《機床夾具設計》課件第四部分工件的夾緊2023/4/5夾具設計教學課件4.1夾緊裝置的組成4.2

夾緊裝置的基本要求4.3

夾緊力確定的基本原則4.4減小夾緊變形的方法4.5基本夾緊機構2023/4/5夾具設計教學課件4.1夾緊裝置的組成1、動力裝置根據夾緊裝置的動力源大致可分為兩種：手動夾緊機構、氣（液、電、磁）動夾緊機構。2023/4/5夾具設計教學課件手動夾緊機構4.1夾緊裝置的組成2023/4/5夾具設計教學課件氣動夾緊機構4.1夾緊裝置的組成2023/4/5夾具設計教學課件電磁夾緊機構4.1夾緊裝置的組成2023/4/5夾具設計教學課件2、夾緊部分接受和傳遞原始作用力使之變為夾緊力并執行夾緊任務的部分，一般由下列機構組成：（1）接受原始作用力的機構。（2）中間傳力機構。（3）夾緊元件。4.1夾緊裝置的組成2023/4/5夾具設計教學課件夾緊裝置的組成4.1夾緊裝置的組成2023/4/5夾具設計教學課件4.2夾緊裝置的基本要求1、使用過程中不能破壞工件定位時獲得的正確位置；2、緊力的大小適當。3、使用性好（動作迅速、操作方便、省力安全）。4、工藝性好（結構簡單、易于制造）。

2023/4/5夾具設計教學課件4.3確定夾緊力的基本原則（1）夾緊力的方向應有助于定位穩定，且主夾緊力應朝向主要定位基面。

1、夾緊力的方向2023/4/5夾具設計教學課件夾緊力應指向主要定位基面a)工序簡圖；b)、c)錯誤；d)正確4.3確定夾緊力的基本原則2023/4/5夾具設計教學課件（2）夾緊力的方向應有利于減小夾緊力。

夾緊力方向與夾緊力大小的關系4.3確定夾緊力的基本原則2023/4/5夾具設計教學課件4.3確定夾緊力的基本原則2023/4/5夾具設計教學課件（3）夾緊力的方向應是工件剛度較高的方向（使工件的變形盡可能?。?.3確定夾緊力的基本原則2023/4/5夾具設計教學課件2、夾緊力的作用點（1）夾緊力的作用點應靠近定位元件的幾何中心或落在定位元件的支承范圍內。4.3確定夾緊力的基本原則2023/4/5夾具設計教學課件（2）夾緊力的作用點應選在工件剛度較高的部位。4.3確定夾緊力的基本原則2023/4/5夾具設計教學課件（3）夾緊力的作用點應盡量靠近加工表面。4.3確定夾緊力的基本原則2023/4/5夾具設計教學課件4.3確定夾緊力的基本原則2023/4/5夾具設計教學課件3、夾緊力的大小理論上，夾緊力的大小應與作用在工件上的其它力（力矩）相平衡；而實際上，夾緊力的大小還與工藝系統的剛度、夾緊機構的傳遞效率等因素有關，計算是很復雜的。因此，實際設計中常采用估算法、類比法和試驗法確定所需的夾緊力。4.3確定夾緊力的基本原則2023/4/5夾具設計教學課件估算法——將夾具和工件看成一個剛體，根據工件受力情況，按靜力平衡原理計算出理論夾緊力，最后再乘以安全系數作為實際所需夾緊力。4.3確定夾緊力的基本原則2023/4/5夾具設計教學課件4.4減小夾緊變形的方法2023/4/5夾具設計教學課件1、合理確定夾緊力的方向、作用點和大小。4.4減小夾緊變形的方法2023/4/5夾具設計教學課件2、在可能條件下采用機動夾緊，并使各接觸面上所受的單位壓力相等。

4.4減小夾緊變形的方法2023/4/5夾具設計教學課件3、提高工件和夾具元件的裝夾剛度。（1）對于剛度差的工件，采用浮動夾具裝置或增設輔助支承。

4.4減小夾緊變形的方法2023/4/5夾具設計教學課件（2）注意減小或防止夾具元件變形對加工精度的影響。4.4減小夾緊變形的方法2023/4/5夾具設計教學課件4.5基本夾緊機構（一）斜楔夾緊機構

采用斜楔作為傳力元件或夾緊元件的夾緊機構稱為斜楔夾緊機構。

2023/4/5夾具設計教學課件1、夾緊力計算

2、增力比計算

3、行程比

4、自鎖條件

5、升角α的選擇

6、結構特點

7、適用范圍斜楔夾緊機構4.5基本夾進機構（一）斜楔夾緊機構2023/4/5夾具設計教學課件1、夾緊力計算4.5基本夾進機構（一）斜楔夾緊機構2023/4/5夾具設計教學課件2、增力比計算斜楔的夾緊力與原始作用力之比稱為增力比，即：

在不考慮摩擦影響時，理想增力比為：

4.5基本夾進機構（一）斜楔夾緊機構2023/4/5夾具設計教學課件3、行程比工件所要求的夾緊行程h與斜楔相應移動的距離s之比稱為行程比is。4.5基本夾進機構（一）斜楔夾緊機構2023/4/5夾具設計教學課件4、自鎖條件4.5基本夾進機構（一）斜楔夾緊機構2023/4/5夾具設計教學課件5、升角α的選擇根據自鎖條件和對增力比與夾緊行程的綜合考慮。手動夾緊時：一般取α＝6°～8°；自鎖的機動夾緊：取α≤12°，不需要自鎖的機動夾緊（用氣壓或液壓裝置驅動的斜楔），取α＝15°～35°。4.5基本夾進機構（一）斜楔夾緊機構2023/4/5夾具設計教學課件雙斜面斜楔夾緊機構4.5基本夾進機構（一）斜楔夾緊機構2023/4/5夾具設計教學課件6、結構特點（1）斜楔具有自鎖性；（2）斜楔能改變夾緊作用力的方向；（3）斜楔具有擴力作用；（4）斜楔的夾緊行程很小；（5）斜楔夾緊效率低。7、適用范圍（1）毛坯質量較高；（2）機動夾緊裝置。4.5基本夾進機構（一）斜楔夾緊機構2023/4/5夾具設計教學課件（二）螺旋夾緊機構2、典型結構形式（1）簡單螺旋夾緊機構；（2）螺旋壓板夾緊機構。

1、定義

采用螺桿作中間傳力元件的夾緊機構統稱為螺旋夾緊機構。螺旋夾緊機構中所用的螺旋，實際上相當于把斜楔繞在圓柱體上，因此它的夾緊作用原理與斜楔是一樣的。2023/4/5夾具設計教學課件（1）簡單螺旋夾緊機構4.5基本夾進機構（二）螺旋夾緊機構2023/4/5夾具設計教學課件擺動壓塊4.5基本夾進機構（二）螺旋夾緊機構2023/4/5夾具設計教學課件（2）螺旋壓板夾緊機構4.5基本夾進機構（二）螺旋夾緊機構2023/4/5夾具設計教學課件

壓緊件壓緊件主要用于將工件壓緊在夾具體上，以保證工件定位后的正確位置，并使工件在切削力的作用下位置保持不變。壓緊件的類型較多，用途廣泛，適當使用可以改善夾具的壓緊結構，提高效率。4.5基本夾緊機構（二）螺旋夾緊機構2023/4/5夾具設計教學課件緊固件緊固件在夾具系統中所占的比例較大，數量約占一半以上，主要用于連接夾具系統中的各類元件及緊固被加工工件。4.5基本夾緊機構（二）螺旋夾緊機構2023/4/5夾具設計教學課件工件的夾緊4.5基本夾緊機構（二）螺旋夾緊機構2023/4/5夾具設計教學課件3、結構特點（1）結構簡單；（2）擴力比大；（3）自鎖性能好；（4）行程不受限制；（5）夾緊動作慢。4、適用范圍手動夾具上用得最多的一種夾緊機構。4.5基本夾緊機構（二）螺旋夾緊機構2023/4/5夾具設計教學課件5、快速裝卸機構4.5基本夾緊機構（二）螺旋夾緊機構2023/4/5夾具設計教學課件（三）偏心夾緊機構2、偏心件形式（1）圓偏心；（2）曲線偏心。1、定義

用偏心件直接或間接夾緊工件的機構為偏心夾緊機構。2023/4/5夾具設計教學課件圓偏心夾緊機構4.5基本夾進機構（三）偏心夾緊機構2023/4/5夾具設計教學課件3、圓偏心輪的工作特性4.5基本夾進機構（三）偏心夾緊機構2023/4/5夾具設計教學課件（1）圓偏心輪的升角式中，e—偏心距；θ—偏心輪回轉角度（°）；

D—偏心輪直徑，4.5基本夾進機構（三）偏心夾緊機構2023/4/5夾具設計教學課件（2）圓偏心輪的工作段圓偏心輪工作時，主要要考慮有效夾緊力的變化值大小、有效夾緊行程大小和可靠自鎖幾個基本條件，而自鎖是由偏心輪的結構條件來決定。所以，在有限的夾緊轉角范圍內要得到盡可能大的夾緊行程，往往成為圓偏心輪工作曲線段選擇的主要原則。4.5基本夾進機構（三）偏心夾緊機構2023/4/5夾具設計教學課件

0°~45°曲線段90°~180°曲線段45°~135°曲線段曲線升程很小，夾緊行程有限，一般不采用。曲線前半段升程迅速增大，有利于快速趨近工件；后半段楔升角逐漸減小，曲線平緩，有利于得到大而穩定的有效夾緊力，且自鎖性良好。有效夾緊行程較大，適合于夾緊方向尺寸誤差較大的工件的夾緊。4.5基本夾進機構（三）偏心夾緊機構2023/4/5夾具設計教學課件（3）圓偏心輪的自鎖條件4.5基本夾進機構（三）偏心夾緊機構2023/4/5夾具設計教學課件（四）定心夾緊機構當工件被加工面以中心要素（軸線、中心平面等）為工序基準時，為使基準重合以減少定位誤差，需采用定心夾緊機構。定心夾緊機構具有定心和夾緊兩種功能，如臥式車床的三爪自定心卡盤即為最常用的典型實例。2023/4/5夾具設計教學課件定心夾緊機構按其定心作用原理有兩種類型：一種是依靠傳動機構使定心夾緊元件等速移動，從而實現定心夾緊，如螺旋式、杠桿式、楔式機構等；另一種是利用薄壁彈性元件受力后產生均勻的彈性變形（收縮或擴張），來實現定心夾緊，如彈簧筒夾、膜片卡盤、波紋套、液性塑料等。4.5基本夾進機構（四）定心夾緊機構2023/4/5夾具設計教學課件