机床夹具夹紧机构的设计学习教案

1、会计学1机床机床(jchung)夹具夹紧机构的设计夹具夹紧机构的设计第一页，共77页。一 夹紧(ji jn)机构设计应满足的要求夹紧机构的设计原则： （1）保证定位准确、可靠（不能破坏定位）；（2）工件与夹具的变形要在允许的范围内；（3）夹紧机构必须可靠；（4）操作安全、省力、方便(fngbin)，符合习惯；（5）自动化程度与生产纲领适应。 第1页/共76页第二页，共77页。（一）夹紧力的方向（结合(jih)图例说明）二 夹紧(ji jn)力的确定1、有利于工件的准确(zhnqu)定位第2页/共76页第三页，共77页。2、有利于减小工件(gngjin)变形第3页/共76页第四页，共77页。3、

2、有利于减小所需的夹紧(ji jn)力。第4页/共76页第五页，共77页。（二）夹紧力的作用点（结合图例(tl)说明）1、保证(bozhng)定位稳定可靠第5页/共76页第六页，共77页。第6页/共76页第七页，共77页。第7页/共76页第八页，共77页。2、有利于减小变形(bin xng)第8页/共76页第九页，共77页。3、有利于减小振动(zhndng)第9页/共76页第十页，共77页。4、夹紧力的反作用力不应使夹具(jij)产生影响加工精度的变形第10页/共76页第十一页，共77页。 计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成一个刚性系统以简化计算，然后根据工件受切削力、夹紧力（大工件还应考虑重力

3、，运动的工件还应考虑惯性力等），运用(ynyng)理论力学知识，计算出理论夹紧力，再乘以安全系数K，此时实际所需夹紧力数值JCJJCJFKFFFK式中实际所需的夹紧力理论计算出的夹紧力安全系数，查表得到（三）夹紧(ji jn)力大小粗加工时，K=2.53 精加工时，K=1.52第11页/共76页第十二页，共77页。第12页/共76页第十三页，共77页。（四）其它准则 定位(dngwi)的夹紧力先动作，夹紧的夹紧力后动作F FP图3.10 定位夹紧(ji jn)力先动作第13页/共76页第十四页，共77页。 夹紧元件只有在夹紧方向上移动，夹紧过程中才不致(bzh)破坏定位。第14页/共76页第十

4、五页，共77页。学习内容：一、斜楔夹紧机构(jgu)二、螺旋夹紧机构(jgu)三、偏心夹紧机构(jgu)三、 基本(jbn)夹紧机构第15页/共76页第十六页，共77页。一、斜楔夹紧(ji jn)机构1点击(din j)第16页/共76页第十七页，共77页。一、斜楔夹紧(ji jn)机构2点击(din j)第17页/共76页第十八页，共77页。一、斜楔夹紧(ji jn)机构3点击(din j)第18页/共76页第十九页，共77页。一、斜楔夹紧(ji jn)机构4点击(din j)第19页/共76页第二十页，共77页。设计斜楔夹紧机构(jgu)时，需要解决三个问题：1、保证(bozhng)斜楔自

5、锁的条件是什么？这就是合理选择斜楔升角的问题2、如何(rh)计算斜楔的夹紧力大小？3、如何将原始作用力转化为夹紧力？这实际是解决中间递力机构的增力特性和夹紧行程问题第20页/共76页第二十一页，共77页。1、斜面自锁原理(yunl)及斜楔自锁条件ff螺纹(luwn)自锁条件斜面(ximin)自锁条件第21页/共76页第二十二页，共77页。将斜面自锁条件(tiojin)推广到斜楔夹紧装置，两者的区别仅在于用斜楔夹紧时，存在两处摩擦接触面，即斜楔与工件、斜楔与夹具体。因而有两个摩擦角1 212自锁条件(tiojin)点击(din j)第22页/共76页第二十三页，共77页。自锁条件(tiojin)

6、1212arctan0.15 4311通常f=0.1 为保证自锁，手动夹紧机构(jgu)的升角一般取6 8第23页/共76页第二十四页，共77页。2、斜楔的夹紧(ji jn)力的计算第24页/共76页第二十五页，共77页。3 斜楔的扩力比与夹紧(ji jn)行程第25页/共76页第二十六页，共77页。扩力比夹紧(ji jn)力与作用力之比称为扩力比 i121tantanWQFiF12102.6i如取 6， 得到可见，在作用力不太大的情况下，斜楔的夹紧(ji jn)力是不大的（因为扩力比不大）第26页/共76页第二十七页，共77页。夹紧(ji jn)行程tantan60.10.1hshs第27页

7、/共76页第二十八页，共77页。特点：有自锁性。通常斜角=68有增力作用。增力比为i=2 5。能改变夹紧力的方向。夹紧行程小。主要(zhyo)用于机动夹紧，当机动夹紧时不需要自锁，可取=1530第28页/共76页第二十九页，共77页。二、螺旋(luxun)夹紧机构1点击(din j)第29页/共76页第三十页，共77页。二、螺旋(luxun)夹紧机构2点击(din j)第30页/共76页第三十一页，共77页。1、螺旋夹紧机构(jgu)自锁条件4标准三角螺纹的升角，自锁性能良好第31页/共76页第三十二页，共77页。2、螺旋夹紧机构(jgu)夹紧力的计算第32页/共76页第三十三页，共77页。第

8、33页/共76页第三十四页，共77页。3 螺旋(luxun)夹紧机构的扩力比与夹紧行程第34页/共76页第三十五页，共77页。扩力比128 3062若使用力臂L=14d 的标准扳手或手柄取 3， ，212tantan2QJF LFdr30220014011091753JQJQJQrFFrFFDrFFDD 03当时当d 时3D当时第35页/共76页第三十六页，共77页。夹紧(ji jn)行程夹紧行程无限制(xinzh)，但时间较长第36页/共76页第三十七页，共77页。为了克服螺旋夹紧(ji jn)时费时的缺点，可以使用各种快速接近或快速撤离工件的快速装夹结构快速装夹结构1-钩形垫圈(din q

9、un)夹紧点击(din j)第37页/共76页第三十八页，共77页。快速装夹结构(jigu)2-活节螺栓夹紧机构点击(din j)第38页/共76页第三十九页，共77页。快速(kui s)装夹结构3开口垫圈点击(din j)第39页/共76页第四十页，共77页。快速(kui s)装夹结构4-快卸螺杆机构点击(din j)第40页/共76页第四十一页，共77页。快速(kui s)装夹结构5-旋转快换点击(din j)第41页/共76页第四十二页，共77页。2 典型螺旋压板(y bn)夹紧机构特点：1 增大夹紧行程(xngchng)2 比较费力第42页/共76页第四十三页，共77页。2典型螺旋压板

10、(y bn)夹紧机构1 改变夹紧(ji jn)作用方向2 夹紧(ji jn)力大于或等于作用力第43页/共76页第四十四页，共77页。2典型(dinxng)螺旋压板夹紧机构1 夹紧(ji jn)行程小2 比较省力第44页/共76页第四十五页，共77页。3 特殊结构(jigu)的螺旋压板机构自动(zdng)回转钩形压板点击(din j)第45页/共76页第四十六页，共77页。2. 螺旋夹紧(ji jn)机构：特点：自锁性好，可靠性高。增力比大。i=65140广泛(gungfn)用于手动夹紧中，通常使用快速装夹结构提高工件安装速度。结构简单，应用广泛(gungfn)。第46页/共76页第四十七页，

11、共77页。三、偏心(pinxn)夹紧机构1点击(din j)第47页/共76页第四十八页，共77页。三、偏心夹紧(ji jn)机构2点击(din j)第48页/共76页第四十九页，共77页。三、偏心夹紧(ji jn)机构3点击(din j)第49页/共76页第五十页，共77页。三、偏心(pinxn)夹紧机构4点击(din j)第50页/共76页第五十一页，共77页。 偏心夹紧原理 偏心夹紧实质(shzh)是一种斜楔夹紧，但各点升角不等， a、c处 升角为为0， P处升角最大。第51页/共76页第五十二页，共77页。自锁条件(tiojin)：D/ e 14201、偏心(pinxn)夹紧机构自锁条

12、件第52页/共76页第五十三页，共77页。圆偏心在任一夹紧位置等效于一直线楔，所以夹紧力计算与斜楔夹紧相似。又从斜楔夹紧力计算公式知，角越大，产生的夹紧力越小，所以max时，夹紧力最小：Fwmin最小夹紧力(N)；FQ 原始(yunsh)作用力(N)L 手柄至偏心的距离 (mm)； 圆偏心与工件的摩擦角()； 圆偏心与转轴的摩擦角()；D 圆偏心轮直径(mm)； 122、偏心夹紧(ji jn)机构夹紧(ji jn)力的计算12maxmintan)tan(2DLFFQW第53页/共76页第五十四页，共77页。3 偏心夹紧(ji jn)机构的扩力比与夹紧(ji jn)行程扩力比：1214夹紧(ji

13、 jn)行程SS=MBR0= (MO1+O1B)R0=(MO1+R)R0=(RR0) e sinS= e (1sin) 第54页/共76页第五十五页，共77页。有效工作区域：一般常选下面两种工作区域： 1) =3045，为P点左右，楔角变化小，工作较稳定(wndng)，大自锁性能差； 2) =1575，楔角变化大，工作不稳定(wndng)，但夹紧时小，自锁性能好。 第55页/共76页第五十六页，共77页。特点：自锁差，一般用于切削负荷不大的场合。有增力作用。增力比为i=12 14。夹紧迅速。夹紧行程小。一般用在切削力不大且无振动(zhndng)的场合，又夹紧行程小，对夹紧尺寸要求较严。3. 偏

14、心(pinxn)夹紧机构：第56页/共76页第五十七页，共77页。学习(xux)内容：一、铰链夹紧机构二、定心夹紧机构三、联动夹紧机构四、 其他(qt)夹紧机构第57页/共76页第五十八页，共77页。一 铰链夹紧(ji jn)机构 优点：动作迅速，増力比大，易于改变力的方向。缺点：自锁性差应用(yngyng)：一般常用于气动、液压夹紧第58页/共76页第五十九页，共77页。第59页/共76页第六十页，共77页。二 定心夹紧(ji jn)机构 1 等速位移(wiy)原理第60页/共76页第六十一页，共77页。第61页/共76页第六十二页，共77页。2 均匀弹性变形(bin xng)原理第62页/

15、共76页第六十三页，共77页。三 联动夹紧(ji jn)机构 联动夹紧机构：利用(lyng)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。设计联动夹紧(ji jn)机构应注意如下几点： （1）仔细进行运动分析和受力分析，确保设计图 能够实现； （2）保证各处夹紧(ji jn)均衡，运动不干涉； （3）各压板能很好的松夹，以便装卸工作； （4）注意整个机构和传动受力环节的强度和刚度； （5）提高可靠性，降低制造成本。第63页/共76页第六十四页，共77页。（1）单件同向联动夹紧(ji jn)机构 一、单件联动夹紧(ji jn)机构第64页/共76页第六十五页，共77页。（2）单件对向联

16、动夹紧(ji jn)机构第65页/共76页第六十六页，共77页。（）单件互垂力或斜交力联动(lin dn)夹紧机构 第66页/共76页第六十七页，共77页。、多件联动夹紧(ji jn)机构 （）多件平行联动夹紧(ji jn)机构 图3.26 第67页/共76页第六十八页，共77页。第68页/共76页第六十九页，共77页。第69页/共76页第七十页，共77页。第70页/共76页第七十一页，共77页。（2）多件连续(linx)夹紧机构 图3.27 第71页/共76页第七十二页，共77页。（3）对称式多件联动(lin dn)夹紧机构 图3.28第72页/共76页第七十三页，共77页。第73页/共76页第七十四页，共77页。