机械夹紧机构.ppt

课题十四课题十四 工件的夹紧工件的夹紧【教学目的和要求】掌握夹紧力的确定方法，了解典型夹紧机构。能够合理确定夹紧方案，具备设计简单夹紧机构或装置的能力，会正确使用机床夹具。【教学内容摘要】一、夹紧装置的组成及要求二、夹紧力的确定三、典型夹紧机构四、联动夹紧机构五、定心夹紧机构【教学重点、难点】重点：夹紧力的确定【教学方法和使用教具】讲授、讨论与习题【教学时数】4 工件定位之后，在切削加工之前，必须用夹紧装置将其夹紧，以防止在工件定位之后，在切削加工之前，必须用夹紧装置将其夹紧，以防止在加工过程中由于受到切削力、重力、惯性力等的作用发生位移和振动，影加工过程中由于受到切削力、重力、惯性力等的作用发生位移和振动，影响加工质量，甚至使加工无法顺利进行。因此，夹紧装置的合理选用至关响加工质量，甚至使加工无法顺利进行。因此，夹紧装置的合理选用至关重要。重要。一、夹紧装置的组成及要求一、夹紧装置的组成及要求1.夹紧装置的组成（1）力源装置提供原始作用力的装置称为力源装置，常用的力源装置有液压装置、气动装置、电磁装置、电动装置、真空装置等。以操作者的人力为力源时，称为手动夹紧，没有专门的力源装置。（2）夹紧机构要使力源装置所产生的原始作用力或操作者的人力正确地作用到工件上，还需要有最终夹紧工件的执行元件（即夹紧元件）以及将原始作用力或操作者的人力传递给夹紧元件的中间递力机构夹紧元件和中间递力机构组成了夹紧机构。如图14-1所示的夹具，其夹紧装置就是由液压缸4（力源装置）压板1（夹紧元件）和连杆2（中间递力机构）所组成的。n如图14-1所示的夹具，其夹紧装置就是由液压缸4（力源装置）压板1（夹紧元件）和连杆2（中间递力机构）所组成的。二、夹紧力的确定二、夹紧力的确定 确定夹紧力就是确定夹紧力的大小、方向和作用点三个要素。1.夹紧力方向的确定夹紧力方向的确定（1）夹紧力方向应朝向主要定位基准面，如图14-2所示。（2）夹紧力应朝向工件刚性较好的方向，使工件变形尽可能小，如图14-3所示。（3）夹紧力方向应尽可能实现“三力”同向，以利于减小所需的夹紧力，如图14-4所示。2.夹紧力作用点的确定夹紧力作用点的确定（1）夹紧力作用点应落在定位元件上或几个定位元件所形成的支承区域内，如图14-5所示。（2）夹紧力作用点应作用在工件刚性较好的部位上，如图146所示。（3）夹紧力作用点应尽量靠近加工部位，如图14-7所示。3.3.夹紧力大小的确定夹紧力大小的确定夹紧力的大小要适当，夹紧力太小，难以夹紧工件；夹紧力太大，将增大夹紧装置的结构尺寸，且会增大工件变形，影响加工质量。夹紧力的计算可参阅有关资料。夹紧力方向应朝向主要定位基准面，夹紧力方向应朝向主要定位基准面，如图如图14-2所示所示。（2）夹紧力应朝向工件刚性较好的方向，使工件变形尽可能小，）夹紧力应朝向工件刚性较好的方向，使工件变形尽可能小，如如图图14-3所示所示。（3）夹紧力方向应尽可能实现）夹紧力方向应尽可能实现“三力三力”同向，以利于减同向，以利于减小所需的夹紧力，小所需的夹紧力，如图如图14-4 所示。所示。（1）夹紧力作用点应落在定位元件上或几个定位元件所形成的支承）夹紧力作用点应落在定位元件上或几个定位元件所形成的支承区域内，区域内，如图如图14-514-5所示所示。（2）夹紧力作用点应作用在工件刚性较好的部位上，如图146所示（3 3）夹紧力作用点应尽量靠近加工部位，）夹紧力作用点应尽量靠近加工部位，如图如图14-714-7示示。三、典型夹紧机构三、典型夹紧机构 1斜楔夹紧机构 如图14-8所示，几种斜楔夹紧机构夹紧工件的实例。2螺旋夹紧机构 如图14-9所示，几种螺旋夹紧机构夹紧工件的实例。3.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。常用的偏心件是偏心轮和偏心轴，如图 14-10所示，为偏心夹紧机构的应用实例。偏心夹紧机构的特点是结构简单、操作方便、夹 紧迅速，缺点是夹紧力和夹紧行程小，一般用于切 削力不大、振动小、没有离心力影响的加工中。如图如图14-814-8所示，所示，几种斜楔夹紧机构夹紧工件的实例。几种斜楔夹紧机构夹紧工件的实例。如图如图14-914-9所示，所示，几种螺旋夹紧机构夹紧工件的实几种螺旋夹紧机构夹紧工件的实例例常用的偏心件是偏心轮和偏心轴常用的偏心件是偏心轮和偏心轴，如图，如图14-1014-10所所示示，为偏心夹紧机构的应用实例。，为偏心夹紧机构的应用实例。四、联动夹紧机构四、联动夹紧机构 利用单一力源实现单件或多件的多点、多向同时夹紧的机构称为联动夹紧机构。联动夹紧机构便于实现多件加工，故能减少机动时间；又因集中操作，简化了操作程序，可减少动力装置数量、辅助时间和工人劳动强度等，因而能有效地提高生产率，在大批量生产中应用广泛。联动夹紧机构可分为单件联动夹紧机构和多件联动夹紧机构。1单件联动夹紧机构 这类夹紧机构其夹紧力作用点有两点、三点或多至四点，夹紧力的方向可以相同、相反、相互垂直或交叉。如图14-11a所示，两个夹紧力互相垂直，拧紧手柄可在右侧面和顶面同时夹紧工件。如图14-11b所示，为两个夹紧力方向相同，拧紧右边螺母，通过螺杆带动平衡杠杆即能使两副压板均匀地同时夹紧工件。如图如图14-11a14-11a所示所示，两个夹紧力互相垂直，拧紧手柄可在右侧面和顶，两个夹紧力互相垂直，拧紧手柄可在右侧面和顶面同时夹紧工件。面同时夹紧工件。如图如图14-11b14-11b所示所示，为两个夹紧力方向相同，拧紧，为两个夹紧力方向相同，拧紧右边螺母，通过螺杆带动平衡杠杆即能使两副压板均匀地同时夹紧右边螺母，通过螺杆带动平衡杠杆即能使两副压板均匀地同时夹紧工件。工件。2 2多件联动夹紧机构多件联动夹紧机构 多件联动夹紧机构一般有平行式多件联动夹紧机构和连续式多件联动夹紧机构。（1）平行式多件联动夹紧机构 如图14-12所示，在四个V形块上装四个工件各夹紧力方向互相平行 若采用刚性压板如图14-12a所示，则因一批工件定位直径实际尺寸不一 致，使各工件所受的夹紧力不等，甚至夹不紧工件。如果采用图14-12b 所示带有三个浮动环节的压板结构，既可同时夹紧工件，且各工件所受的夹紧力理论上相等。（2）连续式多件联动夹紧机构 如图14-13所示，为同时铣削四个工件的夹具。如图如图14-1214-12所示所示，在四个，在四个V V形块上装四个工件各夹紧力方向互相平行若采用刚形块上装四个工件各夹紧力方向互相平行若采用刚性压板性压板如图如图14-12a14-12a所示所示，则因一批工件定位直径实际尺寸不一致，使各工件，则因一批工件定位直径实际尺寸不一致，使各工件所受的夹紧力不等，甚至夹不紧工件。如果采用所受的夹紧力不等，甚至夹不紧工件。如果采用图图14-12b14-12b所示所示带有三个浮动带有三个浮动环节的压板结构，既可同时夹紧工件，且环节的压板结构，既可同时夹紧工件，且各工件所受的夹紧力理论上相等。各工件所受的夹紧力理论上相等。如图如图14-1314-13所示所示，为同时铣削四个工件的夹具。，为同时铣削四个工件的夹具。五、定心夹紧机构五、定心夹紧机构 在机械加工中，常遇到许多具有对称轴线、对称平面或对称中心的工件，这时，可采用定心夹紧机构，如三爪卡盘。由于采用定心夹紧机构时，对称轴线、对称平面或对称中心是工件的定位基准，因而可使定位基准不产生位移。如果对称轴线、对称平面或对称中心又是工件的工序基准，则定位基准与工序基准重合。定心夹紧机构具有在实现定心作用的同时并将工件夹紧的特点。而且定心夹紧机构中与工件接触的元件既是定位元件也是夹紧元件（称工作元件），各工作元件能同步趋近或离开工件，不论各工作元件处于何位置，其对称中心的位置不变。正是由于这些特点，能使工件的定位基准位置不变，从而实现定心夹紧的作用。常用的定心夹紧机构有如下两大类：常用的定心夹紧机构有如下两大类：1机械传动式定心夹紧机构 此类机构是利用机械传动装置使工作元件作等速移动来实现定心夹紧作用的。如图14-14所示，2弹性变形式定心夹紧机构（1）弹簧筒夹定心夹紧机构 如图14-15a所示为装夹工件以外圆柱面定位的弹簧 夹头；如图14-15b所示为装夹工件以内孔定位的弹簧心轴。这类机构的主要 元件是弹性筒夹，它是在一个锥形套筒上开出34条轴向槽而形成的。（2）膜片卡盘式定心夹紧机构 如图14-16所示为膜片卡盘。这一类定心夹紧机构的特点是：夹紧行程小，定心精度高，但制造较困难。如图如图14-1414-14所示所示，为虎钳式定心夹紧机构，操作螺杆，为虎钳式定心夹紧机构，操作螺杆1 1，使左、右旋，使左、右旋螺纹带动滑座上的螺纹带动滑座上的V V形架形架2 2、3 3（工作元件）作对向等速移动，便可实（工作元件）作对向等速移动，便可实现工件的定现工件的定心夹紧，反之，便可松开工件。心夹紧，反之，便可松开工件。1 1）弹簧筒夹定心夹紧机构弹簧筒夹定心夹紧机构 如图如图14-15a14-15a所示所示为装夹工件以外圆柱面定位的为装夹工件以外圆柱面定位的弹簧夹头；弹簧夹头；如图如图14-15b14-15b所示所示为装夹工件以内孔定位的弹簧心轴。这类机构的为装夹工件以内孔定位的弹簧心轴。这类机构的主要元件是弹性筒夹，它是在一个锥形套筒上开出主要元件是弹性筒夹，它是在一个锥形套筒上开出3 34 4条轴向槽而形成的。条轴向槽而形成的。（2 2）膜片卡盘式定心夹紧机构膜片卡盘式定心夹紧机构 如图如图14-1614-16所示所示为膜片为膜片卡盘。卡盘。