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1、第四节 机床夹具夹紧机构的设计,一、夹紧机构设计应满足的要求,二、夹紧力的确定,三、常用夹紧机构,四、其它夹紧机构,五、夹紧机构的动力装置,一 夹紧机构设计应满足的要求,夹紧机构的设计原则：（1）保证定位准确、可靠（不能破坏定位）；（2）工件与夹具的变形要在允许的范围内；（3）夹紧机构必须可靠；（4）操作安全、省力、方便，符合习惯；（5）自动化程度与生产纲领适应。,（一）夹紧力的方向（结合图例说明）,二 夹紧力的确定,1、有利于工件的准确定位,2、有利于减小工件变形,3、有利于减小所需的夹紧力。,（二）夹紧力的作用点（结合图例说明）,1、保证定位稳定可靠,2、有利于减小变形,3、有利于减小振动
2、,4、夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形,计算夹紧力时，通常将夹具和工件看成一个刚性系统以简化计算，然后根据工件受切削力、夹紧力（大工件还应考虑重力，运动的工件还应考虑惯性力等），运用理论力学知识，计算出理论夹紧力，再乘以安全系数K，此时实际所需夹紧力数值,（三）夹紧力大小,粗加工时，K=2.53 精加工时，K=1.52,（四）其它准则 定位的夹紧力先动作，夹紧的夹紧力后动作,F F,P,图3.10 定位夹紧力先动作,夹紧元件只有在夹紧方向上移动，夹紧过程中才不致破坏定位。,学习内容：一、斜楔夹紧机构二、螺旋夹紧机构三、偏心夹紧机构,三、基本夹紧机构,一、斜楔夹紧机构1,点击,一
3、、斜楔夹紧机构2,点击,一、斜楔夹紧机构3,点击,一、斜楔夹紧机构4,点击,设计斜楔夹紧机构时，需要解决三个问题：,1、保证斜楔自锁的条件是什么？这就是合理选择斜楔升角的问题,2、如何计算斜楔的夹紧力大小？,3、如何将原始作用力转化为夹紧力？这实际是解决中间递力机构的增力特性和夹紧行程问题,1、斜面自锁原理及斜楔自锁条件,螺纹自锁条件,斜面自锁条件,将斜面自锁条件推广到斜楔夹紧装置，两者的区别仅在于用斜楔夹紧时，存在两处摩擦接触面，即斜楔与工件、斜楔与夹具体。因而有两个摩擦角1 2,自锁条件,点击,自锁条件,为保证自锁，手动夹紧机构的升角一般取,2、斜楔的夹紧力的计算,3 斜楔的扩力比与夹紧行
4、程,扩力比,夹紧力与作用力之比称为扩力比 i,可见，在作用力不太大的情况下，斜楔的夹紧力是不大的（因为扩力比不大）,夹紧行程,总结：,斜楔夹紧机构：,特点：有自锁性。通常斜角=68有增力作用。增力比为i=2 5。能改变夹紧力的方向。夹紧行程小。主要用于机动夹紧，当机动夹紧时不需要自锁，可取=1530,二、螺旋夹紧机构1,点击,二、螺旋夹紧机构2,点击,1、螺旋夹紧机构自锁条件,2、螺旋夹紧机构夹紧力的计算,螺杆在三个力矩作用下，处于平衡状态：,3 螺旋夹紧机构的扩力比与夹紧行程,扩力比,夹紧行程,夹紧行程无限制，但时间较长,为了克服螺旋夹紧时费时的缺点，可以使用各种快速接近或快速撤离工件的快速
5、装夹结构,快速装夹结构1-钩形垫圈夹紧,点击,快速装夹结构2-活节螺栓夹紧机构,点击,快速装夹结构3开口垫圈,点击,快速装夹结构4-快卸螺杆机构,点击,快速装夹结构5-旋转快换,点击,2 典型螺旋压板夹紧机构,特点：1 增大夹紧行程2 比较费力,2典型螺旋压板夹紧机构,1 改变夹紧作用方向2 夹紧力大于或等于作用力,2典型螺旋压板夹紧机构,1 夹紧行程小2 比较省力,3 特殊结构的螺旋压板机构,自动回转钩形压板,点击,总结：,螺旋夹紧机构：,特点：自锁性好，可靠性高。增力比大。i=65140广泛用于手动夹紧中，通常使用快速装夹结构提高工件安装速度。结构简单，应用广泛。,三、偏心夹紧机构1,点击
6、,三、偏心夹紧机构2,点击,三、偏心夹紧机构3,点击,三、偏心夹紧机构4,点击,偏心夹紧原理 偏心夹紧实质是一种斜楔夹紧，但各点升角不等，a、c处 升角为为0，P处升角最大。,自锁条件：D/e 1420,1、偏心夹紧机构自锁条件,圆偏心在任一夹紧位置等效于一直线楔，所以夹紧力计算与斜楔夹紧相似。又从斜楔夹紧力计算公式知，角越大，产生的夹紧力越小，所以max时，夹紧力最小：Fwmin最小夹紧力(N)；FQ 原始作用力(N)L 手柄至偏心的距离(mm)；圆偏心与工件的摩擦角()；圆偏心与转轴的摩擦角()；D 圆偏心轮直径(mm)；,2、偏心夹紧机构夹紧力的计算,3 偏心夹紧机构的扩力比与夹紧行程,
7、扩力比：1214,夹紧行程SS=MBR0=(MO1+O1B)R0=(MO1+R)R0=(RR0)e sinS=e(1sin),有效工作区域：一般常选下面两种工作区域：1)=3045，为P点左右，楔角变化小，工作较稳定，大自锁性能差；2)=1575，楔角变化大，工作不稳定，但夹紧时小，自锁性能好。,特点：自锁差，一般用于切削负荷不大的场合。有增力作用。增力比为i=12 14。夹紧迅速。夹紧行程小。一般用在切削力不大且无振动的场合，又夹紧行程小，对夹紧尺寸要求较严。,总结：,偏心夹紧机构：,学习内容：一、铰链夹紧机构二、定心夹紧机构三、联动夹紧机构,四、其他夹紧机构,一 铰链夹紧机构,优点：动作迅
8、速，増力比大，易于改变力的方向。缺点：自锁性差应用：一般常用于气动、液压夹紧,二 定心夹紧机构,1 等速位移原理,2 均匀弹性变形原理,三 联动夹紧机构,联动夹紧机构：利用一个原始作用力实现单件或多件的多点、多向同时夹紧的机构。,设计联动夹紧机构应注意如下几点：（1）仔细进行运动分析和受力分析，确保设计图 能够实现；（2）保证各处夹紧均衡，运动不干涉；（3）各压板能很好的松夹，以便装卸工作；（4）注意整个机构和传动受力环节的强度和刚度；（5）提高可靠性，降低制造成本。,（1）单件同向联动夹紧机构,一、单件联动夹紧机构,（2）单件对向联动夹紧机构,（）单件互垂力或斜交力联动夹紧机构,、多件联动夹紧机构,（）多件平行联动夹紧机构 图3.26,（2）多件连续夹紧机构 图3.27,（3）对称式多件联动夹紧机构 图3.28,（4）复合式多件联动夹紧机构图3.29,五 夹紧机构的动力装置,(一)气动夹紧装置 优点：传输、分配方便，干净；缺点：尺寸较大，有排气噪音，夹紧力小。(二)液压夹紧装置 优点：装置紧凑，工作平稳，无噪音；缺点：成本高。(三)气液联合夹紧装置（气液增压器）具有气动、液动的优点(四)其它动力夹紧装置 真空夹紧（非导磁材料）电磁夹紧 其它（重力、惯性力、弹性力等）,本节结束,
