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1、在夾具的各種夾緊機構中,以斜楔、螺旋、偏心、鉸鏈機構以及由它們組合而成的夾緊裝置應用最為普遍
一、斜楔夾緊機構
1.夾緊力計算
a)
圖3-10夾緊受力圖
由上面受力圖可知,斜楔靜力平衡條件為:
F1+ FRX = FQ其中:F1 = FW tan ? 1 ; FRX= FW tan( a+? 2)代入上式
計算得:
式中:FW斜楔對工件夾緊力
a斜楔升角
FQ原始作用力
? 1斜楔與工件之間的摩擦角
? 2斜楔與夾具體之間的摩擦角
2.增力比計算
增力比iF =夾緊力/原始作用力
一― 1
& F — ■ ■ —
Fq tan 觀 + tan
2、妬
如果不考慮摩擦影響理想增力比(即忽略摩擦角)
tan a
3?夾緊行程比計算
〈//////〃/
圖3-11夾緊受力
工件所要求的夾緊行程 h與斜楔相應移動的距離 s之比成為行程比iS。由上圖可知: 夾緊行程=工件被夾緊行程 h/斜楔移動距離S
h t
i5 - — = tan
4?自鎖條件
圖3-12自鎖受力
上圖為原始作用力FQ停止作用后斜楔的受力情況。斜楔楔入后,原始力去除,斜楔體自鎖條件為
F1>FRX
FW tan ? 1> FW tan( a - ? 2)
? 1> a - ? 2 或 a〈? 1 +
3、 ? 2
因此自鎖條件是斜楔升角小于斜楔與工件、與夾具體之間的摩擦角之和,鋼件: f = 0.1?0.15摩擦角
? = 5° 43'?8° 30',故 a <10° ?17°
5.升角a的選擇
手動夾緊a =6°~8°,機動夾緊 a< 12°,不需要自鎖 a =15°~30°
6 ?結構設計
包括:手動夾緊機構、氣動或液壓夾緊、斜楔與壓板與螺旋等組合結構。
斜楔夾緊機構的計算見下表
二、螺旋夾緊機構
特別是它
螺旋夾緊機構在生產(chǎn)中使用極為普遍。螺旋夾緊機構結構簡單、 夾緊行程大,
具有增
力大、自鎖性能好兩大特點,其許多元件都已標準化,很適用于手動夾緊
4、。它主要有兩種典型的
構形式
1. 單個螺旋夾緊機構
下圖a所示為GB/T2161-91六角頭壓緊螺釘,它是螺釘頭部直接壓緊工件的一種結構。下圖 b所示在
螺釘頭部裝上擺動壓塊,可防止螺釘轉動時損傷工件表面或帶動工件轉動。下圖 c為用GB/T2149-91球面
帶肩螺母夾緊結構。
圖3-13單螺旋夾緊
2. 螺旋壓板夾緊機構
夾緊機構中,結構型式變化最多的是螺旋壓板機構。下圖中所示為常用的五種典型機構。
圖3-14典型螺旋壓板結構
三、偏心夾緊機構
用偏心件直接或間接夾緊工件的機構,稱為偏心夾緊機構。偏心件一般有圓偏心和曲線偏心兩種類型, 圓偏心因結構簡
5、單、制造容易而得到廣泛的應用。
下圖所示為常見的幾種圓偏心夾緊機構。圓偏心夾緊機構操作方便、夾緊迅速,缺點是夾緊力和夾緊 行程均不大,結構不耐振,自鎖可靠性差,故一般適用于夾緊行程及切削負荷較小且平穩(wěn)的場合。
圖3-15偏心夾緊
1.圓偏心輪的應用特性
圖3-16偏心輪夾緊特征
上圖所示偏心輪直徑 D,偏心距e
與斜楔夾緊比較,偏心夾緊主要是圓周上各接觸點的升角 a不是一個常數(shù)。
圖3-17偏心輪升角
如上圖知,從任意接觸點 K分別作與回轉中心 O幾何中心O1的連線,LOK0僦是K點的升角a K
=arctan
OM
esm &
=arctan —
6、
—
2
式中9——偏心輪回轉角度
隨著回轉角的增大,升角也隨之增大, P點處的升角接近最大值,此時 001連線處于水平位置
=arctan
回轉焦大于90度以后,升角將隨回轉角增大而減小, 9 =180度時,n點的升角為0度。圓偏心輪升角變化
的特性與自鎖條件、工作段選擇及結構設計等關系極大。
2.圓偏心輪的主要幾何參數(shù)
(1)自鎖條件由于圓偏心輪的弧形楔夾緊與斜楔夾緊的實質(zhì)相同,因此其自鎖條件
口 mix丟護I +孚上
式中知袒一圓偏心輪的銀大升角;
卩1——圓偏心輪與工件間的摩擦角+
化——圓偏心輪與轉軸間的燎擦角口
(2)若選擇1、2之
7、間的弧為工作段(見下圖),則夾緊行程
故得:
COS&1 — OOS(?2
3. 偏心率及結構設計
根據(jù)圓偏心輪的自鎖條件
D/e之值稱為偏心率。D/e值大的自鎖性能好,但輪廓尺寸大。當圓偏心輪的外徑相同時,偏心率
為14的
有較大的偏心距,因而夾緊行程較大,偏心率為 20的更能確保自鎖,故選擇偏心率時,應視具體情況
偏心夾緊機構
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圖3-36(a)所示直徑為D,偏心距為e的偏心輪。偏心輪可以看作是一個繞在轉軸上的弧形楔 (圖中徑向
影線部分)。將偏心輪上起夾緊作用的廓線展開,如圖 (b)所示,圓偏心實質(zhì)是一曲線斜楔,夾緊的最大
8、行程
為2e,曲線上各點的升角不相等,P點升角最大則夾緊力最小,但 P點附近升角變化小,因而夾緊比較穩(wěn)
(1) 圓偏心夾緊的自鎖條件: D/e > 14 D/e值叫做偏心輪的偏心特性,表示偏心輪工作的可靠性,此
值大,自鎖性能好,但結構尺寸也大。
(2) 增力比:i=12~13。
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(a) (b)
圖3-36圓偏心夾緊及其圓偏心展開圖
(a)偏心輪夾緊 (b)圓偏心展開圖
偏心夾緊的主要優(yōu)點是操作方便,動作迅速,結構簡單,其缺點是工作行程小,自鎖性不如螺旋夾緊好, 結構不耐振,適用于切削平穩(wěn)且切削力不大的場合,常用于手動夾緊機構。由于偏心輪帶手柄,所以在旋 轉的夾具上不允許用偏心夾緊機構,以防誤操