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第十一讲基本夹紧机构分析(一)要点
* 上一讲内容提要: 夹紧力的方向和作用点的确定 夹紧力大小的估算 本讲主要内容: 斜楔夹紧机构 螺旋夹紧机构 本讲重点和难点: 夹紧机构结构及原理、特点、应用 夹紧机构的设计 第九节 基本夹紧机构 夹紧机构的种类虽然很多,但其结构大都以斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构和偏心夹紧机构为基础,这三种夹紧机构合称为基本夹紧机构。 一、斜楔夹紧机构 图l一57为几种用斜楔夹紧机构夹紧工件的实例。 图1—57a是在工件上钻互相垂直的 φ8mm、φ5mm两组孔。工件装入后,锤击斜楔大头,夹紧工件。加工完毕后,锤击斜楔小头,松开工件。由于用斜楔直接夹紧工件的夹紧力较小,且操作费时,所以,实际生产中应用不多,多数情况下是将斜楔与其它机构联合起来使用。 A一A a) 图1—57斜楔夹紧机构 1一夹具体 2一斜楔 3一工件 图l—57b是将斜楔与滑柱合成一种夹紧机构,一般用气压或液压驱动。 图1—57斜楔夹紧机构 1一夹具体 2一斜楔 3一工件 b) c) 图1—57斜楔夹紧机构 1一夹具体 2一斜楔 3一工件 图l—57c是由端面斜楔与压板组合而成的夹紧机构。 1.斜楔的夹紧力 图1—58a是在外力 作用下斜楔的受力情况。建立静平衡方程式: 而 所以 图1—58a 斜楔受力分析 式中 ——斜楔对工件的夹紧力(N); ——斜楔升角(°); ——加在斜楔上的作用力(N); ——斜楔与工件间的摩擦角(°); ——斜楔与夹具体间的摩擦角(°)。 设 ,当 很小时( ),可用下式作近似计算 图1—58 b斜楔受力分析 2.斜楔自锁条件图1- 58 b是作用力 撤去后斜楔的受力情况。从图中可以看出,要自锁,必须满足下式 ; 因 代入上式 由于 都很小, , 上式可简化为 或 因此,斜楔的自锁条件是:斜楔的升角小于斜楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。 为保证自锁可靠,手动夹紧机构一般取 。用气压或液压装置驱动的斜楔不需要自锁,一般取 。 3.斜楔的扩力比与夹紧行程 夹紧力与作用力之比称为扩力比 或增力系数。i的大小 表示夹紧机构在传递力的过程中扩大(或缩小)作用力的倍数。 由式(1—20)可知,斜楔的扩力比为: 如取 , 代入式(1—23),得i =2.6。可见,在作用力 不是很大的情况下,斜楔的夹紧力是不大的。 在图1—58c中,h(mm)是斜楔的夹紧行程,s(mm)是斜楔夹紧工件过程中移动的距离 由于s受到斜楔长度的限制,要增大夹紧行程,就得增大斜角口,而斜角太大,便不能自锁。当要求机构既能自锁,又有较大的夹紧行程时,可采用双斜面斜楔。 图1—58c 斜楔受力分析 b) 图1—57斜楔夹紧机构 1一夹具体 2一斜楔 3一工件 如图1—57b所示,斜楔上大斜角的一段使滑柱迅速上升,小斜角的一段确保自锁。 二、螺旋夹紧机构 由螺钉、螺母、垫圈、压板等元件组成的夹紧机构,称为螺旋夹紧机构。图1—59是应用这种机构夹紧工件的实例。 图1—59 螺旋夹紧机构不仅结构简单、容易制造,而且,由于缠绕在螺钉表面的螺旋线很长,升角又小,所以螺旋夹紧机构的自锁性能好,夹紧力和夹紧行程都较大,是手动夹紧中用得最多的一种夹紧机构。 1.单个螺旋夹紧机构 图1一59a、b
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