15讲§3.4 联动夹紧机构§3.5定心夹紧机构3.4夹紧动力装置.ppt

5、定心夹紧机构,5、定心、对中夹紧机构,定心、对中夹紧机构是一种特殊的夹紧机构，其定位和夹紧这两种作用是在工件被夹紧的过程中同时实现的，夹具上与工件定位基准相接触的元件，既是定位元件，也是夹紧元件。在机械加工中，很多加工表面是以其中心线或对称平面作为工序基准的，因而也都用它们为定位基淮。这时若采用定心对中夹紧机构装夹加工，可以使定位误差为零。,1、定心夹紧机构的工作原理,例1：如图3.33a)，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：jb=0，db0，dw=db；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，db=0，dw=0。,例2：如图3.33b)，在工件上加工槽，保证对工件中心面的对称度。若采用固定双支承平面定位：jb0，db=0，dw=jb；若左右侧面采用等速内、外移定位元件，使定位基准为中心面，jb=0，dw=0。,b),c),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。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。使工件误差或偏差相对于其所定心或对中的位置，能均匀对称地分配在工件的定位基准面上。特点：“定位夹紧”元件合二为一；始终有：db=0主要用在要求定心和对中的场合,2、常见的定心夹紧机构：,1)按定位-夹紧元件等速移动原理来实现定心对中夹紧,螺旋式定心夹紧机构1、5滑座；2、4V形块钳口；3调节杆；6双向螺杆,(1)螺旋式定心夹紧机构,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,（4）偏心式对中夹紧机构,2)按定位-夹紧元件均匀弹性变形原理来实现定心夹紧,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,(1)弹簧筒夹式定心夹紧机构,弹簧夹头的结构如下：,1-夹爪；2-簧瓣；3-导向部分,锥度对定心夹紧性能影响很大，一般外圆定心夹紧的弹簧夹头，其锥角取为30。与夹头配合的锥套锥角则为29或31(视其锥角倾斜方向而定)。对于弹簧涨胎，为了增加夹紧刚性和夹紧力，其锥角可取为15，此数位已接近斜面的自锁角，因此设计时必须设置松开工件的机构。,（2）膜片卡盘,（3）蝶形簧片弹性心轴,图3.38波纹套定心心轴1螺母；2波纹套；3垫圈；4工件；5支承圈,(4)波纹套定心夹紧机构,图3.39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,(5)液性塑料定心夹紧机构,这种夹具主要用于工件以内孔或外圆定位并要求达到较高的定心精度的情况。,6、联动夹紧机构,联动夹紧机构：利用一个原始作用力实现单件或多件的多点、多向同时夹紧的机构。联动夹紧机构的主要形式1平行夹紧2对向夹紧和复合夹紧3依次连续夹紧特点：夹紧机构要具有足够的浮动环节,图3.23单件同向联动夹紧机构,单件平行联动夹紧机构,单件对向联动夹紧机构,（）单件互垂力或斜交力联动夹紧机构,互垂力或斜交力联动夹紧机构,、多件联动夹紧机构,（）多件平行联动夹紧机构图3.26,每两个工件一般就需要用一浮动压块，工件多于两个时，浮动压块之间还需要用浮动件联接。理论上Wi=W/n,用流体介质(如液性塑料代替浮动元件实现多件夹紧。,多件连续夹紧机构,这种夹紧方法的缺点是工件定位基准的位置误差逐个积累，最后一个工件定位基准的位置误差为位置=(n-1)T因此这种夹紧方法适用于如图所示的顺着工件排列方向进行加工，这时基准位置误差与加尺寸方向成90，并不会造成定位误差。对于连续夹紧机构，理论上Wi=W，但由于摩擦的影响，实际上各工件所受到的夹紧力并不相等，距原始作用力越远夹紧力越小，故同时夹紧的工件数应有所限制。,对称式多件联动夹紧机构,复合式多件联动夹紧机构,与其它动作联动的夹紧机构,3-46C,先定位后夹紧的联动机构,（）夹紧与移动压板联动机构,如图为夹紧与锁紧辅助支承联动机构。工件定位后，辅功支承1在弹簧的作用下与工件接触，转动螺母3推动压板2，压板2在压紧工件的同时，通过锁销4将辅助支承1锁紧。,图3-46(b)夹紧与锁紧辅助支承联动机构,夹紧与辅助支承联动机构,3-4夹紧动力装置设计,气动夹紧的动力源是压缩空气。一般压缩空气由压缩空气站供应。经过管路损失之后，通到夹紧装置中的压缩空气为46个大气压。在设计计算时，通常以4个大气压来计算、较为安全。,一、气动夹紧,(一)气动传动系统的典型结构,由气源、气缸或气室、油雾器(雾化器)、减压阀、单向阀、分配阀、调速阀、压力表等元件组成。,1.雾化器由气源送来的压缩空气，先经雾化器，使雾化器中的润滑油被吸上升雾化面随之进入传动系统，以便利用油雾对传动系统中的运动部件进行充分润滑。2.减压阀将气源送来的压缩空气压力，减至气动夹紧装置所要求的工作压力(一般为0.40.6MPa)。3.单向阀主要起安全保护作用。防止气源供气中断或压力突降而使夹紧机构松开。4.分配阀控制压缩空气对气缸的进气和排气。5.调速阀调节压缩空气进入气缸的流量，以控制活塞的移动速度。6.压力表指示气缸中压缩空气的工作压力。7.气缸将压缩空气的工作压力转换为活塞的移动，由此推动夹紧机构夹紧动作。8.气动系统的工作介质空气，要进行过滤、冷凝和干燥，去掉粉尘和水分，防止防止锈蚀元件或堵塞。因各组成元件都已标准化、系列化利规格化，设计时可参阅有关资料,(二)气缸结构和夹紧作用力的计算,常用的气缸结构有两种基本形式，即：活塞式和薄膜式。,1、活塞式气缸按气缸在工作过程中的运动情况，可分为：固定式、摆动式、差动式、回转式等按气缸进气情况，又可分为：单向作用和双向作用。,如上图所示单向活塞式气缸结构活塞式气缸所产生的作用力Q可按下式计算，QApP式中Q活塞上作用力；A活塞作用面积；d活塞直径(即气缸内径)；p工作压力；传动效率，它是内运动部件的摩擦损失和漏气损失等决定，通常取0.85；P活塞压缩弹簧时所产生的阻力。,双向作用活塞式气缸,对于双作用活塞式汽缸双向作用气缸所产生的夹紧力与单向作用相同，只是没有压缩弹簧时所产生的阻力，即P0。则计算作用力公式可写成下式QAP=dP/4式中符号与单作用汽缸相同。,2,活塞式气缸的特点,其行程不受限制，可根据需要自行设计。作用力不随行程长短而变化，但气缸结构较庞大，制造成本高且滑动副问易漏气。,2、薄膜式气缸,薄膜式气缸推杆上输出的作用力Q，可按下式计算，单作用时Q=ApP(见书P103)式中Q推杆上输出的作用力；d薄膜的有效直径；d0推杆支承板直径；p气缸中的压缩空气工作压力；P弹簧阻力。,薄膜式气缸的特点,优点：结构简单维修方便，没有密封问题。缺点：行程小，作用力随行程增大而减小。,气动夹紧的特点,主要优点：1.夹紧力基本稳定（这是因为气源压力可以控制）2.夹紧动作迅速，显著提高生产率。3.操作省力大大减轻劳动强度。不足之处：1.空气是可以压缩的，因此夹紧刚性差，一般不适用于切削力很大的场合。2.压缩空气的工作压力较小，同样的条件下，气动夹紧的气缸直径将比液动夹紧的油缸直径要大，因而结构较庞大。3.车间噪声大。,二、液动夹紧,液动夹紧所采用的油缸结构和工作原理基本上与气动相同，只是工作介质不同。前者是用液压油，后者是空气。压力高(一般可达6MPa以上)，加上液体的不可压缩性，因此当产生同样大小的作用力时，油缸尺寸比气缸小得多，而且液动夹紧刚度比气动夹紧刚度大得多，工作平稳，没有气动夹紧时那种噪音，劳动条件好。但液动不如气动应用广泛，主要原因是需要单独为液压装置配置专门泵站，成本高，因此，它大多应用在本身已具有液压传动系统装置的机床设备上。,气液增压夹紧,如图所示气一液增压夹紧工作原理,活塞1上受到的总压力为p0压缩空气的压强（MPa）；D1活塞1的直径（cm）柱塞2上所受的压强p1(略去弹簧力)为p1活塞2所受的压强（MPa）；d1活塞2的直径。由于D1d1，故p1p0，起到了增压的作用,活塞2上的作用力,这种装置的主要缺点是活塞杆的行程不能大。,气液增压装置,气液增压装置操作原理图,气液增压装置操作原理图1-高压夹紧；2-低压预夹紧；3-松开4-夹紧油缸；5-气液增压装置,气液增压装置应用实例,a,b,c,四、手动机械增压装置,手动机械增压装置是以人力操纵机械液压机构而获得高压油的一种增压装置，所以又称手动泵或手动增压器。它和气。液增压装置相比，具有控制方式简单、制造容易以及成本低的特点，同时在机床或夹具上安装和使用也很方便。因此。这种增压装置不仅适用于成批生产，而且在小批生产中也有推广价值。对于加工时夹紧行程不大、切削时间较短的工件或需要同时夹紧多个工件(或一个工件的几个夹紧位置)，使用这种手动机械增压装置可以充分发挥它的优越性。与一般手动夹紧机构相比，它大大缩短了夹紧和松开的辅助时间，可有效地提高劳动生产率。,手动机械增压装置按压油的过程可分为：单级式和双级式；按结构特点可分为：杠杆式、螺旋式、偏心式和齿轮一齿条式,3-5夹紧装置设计实例（一）工序加工要求：可采用粗、精双轴转盘铣床,（二）定位夹紧方案,（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,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：,得：取安全系数K=2.5，则：最终，选用直