第二章工件的夹紧优秀PPT.ppt

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1、第二章工件的夹紧1第一页，本课件共有60页 在机械加工过程中，工件会受到切削力、离心力、惯性力等的作用。在机械加工过程中，工件会受到切削力、离心力、惯性力等的作用。为了保证在这些外力作用下，工件仍能在夹具中保持已由定位元件所确为了保证在这些外力作用下，工件仍能在夹具中保持已由定位元件所确定的加工位置，而不致发生振动和位移，在夹具结构中必须设置一定的定的加工位置，而不致发生振动和位移，在夹具结构中必须设置一定的夹紧装置将工件可靠地夹牢。夹紧装置将工件可靠地夹牢。第一节第一节夹紧装置组成及基本要求夹紧装置组成及基本要求一、夹紧装置的组成一、夹紧装置的组成1、动力装置动力装置产生原始作用力的部分产生

2、原始作用力的部分。1）手动夹紧手动夹紧 人力。人力。2）机动夹紧机动夹紧 液、气、电、气液、气、电、气液联动。液联动。2、夹紧机构、夹紧机构中中间的递力机构。起力的传递作用的机构。间的递力机构。起力的传递作用的机构。3、夹紧元件、夹紧元件夹紧的最终执部分。机床夹具的夹紧夹紧的最终执部分。机床夹具的夹紧装置如图装置如图1-52所示：所示：第二章第二章 工件中的夹紧工件中的夹紧第二页，本课件共有60页三、工件在夹具中的加紧三、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

3、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。基基本本要要求求第三页，本课件共有60页第二节、夹紧力的确定第二节、夹紧力的确定正确确定夹紧力，主要是正确确正确确定夹紧力，主要是正确确定夹紧力的方向，作用点和大小。定夹紧力的方向，作用点和大小。(一一)夹紧力方向的确定夹紧力方向的

4、确定 1、应垂直于工件上的主要应垂直于工件上的主要 的的 定位基面。如图定位基面。如图1-531-53所所示，示，2、如需向多个夹紧点，施加、如需向多个夹紧点，施加夹紧力时，应采用一定的装置，夹紧力时，应采用一定的装置，使一力多用。如图使一力多用。如图1-541-54所所示，示，但主要的夹紧力应朝向主要的定但主要的夹紧力应朝向主要的定位基面。位基面。图图1-53图图1-54第四页，本课件共有60页图图 1-55图图 1-563、夹紧力的方向应有利于减小夹紧力。如图、夹紧力的方向应有利于减小夹紧力。如图1-55所示。所示。（二）夹紧力的作用点二）夹紧力的作用点应落在定位元件支承应落在定位元件支承

5、的范围内。的范围内。如图如图1-56所示。所示。第五页，本课件共有60页2、应、应 落在工件刚性较好的方向和部位。如图落在工件刚性较好的方向和部位。如图 1-57所示。所示。3、应靠近工件的加工表面。、应靠近工件的加工表面。如图如图 1-58所示。所示。图图 1-57图图 1-58第六页，本课件共有60页(三三)夹紧力大小的确定夹紧力大小的确定加加工工过过程程中中，工工件件受受到到切切削削力力，离离心心力力，传传动动力力和和重重力力的的影影响响。理理论论上上，夹夹紧紧力力应应于于上上述述力力(距距)的的作作用用平平衡衡。实实际际上上，夹夹紧紧力力的的大大小小还还与与工工艺艺系系统统刚刚度度，夹

6、夹紧紧机机构构的的传传递递效效率率有有关关。而而且且，切切削削力力的的大大小小在在加加工工过过程程中中是是变变化化的的，因因此此，夹夹紧紧力力的的计计算算是是一一个个很很复复杂杂的的问问题题，只只能能进进行行粗粗略略的的估估算算。如如图图 1-59所示。所示。图图 1-59第七页，本课件共有60页估算夹紧力的方法估算夹紧力的方法:在静力平衡条件下，求出理论夹紧力，再乘以安全系数在静力平衡条件下，求出理论夹紧力，再乘以安全系数K。如如FJ实实=KFJ理理通常情况下，通常情况下，K=1.52.5，当夹紧力与切削力，当夹紧力与切削力方向相反时，取方向相反时，取K=2.53。第三节、基本夹紧机构第三节

7、、基本夹紧机构夹紧机构的种类虽然很多，但其结构大都以斜楔夹紧机构，螺夹紧机构的种类虽然很多，但其结构大都以斜楔夹紧机构，螺旋夹紧机构和偏心夹紧机构为基础，这三种夹紧机构合称为基本夹旋夹紧机构和偏心夹紧机构为基础，这三种夹紧机构合称为基本夹紧机构。紧机构。(一一)斜楔夹紧机构斜楔夹紧机构1 1、几种典型的斜楔夹紧机构、几种典型的斜楔夹紧机构如图如图1-60所示。所示。第八页，本课件共有60页图图 1-60第九页，本课件共有60页2、斜楔的夹紧力斜楔的夹紧力如下图如下图1-61所示所示:FQ 加在斜楔上的外作用力。加在斜楔上的外作用力。斜楔的升角。斜楔的升角。FJ 斜楔对工件的夹紧力。斜楔对工件的

8、夹紧力。1 斜楔与工件间的摩擦角。斜楔与工件间的摩擦角。2 斜楔与夹具体之间的摩擦角。斜楔与夹具体之间的摩擦角。图图1-61第十页，本课件共有60页在在外外作作用用力力FQ存存在在时时的的斜斜楔楔受受力力情情况况，根根据据静静力力平平衡衡条条件件。F1+FRX=FQF1=FJtg1FRX=FJtg(+2)设设1=2=当当很小时很小时(100)，可用下式作近似计算可用下式作近似计算:3、斜楔自锁条件、斜楔自锁条件如图所示，外作用力如图所示，外作用力FQ去掉以后的斜楔去掉以后的斜楔受力情况。从图中看出，要自锁，必须：受力情况。从图中看出，要自锁，必须：F1FRX因因F1=FJtg1FRX=FJtg

9、(-2)第十一页，本课件共有60页代入上式，代入上式，FJtg1FJtg(-2)tg1tg(-2)由由于于1、2、都都很很小小，tg11，tg(-2)-2；上上式可简化成式可简化成:1-2或或1+2为了保证自锁可靠，手动夹紧机构一般取为了保证自锁可靠，手动夹紧机构一般取=6080。气动或液动装置驱动的斜楔则不需自锁，可取气动或液动装置驱动的斜楔则不需自锁，可取=150300。4、扩力比与夹紧行程、扩力比与夹紧行程1)扩力比扩力比夹紧力夹紧力FJ与外作用力与外作用力FQ之比称为斜楔的扩力比之比称为斜楔的扩力比i。第十二页，本课件共有60页如如取取1=2=60,=100代代入入上上式式得得:i=2

10、.6。可可见见在在FQ不不很很大的情况下，斜楔的夹紧力是不大的。大的情况下，斜楔的夹紧力是不大的。2)夹紧行程夹紧行程h=stgS 斜楔在夹紧工件过程中移动的距离。斜楔在夹紧工件过程中移动的距离。=6,h=stg6=0.1S.由由于于S受受到到斜斜楔楔长长度度的的限限制制，一一般般S较较小小，h也也较较小小。要要想想增增大大夹夹紧紧行行程程h，只只能能增增大大斜斜角角。而而太太大大，便便不不能能自锁。因此，在要求自锁，自锁。因此，在要求自锁，又要求有较大行程时，可采用又要求有较大行程时，可采用双斜面斜楔。一段斜楔双斜面斜楔。一段斜楔较大，以增大夹紧行程，另一较大，以增大夹紧行程，另一段则段则较

11、小以实现自锁。较小以实现自锁。5、能改变外作用力的方向。、能改变外作用力的方向。第十三页，本课件共有60页(二二)螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构1.几种常见的螺旋夹紧机构几种常见的螺旋夹紧机构由螺钉、螺母、垫圈、压板等元件组成的夹紧机构，由螺钉、螺母、垫圈、压板等元件组成的夹紧机构，称为螺旋夹紧机构。如图称为螺旋夹紧机构。如图1-62所示：所示：图图1-62第十四页，本课件共有60页螺螺旋旋夹夹紧紧机机构构中中的的螺螺旋旋，实实际际上上是是把把斜斜楔楔绕绕在在圆圆柱柱面面上上，旋旋转转螺螺杆杆时时，斜斜面面上上升升，从从而而对对工件进行夹紧。工件进行夹紧。2夹紧力计算夹紧力计算单螺杆夹紧时的受力单螺

12、杆夹紧时的受力分析如图分析如图1-63所示。所示。根据静力距平衡条件根据静力距平衡条件:图图1-63第十五页，本课件共有60页F2=FJtg2FRX=FJtg(+1)代入上式整理得代入上式整理得:式中式中:d0 螺纹中径；螺纹中径；螺纹升角；螺纹升角；1 螺螺纹纹处处摩摩擦擦角角；2 螺螺杆杆端端部部与与工工件件之之间间的的摩摩擦擦角角；r 螺螺杆杆端部与工件间的当量摩擦半径；如图端部与工件间的当量摩擦半径；如图1-64所示：所示：图图1-64第十六页，本课件共有60页图图1-651-为方牙螺纹副的磨擦角。为方牙螺纹副的磨擦角。对于梯形螺纹副对于梯形螺纹副对于三角形螺纹副对于三角形螺纹副3螺旋

13、钩形压板所产生的加紧力螺旋钩形压板所产生的加紧力如图如图1-65所示：所示：第十七页，本课件共有60页式中式中:H钩形压板的高度；钩形压板的高度；L压板轴线至夹紧点的距离；压板轴线至夹紧点的距离；f摩擦系数，一般取摩擦系数，一般取f=0.1-0.154、例例:夹夹紧紧装装置置，如如图图1-66所所示示，若若FQ=150N，L=150mm，螺杆为螺杆为M121.75，D=40mm，d1=10mm，l=l1=100mm,=300，各处摩擦系数，各处摩擦系数f=0.1,试计算夹紧力试计算夹紧力FJ。第十八页，本课件共有60页解解:式中式中:FJ1 斜楔对压板的作用力；斜楔对压板的作用力；P1 螺旋对

14、斜楔的推力；螺旋对斜楔的推力；1,2 分别为斜楔与夹具体、与压板的摩擦角。分别为斜楔与夹具体、与压板的摩擦角。1=2=tg-1f=tg-10.1=5042式式中中：d0 螺螺纹纹中中径径；1 螺螺母母与与螺螺钉钉的的当当量量摩摩擦擦角角；r 螺螺杆杆轴肩端部直径轴肩端部直径D处与夹具支架的当量摩擦半径。处与夹具支架的当量摩擦半径。d0=10.863mm1=tg-1(1.15f)=tg-1(1.150.1)=6034。螺纹升角螺纹升角=2056那么那么:第十九页，本课件共有60页将将P1值代入值代入FJI式，可得：式，可得：那么那么:l=l1=100则：则：FJ=FJ1=23353.78(N)5

15、、螺旋夹紧的特点、螺旋夹紧的特点1）自锁性好，）自锁性好，2）力比大，一般为）力比大，一般为65140倍，倍，3）夹紧行程不受限制，）夹紧行程不受限制，4）夹紧行程大时，操作费时，效率低，劳动强度大。）夹紧行程大时，操作费时，效率低，劳动强度大。第二十页，本课件共有60页（三）偏心夹紧机构（三）偏心夹紧机构用偏心件直接或间接夹紧工件的机构，称为偏心夹紧机构。用偏心件直接或间接夹紧工件的机构，称为偏心夹紧机构。几种常见的偏心夹紧机构，如图几种常见的偏心夹紧机构，如图1-67所示。所示。图图1-67第二十一页，本课件共有60页1：圆偏心轮的夹紧原理：圆偏心轮的夹紧原理图图1-68中，中，O1是圆偏

16、心轮的几何中心，是圆偏心轮的几何中心，R是它的几何半径。是它的几何半径。O2是偏心轮的的回是偏心轮的的回转中心，转中心，O1O2是偏心距。是偏心距。若以若以O2为圆心，为圆心，r为半径画圆，便把为半径画圆，便把偏心轮分成了三个部分。其中，虚线偏心轮分成了三个部分。其中，虚线部分是一个部分是一个“基圆盘基圆盘”，半径，半径r=R-e；另两部分是两个相同的弧另两部分是两个相同的弧形楔。当偏心轮绕回转中心形楔。当偏心轮绕回转中心O2顺时针方向转动时，相当于一个弧形顺时针方向转动时，相当于一个弧形楔逐渐楔入楔逐渐楔入“基圆盘基圆盘”与工件之间，从而夹紧工件。与工件之间，从而夹紧工件。2：圆偏心轮的夹紧

17、行程及工作段：圆偏心轮的夹紧行程及工作段如图所示，当圆偏心轮绕回转中心如图所示，当圆偏心轮绕回转中心O2转动时，设轮周上任意点转动时，设轮周上任意点x的的回转角为回转角为x，即工件夹压表面法线与即工件夹压表面法线与O1O2连线连线图图1-68第二十二页，本课件共有60页间间的夹角，回转半径为的夹角，回转半径为rx。用用x，rx为坐标轴，建立直角坐标为坐标轴，建立直角坐标系，再将轮周上各点的回转角与回转半径一一对应地记入此系，再将轮周上各点的回转角与回转半径一一对应地记入此坐标系中，便得到了圆偏心轮上弧形楔的展开图。如图坐标系中，便得到了圆偏心轮上弧形楔的展开图。如图1-69所所示：示：图图1-

18、69第二十三页，本课件共有60页上图表明，当圆偏心轮从上图表明，当圆偏心轮从0回转到回转到180时，其夹紧行程为时，其夹紧行程为2e。轮周上各点的升角轮周上各点的升角是不相等的，是不相等的，P点的升角最大，为点的升角最大，为max。过过P点分别作点分别作O1P，O2P的垂线，便可得到的垂线，便可得到P点的升角。点的升角。max=O1PO2sinmax=sinO1PO2=圆偏心轮的工作转角一般小于圆偏心轮的工作转角一般小于90，因转角太大，不仅操作费因转角太大，不仅操作费时，也不安全。工作转角范围内的那段轮周称为圆偏心轮的工时，也不安全。工作转角范围内的那段轮周称为圆偏心轮的工作段。作段。常用常

19、用工作段：工作段：1：x=45135，升角大，夹紧力小，夹紧行程大（升角大，夹紧力小，夹紧行程大（h1.4e）。）。2：x=90180，升角由大到小，夹紧力逐渐加大，升角由大到小，夹紧力逐渐加大，第二十四页，本课件共有60页但，夹紧行程较小（但，夹紧行程较小（h=e）。）。3：圆偏心轮的自锁条件：圆偏心轮的自锁条件由于圆偏心轮夹紧工件，实质上是弧形楔夹紧工件。圆偏心轮的自由于圆偏心轮夹紧工件，实质上是弧形楔夹紧工件。圆偏心轮的自锁条件，应与斜楔的自锁条件相同。即：锁条件，应与斜楔的自锁条件相同。即：max1+2式中：式中：1-圆偏心轮与工件间的摩擦角。圆偏心轮与工件间的摩擦角。2-圆偏心轮与回

20、转销间的摩擦角。由于摩擦力不大可圆偏心轮与回转销间的摩擦角。由于摩擦力不大可忽略不计。上式可简化为：忽略不计。上式可简化为：max1tgmaxtg1因因max很小，很小，tgmaxsinmax，tg1=代入上式，代入上式，sinmax而而sinmax=所以，圆偏心轮的自锁条所以，圆偏心轮的自锁条件是件是第二十五页，本课件共有60页当当=0.1时，时，4：圆偏心轮的夹紧力：圆偏心轮的夹紧力由于圆偏心轮各点的升角不同，各点的夹紧力也不相等。下图由于圆偏心轮各点的升角不同，各点的夹紧力也不相等。下图1-70为任意点为任意点x夹紧工件时圆偏心轮的受力情况。夹紧工件时圆偏心轮的受力情况。根据静力距平衡原

21、理：根据静力距平衡原理：FQL=F1r+Fjesin+F2(R-ecos)F1=FN1FJ1,F2=FJ2,可得：可得：FQL=FJ1r+FJesin+FJ2(R-ecos)设设1=220；当；当=0.15时时，14。图图1-70第二十六页，本课件共有60页FQL=FJ(R+r)+e(sin-cos)式中：式中：FJ-夹紧力，夹紧力，FQ-外作用力，外作用力，FN-回转销对偏心轮的反作用力，回转销对偏心轮的反作用力，F1-回转销对偏心轮的摩擦力，回转销对偏心轮的摩擦力，F2-工件对偏心轮的摩擦力，工件对偏心轮的摩擦力，-夹紧点夹紧点x与偏心轮的几何中心与偏心轮的几何中心O1及回转中心及回转中心

22、O2连线间的夹角。连线间的夹角。1-回转轴与偏心轮的之间的摩擦系数，回转轴与偏心轮的之间的摩擦系数，2-工件与偏心轮的之间的摩擦系数。工件与偏心轮的之间的摩擦系数。第二十七页，本课件共有60页圆偏心轮夹紧工件时，可把圆偏圆偏心轮夹紧工件时，可把圆偏心轮看成是作用在工件与转轴之心轮看成是作用在工件与转轴之间的弧形楔。如图间的弧形楔。如图1-71所示：可所示：可将力距将力距FQL转化为力距转化为力距FQrx，FQL=FQrx所以所以弧形楔上的作用力：弧形楔上的作用力：因此，与斜楔夹紧力公式相似，夹紧力：因此，与斜楔夹紧力公式相似，夹紧力：图图1-71第二十八页，本课件共有60页一般情况下，回转角一

23、般情况下，回转角P=90时，时，P=max,FJ最小，只要计算最小，只要计算出此时的夹紧力，如能满足要求，则偏心轮上其它各点的夹出此时的夹紧力，如能满足要求，则偏心轮上其它各点的夹紧力都能满足要求。紧力都能满足要求。5：圆偏心轮的设计：圆偏心轮的设计1）确定夹紧行程，圆偏心轮直接夹紧工件时：）确定夹紧行程，圆偏心轮直接夹紧工件时：h=+S1+S2+S3式中：式中：-工件夹压表面至定位面的尺寸公差；工件夹压表面至定位面的尺寸公差；第二十九页，本课件共有60页S1-装卸工件所需的间隙，一般取装卸工件所需的间隙，一般取S10.3mmS2-夹紧装置的压移量，一般取夹紧装置的压移量，一般取S2=0.3-

24、0.5mm，S3-夹紧行程储备量，一般取夹紧行程储备量，一般取S3=0.1-0.3mm。偏心轮不直接夹紧工件时：偏心轮不直接夹紧工件时：h=K（+S1+S2+S3）K-夹紧行程系数，与夹紧机构的结构有关。夹紧行程系数，与夹紧机构的结构有关。2）计算偏心距）计算偏心距x=45135，工作段时，工作段时，e=0.7h；x=90180为工作段时，为工作段时，e=h。3）按自锁条件计算）按自锁条件计算D=0.1时，时，D=20e；=0.15时，时，D=14e。6：圆偏心夹紧的特点圆偏心夹紧的特点1）夹紧动作迅速，操作简便，因此应用广泛。）夹紧动作迅速，操作简便，因此应用广泛。第三十页，本课件共有60页

25、2 2）夹紧行程小，对工件的相应尺寸精度要求高，）夹紧行程小，对工件的相应尺寸精度要求高，3 3）自锁性差，当）自锁性差，当D/eD/e1414时，自锁性就不好，一般多时，自锁性就不好，一般多用于振动不大的场合。用于振动不大的场合。4 4）具有增力作用，增力比一般为）具有增力作用，增力比一般为12141214。（四）铰链杠杆夹紧机构（四）铰链杠杆夹紧机构图图1-72第三十一页，本课件共有60页1 1：夹紧原理：夹紧原理如图如图1-721-72所示，为几种典型的铰链杠杆夹紧机构。以所示，为几种典型的铰链杠杆夹紧机构。以（a a）图为例，气缸活塞的推力，经铰链）图为例，气缸活塞的推力，经铰链a a

26、传到推杆传到推杆A A，再传到再传到铰链铰链b b，然后，由杠杆，然后，由杠杆B B把力放大（或减小）并把力放大（或减小）并改变方向施加在工件的压紧点上。改变方向施加在工件的压紧点上。2 2：夹紧力计算：夹紧力计算如图如图1-731-73所示，对一单臂铰链杠杆夹紧机构进行受所示，对一单臂铰链杠杆夹紧机构进行受力分析。分析销轴力分析。分析销轴2 2的受力情况，销轴所受的外的受力情况，销轴所受的外力有：拉杆力有：拉杆1 1的作用力的作用力Q Q，滚子的作用力，滚子的作用力F F，和铰链臂，和铰链臂的作用力的作用力N N。当上述三力处于静力平衡时，有：。当上述三力处于静力平衡时，有：第三十二页，本课

27、件共有60页图图1-73第三十三页，本课件共有60页Q-Nsin(+1)-Fsin2=0Ncos(+1)-cos2=0解得：解得：N=式中：式中：1铰链臂两端铰链的当量摩擦角。铰链臂两端铰链的当量摩擦角。第三十四页，本课件共有60页2滚子滚动当量摩擦角，滚子滚动当量摩擦角，tg铰链臂两端销轴与轴承间的摩擦系数，铰链臂两端销轴与轴承间的摩擦系数，夹紧时铰链臂的倾斜角度，夹紧时铰链臂的倾斜角度，铰链销轴处的摩擦圆半经，铰链销轴处的摩擦圆半经，图图1-73第三十五页，本课件共有60页r铰链销轴半径；铰链销轴半径；r1滚子半径；滚子半径；L-铰链臂上两铰链孔中心距。铰链臂上两铰链孔中心距。力力N又通过

28、销轴又通过销轴5作用于压板作用于压板4上，其垂直分力上，其垂直分力FJ，使压板压紧，使压板压紧工件，工件，FJ=Ncos(+1)再乘以杠杆比，即为机构的夹紧力。当杠杆比为再乘以杠杆比，即为机构的夹紧力。当杠杆比为1：1时，夹紧力为：时，夹紧力为：3：压板的夹紧总行程及气缸的工作行程：压板的夹紧总行程及气缸的工作行程由下图由下图1-74可知：可知：第三十六页，本课件共有60页h=h1+h2=L(cos2-cos1)x=L(sin1-sin2)式中：式中：h1-满足装卸工件所满足装卸工件所需的夹紧行程，一般大于需的夹紧行程，一般大于3mm，h2-考虑到有关尺寸的公差考虑到有关尺寸的公差T和系统变形

29、（取和系统变形（取0.050.15m）所需的行程。所需的行程。1-未夹紧时铰链臂的倾斜角，未夹紧时铰链臂的倾斜角，2-夹紧时铰链臂的倾斜角。夹紧时铰链臂的倾斜角。h3-最小行程储备，一般取最小行程储备，一般取h3=0.5mm，或，或2=5。4：铰链杠杆夹紧的特点：铰链杠杆夹紧的特点1）具有增力作用，增力比一般为）具有增力作用，增力比一般为1.54。图图1-74第三十七页，本课件共有60页2）改变外作用力的方向，）改变外作用力的方向，3）夹紧行程受到限制，）夹紧行程受到限制，4）一般多与气动、液压装置连接使用，铰链夹紧机构简）一般多与气动、液压装置连接使用，铰链夹紧机构简单，应用广泛。单，应用广

30、泛。例题：夹紧装置如图例题：夹紧装置如图1-75所示，已知：所示，已知：D=50mm，e=2.5mm,L=100m,l=75mm,各处摩擦系数各处摩擦系数=0.15，FQ=80N。试求：试求：1）FQ与与FJ之间的关系式之间的关系式2）计算）计算FJ解：解：1）FQ与与FJ之间的关系式之间的关系式图1-75第三十八页，本课件共有60页2）计算FJ的大小rx=D/2，=90，则第四节第四节其它夹紧机构其它夹紧机构一、定心夹紧机构一、定心夹紧机构具有定心、夹紧双重作用的机构，称为定心夹紧机构。常用具有定心、夹紧双重作用的机构，称为定心夹紧机构。常用的定心夹紧机构有以下几种：的定心夹紧机构有以下几种

31、：1：等速移动定心夹紧机构：等速移动定心夹紧机构1）虎钳式）虎钳式如图1-75所示：图图1-75第三十九页，本课件共有60页2）斜楔滑块式）斜楔滑块式如图1-76所示：3）偏心式）偏心式如图1-77所示：图图1-77图图1-76第四十页，本课件共有60页2）波纹套弹性心轴，）波纹套弹性心轴，如图1-79所示：2：均匀变形式：均匀变形式1）弹性夹头）弹性夹头如图1-78所示：图图1-79图图1-78第四十一页，本课件共有60页4）液性介质）液性介质弹性心轴弹性心轴如图1-81所示：3）碟形弹簧片弹性）碟形弹簧片弹性心轴，心轴，如图1-80所示：图图1-80图图1-81第四十二页，本课件共有60页

32、二、联动夹紧机构二、联动夹紧机构能同时多点夹紧一个工件或同时夹紧多个工件的机构，称为能同时多点夹紧一个工件或同时夹紧多个工件的机构，称为联动夹紧机构。联动夹紧机构。1：多点夹紧联动夹紧机构。：多点夹紧联动夹紧机构。如图1-82所示：2：多件联动夹紧机构：多件联动夹紧机构1）平行多件夹紧）平行多件夹紧如图1-83所示：图图1-82图图1-83第四十三页，本课件共有60页2）顺序多件夹紧）顺序多件夹紧3）对向夹紧）对向夹紧4）平行、）平行、对向夹紧对向夹紧如图1-84所示：如图1-85所示：如图1-86所示图图1-84图图1-85图图1-86第四十四页，本课件共有60页第五节第五节夹紧动力装置设计

33、夹紧动力装置设计工件装夹中所使用的高效率夹具，大多数采用机动夹紧方式，如气动、液动、电动等。其中以气动和液动夹紧动力装置应用最为普遍。一：气动夹紧一：气动夹紧气动夹紧是使用最广泛的一种机动夹紧方式，其动力来源是压缩空气，压缩空气则由压缩空气站提供，经管路损失后，通到夹紧装置中的压缩空气,为方便用一般为46个大气压。1：气压管路系统：气压管路系统如图1-102所示，气源部分：1-空气压缩机2-冷却器3-储气罐4-过滤器。第四十五页，本课件共有60页图1-102第四十六页，本课件共有60页控制部分：5-分水滤气器6-减压阀7-压力表8-油雾器9-单向阀10-配气阀。执行部分：11-压板12-气缸1

34、3-调速器14-薄膜式气缸。2：气缸结构及夹紧作用力：气缸结构及夹紧作用力1）气缸结构类型）气缸结构类型（1）活塞式）活塞式：按其工作过程中的运动情况可分为：固定按其工作过程中的运动情况可分为：固定式、摆动式、差动式和回转式；式、摆动式、差动式和回转式；按进气情况可分为：单作用式、双作用式。按进气情况可分为：单作用式、双作用式。在夹具中最常用的是固定式气缸。如图在夹具中最常用的是固定式气缸。如图1-103所示为活塞式双作所示为活塞式双作用气缸。用气缸。特点：其工作行程可根据需要自行设计，且作用力不随行程特点：其工作行程可根据需要自行设计，且作用力不随行程长短而变化，但气缸结构庞大，制造成本高，

35、长短而变化，但气缸结构庞大，制造成本高，且滑动副间易漏气。且滑动副间易漏气。第四十七页，本课件共有60页（2）薄膜式气缸薄膜式气缸如图如图1-104所示，与活塞式相比，优点是结构简单，容易制造，所示，与活塞式相比，优点是结构简单，容易制造，不需密封装置，成本较低。缺点是受薄膜变形量限制，工作不需密封装置，成本较低。缺点是受薄膜变形量限制，工作行程短，一般不超过行程短，一般不超过30-40mm；推力也小，并随着夹紧行；推力也小，并随着夹紧行程的增大而减小。程的增大而减小。图图1-103图图1-104第四十八页，本课件共有60页2）推力计算）推力计算单作用气缸：单作用气缸：式中：式中：FQ-活塞推

36、力；活塞推力；A-活塞作用面积；活塞作用面积；d活塞直径；活塞直径；po压缩空气的工作压力；压缩空气的工作压力；传动效率；由运动部件的磨擦损失和漏气损失决定。一般传动效率；由运动部件的磨擦损失和漏气损失决定。一般取取=0.85；P活塞压缩弹簧时的阻力。活塞压缩弹簧时的阻力。双作用气缸：双作用气缸：第四十九页，本课件共有60页二：液动夹紧二：液动夹紧液动夹紧所采用的油缸结构和工作原理基本与气缸相同，液动夹紧所采用的油缸结构和工作原理基本与气缸相同，只不过所使用的工作介质为液压油。由于油压比气压高的只不过所使用的工作介质为液压油。由于油压比气压高的多（一般为多（一般为6MPa以上）及液体的不可压缩

37、性，因此产生同样以上）及液体的不可压缩性，因此产生同样大小的作用力，油缸尺寸要比气缸尺寸小得多。液压夹紧的刚度大小的作用力，油缸尺寸要比气缸尺寸小得多。液压夹紧的刚度比气压夹紧的刚度大得多；工作平稳，噪音低。比气压夹紧的刚度大得多；工作平稳，噪音低。但需要专门的液压泵站，成本高，因此，多用于本身具有液压装但需要专门的液压泵站，成本高，因此，多用于本身具有液压装置的机床上。置的机床上。第五十页，本课件共有60页第六节第六节工件装夹实例分析工件装夹实例分析 如图如图1-871-87所示，在拨叉上铣槽，最后所示，在拨叉上铣槽，最后一道工序的加工要求有：槽宽一道工序的加工要求有：槽宽16H1116H1

38、1，槽深，槽深8mm8mm，槽侧面与，槽侧面与25H725H7孔轴线的垂直度孔轴线的垂直度0.08mm0.08mm，槽侧面与，槽侧面与E E面的距离为面的距离为110.2mm110.2mm，槽底面与，槽底面与B B面平行。试设计其定为装置及面平行。试设计其定为装置及手动夹紧装置。手动夹紧装置。第五十一页，本课件共有60页图1-87第五十二页，本课件共有60页一、定位方案分析一、定位方案分析1：确定要限制的自由度、选择定位基面及定位元件：确定要限制的自由度、选择定位基面及定位元件1）确定要限制的自由度）确定要限制的自由度分析工序加工要求需要限制的自由度，为保证尺寸分析工序加工要求需要限制的自由度

39、，为保证尺寸110.2mm，须限制须限制尺寸尺寸8mm须限制须限制平衡铣削力，平衡铣削力，须限制须限制为保证键槽侧面对为保证键槽侧面对25H7的垂直度，须限制的垂直度，须限制总总体分析，需完全定位。体分析，需完全定位。2）定位方案分析）定位方案分析根据加工要求需要限制的自由度，选择定位基面及定位元件，根据加工要求需要限制的自由度，选择定位基面及定位元件，确定定位方案。确定定位方案。方案方案I：以：以E面作为主要定位基面，内孔面作为主要定位基面，内孔25H7作为第二定位基作为第二定位基面，以短圆柱销配合限位；为提高工件的装夹刚度，面，以短圆柱销配合限位；为提高工件的装夹刚度，第五十三页，本课件共

40、有60页C面加一辅助面加一辅助支承。如图支承。如图1-88a)所示。所示。分析：支承板分析：支承板限制限制短圆柱销限制短圆柱销限制没有限制没有限制属于欠定位，不能满足工序加工要求，另外，键属于欠定位，不能满足工序加工要求，另外，键槽侧面垂直度的工序基准为槽侧面垂直度的工序基准为25H7孔轴线，而第一定位基准为孔轴线，而第一定位基准为E面，工序基准与定位基准不重合，不利于保证键槽侧面对面，工序基准与定位基准不重合，不利于保证键槽侧面对25H7孔轴线的垂直度要求。孔轴线的垂直度要求。方案方案以以25H7孔轴线作为第一定位基准，限位采用长圆柱销，孔轴线作为第一定位基准，限位采用长圆柱销，图图1-88

41、第五十四页，本课件共有60页第二定位基准为第二定位基准为E面，限位元件为支承钉，同样在面，限位元件为支承钉，同样在C面加一辅助支面加一辅助支承。如图承。如图1-88b)所示。所示。分析：长圆柱销限制：分析：长圆柱销限制：支承钉限制：支承钉限制：未被限制，欠定位。未被限制，欠定位。该方案符合基准重合原则，有利于该方案符合基准重合原则，有利于保证键槽侧面对保证键槽侧面对25H7孔轴线的垂直度孔轴线的垂直度要求。但不便于夹紧。由于支承钉与要求。但不便于夹紧。由于支承钉与E面的接触面积太小，夹紧时极易产生面的接触面积太小，夹紧时极易产生歪斜变形，夹紧也不可靠。歪斜变形，夹紧也不可靠。方案方案：以：以2

42、5H7孔轴线作为第一定位基准，限位采用长圆孔轴线作为第一定位基准，限位采用长圆柱销；第二定位基准为柱销；第二定位基准为E面，限位元件为支承板；面，限位元件为支承板；第五十五页，本课件共有60页第三定位基面为第三定位基面为55H12半圆孔面一侧，限位元件为一止转销。如半圆孔面一侧，限位元件为一止转销。如图图1-88c)所示。所示。分析：长圆柱销限制：分析：长圆柱销限制：支承板限制支承板限制:止转销限制：止转销限制：被重复限制，过定位。工件夹紧后会产生变形。被重复限制，过定位。工件夹紧后会产生变形。但，但，C面对面对25H7孔轴线有较高的垂直度，定位基面间有较高的位孔轴线有较高的垂直度，定位基面间

43、有较高的位置精度，工件夹紧后不会产生较大变形，能满足加工精度要求。置精度，工件夹紧后不会产生较大变形，能满足加工精度要求。工序基准与定位基准重合，有利于保证键槽侧面对工序基准与定位基准重合，有利于保证键槽侧面对25H7孔轴线孔轴线的垂直度要求。的垂直度要求。第五十六页，本课件共有60页二、计算定位误差二、计算定位误差槽宽尺寸槽宽尺寸16H11由铣刀保证，槽侧面与由铣刀保证，槽侧面与E面之间的距离尺寸面之间的距离尺寸110.2mm及槽侧面与及槽侧面与25H7孔轴线的垂直度要求孔轴线的垂直度要求0.08mm，其它要求为未注公差尺寸。其它要求为未注公差尺寸。1：尺寸尺寸110.2mm的定位误差的定位

44、误差1）尺寸）尺寸110.2mm的工序基准是的工序基准是E面，定位基准也是面，定位基准也是E面，面，基准重合。基准重合。=0。2）支承板与工件的支承板与工件的E面重合面重合,=0。3）D=0。2：槽侧面与槽侧面与25H7孔轴线的垂直度要求的孔轴线的垂直度要求的定位误差定位误差1）垂直度的）垂直度的工序基准是工序基准是25H7孔轴线，孔轴线，定位基准也是定位基准也是25H7孔轴线，孔轴线，基准重合。基准重合。=0。第五十七页，本课件共有60页2）25H7孔与长圆柱销存在配合间隙，孔与长圆柱销存在配合间隙，定位基准相对限定位基准相对限位基准可以两个方向转动。位基准可以两个方向转动。如图如图1-89

45、所示：所示：图图1-89第五十八页，本课件共有60页三、夹紧方案分析三、夹紧方案分析方案方案I：对：对E面施加夹紧力，面施加夹紧力，由于支承板距加工表面由于支承板距加工表面较远，铣槽时的切削力较远，铣槽时的切削力较大，须再增加一个距较大，须再增加一个距切槽处较近的夹紧力。切槽处较近的夹紧力。如图如图1-90（a）所示：）所示：工件该部位的刚性较工件该部位的刚性较差，夹紧变形大。差，夹紧变形大。方案方案：对：对E面和面和25H7孔端面均施加夹紧力，夹紧力均施加孔端面均施加夹紧力，夹紧力均施加在了工件刚性较好的部位，夹紧变形小，夹紧可靠。在了工件刚性较好的部位，夹紧变形小，夹紧可靠。如图如图1-90（b）所示：）所示：综合以上分析，拨叉铣槽的装夹方案如图综合以上分析，拨叉铣槽的装夹方案如图1-91所示，装夹时，先拧紧所示，装夹时，先拧紧钩形压板，再调整好辅助支承，最后插上开口垫钩形压板，再调整好辅助支承，最后插上开口垫图图1-90第五十九页，本课件共有60页圈，拧紧螺母。圈，拧紧螺母。图图1-91第六十页，本课件共有60页