工件的装夹和夹紧装置

汽车制造工艺学 教案 1 课题课题项目 工件的夹紧和夹紧装置项目 工件的夹紧和夹紧装置 知识目标 1 掌握基本夹紧机构夹紧力的计算方法 2 掌握基本夹紧机构自锁条件的确定方法 能力目标 1 掌握斜楔夹紧机构的原理及组成 2 掌握螺旋夹紧机构的结构及原理 3 掌握圆偏心夹紧机构的原理 教教 学学 目目 标标 素质目标 1 培养学生语言表达能力 2 培养学生自主学习的能力 3 培养学生团队协作的能力 4 增强学生的安全意识 教学重点基本夹紧机构自锁条件的确定方法 教学难点螺旋夹紧机构的结构及原理 课 型多媒体授课授课课时2 课时 教学过程教学过程教学内容教学内容 教学方教学方 法 手法 手 段段 师生师生 活动活动 时间时间 分配分配 导入导入 根据下图中斜楔夹紧机构的受力分析 来 确定基本夹紧机构夹紧力的计算 自锁条件及 几何特点 是我们本项目所要解决的问题 情境教 学法 多媒体 1 教师 讲解 2 学生 听课 5 分 钟 教教 学学 实实 施施 告知 1 夹紧装置的组成 1 力源装置 力源装置是产生夹紧原始 作用力的动力装置 通常使用的动力装置有气 压装置 液压装置 电动装置 磁力装置等 2 夹紧机构 夹紧机构一般由中间递力 机构和夹紧元件组成 它的作用是传递原始作 用力 改变其大小 方向 使之变为夹紧力 并执行夹紧工件的任务 2 夹紧装置的基本要求 1 在夹紧过程中应能保持工件定位时所 获得的正确位置 2 夹紧应可靠和适当 3 夹紧装置应操作方便 省力 安全 4 夹紧装置的复杂程度与自动化程度应 与工件的生产批量和生产方式相适应 3 夹紧力方向的确定原则 1 夹紧力作用方向应有利于工件的准确 定位 而不能破坏定位 为此一般要求夹紧力 方向朝向定位元件 且应垂直于主要定位基准 讲授法 讨论法 多媒体 1 教师 讲解 2 学生 听课 10 分 钟 汽车制造工艺学 教案 2 2 夹紧力作用方向应使工件夹紧变形小 为此一般要求夹紧力作用方向最好指向工件刚 度最大的方向 3 夹紧力作用方向应有利于减小夹紧力 为此要求夹紧力方向尽可能与切削力 工件重 力方向一致 以减小所需夹紧力 初步 训练 1 夹紧力的方向对镗孔垂直度选择 在直角支座零件上镗孔 要求保证孔的轴 线垂直于端面 A 根据这一加工要求 则应以 A 面为主要定位基准 此时夹紧力作用方向应 垂直 A 面 如图 a 中 Q 力所指方向 如图 b 中所示 Q 力的方向是不合理的 如不合 理 由于 A 面和 B 面垂直度误差 将会引起被 加工孔轴线相对于 A 面产生位置误差 2 薄壁套筒的夹紧 上图为薄壁套筒工件的夹紧 它的轴向刚 度比径向刚度大 如左图所示 使用三爪卡盘 径向夹紧套筒 将会引起较大变形 若改为右 图所示 用螺母轴间夹紧工件 则不易产生变 形 3 在立钻上钻孔 在立钻上钻孔 即为夹紧力与切削力 工 件重力方向一致的情况 这种情况下所需的夹 紧力最小 4 辅助支承与辅助夹紧 多媒体 视频 1 教师 演示 2 学生 观察或 在教师 指导下 训练 45 分 钟 汽车制造工艺学 教案 3 如图所示 零件加工部位刚性较差 且距 夹紧力作用点较远 在靠近加工部位增设辅助 支承 并施加附加夹紧力 可有效防止切削过 程中的振动和变形 强化 训练 1 斜楔夹紧机构 所谓斜楔夹紧机构 就是利用斜楔上的斜 面直接或间接将工件夹紧的机构 它是夹紧机 构中最基本的型式 1 斜楔夹紧机构的夹紧力 上图所示为斜楔在夹紧过程中的受力情况 在原始力 Q 的作用下 斜楔楔入工件和夹具体 之间使工件压紧 2 斜楔的增力特性和升角的合理选择 夹紧力 W 与原始力 Q 之间的比值称为增力 系数 用 iz 表示 它表示夹紧机构的增力特 征 对于斜楔夹紧 12 1 z W i Qtgtg 2 螺旋夹紧机构 利用螺旋直接或与其它元件组合实现夹紧 工件的机构称为螺旋夹紧机构 1 螺旋夹紧的自锁性能 螺旋夹紧一般情况下采用标准公制螺纹 其螺旋升角很小 如以 M8 M52 的螺纹为例 其升角 在 3010 1051 范围 显然远较 摩擦角小 故自锁性能好 3 增力系数 单个螺旋夹紧时 其增力系数为 0 21 0 21 2 2 z QL d tgrtg WL i d QQ tgrtg 因 1 2 解一般很小 而且 L 比 d0 和 r 大和得多 故增力系数 iz 很大 因此说 螺旋夹紧机构的增力性能很好 多媒体 视频 1 教师 引导 示范 2 学生 分组 单独对 项目进 行讨论 训练 25 分 钟 汽车制造工艺学 教案 4 2 组合螺旋夹紧机构 螺旋常与各种型式的压板组合构成螺旋压 板夹紧机构 生产实际中 这种螺旋压板夹紧 机构的使用是很广泛的 如图 10 16 所示为螺 旋压板夹紧的三种常见型式 压板对工件的夹紧力可根据杠杆原理求得 若螺旋对压板所产生的作用力为 Q 则压板对 工件的夹紧力为 1 2 L WQ L 式中 机械效率系数 一般 0 95 其余符号如图 10 16 中所示 3 圆偏心夹紧机构 圆偏心夹紧机构是指用圆偏心件或与其它 元件组合实现对工件夹紧的机构 圆偏心轮有 效工作区段选择 圆偏心轮的工作部分 从理论上讲 可以 使用从 m 到 n 的整个轮廓曲面 但实际生产中 因为 P 点处升角变化小 夹紧力比较稳定 所 以通常取 P 点左右 300 450 对称部分为有效工 作区段 即图 10 20 的 AB 之间的弧面 项目 检查 每个小组的任务完成过程中或完成后 老 师现场对学生的完成情况及存在的问题进行检 查和指正 讲授法 演示法 评价法 1 教师 检查评 价 2 学生 个人发 言 改 正 总结 评价 做出来的 让学生演示讲解 未做出来的 分析原因 给予适当评价 对于做的好的组给予鼓励 讲授法 演示法 多媒体 1 教师 讲解 2 学生 听讲或 小组代 表发言 考考核核内内容容 分分 值值 评评分分标标准准 考考核核 记记录录 扣扣分分 不迟到 早退 10 迟到 早退各 5 分 知识目标完成情况 10 按回答问题等酌情扣 分 项目 考核 学学 习习 态态 度度团队协作能力10 按小组配合情况酌情 扣分 5 分 钟 汽车制造工艺学 教案 5 展示情况 10 对项目的讨论是否准 确 对老师的提问回答情 况 答辩情况 问题分析的准确性 15 10 对分析酌情扣分 问题解答方法的选择 15 对问题解答的选择是 否合理 职职 业业 能能 力