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1、机械制造基础机械制造基础2021/6/161第五章第五章 机床夹具简介机床夹具简介第一节第一节 机床夹具的分类与组成机床夹具的分类与组成第二节第二节 工件定位与装夹工件定位与装夹第三节第三节 夹紧装置与夹紧力夹紧装置与夹紧力第四节第四节 常见机床夹具常见机床夹具2021/6/162夹紧装置组成示意图 1气缸气缸 2连杆连杆 3压板压板1夹紧装置的组成夹紧装置的组成 第三节第三节 夹紧装置与夹紧力夹紧装置与夹紧力2021/6/163(1) 力源装置力源装置 图图中中1产生夹紧作用力的装置。所产生的力称为原始力产生夹紧作用力的装置。所产生的力称为原始力 (2) 中间传力机构中间传力机构 图图中中2
2、 介于力源和夹紧元件之间传递力的机构介于力源和夹紧元件之间传递力的机构 (3) 夹紧元件夹紧元件 图图中中3夹紧装置的最终执行件，与工件直接接触完成夹夹紧装置的最终执行件，与工件直接接触完成夹紧作用紧作用 2021/6/164夹紧装置组成示意图夹紧装置组成示意图 1气缸气缸 2连杆连杆 3压板压板2021/6/1652对夹具装置的要求对夹具装置的要求 （1）夹紧时应保持工件定位后所占据的正确位置。）夹紧时应保持工件定位后所占据的正确位置。（2） 夹紧力大小要适当。夹紧力大小要适当。 （3） 夹紧机构的自动化程度和复杂程度应和工夹紧机构的自动化程度和复杂程度应和工件的生产规模相适应，并有良好的结
3、构工艺性，件的生产规模相适应，并有良好的结构工艺性，尽可能采用标准化元件。尽可能采用标准化元件。 （4）夹紧动作要迅速、可靠，且操作要方便、省）夹紧动作要迅速、可靠，且操作要方便、省力、安全。力、安全。 良好的自锁性。良好的自锁性。2021/6/166夹紧力三要素确定夹紧力三要素确定夹紧力的夹紧力的三要素三要素：大小、方向和作用点。：大小、方向和作用点。1夹紧力方向的确定夹紧力方向的确定确定原则确定原则 ：（1）夹紧力的作用方向应垂直于主要定位）夹紧力的作用方向应垂直于主要定位基准面。基准面。（2） 夹紧力作用方向应使所需夹紧力最小。夹紧力作用方向应使所需夹紧力最小。 （3）夹紧力作用方向应使
4、工件变形最小。）夹紧力作用方向应使工件变形最小。 2021/6/167 夹紧力方向对镗孔垂直度的影响夹紧力方向对镗孔垂直度的影响(a) 合理合理 (b) 不合理不合理 2021/6/168夹紧方向与方向与夹紧力大小的关系力大小的关系（a）最合理）最合理 （b）较合理合理 （c）可行）可行 （d）不合理（）不合理（e）不合）不合理（理（f）最不合理）最不合理（2） 夹紧力作用方向应使所需夹紧力最小。夹紧力作用方向应使所需夹紧力最小。2021/6/169（3）夹紧力作用方向应使工件变形最小。）夹紧力作用方向应使工件变形最小。夹紧力方向与工件刚性关系夹紧力方向与工件刚性关系 2021/6/16102
5、夹紧力作用点的确定夹紧力作用点的确定、概念：概念：选择作用点的问题是指在夹紧方向已定的情况下，选择作用点的问题是指在夹紧方向已定的情况下，确定夹紧力作用点的位置和数目。确定夹紧力作用点的位置和数目。 、依据原则依据原则： （1）夹紧力作用点应落在支承元件上或几个支承元）夹紧力作用点应落在支承元件上或几个支承元件所形成的支承面内。件所形成的支承面内。（2）夹紧力作用点应落在工件刚性好的部位上。）夹紧力作用点应落在工件刚性好的部位上。 （3）夹紧力作用点应尽可能靠近被加工表面，以减）夹紧力作用点应尽可能靠近被加工表面，以减小切削力对工件造成的翻转力矩。工件刚性差小切削力对工件造成的翻转力矩。工件刚
6、性差的部位增加辅助支承并施加夹紧力，以免振动的部位增加辅助支承并施加夹紧力，以免振动和变形。和变形。2021/6/1611夹紧力作用点应在支承面内夹紧力作用点应在支承面内 (a) 不合理不合理 (b) 合理合理 2021/6/1612夹紧力作用点应在刚性较好部位夹紧力作用点应在刚性较好部位 (a) 不合理不合理 (b) 合理合理 2021/6/1613夹紧力作用点应靠近加工表面夹紧力作用点应靠近加工表面 以减小切削以减小切削力对工件造成的力对工件造成的翻转力矩。工件翻转力矩。工件刚性差的部位增刚性差的部位增加辅助支承并施加辅助支承并施加夹紧力，以免加夹紧力，以免振动和变形。振动和变形。2021
7、/6/16143夹紧力大小的确定夹紧力大小的确定夹紧力大小要适当，过大了会使工件变形，夹紧力大小要适当，过大了会使工件变形，过小了则在加工时工件会松动，造成报废甚至发过小了则在加工时工件会松动，造成报废甚至发生事故。生事故。采用手动夹紧时，可凭人力来控制夹紧力的采用手动夹紧时，可凭人力来控制夹紧力的大小大小 当设计机动当设计机动(如气动、液压、电动等如气动、液压、电动等)夹紧装夹紧装置时，则需要计算夹紧力的大小。置时，则需要计算夹紧力的大小。 夹紧力三要素的确定必须全面考虑工件的结夹紧力三要素的确定必须全面考虑工件的结构特点、工艺方法、定位元件的结构和布置等多构特点、工艺方法、定位元件的结构和
8、布置等多种因素。种因素。2021/6/1615典型夹紧机构（自学部分）典型夹紧机构（自学部分）2021/6/1616THE ENDTHANK YOU2021/6/1617 典型夹紧机构典型夹紧机构1楔块夹紧楔块夹紧 图图工作特点工作特点： (1)楔块的楔块的自锁性自锁性 楔块的楔块的自锁条件自锁条件为：为：1+2取取=57(2) 楔块能改变夹紧作用力的方向；楔块能改变夹紧作用力的方向；(3) 楔块具有增力作用，增力比楔块具有增力作用，增力比i=Q/F3；(4) 楔块夹紧行程小；楔块夹紧行程小；(5) 结构简单，夹紧和松开需要敲击大、小端，操作不方便。结构简单，夹紧和松开需要敲击大、小端，操作不
9、方便。增力比、行程大小和自锁条件是相互制约的增力比、行程大小和自锁条件是相互制约的 图图2021/6/1618楔块夹紧钻模楔块夹紧钻模 2021/6/1619 双升角楔块双升角楔块 大升角用来使机大升角用来使机构迅速趋近工件，构迅速趋近工件，小升角用来夹紧小升角用来夹紧工件。工件。 2021/6/16202螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构 图图工作特点工作特点： (1) 自锁性能好自锁性能好(2) 增力比大增力比大(i75)(3) 夹紧行程调节范围大夹紧行程调节范围大(4) 夹紧动作慢、工件装卸费时夹紧动作慢、工件装卸费时适用范围适用范围；适用于手动夹紧，在机动夹紧机构中应用较少适用于手动夹紧，在机动
10、夹紧机构中应用较少在实际生产中，在实际生产中，螺旋螺旋压板组合夹紧比单螺旋夹压板组合夹紧比单螺旋夹紧用得更为普遍。紧用得更为普遍。 2021/6/1621单螺旋夹紧单螺旋夹紧 2021/6/16223偏心夹紧偏心夹紧 图图、特性特性:(1) 圆偏心夹紧的圆偏心夹紧的自锁条件自锁条件：D/e14。D/e值叫做偏值叫做偏心轮的偏心特性，表示偏心轮工作的可靠性，此值心轮的偏心特性，表示偏心轮工作的可靠性，此值大，自锁性能好，但结构尺寸也大大，自锁性能好，但结构尺寸也大(2) 增力比增力比：i=1213。、特点特点:优点优点是操作方便，动作迅速，结构简单是操作方便，动作迅速，结构简单 缺点缺点是工作行
11、程小，自锁性不如螺旋夹紧好，结构不是工作行程小，自锁性不如螺旋夹紧好，结构不耐振，适用于切削平稳且切削力不大的场合，常用耐振，适用于切削平稳且切削力不大的场合，常用于手动夹紧机构。于手动夹紧机构。 2021/6/1623在设计圆偏心时，应注意以下三个问题：在设计圆偏心时，应注意以下三个问题：a）自锁条件；）自锁条件；b）保证足够的夹紧力；）保证足够的夹紧力；c）保证足够的夹紧距离（指偏心轮工作部分与工作间接触点）保证足够的夹紧距离（指偏心轮工作部分与工作间接触点的最大垂直位移）。的最大垂直位移）。偏心夹紧必须保证自锁条件偏心夹紧必须保证自锁条件偏心夹紧必须保证自锁，否则就不能应用。偏心夹紧必须
12、保证自锁，否则就不能应用。D/e值反映了偏心轮的偏心特性，它可用来表示偏心轮工值反映了偏心轮的偏心特性，它可用来表示偏心轮工作的可靠性；此值大，自锁性能好，但结构尺寸也大。作的可靠性；此值大，自锁性能好，但结构尺寸也大。满足偏心轮满足偏心轮D/e1420的条件时，机构即能自锁。的条件时，机构即能自锁。2021/6/1624(a) 偏心轮夹紧偏心轮夹紧 (b) 圆偏心展开图圆偏心展开图 圆偏心夹紧及其圆偏心展开图圆偏心夹紧及其圆偏心展开图 2021/6/16254联动夹紧机构联动夹紧机构 、概念概念:联动夹紧机构联动夹紧机构是操作一个手柄或用一个动力装置在几是操作一个手柄或用一个动力装置在几个夹
13、紧位置上同时夹紧一个工件个夹紧位置上同时夹紧一个工件(单件多位夹紧单件多位夹紧)或夹紧几个工件或夹紧几个工件(多件多位夹紧多件多位夹紧)的夹紧机构。的夹紧机构。 、在设计联动夹紧机构时应、在设计联动夹紧机构时应注意的问题注意的问题：(1) 必须设置浮动环节，以补偿同批工件尺寸偏差的必须设置浮动环节，以补偿同批工件尺寸偏差的变化，保证同时且均匀地夹紧工件。变化，保证同时且均匀地夹紧工件。(2) 联动夹紧一般要求有较大的总夹紧力，故机构要联动夹紧一般要求有较大的总夹紧力，故机构要有足够刚度，防止夹紧变形。有足够刚度，防止夹紧变形。(3) 工件的定位和夹紧联动时，应保证夹紧时不破坏工件的定位和夹紧联
14、动时，应保证夹紧时不破坏工件在定位时所取得的位置。工件在定位时所取得的位置。2021/6/16265定心夹紧机构定心夹紧机构、概念概念：定心夹紧机构是指能保证工件的对称点定心夹紧机构是指能保证工件的对称点(或对称或对称线、面线、面)在夹紧过程中始终处于固定准确位置在夹紧过程中始终处于固定准确位置的夹紧机构。的夹紧机构。 、特点特点：夹紧机构的定位元件与夹紧元件合为一体，并且夹紧机构的定位元件与夹紧元件合为一体，并且定位和夹紧动作是同时进行的。定位和夹紧动作是同时进行的。 、按其工作原理分类按其工作原理分类： 一种是一种是按定位按定位夹紧元件等速移动原理来实现夹紧元件等速移动原理来实现定心夹紧的；定心夹紧的；另一种是另一种是按定位按定位夹紧元件均匀弹性变形原理夹紧元件均匀弹性变形原理来实现定心夹紧的机构来实现定心夹紧的机构 2021/6/16272021/6/1628 结束语结束语若有不当之处，请指正，谢谢！若有不当之处，请指正，谢谢！
