夹具加紧和机床夹具.ppt

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1、第六章第六章 机床夹具设计机床夹具设计 第三节 工件在夹具中的夹紧6.3 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（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1）改变作用力的方向）改变作用力的方向2）改变作用力的大小）改变作用力的大小3）使夹紧实现自锁）使夹紧实现自锁组成组成作用作用6.3 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1）在夹紧过程中应能保持工件定位时所获得的准确定位）在夹紧过程中应能保持工件定位时所获得的准确定位2）夹紧力的大小要适当，既要保证工件

2、在加工过程中定）夹紧力的大小要适当，既要保证工件在加工过程中定位的稳定性，又要防止因夹紧力过大损伤工件表面或使位的稳定性，又要防止因夹紧力过大损伤工件表面或使工件产生过大的夹紧变形工件产生过大的夹紧变形3）夹紧装置应操作方便、省力、安全）夹紧装置应操作方便、省力、安全4）夹紧装置的复杂程度和自动化程度应与工件的生产批）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量和生产方式相适应基本要求基本要求6.3 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：大小、方向和作用点 (

3、1)夹紧力方向的确定夹紧力方向的确定 1）夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，而不能破）夹紧力的方向应有利于工件的准确定位，而不能破坏定位坏定位应指向主定位支撑面应指向主定位支撑面 6.3 工件在夹具中的加紧工件在夹具中的加紧图夹紧力作用方向不垂直于主要定位基准面必须合理确定夹紧力的三要素：大小、方向和作用点 (1)夹紧力方向的确定夹紧力方向的确定 2）夹紧力的作用方向应与切削力方向一致，以减少所）夹紧力的作用方向应与切削力方向一致，以减少所需夹紧力需夹紧力2.2.夹紧力的确定夹紧力的确定6.3 工件在夹具中的加紧工件在夹具中的加紧必须合理确定夹紧力的三要素：大小、方向和作用点 (1)夹紧力方

4、向的确定夹紧力方向的确定 3）夹紧力的作用方向应尽量与工件刚度最大的方向一）夹紧力的作用方向应尽量与工件刚度最大的方向一致，以减少工件的变形致，以减少工件的变形2.2.夹紧力的确定夹紧力的确定6.3 工件在夹具中的加紧工件在夹具中的加紧套筒夹紧必须合理确定夹紧力的三要素：大小、方向和作用点 (2)夹紧力作用点的确定夹紧力作用点的确定 1）夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件形成的支）夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件形成的支承面内，以保证工件以获得的定位不变承面内，以保证工件以获得的定位不变2.2.夹紧力的确定夹紧力的确定6.3 工件在夹具中的加紧工件在夹具中的加紧必须合理确定夹紧力

5、的三要素：大小、方向和作用点 (2)夹紧力作用点的确定夹紧力作用点的确定 2）夹紧力应作用在刚度较好部位，以减少工件不变形）夹紧力应作用在刚度较好部位，以减少工件不变形2.2.夹紧力的确定夹紧力的确定6.3 工件在夹具中的加紧工件在夹具中的加紧措施：增大受力面积，合理布置作用点必须合理确定夹紧力的三要素：大小、方向和作用点 (2)夹紧力作用点的确定夹紧力作用点的确定 2）夹紧力应作用在刚度较好部位，以减少工件不变形）夹紧力应作用在刚度较好部位，以减少工件不变形2.2.夹紧力的确定夹紧力的确定6.3 工件在夹具中的加紧工件在夹具中的加紧必须合理确定夹紧力的三要素：大小、方向和作用点 (2)夹紧力

6、作用点的确定夹紧力作用点的确定 3）夹紧力作用点应尽可能靠近加工表面，以减少切削力）夹紧力作用点应尽可能靠近加工表面，以减少切削力对工件的翻转力矩对工件的翻转力矩2.2.夹紧力的确定夹紧力的确定6.3 工件在夹具中的加紧工件在夹具中的加紧必须合理确定夹紧力的三要素：大小、方向和作用点 (3)夹紧力大小的估算夹紧力大小的估算2.2.夹紧力的确定夹紧力的确定6.3 工件在夹具中的加紧工件在夹具中的加紧 理论上，夹紧力应与作用在工件上的其他力（力矩）理论上，夹紧力应与作用在工件上的其他力（力矩）相平衡；而实际上，夹紧力的大小还需用估算法、类比法相平衡；而实际上，夹紧力的大小还需用估算法、类比法和试验

7、法确定所需要的夹紧力和试验法确定所需要的夹紧力图6-39楔块夹紧动画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6.3 工件在夹具中的加紧工件在夹具中的加紧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6.3 工件在夹具中的加紧工件在夹具中的加紧6.3 工件在夹具中的加紧工件在夹具中的加紧以斜楔为研究对象，夹紧时根据静力平衡原理，有 FQ=F1+FRX F1=FJ tan1 FRX=FJ tan(2)FJ=FQ/tan1tan(2)设1=2=，当10，可用下式近似计算FJ=FQ/(tan2)夹紧力FQ去除，斜楔受到F1、FRX作用，要能自锁，必须满足下式

8、F1 FRX F1=FJ tan1 FRX=FJ tan(2)tan1 tan(2)即 1 (2)或 1 2一般1=2=57，故当1014时自锁，一般取=686.3 工件在夹具中的加紧工件在夹具中的加紧6.3 工件在夹具中的加紧工件在夹具中的加紧斜楔夹紧的特点斜楔夹紧的特点：1）有增力作用，扩力比 i=FJ/FQ，约等于3；2）夹紧行程小,h/s=tan，故 h 远小于 s；3）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。（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6.3 工件在夹具中的加紧工件在夹具中的加紧 1 1）圆偏心夹紧原理及其几

9、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处升角为为处升角为为0，P处升角最大。处升角最大。偏心轮及其展开图（2）偏心夹紧机构）偏心夹紧机构6.3 工件在夹具中的加紧工件在夹具中的加紧 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 12 tanp=2e/Dp 为安全起见取为安全起见取1=0 2e/D 22,取取2=0.10.15,D/e1420自锁自锁,D/e叫偏心轮的偏心特性，表示偏心轮的工作可靠性叫偏心轮的偏心特性，表示偏心轮的工作可靠性（2）

10、偏心夹紧机构）偏心夹紧机构6.3 工件在夹具中的加紧工件在夹具中的加紧2 2）圆偏心夹紧的自锁条件）圆偏心夹紧的自锁条件偏心夹紧受力分析（2）偏心夹紧机构）偏心夹紧机构6.3 工件在夹具中的加紧工件在夹具中的加紧3 3）圆偏心夹紧的夹紧力）圆偏心夹紧的夹紧力 根据斜楔夹紧原理，得P点产生的夹紧力为 QFJ P l/(tan1+tan（p2）一般取 l=(22.5)D，D/2 扩力比约为1213 M=P l=Q1 或Q1 P l/因为p很小，Q1Q1cosp=FQ 确定夹紧行程hPE需考虑如下因素：夹紧工件尺寸公差、装卸间隙、夹紧变形及磨损贮备量等hPET+间+贮偏心距e为 e=hPE/(cos

11、P cosE)若取P点左右各45圆弧作为工作段，则e=hPE/(cos 45 cos 135)=hPE/1.1414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。（2）偏心夹紧机构）偏心夹紧机构6.3 工件在夹具中的加紧工件在夹具中的加紧4 4）圆偏心的夹紧行程）圆偏心的夹紧行程（3）螺旋夹紧机构）螺旋夹紧机构6.3 工件在夹具中的加紧工件在夹具中的加紧螺旋夹紧特点：螺旋夹紧特点：1）结构简单，自锁性好，夹紧可靠；2）扩力比约为80,远比斜楔夹紧力大；3）夹紧行程不受限制；4）夹紧动作慢，辅助时间长，效率低图6-58可转位压板6.3 工件在夹具中的加紧工

12、件在夹具中的加紧（2）螺旋夹紧机构）螺旋夹紧机构（4）其它夹紧机构）其它夹紧机构1 1）螺旋压板夹紧机构）螺旋压板夹紧机构6.3 工件在夹具中的加紧工件在夹具中的加紧图6-60螺旋夹紧动画（4）其它夹紧机构）其它夹紧机构2 2）螺旋定心夹紧机构）螺旋定心夹紧机构6.3 工件在夹具中的加紧工件在夹具中的加紧（4）其它夹紧机构）其它夹紧机构2 2）螺旋定心夹紧机构）螺旋定心夹紧机构6.3 工件在夹具中的加紧工件在夹具中的加紧图联动夹紧机构1压板2螺母3工件（4）其它夹紧机构）其它夹紧机构3 3）联动夹紧机构）联动夹紧机构6.3 工件在夹具中的加紧工件在夹具中的加紧图多件夹紧机构（4）其它夹紧机构）

13、其它夹紧机构4 4）多件夹紧机构）多件夹紧机构6.3 工件在夹具中的加紧工件在夹具中的加紧气动、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（4）其它夹紧机构）其它夹紧机构5 5）夹紧动力装置）夹紧动力装置6.3 工件在夹具中的加紧工件在夹具中的加紧气动虎钳液压夹具台式钻床 只能加工小孔（一般，孔径只能加工小孔（一般，孔径12mm）钻床夹具钻床夹具6.4 常见机床夹具常见机床夹具图盖板式钻模1圆柱销2钻模套3菱形销4支承钉钻床夹具钻床夹具6.4 常见机床夹具常见机床夹具引导元件引导元件6.4 常见机床夹具常见机床夹具钻床夹具钻床夹具6.4 常见机床夹具常见机床夹具引导

14、元件引导元件钻床夹具钻床夹具6.4 常见机床夹具常见机床夹具引导元件引导元件钻床夹具钻床夹具6.4 常见机床夹具常见机床夹具图弯板式车床夹具1平衡块2防护罩3钩形压板6.4 常见机床夹具常见机床夹具车床夹具车床夹具6.4 常见机床夹具常见机床夹具车床夹具车床夹具车床夹具的设计特点：车床夹具的设计特点：（1）工件上被加工的孔或外圆的中心，必须与机床主轴回转中心重合；（2）由于车削时的速度较高，整个夹具随机床主轴一同回转，所以要求夹具结构紧凑、轮廓尺寸尽可能小、质量小，而且重心应尽可能靠近回转轴线，以减小惯性力和回转转矩。（3）高速旋转时会产生很大的离心力，且转速越高，离心力越大。所以，为了保证加

15、工质量、刀具寿命、机床精度及加工安全，必须有平衡措施消除回转中心的不平衡。（4）主轴轴端连接部分是夹具的定位基准，要求有较准确的圆柱孔或锥孔。（5）高速回转夹具应特别注意使用安全，尽可能避免带有尖角或凸出部分，加紧力要足够大且自锁可靠等。必要时，回转部分要加一外罩以保护操作者的安全。图铣斜面夹具1螺母2杠杆6.4 常见机床夹具常见机床夹具铣床夹具铣床夹具对刀装置对刀装置6.4 常见机床夹具常见机床夹具铣床夹具铣床夹具6.4 常见机床夹具常见机床夹具铣床夹具铣床夹具铣床夹具的设计特点：铣床夹具的设计特点：（1）由于铣削加工时的切削力较大，且铣刀刀齿多、切削不连续，容易产生冲击和振动，所以要求较大的加紧力，夹具刚性也要好。（2）借助对刀装置确定刀具相对夹具定位元件，次装置一般固定在夹具体上。（3）借助定位元件确定夹具在工作台的位置，在夹具体的底面装有定位键，用以确定夹具与机床工作台进给方向的相对位置。定位键与工作台T形槽相配合。（4）由于铣削加工时间短，要尽量减少辅助时间。（4）成组夹具）成组夹具（5）组合夹具）组合夹具（6）随行夹具）随行夹具图6-46b 组合夹具实例机床夹具设计步骤和方法例题机床夹具设计步骤和方法例题选择定位方法和定位元件选择定位方法和定位元件选择定位方法和定位元件选择定位方法和定位元件选择定位方法和定位元件选择定位方法和定位元件