智能制造工艺基础课件：常见的夹紧机构

智能制造工

艺智能机床夹具知识点(参考教材)5.1

夹具的作用与分类5.2

夹具的定位原理及典型定位原件5.3

常见的夹紧机构5.4

复杂夹具的智能设计2024/12/9

2智能机床夹具知识点(参考教材)5.1

夹具的作用与分类5.2

夹具的定位原理及典型定位原件5.3

常见的夹紧机构5.3.1

夹紧装置的组成和基本要求5.3.2

确定夹紧力三要素的原则5.3.3

典型夹紧机构5.3.4

典型精密夹具及夹持技术示例5.4

复杂夹具的智能设计2024/12/9

3智能机床夹具(1)

夹紧装置的组成•中间传动机构•力源装置•夹紧元件5.3.1夹紧装置的组成和基本要求2024/12/9

45.3.1夹紧装置的组成和基本要求(1)

夹紧装置的组成2024/12/955.3.1夹紧装置的组成和基本要求(1)

夹紧装置的组成2024/12/9

6(2)

夹紧装置的基本要求必须保持工件定位时所获得的正确位置夹紧可靠和适当,夹紧机构一般有自锁作用操作方便、省力、安全不允许工件产生不适当的变形和表面损伤结构简单、紧凑，并尽可能采用标准化元件夹紧装置的复杂程度和自动化程度应与工件的生产批量和生产方式相适应5.3.1夹紧装置的组成和基本要求2024/12/97夹紧力包括力的大小、方向和作用点三个要素。(1)

夹紧力作用点的选择作用点的选择:指在夹紧力作用方向已定的情况下，确定夹紧元件与工件接触点的位置和接触点的数目。

夹紧力作用点应:

正对支承元件或位于支承元件所形成的支承面内。

应处在工件刚性较好的部位。

应尽可能靠近被加工表面。5.3.2确定夹紧力三要素的原则2024/12/9

8(2)

夹紧力作用方向的选择

应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位。为此一般要求主要夹紧力应垂直指向主要定位面。

应尽量与工件刚度最大的方向相一致，以减小工件变形。

应尽可能与切削力、工件重力方向一致，以减小所需夹紧力。5.3.2确定夹紧力三要素的原则2024/12/9

9(3)夹紧力大小的估算

在夹紧力方向和作用点位置确定以后，还需合理地确定夹紧力的大小。夹紧力过大,会造成

工件或夹具不应有的变形或表面损伤夹紧力不足，会使工件在切削过程中

产生位移并容易引起振动；5.3.2确定夹紧力三要素的原则2024/12/9

10(3)夹紧力大小的估算

夹紧力的大小计算

可根据作用在工件上的各种力如切削力、工件重力来具体计算，确定保持工件平衡所需的最小夹紧力。

为安全起见将此最小夹紧力乘以一适当的安全系数K。因此夹具设计时，其夹紧力一般比理论值大2~3倍。5.3.2确定夹紧力三要素的原则2024/12/9

11(3)夹紧力大小的估算-举例

图示为在车床上用三爪自定心卡盘安装工件加工外圆表面的情况。加工部位的直径为d，定位和夹紧部分的直径为d0。

取工件为分离体，忽略次要因素，只考虑主切削力所产生的力矩与卡爪夹紧力Fj所产生的摩擦力矩相平衡，可列出如下关系式:

Fc

·d/2=3Fjmin

·µ·d0

/2

Fjmin=

Fc

·

d/(

3

µ

·

d0

)

Fj

=

k

5.3.2确定夹紧力三要素的原则2024/12/9

12车削时夹紧力的估算0dd5.3.2确定夹紧力三要素的原则(3)夹紧力大小的估算-举例2024/12/9

13典型夹紧机构有以下几种类型：

斜楔夹紧机构

螺旋夹紧机构

偏心夹紧机构

定心夹紧机构2024/12/9

14典型夹紧机构5.3.32024/12/9

15典型夹紧机构螺旋夹紧机构5.3.3偏心轮夹紧机构2024/12/9

16典型夹紧机构5.3.3

斜楔夹紧机构α

≤ϕ1

+ϕ2

α取5

~

7

O

螺旋夹紧机构ψ

<

φ

ψ

+

φ≤

6O

偏心轮夹紧机构D

=

14

~

20典型夹紧机构自锁条件2024/12/9

17典型夹紧机构5.3.3e5.3.4典型精密夹具及夹持技术示例(1)

刀柄2024/12/9182)

液压心轴5.3.4典型精密夹具及夹持技术示例(2024/12/9195.3.4典型精密夹具及夹持技术示例(3)

虎钳2024/12/9