《机床夹具设计》课程课件PPT教案讲义Ch1718常用夹紧机构 常用夹紧机构?定心夹紧机构?联动夹紧机构?铰链夹紧机构当工件被加工面以中心要素（轴心线、对称平面等）为工序基准时，为使基准重合以减少定位误差，需采用定心夹紧机构 定心夹紧机构具有定心（对中）和夹紧两种功能，如卧式车床的三爪自定心卡盘即为最常用的定心夹紧机构的典型实例 定心夹紧机构定心夹紧机构按其定心作用原理划分两种类型 一、依靠传动机构使定心夹紧元件等速移动，从而实现定心夹紧，如螺旋式、杠杆式、楔式机构等； 二、利用薄壁弹性元件受力后产生均匀的弹性变形（收缩或扩张），来实现定心夹紧，如弹簧筒夹、膜片卡盘、波纹套、液性塑料等 1．螺旋式定心夹紧机构螺旋式定心夹紧机构 1、5螺旋式定心夹紧机构 1、5—滑座； 2、4—V形块钳口；3—调节杆；6—双向螺杆2．杠杆式定心夹紧机构如图所示为车床用的气压定心卡盘，气缸通过拉杆1带动滑套2向左移动时，3个钩形杠杆3同时绕轴销4摆动，收拢位于滑槽中的3个夹爪5杠杆作用的定心卡盘1—拉杆；2—滑套；3—钩形杠杆；4—轴销；5—夹爪收拢位于滑槽中的3个夹爪5而将工件定心夹紧。
夹爪的张开靠拉杆右移时装在滑套2上的斜面推动 如图所示为机动的楔式夹爪自动定心机构 当工件以内孔及左端面在夹具上定位后，气缸通过拉杆4使6个夹爪1左移，由于3．楔式定心夹紧机构机动的楔式夹爪自动定心机构1—夹爪；2—本体；3—弹簧卡圈；4—拉杆；5—工件杆4使6个夹爪1左移，由于本体2上斜面的作用，夹爪左移的同时向外胀开，将工件定心夹紧；反之，夹爪右移时，在弹簧卡圈3的作用下使夹爪收拢，将工件松开 弹簧筒夹式定心夹紧机构常用于安装轴套类工件 如图所示为用于装夹工件以外圆柱面为定位基面的弹簧夹头 4．弹簧筒夹式定心夹紧机构图2.56弹簧夹头和弹簧心轴1—夹具体；2—弹簧筒夹；3—锥套；4—螺母；5—心轴5．膜片卡盘定心夹紧机构6．波纹套定心夹紧机构如图所示为液性塑料定心夹紧机构的两种结构7．液性塑料定心夹紧机构液性塑料定心夹紧机构1—夹具体；2—薄壁套筒；3—液性塑料；4—滑柱；5—螺钉；6—限位螺钉在夹紧机构的设计中，有时需要同时有几个点对某个工件夹紧，有时需要同时夹紧几个工件 这种一次操作就能同时多点夹紧一个工件或同时夹紧几个工件的机构，称为联动夹紧机构。
联动夹紧机构可以简化操作，简化夹具结构，节省装夹时间，因此，不仅在铣床夹具上使用，也常用于其它联动夹紧机构机床夹具 联动夹紧机构可分为单件联动夹紧机构和多件联动夹紧机构 前者对一个工件进行多点夹紧，后者能同时夹紧几个工件 1．单件联动夹紧机构单件两点单件三点单件四点铰链压板单件四点分类 (1)单件同向联动夹紧分类 (1)单件同向联动夹紧单件同向多点联动夹紧机构 1、3单件同向多点联动夹紧机构 1、3—浮动压头；2浮动压头；2—浮动柱；4浮动柱；4—工件；5—钩形压板；6钩形压板；6—螺钉；7—浮动盘；8浮动盘；8—活塞杆；9—薄膜气缸 (2)单件对向联动夹紧单件对向联动夹紧机构1单件对向联动夹紧机构1—工件；2—浮动压板；3—活塞杆 (3)互垂力或斜交力的联动夹紧互垂力或斜交力联动夹紧机构 1、3互垂力或斜交力联动夹紧机构 1、3—摆动压块；2—摇臂；4—螺母分类 (1)平行联动夹紧2．多件联动夹紧机构图2.47平行式多件联动夹紧机构平行式多件联动夹紧机构11—工件；2—刚性压板；3刚性压板；3—摆动压块；4—球面垫圈；5球面垫圈；5—螺母；6—垫圈；7一柱塞；8垫圈；7一柱塞；8—液性介质 (2)顺序联动夹紧连续式多件联动夹紧机构1连续式多件联动夹紧机构1—工件；2—V形块；3—螺钉；4—对刀块 (3)对向联动夹紧对向式多件联动夹紧机构 1、4对向式多件联动夹紧机构 1、4—压板；2—键；3—工件；5—拉杆；6—偏心轮 (4)复合联动夹紧复合式多件联动夹紧机构 1、4—压板；2—工件；3—摆动压块3.浮动环节的设置 (1)液性介质和滑柱利用帕斯卡原理，液性介质可实现多点联动夹紧，各点受力均匀。
浮动环节的方式a)液性介质和滑柱b)浮动元件 (2)浮动元件常见的浮动元件有滑柱、滑块、滑杆、连杆、杠杆、转动块等 3．设计联动夹紧机构时应注意的问题 （1）要设置浮动环节 为了使联动夹紧机构的各个夹紧点能同时、均匀地夹紧工件，各夹紧元件的位置应能协调浮动 （2）同时夹紧的工件数量不宜太多 （3）有较大的总夹紧力和足够的刚度 （4）力求设计成增力机构，并使结构简单、紧凑，以提高机械效率 铰链夹紧机构是由铰链杠杆组合而成的一种增力机构，其结构简单，增力倍数较大，但无自锁性能 它常与动力装置（气缸、液压缸等）联用，在气动铣床夹具中应用较广，也用于其它机床夹具 铰链夹紧机构夹具动力装置简介使用人力通过各种传力机构对工件进行夹紧，称为手动夹紧 而现代高效率的夹具，大多采用机动夹紧方式 在机动夹紧中，一般都设有产生夹紧力的动力系统，常用的动力系统有气动、液压、气液联合等快速高效传动装置 这样可以大幅度减少装夹工件的辅助时间，提高生产率和减轻工人劳动强度 一、液压装置 二、气压装置 三、磁力装置 四、电动装置 五、真空装置气动夹紧是机动夹紧中应用最广泛的一种，目前不仅在大批量生产中已普遍采用，而且已逐步推广到成批和小批生产。
气压装置1．气压传动系统电动机l带动空气压缩机2产生0.7～0.9MPa的压缩空气，经冷却器3进入储气罐4备用 压缩空气在进入机床夹具的气缸前，必须进行处理首先进入分水滤气器7，分离出水分并滤去杂质，以免锈蚀元件及堵塞管路；再经调压阀8，使压力降至工作压力（0.4～0.6MPa）并稳定在该压力水平上；然后通过油雾器9混以雾化油，以保证系统中各元件的润滑；最后经单向阀 10、换向阀 11、节流阀12进入气缸 2．特点 （1）压缩空气大气，取之不尽，废气可排入大气中，处理方便，没有污染 （2）压缩空气在管道中流动的压力损失小，因此，便于集中供应和实现远距离操纵，便于实现自动化 （3）压缩空气在管道中流动速度快，反应灵敏，可达到快速夹紧的目的 （4）夹紧力基本稳定，但由于空气有压缩性，夹紧刚度差，故在重切削或断续切削时，应设置自锁装置 （5）压缩空气的工作压力较小(一般为0.4~0.6MPa)，因此，与液压夹紧装置相比，结构较庞大，另外，气动夹紧机构动作时有噪声 特点 (1)液压油压力高、传动力大，在产生同样原始作用力的情况下，液压缸的结构尺寸比气压缸小许多倍，是应用最广泛的夹具动力装置。
液压装置具动力装置 (2)油液的不可压缩性使夹紧刚度高，工作平稳、可靠 (3)液压传动噪声小，劳动条件比气压的好 (4)高压油液容易漏油，要求液压元件的材质和制造精度高，故而夹具成本较高 气液夹紧装置为了综合应用气压夹紧和液压夹紧的优点，可以采用气液联合的增压装置 由于该种装置只利用气源即可获得高压油，因此成本低，维护方便，在不需增设液压装置的条件下，也可采用在非液压机床上采用气液联动的增压装置 1.气液增压工作原理压缩空气进入气缸1的右腔，推动活塞和活塞杆左移 因活塞杆的作用面积小，使油压增加，并推动工作缸中的活塞上抬夹紧工件 2.特点+油压可达9.8~19.6MPa，能产生很大的夹紧力，使夹具结构简化，传动效率提高，降低了制造成本 +气液增压装置已被制成通用件，可以方便灵活的与夹具组合使用 气-液增压虎钳示意图电磁吸盘磁力装置图3-35矩形电磁吸盘1—吸盘体2—线圈 3、 5、 6、7—方铁4—绝磁层8—挡板1.电动装置的特点1)电动装置是以电动机为动力源，利用减速器将电动机输出的高速小转矩，变为低速大转矩，经夹紧机构夹紧工件，该夹紧方式效率高，夹紧力大，易于实现自动化。
2)结构紧凑，夹紧刚度高 3)易于制造及推广应用如电动三爪自定心卡盘电动虎钳等电动装置3)易于制造及推广应用，如电动三爪自定心卡盘、电动虎钳等，可降低劳动强度 2.电动三爪自定心卡盘 (1)结构图3-37所示为电动三爪自定心卡盘 图3-37电动三爪自定心卡盘a)电动卡盘b)少齿差行星减速机构的工作原理1—齿轮2—传动轴3—轴助座4—定位板5—限位轴6—偏心轴 7、8—偏心齿轮9—内齿轮10—传动销11—卡盘体 (2)工作原理电动三爪自定心卡盘的工作原理是利用少齿差行星齿轮减速器，将电动机的高速小转矩变为低速大转矩，经丝盘由电动卡盘卡爪夹紧工件，如图3-37a所示 3.电动虎钳图3-38电动虎钳的局部结构1—虎钳2—减速器3—电动机4—螺杆真空装置图3-39真空夹紧原理a)未夹紧状态b)夹紧状态1.夹紧装置设计有哪些基本要求?2.确定夹紧力应遵循哪些基本原则?3.怎样减小工件的夹紧变形?4.按如图所示的夹紧状态,求切削扭矩为M C时所需的夹紧力 习题5.一手动斜楔夹紧机构，已知参数如下表，试求夹紧力Fw，并分析其自锁性能 6.简述斜模夹紧机构的特点。
7.简述螺旋夹紧机构的特点 8.简述圆偏心夹紧机构的特点 9.如图所示为一简单螺旋夹紧机构,用螺钉夹紧直径d=120mm的工件,已知切削力矩Mc=7N.m,各种摩擦系数f=0.15,V形块α=90 若选用M10螺钉,手柄直径d‘=100mm,施于手柄上的原始作用力F Q=100N,试分析夹紧力是否可靠?10.什么叫偏心率?如何选择偏心率?11.简述铰链夹紧机构的特点 12.简述定心夹紧机构的工作原理 13.简述液性塑料心轴的结构特点 14.简述联动夹紧机构的特点及夹紧形式 15.如何设置联动夹紧机构的浮动环节?16.判断夹紧力的作用点和方向的合理性 17.判断夹紧机构的合理性 典型夹紧装置实例 内容仅供参考 。