工件的夹紧与夹具设计.ppt
工件的夹紧与夹具设计工件的夹紧与夹具设计机械制造技术机械制造技术工件在夹具中的加紧工件在夹具中的加紧1.1.夹紧装置的组成及基本要求夹紧装置的组成及基本要求组成（1）力源装置力源装置（2）中间传力机构中间传力机构（3）夹紧元件夹紧元件作用1 1）改变作用力的方向；）改变作用力的方向；2 2）改变作用力的大小；）改变作用力的大小；3 3）使夹紧实现自锁。）使夹紧实现自锁。1 1）夹紧时不破坏工件定位后的正确位置；）夹紧时不破坏工件定位后的正确位置；稳稳2 2）夹紧力大小要适当；）夹紧力大小要适当；牢牢3 3）夹紧动作要迅速、可靠；）夹紧动作要迅速、可靠；快快4 4）结构紧凑，易于制造与维修。）结构紧凑，易于制造与维修。基基本本要要求求2.2.夹紧力的确定夹紧力的确定必须合理确定夹紧力的三要素：必须合理确定夹紧力的三要素：大小、方向和作用点大小、方向和作用点 (1)(1)夹紧力方向的确定夹紧力方向的确定 1 1）主要夹紧力方向应垂直于主要定位面）主要夹紧力方向应垂直于主要定位面 2 2）夹紧力的作用方向应使所需夹紧力最小）夹紧力的作用方向应使所需夹紧力最小 3 3）夹紧力的作用方向应使工件变形尽可能小）夹紧力的作用方向应使工件变形尽可能小 ()夹紧力作用点的确定夹紧力作用点的确定 1 1）夹紧力应作用在刚度较好部位）夹紧力应作用在刚度较好部位 2 2）夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件）夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件 形成的形成的支承面内支承面内3 3）夹紧力作用点应尽可能靠近加工表面）夹紧力作用点应尽可能靠近加工表面 ()夹紧力大小的估算夹紧力大小的估算 夹紧力的大小根据切削力、工件重力的夹紧力的大小根据切削力、工件重力的大小、方向和相互位置关系具体计算，并大小、方向和相互位置关系具体计算，并乘以安全系数乘以安全系数K，一般精一般精加工加工K=1.52 2，粗加工粗加工K=2 2.53。3.3.常用夹紧机构常用夹紧机构（1）斜楔夹紧机构）斜楔夹紧机构以斜楔为研究对象，夹紧时以斜楔为研究对象，夹紧时根据静力平衡原理，有根据静力平衡原理，有 FQ=F1+FRX F1=FJ tan1 FRX=FJ tan(2)FJ=FQ/tan1tan(2)设设1=2=，当当10，可用下式近似计算可用下式近似计算FJ=FQ/(tan2)夹紧力夹紧力FQ去除，斜楔受到去除，斜楔受到F1、FRX作用，要能自锁，必须满作用，要能自锁，必须满足下式足下式 F1 FRX F1=FJ tan1 FRX=FJ tan(2)tan1 tan(2)即即 1 (2)或或 1 2一般一般1=2=57，故当故当1014时时自锁，自锁，一般取一般取=68 斜楔夹紧的特点：斜楔夹紧的特点：1 1）有增力作用，扩力比）有增力作用，扩力比 i=FJ/FQ，约等于约等于3 3；2 2）夹紧行程小）夹紧行程小,h/s=tan，故故 h 远小于远小于 s；3 3）结构简单，但操作不方便。结构简单，但操作不方便。主要用于机动夹紧，且毛坯质量较高的场合。主要用于机动夹紧，且毛坯质量较高的场合。（2）偏心夹紧机构）偏心夹紧机构常见的偏心轮常见的偏心轮压板夹紧机构压板夹紧机构 1 1）圆偏心夹紧原理及其几何特性）圆偏心夹紧原理及其几何特性 偏心夹紧实质是一种斜楔夹紧，但各点升角不等，偏心夹紧实质是一种斜楔夹紧，但各点升角不等，M、N处处 升角为为升角为为0 0，P处升角最大。处升角最大。2 2）圆偏心夹紧的自锁条件）圆偏心夹紧的自锁条件 P P点夹紧时能自锁，则可保证其余各点均可自锁点夹紧时能自锁，则可保证其余各点均可自锁 自锁条件自锁条件 p 1 12 2 tanp=2e/Dtanp=2e/Dp 为安全起见取为安全起见取1 1=0=0 2e/D 2e/D 2 22 2,取取2 2=0.1=0.1 0.15,0.15,D/e14 D/e142020自锁自锁,D/e D/e叫偏心轮的偏心特性，表示偏心轮的工作叫偏心轮的偏心特性，表示偏心轮的工作 可靠性可靠性 3 3）圆偏心夹紧的夹紧力）圆偏心夹紧的夹紧力 3 3）圆偏心夹紧的夹紧力）圆偏心夹紧的夹紧力 M=P l=Q1 或或Q1 P l/因为因为p很小，很小，Q1Q1cosp=FQ 根据斜楔夹紧原理，得根据斜楔夹紧原理，得P P点产生的夹紧力为点产生的夹紧力为QFJ P l/(tan(tan1 1+tan+tan（p p2 2）一般取一般取 l=(22.5)D，D/2 扩力比约为扩力比约为12121313 4 4）圆偏心的夹紧行程）圆偏心的夹紧行程 确定夹紧行程确定夹紧行程hPE需考虑如下因素：需考虑如下因素：夹紧工件尺寸公差、装卸间隙、夹紧变形及夹紧工件尺寸公差、装卸间隙、夹紧变形及磨损贮备量等磨损贮备量等 hPET+间间+贮贮偏心距偏心距e为为 e=hPE/(cosP-cosE)若取若取P P点左右各点左右各4545圆弧作为工作段，则圆弧作为工作段，则 e=hPE/(cos 4545-cos 135 5)=hPE/1.1414 圆偏心轮夹紧力小，行程小，自锁性不太好，用于圆偏心轮夹紧力小，行程小，自锁性不太好，用于 切削力小，无振动，工件尺寸公差不大的场合。切削力小，无振动，工件尺寸公差不大的场合。（3）螺旋夹紧机构）螺旋夹紧机构螺旋夹紧特点：螺旋夹紧特点：1 1）结构简单，自锁性好，夹紧可靠；）结构简单，自锁性好，夹紧可靠；2 2）扩力比约为扩力比约为80,80,远比斜楔夹紧力大；远比斜楔夹紧力大；3 3）夹紧行程不受限制；）夹紧行程不受限制；4 4）夹紧动作慢，辅助时间长，效率低）夹紧动作慢，辅助时间长，效率低（4）其它夹紧机构）其它夹紧机构1）螺旋压板夹紧机构）螺旋压板夹紧机构2）螺旋定心夹紧机构）螺旋定心夹紧机构3）联动夹紧机构）联动夹紧机构4）多件夹紧机构）多件夹紧机构（5）夹紧动力装置）夹紧动力装置气动、液压、电磁、真空等气动、液压、电磁、真空等气气液压组合夹紧液压组合夹紧 四、夹具的连接元件、对刀装置和引导元件四、夹具的连接元件、对刀装置和引导元件1.1.连接元件连接元件2.2.对刀装置对刀装置3.3.引导元件引导元件常见机床夹具常见机床夹具（1）钻床夹具）钻床夹具（2）铣床夹具）铣床夹具（3）车床夹具）车床夹具（4）成组夹具）成组夹具（5）组合夹具）组合夹具（6）随行夹具）随行夹具 一、概一、概 述述机床夹具机床夹具在在机床上用于装夹工件或机床上用于装夹工件或引导刀具的装置。引导刀具的装置。1.1.夹具的组成夹具的组成（1 1）定位元件）定位元件（2 2）夹紧元件）夹紧元件（3 3）导向元件）导向元件（钻套、对刀块）（钻套、对刀块）（4 4）夹具体）夹具体 此外有连接元件、分度此外有连接元件、分度 机构、操作元件等机构、操作元件等
