夹紧的夹紧机构夹紧机构在夹紧过程中，能使工件相对于某一轴线在夹紧过程中，能使工件相对于某一轴线或某一对称面保持对称性或某一对称面保持对称性1.1.以等速移动原理工作的定心夹紧机构 以等速移动原理工作的定心夹紧机构 2.2.以均匀弹性变形原理工作的定心夹紧以均匀弹性变形原理工作的定心夹紧机构机构（五）定心夹紧机构（五）定心夹紧机构1.1.有时需要对一个工件上的几个点或对多有时需要对一个工件上的几个点或对多个工件同时进行夹紧个工件同时进行夹紧2.2.为了减少工件装夹时间，简化结构，常为了减少工件装夹时间，简化结构，

10、常常采用各种联动夹紧机构常采用各种联动夹紧机构3.3.要求从一处施力，可同时在几处（或几要求从一处施力，可同时在几处（或几个方向上）对一个或几个工件同时进行个方向上）对一个或几个工件同时进行夹紧夹紧（六）联动夹紧机构（六）联动夹紧机构双向联动夹紧；双向联动夹紧；平行联动夹紧。平行联动夹紧。串联的形式串联的形式平行式平行式在设计联动夹紧机构时，一般应设计浮动环节。在设计联动夹紧机构时，一般应设计浮动环节。以使各夹紧点获得均匀一致的夹紧力以使各夹紧点获得均匀一致的夹紧力夹紧机构的动力装置有气动、液压、电夹紧机构的动力装置有气动、液压、电磁、电动、真空等装置，其中使用最广磁、电动、真空等装置，其中使

11、用最广的是气动与液压动力装置。的是气动与液压动力装置。四、夹紧机构的动力装置四、夹紧机构的动力装置（一）气动夹紧装置（一）气动夹紧装置气动夹紧装置的工作介质是压缩空气，气动夹紧装置的工作介质是压缩空气，其工作压力通常为其工作压力通常为 0.4 0.6MPa气动传动系统中的气压传动装置是气缸。气动传动系统中的气压传动装置是气缸。常用的气缸有两种形式，即活塞式气缸常用的气缸有两种形式，即活塞式气缸和薄膜式气缸。和薄膜式气缸。液压夹紧装置利用压力油为夹紧动力液压夹紧装置利用压力油为夹紧动力优点：优点：1.1.工作压力可达工作压力可达 5 6.5MPa，传动力大，传动力大，可采用直接夹紧方式，结构尺寸较小。可采用直接夹紧方式，结构尺寸较小。2.2.油液不可压缩，故夹紧刚性大，工作平稳油液不可压缩，故夹紧刚性大，工作平稳、可靠。、可靠。3.3.噪声小。噪声小。（二）液压夹紧装置（二）液压夹紧装置气、液增压夹紧装置以压缩空气为气、液增压夹紧装置以压缩空气为动力源，通过压力油来传力和增力。动力源，通过压力油来传力和增力。它集合了气动和液压传动两者的优它集合了气动和液压传动两者的优点，可获得很大的传动力而结构尺点，可获得很大的传动力而结构尺寸又较小。寸又较小。（三）气、液增压夹紧装置（三）气、液增压夹紧装置