《机床夹具设计》(4)PT课件

《机床夹具设计》课件第四部分工件的夹紧2023/4/5夹具设计教学课件4.1夹紧装置的组成4.2

夹紧装置的基本要求4.3

夹紧力确定的基本原则4.4减小夹紧变形的方法4.5基本夹紧机构2023/4/5夹具设计教学课件4.1夹紧装置的组成1、动力装置根据夹紧装置的动力源大致可分为两种：手动夹紧机构、气（液、电、磁）动夹紧机构。2023/4/5夹具设计教学课件手动夹紧机构4.1夹紧装置的组成2023/4/5夹具设计教学课件气动夹紧机构4.1夹紧装置的组成2023/4/5夹具设计教学课件电磁夹紧机构4.1夹紧装置的组成2023/4/5夹具设计教学课件2、夹紧部分接受和传递原始作用力使之变为夹紧力并执行夹紧任务的部分，一般由下列机构组成：（1）接受原始作用力的机构。（2）中间传力机构。（3）夹紧元件。4.1夹紧装置的组成2023/4/5夹具设计教学课件夹紧装置的组成4.1夹紧装置的组成2023/4/5夹具设计教学课件4.2夹紧装置的基本要求1、使用过程中不能破坏工件定位时获得的正确位置；2、紧力的大小适当。3、使用性好（动作迅速、操作方便、省力安全）。4、工艺性好（结构简单、易于制造）。

2023/4/5夹具设计教学课件4.3确定夹紧力的基本原则（1）夹紧力的方向应有助于定位稳定，且主夹紧力应朝向主要定位基面。

1、夹紧力的方向2023/4/5夹具设计教学课件夹紧力应指向主要定位基面a)工序简图；b)、c)错误；d)正确4.3确定夹紧力的基本原则2023/4/5夹具设计教学课件（2）夹紧力的方向应有利于减小夹紧力。

夹紧力方向与夹紧力大小的关系4.3确定夹紧力的基本原则2023/4/5夹具设计教学课件4.3确定夹紧力的基本原则2023/4/5夹具设计教学课件（3）夹紧力的方向应是工件刚度较高的方向（使工件的变形尽可能小）。4.3确定夹紧力的基本原则2023/4/5夹具设计教学课件2、夹紧力的作用点（1）夹紧力的作用点应靠近定位元件的几何中心或落在定位元件的支承范围内。4.3确定夹紧力的基本原则2023/4/5夹具设计教学课件（2）夹紧力的作用点应选在工件刚度较高的部位。4.3确定夹紧力的基本原则2023/4/5夹具设计教学课件（3）夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。4.3确定夹紧力的基本原则2023/4/5夹具设计教学课件4.3确定夹紧力的基本原则2023/4/5夹具设计教学课件3、夹紧力的大小理论上，夹紧力的大小应与作用在工件上的其它力（力矩）相平衡；而实际上，夹紧力的大小还与工艺系统的刚度、夹紧机构的传递效率等因素有关，计算是很复杂的。因此，实际设计中常采用估算法、类比法和试验法确定所需的夹紧力。4.3确定夹紧力的基本原则2023/4/5夹具设计教学课件估算法——将夹具和工件看成一个刚体，根据工件受力情况，按静力平衡原理计算出理论夹紧力，最后再乘以安全系数作为实际所需夹紧力。4.3确定夹紧力的基本原则2023/4/5夹具设计教学课件4.4减小夹紧变形的方法2023/4/5夹具设计教学课件1、合理确定夹紧力的方向、作用点和大小。4.4减小夹紧变形的方法2023/4/5夹具设计教学课件2、在可能条件下采用机动夹紧，并使各接触面上所受的单位压力相等。

4.4减小夹紧变形的方法2023/4/5夹具设计教学课件3、提高工件和夹具元件的装夹刚度。（1）对于刚度差的工件，采用浮动夹具装置或增设辅助支承。

4.4减小夹紧变形的方法2023/4/5夹具设计教学课件（2）注意减小或防止夹具元件变形对加工精度的影响。4.4减小夹紧变形的方法2023/4/5夹具设计教学课件4.5基本夹紧机构（一）斜楔夹紧机构

采用斜楔作为传力元件或夹紧元件的夹紧机构称为斜楔夹紧机构。

2023/4/5夹具设计教学课件1、夹紧力计算

2、增力比计算

3、行程比

4、自锁条件

5、升角α的选择

6、结构特点

7、适用范围斜楔夹紧机构4.5基本夹进机构（一）斜楔夹紧机构2023/4/5夹具设计教学课件1、夹紧力计算4.5基本夹进机构（一）斜楔夹紧机构2023/4/5夹具设计教学课件2、增力比计算斜楔的夹紧力与原始作用力之比称为增力比，即：

在不考虑摩擦影响时，理想增力比为：

4.5基本夹进机构（一）斜楔夹紧机构2023/4/5夹具设计教学课件3、行程比工件所要求的夹紧行程h与斜楔相应移动的距离s之比称为行程比is。4.5基本夹进机构（一）斜楔夹紧机构2023/4/5夹具设计教学课件4、自锁条件4.5基本夹进机构（一）斜楔夹紧机构2023/4/5夹具设计教学课件5、升角α的选择根据自锁条件和对增力比与夹紧行程的综合考虑。手动夹紧时：一般取α＝6°～8°；自锁的机动夹紧：取α≤12°，不需要自锁的机动夹紧（用气压或液压装置驱动的斜楔），取α＝15°～35°。4.5基本夹进机构（一）斜楔夹紧机构2023/4/5夹具设计教学课件双斜面斜楔夹紧机构4.5基本夹进机构（一）斜楔夹紧机构2023/4/5夹具设计教学课件6、结构特点（1）斜楔具有自锁性；（2）斜楔能改变夹紧作用力的方向；（3）斜楔具有扩力作用；（4）斜楔的夹紧行程很小；（5）斜楔夹紧效率低。7、适用范围（1）毛坯质量较高；（2）机动夹紧装置。4.5基本夹进机构（一）斜楔夹紧机构2023/4/5夹具设计教学课件（二）螺旋夹紧机构2、典型结构形式（1）简单螺旋夹紧机构；（2）螺旋压板夹紧机构。

1、定义

采用螺杆作中间传力元件的夹紧机构统称为螺旋夹紧机构。螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把斜楔绕在圆柱体上，因此它的夹紧作用原理与斜楔是一样的。2023/4/5夹具设计教学课件（1）简单螺旋夹紧机构4.5基本夹进机构（二）螺旋夹紧机构2023/4/5夹具设计教学课件摆动压块4.5基本夹进机构（二）螺旋夹紧机构2023/4/5夹具设计教学课件（2）螺旋压板夹紧机构4.5基本夹进机构（二）螺旋夹紧机构2023/4/5夹具设计教学课件

压紧件压紧件主要用于将工件压紧在夹具体上，以保证工件定位后的正确位置，并使工件在切削力的作用下位置保持不变。压紧件的类型较多，用途广泛，适当使用可以改善夹具的压紧结构，提高效率。4.5基本夹紧机构（二）螺旋夹紧机构2023/4/5夹具设计教学课件紧固件紧固件在夹具系统中所占的比例较大，数量约占一半以上，主要用于连接夹具系统中的各类元件及紧固被加工工件。4.5基本夹紧机构（二）螺旋夹紧机构2023/4/5夹具设计教学课件工件的夹紧4.5基本夹紧机构（二）螺旋夹紧机构2023/4/5夹具设计教学课件3、结构特点（1）结构简单；（2）扩力比大；（3）自锁性能好；（4）行程不受限制；（5）夹紧动作慢。4、适用范围手动夹具上用得最多的一种夹紧机构。4.5基本夹紧机构（二）螺旋夹紧机构2023/4/5夹具设计教学课件5、快速装卸机构4.5基本夹紧机构（二）螺旋夹紧机构2023/4/5夹具设计教学课件（三）偏心夹紧机构2、偏心件形式（1）圆偏心；（2）曲线偏心。1、定义

用偏心件直接或间接夹紧工件的机构为偏心夹紧机构。2023/4/5夹具设计教学课件圆偏心夹紧机构4.5基本夹进机构（三）偏心夹紧机构2023/4/5夹具设计教学课件3、圆偏心轮的工作特性4.5基本夹进机构（三）偏心夹紧机构2023/4/5夹具设计教学课件（1）圆偏心轮的升角式中，e—偏心距；θ—偏心轮回转角度（°）；

D—偏心轮直径，4.5基本夹进机构（三）偏心夹紧机构2023/4/5夹具设计教学课件（2）圆偏心轮的工作段圆偏心轮工作时，主要要考虑有效夹紧力的变化值大小、有效夹紧行程大小和可靠自锁几个基本条件，而自锁是由偏心轮的结构条件来决定。所以，在有限的夹紧转角范围内要得到尽可能大的夹紧行程，往往成为圆偏心轮工作曲线段选择的主要原则。4.5基本夹进机构（三）偏心夹紧机构2023/4/5夹具设计教学课件

0°~45°曲线段90°~180°曲线段45°~135°曲线段曲线升程很小，夹紧行程有限，一般不采用。曲线前半段升程迅速增大，有利于快速趋近工件；后半段楔升角逐渐减小，曲线平缓，有利于得到大而稳定的有效夹紧力，且自锁性良好。有效夹紧行程较大，适合于夹紧方向尺寸误差较大的工件的夹紧。4.5基本夹进机构（三）偏心夹紧机构2023/4/5夹具设计教学课件（3）圆偏心轮的自锁条件4.5基本夹进机构（三）偏心夹紧机构2023/4/5夹具设计教学课件（四）定心夹紧机构当工件被加工面以中心要素（轴线、中心平面等）为工序基准时，为使基准重合以减少定位误差，需采用定心夹紧机构。定心夹紧机构具有定心和夹紧两种功能，如卧式车床的三爪自定心卡盘即为最常用的典型实例。2023/4/5夹具设计教学课件定心夹紧机构按其定心作用原理有两种类型：一种是依靠传动机构使定心夹紧元件等速移动，从而实现定心夹紧，如螺旋式、杠杆式、楔式机构等；另一种是利用薄壁弹性元件受力后产生均匀的弹性变形（收缩或扩张），来实现定心夹紧，如弹簧筒夹、膜片卡盘、波纹套、液性塑料等。4.5基本夹进机构（四）定心夹紧机构2023/4/5夹具设计教学课件