工件夹紧.ppt

主讲教师主讲教师:海燕海燕2.3 工件的夹紧工件的夹紧一一.夹紧装置的组成夹紧装置的组成动动 力力 源源夹紧机构夹紧机构夹紧装置夹紧装置 对夹紧装置的要求对夹紧装置的要求夹紧可靠，确保工件在加工过程中始终保持原夹紧可靠，确保工件在加工过程中始终保持原有位置；有位置；在夹紧过程中，不能破坏工件定位时的位置；在夹紧过程中，不能破坏工件定位时的位置；不能使工件产生不允许的变化；不能使工件产生不允许的变化；核心核心：正确确定夹紧力的：正确确定夹紧力的作用点作用点、方向方向和和大小大小。二二.夹紧力的确定夹紧力的确定1.1.确定夹紧力的作用点确定夹紧力的作用点夹紧力的作用点应保证工件夹紧后定位稳定；夹紧力的作用点应保证工件夹紧后定位稳定；夹紧力作用夹紧力作用点应正对支承元点应正对支承元件或位于支承元件或位于支承元件所形成的支承件所形成的支承面内，以保证工面内，以保证工件已获得的定位件已获得的定位不变。不变。夹紧力的作用点应使被夹工件夹紧后的变形尽夹紧力的作用点应使被夹工件夹紧后的变形尽量小；量小；夹紧力的作用点应处在工件刚性较好的部位，夹紧力的作用点应处在工件刚性较好的部位，以减小工件的夹紧变形。以减小工件的夹紧变形。错错 误误 正正 确确夹紧力的作用点应使工件在加工过程中受切削夹紧力的作用点应使工件在加工过程中受切削力的影响尽量小；力的影响尽量小；夹紧力作夹紧力作用点应尽可能靠用点应尽可能靠近被加工表面，近被加工表面，必要时应在工件必要时应在工件刚度差的部位增刚度差的部位增加辅助支承并施加辅助支承并施加夹紧力，以减加夹紧力，以减少切削力的影响。少切削力的影响。用辅助支承承受夹紧力用辅助支承承受夹紧力2.2.确定夹紧力的方向确定夹紧力的方向夹紧力的方向应垂直于主要定位基准面；夹紧力的方向应垂直于主要定位基准面；夹紧力的方向应与工件刚度最大的方向一致；夹紧力的方向应与工件刚度最大的方向一致；错误错误 正确正确正确正确 错误错误夹紧力的方向应尽量与切削力、工件重力的方夹紧力的方向应尽量与切削力、工件重力的方向一致；向一致；3.3.确定夹紧力的大小确定夹紧力的大小WW 工作原理工作原理 利用斜楔的斜面移动时所产生的压力将工利用斜楔的斜面移动时所产生的压力将工件压紧。件压紧。三三.典型典型夹紧机构夹紧机构1.1.斜楔夹紧机构斜楔夹紧机构斜斜楔楔机机构构的的应应用用 夹紧力的分析计算夹紧力的分析计算此时，斜楔此时，斜楔的受力情况的受力情况如下：如下：原动力原动力 Q ；工件对斜楔的反作用力工件对斜楔的反作用力 W ；工件与斜楔间的摩擦力工件与斜楔间的摩擦力 F2 ；夹具体对斜楔的反作用力夹具体对斜楔的反作用力 R ；夹具体与斜楔之间的摩擦力夹具体与斜楔之间的摩擦力 F1 ；斜楔机构的结构特点斜楔机构的结构特点自锁性：当自锁性：当1 12 2 时，具有自锁性；时，具有自锁性；越小，自锁性越好；越小，自锁性越好；改变了夹紧力的方向；改变了夹紧力的方向；具有增力特点，能扩大原始力；具有增力特点，能扩大原始力；行程小，行程小，因此，一因此，一 般用于液般用于液 动（气动）动（气动）夹具中；夹具中；2.2.螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构 工作原理工作原理 工作原理与斜楔机构相同，相当于把斜工作原理与斜楔机构相同，相当于把斜楔绕在圆柱体上。楔绕在圆柱体上。螺旋夹紧机构的应用螺旋夹紧机构的应用 夹紧力的分析计算夹紧力的分析计算Fs原始力；原始力；L作用力臂；作用力臂；dz螺纹中径；螺纹中径；R螺杆末端与工螺杆末端与工件接触处的当量摩件接触处的当量摩擦半径；擦半径；1螺杆端部与工螺杆端部与工件的摩擦角；件的摩擦角；2螺母与螺杆的螺母与螺杆的摩擦角；摩擦角；螺纹升角；螺纹升角；R，1与与2的计算的计算 螺旋机构的结构特点螺旋机构的结构特点自锁性好：（因自锁性好：（因大大小于大大小于1 12 2），而），而越小，自锁性越好；越小，自锁性越好；增力比大，夹紧可靠；增力比大，夹紧可靠；行程不受限制，结构简单，制造方便；行程不受限制，结构简单，制造方便；夹紧动作慢，一般不用于机动夹具，常用于夹紧动作慢，一般不用于机动夹具，常用于手动夹具中；手动夹具中；3.3.圆偏心夹紧机构圆偏心夹紧机构 工作原理工作原理 偏心圆的几何偏心圆的几何中心中心O1与其回转中与其回转中心心O2不在一点，偏不在一点，偏心距为心距为e,偏心圆直径偏心圆直径D1。以。以半径半径r0Re，圆心为偏心圆的回转中心，圆心为偏心圆的回转中心可画一个圆，称为基圆。偏心圆相当于基圆与两可画一个圆，称为基圆。偏心圆相当于基圆与两个弧形楔组成。个弧形楔组成。偏心圆夹紧实际上与斜楔夹紧类似，只是弧形楔偏心圆夹紧实际上与斜楔夹紧类似，只是弧形楔的升角的升角x随工作转角随工作转角的变化而不断变化。的变化而不断变化。的的变化范围是变化范围是0180，90时，时，值最大，为值最大，为 x maxarcsin(e/R)。对于任意夹紧点对于任意夹紧点X处的升角处的升角x x，由图示关系可以，由图示关系可以求得求得xarctg（O2M/h）arctg esin（Recos）设偏心轮夹紧过设偏心轮夹紧过程中，几何中心程中，几何中心O1不动而回转中心不动而回转中心O2绕绕O1转动，则转动，则O2到到工件受压面之间的工件受压面之间的垂直距离垂直距离 h 发生变发生变化：化：hO1XO1MRecos 夹紧力的分析计算夹紧力的分析计算 在原始力在原始力F 的作用的作用下，偏心轮转动时，相下，偏心轮转动时，相当于在夹紧点当于在夹紧点P 处的斜处的斜楔施加了一个力，楔施加了一个力，所产所产生的夹紧力由斜楔夹紧生的夹紧力由斜楔夹紧力公式可求得：力公式可求得：F原动力；原动力；W夹紧力；夹紧力；L手柄长度；手柄长度；1偏心轮与工件（或压板）间的摩擦角；偏心轮与工件（或压板）间的摩擦角；2偏心轮与转轴间的摩擦角；偏心轮与转轴间的摩擦角；r偏心轮转动中心至夹紧点间的距离；偏心轮转动中心至夹紧点间的距离；圆偏心机构的结构特点圆偏心机构的结构特点结构简单，操作方便；结构简单，操作方便；行程小，夹紧迅速；行程小，夹紧迅速；增力比不大（一般约为增力比不大（一般约为1010）；）；自锁性不稳定，自锁条件为：自锁性不稳定，自锁条件为：x x max max1 12 2；一般用于切削负荷小，无振动的场合；一般用于切削负荷小，无振动的场合；圆偏心机构的应用圆偏心机构的应用4.4.定心夹紧机构定心夹紧机构 定心夹紧机构是对工件的定心定位与夹紧定心夹紧机构是对工件的定心定位与夹紧同时进行的一种夹紧机构。这种机构在夹紧过同时进行的一种夹紧机构。这种机构在夹紧过程中能使工件的某一轴线或对称面位于夹具中程中能使工件的某一轴线或对称面位于夹具中的指定位置，即完成夹紧工件的同时，工件也的指定位置，即完成夹紧工件的同时，工件也实现了定心定位。实现了定心定位。工作原理工作原理定位定位夹紧元件以等速移动来实现定心夹紧夹紧元件以等速移动来实现定心夹紧（a a）螺旋）螺旋式定心夹式定心夹紧机构紧机构（b b）偏心）偏心式式定心夹定心夹紧机构紧机构（c c）斜楔）斜楔式定心夹式定心夹紧机构紧机构定位定位夹紧元件靠弹性变形来实现定心夹紧夹紧元件靠弹性变形来实现定心夹紧 上图为弹簧夹头和弹性心轴，图上图为弹簧夹头和弹性心轴，图（a）对工对工件的外圆进行定心夹紧，图件的外圆进行定心夹紧，图（b）对工件的内孔对工件的内孔进行定心夹紧。图中弹簧套筒进行定心夹紧。图中弹簧套筒2 是定心和夹紧元是定心和夹紧元件，带锥面一端开有三条或四条轴向槽，通过锥件，带锥面一端开有三条或四条轴向槽，通过锥面的作用使其产生弹性变形，对工件面的作用使其产生弹性变形，对工件5 进行定心进行定心夹紧。夹紧。