基本夹紧机构.ppt

课题四课题四 工件的夹紧工件的夹紧知识点知识点技能点技能点l了解了解夹紧装置的组成和设计要求夹紧装置的组成和设计要求l掌握夹紧力确定的基本原则掌握夹紧力确定的基本原则l夹紧装置的组成和设计要求夹紧装置的组成和设计要求l夹紧力确定的基本原则夹紧力确定的基本原则l典型的夹紧机构典型的夹紧机构模块六模块六 机床夹具机床夹具一一.课题分析课题分析 工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的装置，称为夹紧装置。位置不变的装置，称为夹紧装置。1、夹紧装置的组成、夹紧装置的组成动力源装置：动力源装置：它是产生夹紧作用力的装置。它是产生夹紧作用力的装置。传传力力机机构构：传传递递力力的的机机构构，其其作作用用是是：改改变变作作用用力力的的方方向向；改改变变作作用用力力的的大大小小；具具有有一一定定的的自自锁锁性性能能，以以保保证证夹紧可靠。夹紧可靠。夹紧元件：夹紧元件：它是直接与工件接触完成夹紧作用的元件。它是直接与工件接触完成夹紧作用的元件。（一）（一）夹紧装置的组成和设计要求夹紧装置的组成和设计要求二、相关知识二、相关知识夹紧装置的组成夹紧装置的组成1气缸气缸 2斜楔斜楔 3滚子滚子 4压板压板 5工件工件2、设计夹具时应考虑的问题、设计夹具时应考虑的问题夹紧力（三要素：大小、方向、作用点）夹紧力（三要素：大小、方向、作用点）传力方式（手动、气动、液力、电力等）传力方式（手动、气动、液力、电力等）夹紧机构（增力、快速、机动等）夹紧机构（增力、快速、机动等）3、对夹紧装置的设计要求、对夹紧装置的设计要求能保持工件定位时已获得的正确位置能保持工件定位时已获得的正确位置夹紧要可靠和适当夹紧要可靠和适当操作方便、安全，劳动强度低，生产效率高操作方便、安全，劳动强度低，生产效率高夹紧装置的自动化和复杂程度与生产批量与生产方式相适应夹紧装置的自动化和复杂程度与生产批量与生产方式相适应有良好的工艺性和经济性有良好的工艺性和经济性 夹紧力的确定包括夹紧力的大小、方向和作用点三个夹紧力的确定包括夹紧力的大小、方向和作用点三个要素要素 1、夹紧力方向的确定、夹紧力方向的确定 应应指指向向各各定定位位元元件件，且且尽尽可可能能使使之之垂垂直直于于主主要要定定位位基基准准，应在工件刚度最大的方向上将工件夹紧。应在工件刚度最大的方向上将工件夹紧。有助于定位，不破坏定位的准确性和可靠性。有助于定位，不破坏定位的准确性和可靠性。应考虑接触面积的影响，使工件变形尽可能小。应考虑接触面积的影响，使工件变形尽可能小。应使夹紧力尽可能小，减轻劳动强度、提高生产效率。应使夹紧力尽可能小，减轻劳动强度、提高生产效率。（二）夹紧力确定（二）夹紧力确定 夹紧力应指向主要定位基面夹紧力应指向主要定位基面 b)、c)错误，d)正确 结论：主要夹紧力方向应尽量垂直主要定位面结论：主要夹紧力方向应尽量垂直主要定位面结论：有利于减小夹紧力的大小结论：有利于减小夹紧力的大小 夹紧力方向与夹紧力大小的关系夹紧力方向与夹紧力大小的关系 FW 夹紧力；夹紧力；F切削力；切削力；G工件自重工件自重b)较差较差 a)好好 结论：夹紧力的方向应是工件刚度较高的方向结论：夹紧力的方向应是工件刚度较高的方向 2 2、夹紧力作用点的选择、夹紧力作用点的选择 夹紧力作用点是指夹紧元件与工件接触的一小块面积夹紧力作用点是指夹紧元件与工件接触的一小块面积 1 1）应落在支承元件上或几个支承元件所形成的支承面内应落在支承元件上或几个支承元件所形成的支承面内 a)错误，错误，b)正确正确 2）应选在工件刚性较好的部位）应选在工件刚性较好的部位 a)错误，错误，b)正确正确 当作用点只能远离加工面，可增设辅助支承当作用点只能远离加工面，可增设辅助支承 3）应尽可能靠近被加工表面，以减少切削力翻转力矩）应尽可能靠近被加工表面，以减少切削力翻转力矩的影响，减少振动的影响，减少振动 （3）夹紧力大小的确定）夹紧力大小的确定 1 1）要足够防止加工时松动要足够防止加工时松动 2 2）使工件受压变形小，刚性差的工件应均匀加压使工件受压变形小，刚性差的工件应均匀加压 3 3）机动夹紧时应计算夹紧力的大小，以理论夹紧力机动夹紧时应计算夹紧力的大小，以理论夹紧力乘以安全系数乘以安全系数K 粗加工取粗加工取K2.53，精加工取精加工取K1.52夹紧力三要素的确定，是一个综合性问题，必须夹紧力三要素的确定，是一个综合性问题，必须考虑工件的结构特点、加工工艺方法、定位元件考虑工件的结构特点、加工工艺方法、定位元件的结构和布置等多种因素。的结构和布置等多种因素。1、基本夹紧机构、基本夹紧机构 （1）斜楔夹紧机构）斜楔夹紧机构工工作作原原理理：利利用用楔楔块块的的斜斜面面将将楔楔块块的的推推力力转转变变为为夹夹紧紧力力，从而夹紧工件从而夹紧工件（三）典型的夹紧机构（三）典型的夹紧机构斜楔夹紧机构斜楔夹紧机构1斜楔斜楔 2工件工件 3夹具体夹具体锤击夹紧和松锤击夹紧和松开工件，原理开工件，原理是楔紧作用是楔紧作用 夹持原则：夹持原则：楔块夹紧工件后应能自锁，楔块夹紧工件后应能自锁，1 1+2 2 为自锁条件。为自锁条件。一一般般钢钢铁铁的的摩摩擦擦系系数数为为0.10.15，取取1 1=2=57，故故1014为了安全可靠，取为了安全可靠，取=57夹紧力的大小：夹紧力的大小：几种斜楔夹紧机构的结构型式几种斜楔夹紧机构的结构型式 图图6-58 几种斜楔夹紧机械几种斜楔夹紧机械1-夹具体夹具体 2-斜楔斜楔 3-工件工件夹紧特点：夹紧特点：结构简单，有增力作用。结构简单，有增力作用。一般扩力比一般扩力比Q/F3。楔块夹紧行程小，增大行程会使自锁性能变差楔块夹紧行程小，增大行程会使自锁性能变差操作不便，夹紧和松开均需敲击操作不便，夹紧和松开均需敲击楔块材料：通常用楔块材料：通常用20钢渗碳，淬硬钢渗碳，淬硬5862HRC 偏心轮、凸轮、螺钉为楔块的变种偏心轮、凸轮、螺钉为楔块的变种 1）工工作作原原理理：类类似似楔楔块块，螺螺旋旋相相当当于于斜斜楔楔绕绕在在圆圆柱柱体体上上形成，所以夹紧工件仍是楔紧作用。形成，所以夹紧工件仍是楔紧作用。图图6-64 螺旋压板机构螺旋压板机构（2）螺旋夹紧机构）螺旋夹紧机构l结构简单，增力大结构简单，增力大l夹紧可靠，能保证自锁夹紧可靠，能保证自锁l夹紧动作慢，适合手动夹紧夹紧动作慢，适合手动夹紧2）夹紧力大小）夹紧力大小螺旋机构的螺旋机构的扩扩大力比很大，常取大力比很大，常取 3）夹紧特点：）夹紧特点：单个螺旋夹紧机构单个螺旋夹紧机构 a)结构简单，但易压伤工件表面，易带动工件旋转；结构简单，但易压伤工件表面，易带动工件旋转；b)带有摆动压块，克服了上述不足带有摆动压块，克服了上述不足 4）应用：广泛用在手动夹紧中）应用：广泛用在手动夹紧中图图a)减力增大行程减力增大行程 图图b)改变力向改变力向 图图c)增力减小行程增力减小行程常用的螺旋夹紧机构常用的螺旋夹紧机构常用的螺旋夹紧机构常用的螺旋夹紧机构常用的螺旋夹紧机构常用的螺旋夹紧机构常用的螺旋夹紧机构常用的螺旋夹紧机构（3）偏心夹紧机构）偏心夹紧机构 1）工工作作原原理理：利利用用转转动动中中心心与与几几何何中中心心偏偏移移的的圆圆盘盘或或轴作为夹紧元件轴作为夹紧元件偏心夹紧机构偏心夹紧机构2）夹紧特点：）夹紧特点：l结构简单，制造方便结构简单，制造方便l夹紧迅速，操作灵活夹紧迅速，操作灵活l行程小，增力小，自锁能力差行程小，增力小，自锁能力差l适合夹紧力小、振动小的场合适合夹紧力小、振动小的场合3）自锁条件：）自锁条件：D/e 1420图图6-67 圆偏心夹紧机构圆偏心夹紧机构偏心夹紧机构举例偏心夹紧机构举例 2.定心夹紧机构定心夹紧机构定定心心夹夹紧紧机机构构：定定位位和和夹夹紧紧同同时时实实现现的的夹夹紧紧机机构构。采用定心夹紧机构可减少采用定心夹紧机构可减少dw。工工作作原原理理：利利用用“定定位位夹夹紧紧”元元件件的的等等速速移移动动或或均匀弹性变形来实现定心或对中。均匀弹性变形来实现定心或对中。特点：特点：a.“定位定位夹紧夹紧”元件合二为一；元件合二为一；b.始终有：始终有：db=0 c.主要用在要求定心和对中的场合主要用在要求定心和对中的场合例例1：如如图图工工件件以以外外圆圆定定位位加加工工内内孔孔，保保证证同同轴轴度度。若若在在套套筒筒中中动动配配合合定定 位位：B=0，Y0，D=Y；若若在在三三爪爪自自动动卡卡盘盘中中定定位位，因因三三爪爪等等速速向向中中心心的的移移动动，使使定定位位基基准准没没有有位位移移，Y=0，D=0。（2）常见的定心夹紧机构）常见的定心夹紧机构螺旋式定心夹紧机构螺旋式定心夹紧机构1、5滑座；滑座；2、4V形块钳口；形块钳口；3调节杆；调节杆；6双向螺杆双向螺杆 1）螺栓式定心夹紧机构）螺栓式定心夹紧机构机动楔式夹爪自动定心机构机动楔式夹爪自动定心机构 1-夹爪；夹爪；2-本体；本体；3-弹簧卡圈；弹簧卡圈；4-拉杆；拉杆；5-工件工件 2）楔式定心夹紧机构楔式定心夹紧机构 杠杆作用的定心卡盘杠杆作用的定心卡盘 1拉杆；拉杆；2滑套；滑套；3钩形杠杆；钩形杠杆；4轴销；轴销；5夹爪夹爪 3）杠杆式定心夹紧机构杠杆式定心夹紧机构 弹性夹头和弹性心轴弹性夹头和弹性心轴 1夹具体；夹具体；2弹性筒夹；弹性筒夹；3锥套；锥套；4螺母；螺母；5心轴心轴 4）弹簧筒夹式定心夹紧机构弹簧筒夹式定心夹紧机构 波纹套定心心轴波纹套定心心轴 1-螺母；螺母；2-波纹套；波纹套；3-垫圈；垫圈；4-工件；工件；5-支承圈支承圈 5）波纹套定心夹紧机构 液性塑料定心夹紧机构液性塑料定心夹紧机构1-夹具体；夹具体；2-簿壁套筒；簿壁套筒；3-液性塑料；液性塑料；4-滑柱；滑柱；5-螺钉；螺钉；6-限位螺钉限位螺钉6）液性塑料定心夹紧机构液性塑料定心夹紧机构 小结l夹紧装置的组成和设计要求夹紧装置的组成和设计要求l夹紧力确定的基本原则夹紧力确定的基本原则l典型的夹紧机构典型的夹紧机构