第六章 機床夾具設計,第三節(jié) 工件在夾具中的夾緊,6.3 工件在夾具中的加緊,1.夾緊裝置的組成及基本要求,（1）力源裝置 （2）中間傳力機構 （3）夾緊元件,1）改變作用力的方向 2）改變作用力的大小 3）使夾緊實現(xiàn)自鎖,組成,作用,6.3 工件在夾具中的加緊,1.夾緊裝置的組成及基本要求,1）在夾緊過程中應能保持工件定位時所獲得的準確定位 2）夾緊力的大小要適當，既要保證工件在加工過程中定位的穩(wěn)定性，又要防止因夾緊力過大損傷工件表面或使工件產生過大的夾緊變形 3）夾緊裝置應操作方便、省力、安全 4）夾緊裝置的復雜程度和自動化程度應與工件的生產批量和生產方式相適應,基本要求,6.3 工件在夾具中的加緊,1.夾緊裝置的組成及基本要求,2.夾緊力的確定,必須合理確定夾緊力的三要素：大小、方向和作用點 (1)夾緊力方向的確定 1）夾緊力的方向應有利于工件的準確定位，而不能破壞定位應指向主定位支撐面,6.3 工件在夾具中的加緊,圖 夾緊力作用方向不垂直于主要定位基準面,必須合理確定夾緊力的三要素：大小、方向和作用點 (1)夾緊力方向的確定 2）夾緊力的作用方向應與切削力方向一致，以減少所需夾緊力,2.夾緊力的確定,6.3 工件在夾具中的加緊,必須合理確定夾緊力的三要素：大小、方向和作用點 (1)夾緊力方向的確定 3）夾緊力的作用方向應盡量與工件剛度最大的方向一致，以減少工件的變形,2.夾緊力的確定,6.3 工件在夾具中的加緊,套筒夾緊,必須合理確定夾緊力的三要素：大小、方向和作用點 (2)夾緊力作用點的確定 1）夾緊力作用點應正對支承元件或位于支承元件形成的支承面內，以保證工件以獲得的定位不變,2.夾緊力的確定,6.3 工件在夾具中的加緊,必須合理確定夾緊力的三要素：大小、方向和作用點 (2)夾緊力作用點的確定 2）夾緊力應作用在剛度較好部位，以減少工件不變形,2.夾緊力的確定,6.3 工件在夾具中的加緊,措施：增大受力面積，合理布置作用點,必須合理確定夾緊力的三要素：大小、方向和作用點 (2)夾緊力作用點的確定 2）夾緊力應作用在剛度較好部位，以減少工件不變形,2.夾緊力的確定,6.3 工件在夾具中的加緊,必須合理確定夾緊力的三要素：大小、方向和作用點 (2)夾緊力作用點的確定 3）夾緊力作用點應盡可能靠近加工表面，以減少切削力對工件的翻轉力矩,2.夾緊力的確定,6.3 工件在夾具中的加緊,必須合理確定夾緊力的三要素：大小、方向和作用點 (3)夾緊力大小的估算,2.夾緊力的確定,6.3 工件在夾具中的加緊,理論上，夾緊力應與作用在工件上的其他力（力矩）相平衡；而實際上，夾緊力的大小還需用估算法、類比法和試驗法確定所需要的夾緊力,圖6-39 楔塊夾緊動畫,3.常用夾緊機構,（1）斜楔夾緊機構,6.3 工件在夾具中的加緊,3.常用夾緊機構,（1）斜楔夾緊機構,6.3 工件在夾具中的加緊,6.3 工件在夾具中的加緊,以斜楔為研究對象，夾緊時 根據靜力平衡原理，有 FQ = F1+ FRX F1 = FJ tan1 FRX = FJ tan(2) FJ = FQ / tan1tan(2) 設1 =2 =，當10， 可用下式近似計算 FJ = FQ / ( tan2),夾緊力FQ去除，斜楔受到F1、 FRX作用，要能自鎖，必須滿 足下式 F1 FRX F1 = FJ tan1 FRX = FJ tan(2) tan1 tan(2) 即 1 ( 2) 或 1 2 一般1 =2 = =57， 故當1014時自鎖， 一般取=68,6.3 工件在夾具中的加緊,6.3 工件在夾具中的加緊,斜楔夾緊的特點： 1）有增力作用，擴力比 i = FJ / FQ ，約等于3； 2）夾緊行程小,h/s =tan，故 h 遠小于 s ； 3）結構簡單，但操作不方便。 主要用于機動夾緊，且毛坯質量較高的場合。,（2）偏心夾緊機構,常見的偏心輪壓板夾緊機構,6.3 工件在夾具中的加緊,1）圓偏心夾緊原理及其幾何特性 偏心夾緊實質是一種斜楔夾緊，但各點升角不等， M、 N處升角為為0， P處升角最大。,偏心輪及其展開圖,（2）偏心夾緊機構,6.3 工件在夾具中的加緊,P點夾緊時能自鎖，則可保證其余各點均可自鎖 自鎖條件 p 12 tanp=2e/Dp 為安全起見取1 =0 2e/D 22, 取2=0.10.15, D/e1420自鎖, D/e叫偏心輪的偏心特性，表示偏心輪的工作可靠性,（2）偏心夾緊機構,6.3 工件在夾具中的加緊,2）圓偏心夾緊的自鎖條件,偏心夾緊受力分析,（2）偏心夾緊機構,6.3 工件在夾具中的加緊,3）圓偏心夾緊的夾緊力,根據斜楔夾緊原理，得P點產生的夾緊力為 QFJ P l /(tan1+tan（p2） 一般取 l =(22.5)D， D /2 擴力比約為1213,M =P l = Q1 或Q1 P l /,因為p很小， Q1Q1cosp= FQ,確定夾緊行程hPE需考慮如下因素： 夾緊工件尺寸公差、裝卸間隙、夾緊變形及磨損貯備量等 hPET +間+ 貯 偏心距e為 e = hPE / (cosP cosE ) 若取P點左右各45圓弧作為工作段，則 e = hPE / (cos 45 cos 135) = hPE / 1.1414 圓偏心輪夾緊力小，行程小，自鎖性不太好，用于切削力小，無振動，工件尺寸公差不大的場合。,（2）偏心夾緊機構,6.3 工件在夾具中的加緊,4）圓偏心的夾緊行程,（3）螺旋夾緊機構,6.3 工件在夾具中的加緊,螺旋夾緊特點：,1）結構簡單，自鎖性好，夾緊可靠； 2）擴力比約為80,遠比斜楔夾緊力大； 3）夾緊行程不受限制； 4）夾緊動作慢，輔助時間長，效率低,圖6-58 可轉位壓板,6.3 工件在夾具中的加緊,（2）螺旋夾緊機構,（4）其它夾緊機構,1）螺旋壓板夾緊機構,6.3 工件在夾具中的加緊,圖6-60 螺旋夾緊動畫,（4）其它夾緊機構,2）螺旋定心夾緊機構,6.3 工件在夾具中的加緊,（4）其它夾緊機構,2）螺旋定心夾緊機構,6.3 工件在夾具中的加緊,圖 聯(lián)動夾緊機構 1壓板 2螺母 3工件,（4）其它夾緊機構,3）聯(lián)動夾緊機構,6.3 工件在夾具中的加緊,圖 多件夾緊機構,（4）其它夾緊機構,4）多件夾緊機構,6.3 工件在夾具中的加緊,氣動、液壓、電磁、真空等,氣液壓組合夾緊,（4）其它夾緊機構,5）夾緊動力裝置,6.3 工件在夾具中的加緊,氣動虎鉗 液壓夾具,臺式鉆床,只能加工小孔（一般，孔徑<12mm）,鉆床夾具,6.4 常見機床夾具,圖 蓋板式鉆模 1圓柱銷 2鉆模套 3菱形銷 4支承釘,鉆床夾具,6.4 常見機床夾具,引導元件,6.4 常見機床夾具,鉆床夾具,6.4 常見機床夾具,引導元件,鉆床夾具,6.4 常見機床夾具,引導元件,鉆床夾具,6.4 常見機床夾具,圖 彎板式車床夾具 1平衡塊 2防護罩 3鉤形壓板,6.4 常見機床夾具,車床夾具,6.4 常見機床夾具,車床夾具,車床夾具的設計特點： （1）工件上被加工的孔或外圓的中心，必須與機床主軸回轉中心重合； （2）由于車削時的速度較高，整個夾具隨機床主軸一同回轉，所以要求夾具結構緊湊、輪廓尺寸盡可能小、質量小，而且重心應盡可能靠近回轉軸線，以減小慣性力和回轉轉矩。 （3）高速旋轉時會產生很大的離心力，且轉速越高，離心力越大。所以，為了保證加工質量、刀具壽命、機床精度及加工安全，必須有平衡措施消除回轉中心的不平衡。 （4）主軸軸端連接部分是夾具的定位基準，要求有較準確的圓柱孔或錐孔。 （5）高速回轉夾具應特別注意使用安全，盡可能避免帶有尖角或凸出部分，加緊力要足夠大且自鎖可靠等。必要時，回轉部分要加一外罩以保護操作者的安全。,圖 銑斜面夾具 1螺母 2杠桿,6.4 常見機床夾具,銑床夾具,對刀裝置,6.4 常見機床夾具,銑床夾具,6.4 常見機床夾具,銑床夾具,銑床夾具的設計特點： （1）由于銑削加工時的切削力較大，且銑刀刀齒多、切削不連續(xù)，容易產生沖擊和振動，所以要求較大的加緊力，夾具剛性也要好。 （2）借助對刀裝置確定刀具相對夾具定位元件，次裝置一般固定在夾具體上。 （3）借助定位元件確定夾具在工作臺的位置，在夾具體的底面裝有定位鍵，用以確定夾具與機床工作臺進給方向的相對位置。定位鍵與工作臺T形槽相配合。 （4）由于銑削加工時間短，要盡量減少輔助時間。,（4）成組夾具,（5）組合夾具,（6）隨行夾具,圖6-46b 組合夾具實例,機床夾具設計步驟和方法例題,選擇定位方法和定位元件,選擇定位方法和定位元件,選擇定位方法和定位元件,