塑料成形工艺与模具设计2-3.ppt

2-3工件的夹紧,一、定位与夹紧的区别二、夹紧装置的组成和设计要求三、确定夹紧力的原则四、常见的夹紧机构五、夹紧方案设计及夹紧力计算举例,定位与夹紧的区别：,定位是限制工件的不定度，使工件在机床上（或夹具中）获得加工所要求的正确位置。夹紧是使工件在外力作用下不能运动，以便在加工过程中保持原有的位置。夹紧并不意味着工件的所有不定度都被限制。思考：定位与夹紧的关系,一、定位与夹紧的区别,夹紧装置：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。,（一）夹紧装置的组成：（两个部分组成）1、动力源：产生夹紧作用力手动夹紧：人力提供动力源机动夹紧：以气动、液动、电动等提供动力源。2、夹紧机构：是接受和传递作用力的机构，包括中间递力机构和夹紧元件。中间递力机构的作用：a、改变夹紧力方向；b、改变夹紧力大小；c、提供自锁功能。,二、夹紧装置的组成和设计要求,二、夹紧装置的组成和设计要求,（二）夹紧装置的设计要求1、夹紧力不应破坏定位；夹得稳2、足以抵抗加工中的各种力和振动；3、工件不应发生过度变形；4、有足够的夹紧行程；5、具有自锁性；6、结构简单、易于操作。夹得快,二、夹紧装置的组成和设计要求,夹得牢,夹紧力的确定：大小、方向、作用点（一）夹紧力的方向1、夹紧力的方向应垂直于主要定位基准面主要定位基准面面积大、精度高、限制不定度数目多，二者垂直，有利于准确定位。,三、确定夹紧力的原则,多向施力与一力多用：,三、确定夹紧力的原则,2、夹紧力的方向应有利于减小夹紧力,三、确定夹紧力的原则,（二）夹紧力的作用点（选择原则）1、所选作用点，应保证定位稳定，不破坏定位,三、确定夹紧力的原则,2、应尽量减小夹紧变形措施：增大受力面积，合理布置作用点,三、确定夹紧力的原则,三、确定夹紧力的原则,夹紧力作用点的位置,三、确定夹紧力的原则,径向夹紧,轴向夹紧,三、确定夹紧力的原则,3、作用点尽量靠近切削部位，以防止工件产生振动和变形，也可设辅助支承,三、确定夹紧力的原则,（三）夹紧力的大小夹紧力太小，不足以抵抗加工中的各种力；夹紧力太大，易造成工件、夹具的较大变形。估算夹紧力的方法：首先将工件视为分离体，分析作用在工件上的各种力；再根据力系平衡条件，确定保持工件平衡所需的最小夹紧力；最后将乘以一合适的安全系数，以此作为所需的夹紧力。W0=KW一般安全系数K=1.5-3粗加工K=2.5-3精加工K=1.5-2,三、确定夹紧力的原则,例1车削端面,三、确定夹紧力的原则,例1车削端面,三、确定夹紧力的原则,例2钻孔,三、确定夹紧力的原则,例3铣平面,三、确定夹紧力的原则,常用夹紧机构：斜楔、螺旋、圆偏心、铰链、定心对中、联动夹紧机构。斜楔夹紧机构1、作用原理及夹紧力,四、常见的夹紧机构,斜楔受力：Q：外力;W：工件对斜楔的作用力，由夹紧反力W、摩擦力F2合成；N：夹具对斜楔的作用力，由反力N、摩擦力F1合成。,四、常见的夹紧机构,根据静力平衡方程：X=0Q-Nsin(+1)-Wsin2=0-1Y=0Ncos(+1)-Wcos2=0-2W=Wcos2=Ncos(+1)W=W/cos2N=W/cos(+1)将结果代入1式，则：Q-Wtg(+1)-Wtg2=0得：W=Q/tan(+1)+tan2由于、1、2均很小，且一般取1=2=,则近似有：W=Q/(tan+2tan)一般情况下，取1=2=4-6，=6-10,四、常见的夹紧机构,2、结构特点（1）自锁性：外力Q消失后，机构在摩擦力作用下，仍能夹紧工件的能力。,四、常见的夹紧机构,斜楔具有自锁性的受力分析：其铅垂方向的受力需满足：斜楔自锁条件为：楔角小于斜楔与工件及斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。一般1=2=6，因此取=12实际取=6，这时tan6=0.1=1/10,四、常见的夹紧机构,（2）斜楔能改变原始作用力的方向（3）斜楔具有增力作用：其增力比为：ip=W/Q=1/tan(+1)+tan2越小，增力比越大。（4）斜楔夹紧行程小：越大，夹紧行程越大，但自锁性越差。双升角斜楔具有较大的夹紧行程，又具有自锁性。,四、常见的夹紧机构,（5）斜楔夹紧的效率低：可加用滚子,四、常见的夹紧机构,带滚子斜楔夹紧的夹紧力计算：,四、常见的夹紧机构,3、斜楔夹紧机构适用范围斜楔夹紧机构增力比小，效率低下，多用于机动夹紧机构中。,螺旋夹紧机构1、作用原理及典型结构：相当于将斜楔绕在圆柱体上，作用原理与斜楔夹紧相似。,四、常见的夹紧机构,2、夹紧力的计算,四、常见的夹紧机构,螺杆在三个力矩作用下，处于平衡状态：,四、常见的夹紧机构,其它类型螺纹的螺杆夹紧力计算：,四、常见的夹紧机构,3、适用范围：结构简单、夹紧可靠、增力比大、行程不受限制，多用于手动夹紧。例：,四、常见的夹紧机构,当结构尺寸受限制时，可采用钩形压板机构：,四、常见的夹紧机构,钩形压板机构夹紧力计算：,四、常见的夹紧机构,偏心夹紧机构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。,1垫板2手柄3偏心轮4轴5压板,结构简单，操作方便，动作迅速；自锁性能比较差，增力比较小；常用于切削平稳而切削力不大的场合。,四、常见的夹紧机构,四、常见的夹紧机构,四、常见的夹紧机构,四、常见的夹紧机构,铰链夹紧机构,四、常见的夹紧机构,铰链夹紧机构,四、常见的夹紧机构,铰链夹紧机构,结构简单，扩力比大且摩擦损失小，适用于多点和多件加紧，在气压和液压中广泛应用,四、常见的夹紧机构,定心、对中夹紧机构特点：定位、夹紧同时实现定位元件同时又是夹紧元件用于以中心线、对称面为工序基准的场合可分为两种类型：1、按定位夹紧元件的等速移动或转动原理实现定心、对中夹紧2、按定位、夹紧元件均匀弹性变形原理实现定心夹紧,四、常见的夹紧机构,1、按定位夹紧元件的等速移动或转动原理实现定心、对中夹紧,四、常见的夹紧机构,四、常见的夹紧机构,2、按定位、夹紧元件均匀弹性变形原理实现定心夹紧,四、常见的夹紧机构,四、常见的夹紧机构,四、常见的夹紧机构,四、常见的夹紧机构,联动夹紧机构：用于同时有几个点对进行夹紧或同时夹紧几个工件的场合1、多点夹紧机构,四、常见的夹紧机构,浮动夹紧机构,四、常见的夹紧机构,2、多件夹紧机构（1）平行式多件夹紧,四、常见的夹紧机构,四、常见的夹紧机构,（2）对向式和复合式多件夹紧,四、常见的夹紧机构,四、常见的夹紧机构,（3）依次连续式多件夹紧,四、常见的夹紧机构,3、夹紧与其它动作联动,四、常见的夹紧机构,四、常见的夹紧机构,四、常见的夹紧机构,（一）工序加工要求：可采用粗、精双轴转盘铣床,五、夹紧方案设计及夹紧力计算举例,（二）定位夹紧方案,五、夹紧方案设计及夹紧力计算举例,（三）夹紧力计算及夹紧元件的确定：加工中切削力是变化的，应按最不利的情况确定夹紧力,五、夹紧方案设计及夹紧力计算举例,铣刀处于O1位置时的铣削力为：支反力简化为R1、R2，摩擦因数取=0.3，则：,五、夹紧方案设计及夹紧力计算举例,得：取安全系数K=2.5，则：最终，选用直径150mm的气缸，当气体压力为0.5MPa时，可以产生8584N的拉力。,五、夹紧方案设计及夹紧力计算举例,单向作用活塞式气缸,五、夹紧方案设计及夹紧力计算举例,双向作用活塞式气缸,五、夹紧方案设计及夹紧力计算举例,薄膜式气缸,五、夹紧方案设计及夹紧力计算举例,增压器工作原理,五、夹紧方案设计及夹紧力计算举例,气动增压器,五、夹紧方案设计及夹紧力计算举例,气动增压器原理图,五、夹紧方案设计及夹紧力计算举例,定位元件与导引元件之间的位置要