第五节工件的夹紧及夹分析.ppt

第五节 工件的夹紧与夹紧装置 由前面的知识可知，为了保证加工质量，工件的合理夹紧是必不可少的，这项任务是由夹紧装置来完成的。 一、夹紧装置的组成与基本要求 二、几种常用典型夹紧机构 一、夹紧装置的组成与基本要求 （一）夹紧装置的组成 （二）对夹紧装置的基本要求 （三）夹紧力的确定 （一）夹紧装置的组成 夹紧工件的方式是多种多样的，因而夹紧装置的结构形式也就种类繁多。 但从使用功能来说，应由下列系统组成： 1.动力装置 2.夹紧元件 3.中间传动机构 （二）对夹紧装置的基本要求 夹紧机构一般应满足以下四个方面的要求： 1）夹紧时不能破坏工件的定位位置； 2）保证工件在整个加工过程中位置稳定不变，不产生振功、变形和工件表面损伤； 3）夹紧机构的复杂程度、工作效率应与生产类型相适应，尽量做到结构简单，操作方便、安全省力； 4）具有良好的自锁性能。 为达到以上要求。必须正确设计夹紧机构。首要的是必须合理地确定夹紧力的三要素：作用点、方向和大小。 （三）夹紧力的确定 1．夹紧力作用点的确定 2．夹紧力方向的确定 3．夹紧力大小的确定 1．夹紧力作用点的确定 夹紧力作用点是指：夹紧时，夹紧元件与工件表面的接触位置。它对工件夹紧的稳定性和变形有很大影响。选择夹紧力作用点时，可从下面几点考虑。 1)夹紧力应落在支承元件上或几个支承元件所形成的支承平面内。 1．夹紧力作用点的确定 2）夹紧力应落在工件刚性较好的部位上，这对刚性差的工件尤为重要。 1．夹紧力作用点的确定 3)夹紧力应尽可能靠近加工面，可以增加夹紧的可靠性，防止和减少工件的振动。 2．夹紧力方向的确定 夹紧力的方向是与工件定位基准所处的位置，以及工件所受外力的作用方向等有关。考虑夹紧力方向时，应该： 1）垂直于工件的主要定位基面，以保证加工精度。 图所示为工件在支架上镗孔的简图。被加工孔与端面A有一定的垂直度要求，夹紧力Fc1、Fc2垂直作用于主要定位基准A， 2．夹紧力方向的确定 2）有利于减少所需要的夹紧力大小。 3.夹紧力大小的确定 夹紧力的大小，对工件装夹的可靠性，工件和夹具的变形，夹紧装置的复杂程度等都有着很大的影响。因此，在夹紧力的作用点和方向确定之后，还要确定恰当的夹紧力大小。 夹紧力大小的确定，是一个复杂而现实的问题，目前常采用下列两种方法： 1)平衡计算法 按工件受力(简化)平衡条件，列出夹紧力的计算方程式，并从中求出所需夹紧力Fc，为保证夹紧力可靠，再乘以安全系数K作为实际所需的夹紧力数值Fc′即 Fc′＝KFc 考虑到切削力的变化和工艺系统变形等因素，一般在粗加工时取K =2.5～3；精加工时取K=1.5～2。 2)经验类比法 在实际夹具设计中，对于夹紧力的大小并非在所有情况下都要用计算确定。如对手动夹紧机构，常根据经验或用类比的方法确定。 注意：对于需要比较准确地确定夹紧力大小的，如气动、液压传动装置或夹紧容易变形的工件，仍有必要对夹紧状态进行受力分析，估算夹紧力的大小。 二、几种常用典型夹紧机构 1．斜楔夹紧机构 2. 螺旋夹紧机构 3．偏心夹紧机构 4．定心夹紧机构 5. 铰链杠杆增力机构 6. 多件多位夹紧机构 7．夹具的动力装置 1．斜楔夹紧机构 图a是带有斜楔夹紧机构的钻床夹具 ，图b是斜楔受力图。 斜楔夹紧机构特点 1. 利用斜面楔紧原理对工件进行夹紧，结构简单，工作可靠 2. 夹紧行程小 3. 具有自锁特性：自锁条件 ? ≤ ?1 + ?2(一般钢的摩擦系数μ约为0.1～0.15，则 ?1 ＝ ?2 = 5°～8°，故? ≤10°～16°，通常 ? =5°～7°) 4. 具有增力特性：可将原动力放大约3倍(夹紧力与原始外力之比，称为扩力比〔或称增力系数〕，即ic= Fc/Fe,x。斜楔夹紧机构的扩力比ic≈3。 ? 越小，增力愈大，而升角的选取还与斜楔的夹紧行程有关。夹紧力的增力倍数和夹紧行程的缩小倍数正好相等，即夹紧力增大多少倍，夹紧行程就缩小多少倍，这是斜楔夹紧的一个重要特性) 斜楔夹紧机构的应用实例 在实际生产中，因手动操作的简单斜楔夹紧机构操作不方便，故应用得较少。 但是利用斜楔与其它机构组合起来夹紧工件的机构却用得比较普遍。 如图所示为气动斜楔夹紧机构。 2.螺旋夹紧机构 螺旋夹紧机构是从楔块夹紧机构转化而来的，相当于把楔块绕在圆柱体上(如图)，转动螺旋时即可夹紧工件。 图b为螺钉的受力示意图。将它们代入力矩平衡方程式中，化简后得夹紧力Fc为 螺旋夹紧机构特点 1. 结构简单，夹紧可靠； 2. 扩力比较大，一般可达 ＝60～100； 3. 具有很好的自锁特性； 4. 夹紧行程不受限制； 5. 夹紧