基本夹紧机构
铰链夹紧机构的基本结构有
铰链夹紧机构的基本结构有
铰链夹紧机构的基本结构由以下几部分组成：
1. 铰链：铰链是夹紧机构的核心部件，它由两个或更多的链接件通过轴心线固定在一起，使它们可以相对旋转。
铰链可以提供一定的固定位置和相对运动的自由度。
2. 夹紧杆：夹紧杆是与铰链相连的杆状零件，通过夹紧杆的相对运动来实现夹紧的功能。
夹紧杆可以是螺纹杆、滑块、摇臂等形式，通过调节夹紧杆的位置、角度或长度，可以控制夹紧机构的夹紧力度。
3. 弹簧：弹簧是在夹紧机构中常用的辅助部件，通过提供弹性力来增加夹紧力度或保持夹紧杆的位置。
弹簧可以安装在夹紧杆上，也可以安装在其他连接件上，起到稳定夹紧机构的作用。
4. 控制机构：控制机构用于控制夹紧机构的运动和夹紧力度，通常包括手动操作的旋钮、螺母、杠杆等，也可以使用电动、液压或气动装置实现自动控制。
以上是铰链夹紧机构的基本结构，不同的应用场景和要求可能会有一些变化和扩展。
夹紧机构可以根据实际需要设计和调整各个部件的结构和参数，以实现所需的夹紧效果和使用要求。
夹紧机构的基本形式
夹紧机构是一种用于夹持、固定或保持物体位置的装置，常用于机械工程、制造业和工业生产中。
夹紧机构的基本形式可以根据其工作原理和结构特点进行分类，以下是几种常见的夹紧机构形式：
螺旋夹紧机构：通过旋转螺杆或螺母来实现夹紧或释放物体。
螺旋夹紧机构常用于夹持物体的位置调整和固定，例如螺旋千斤顶。
摩擦夹紧机构：通过利用摩擦力来夹紧物体。
这种夹紧机构常用于夹紧工件或工具，如机床上的夹紧刀具和夹具。
弹簧夹紧机构：利用弹簧的弹性力量来夹紧物体。
弹簧夹紧机构常用于夹紧、固定或保持物体位置的场合，如弹簧钳和弹簧夹。
锁紧夹紧机构：通过锁紧装置来夹紧物体，例如螺栓、螺母和销钉等。
这种机构常用于连接和固定物体，提供较高的夹紧力和稳定性。
液压夹紧机构：利用液压系统的力量来夹紧物体。
液压夹紧机构常用于大型工件或需要较大夹紧力的应用，如液压千斤顶和液压夹具。
电磁夹紧机构：通过电磁力来夹紧或释放物体。
电磁夹紧机构常用于自动化系统中，例如电磁夹持装置和电磁锁。
这些是夹紧机构的一些基本形式，实际应用中还可以根据具体需求和应用场景设计和制造不同类型的夹紧机构。
具体选择何种夹紧机构形式取决于工作要求、夹紧力、稳定性要求以及经济性等因素。
第十二讲 基本夹紧机构分析(二)
(a)
(b) 图1—73
2.计算定位误差 除槽宽16H11由铣刀保证外，本工序的主要加工要求是槽侧面与正 面的距离11士0.2mm及槽侧面与 25H7孔轴线的垂直度0.08mm，其它要 求未注公差，因而只要计算上述两项加工要求的定位误差即可。 (1)加工尺寸11士0.2mm的定位误差采用图1一72c所示定位方案时， 工序基准为E面，定位基准E面及 25H7孔均影响该项误差。 当考虑E面为定位基准时，基准重合， B 0 基准位移误 差 Y 0 ；因此定位误差 D1 =0 当考虑 25H7为定位基准时，基准不重合，基准不重合误差为E 面相对 25H7孔的垂直度误差，即 ；
(a)
图1—66 圆偏心夹紧机构
(b)
图1-66c用的是偏心轴，图166-d用的是偏心叉。
(c) 图1—66 圆偏心夹紧机构
(d)
偏心夹紧机构操作方便、夹紧迅速，缺点是夹紧力和夹紧行程都 较小，一般用于切削力不大、振动小、夹压面公差小的加工中。
1．圆偏心轮的工作原理 图1—67是圆偏心轮直接夹紧工件的 原理图。图中， O1 是圆偏心轮的几何中 心，R是它的几何半径。 O2 是偏心轮的 回转中心，1 2 是偏心距。 若以 O2 为圆心，以 r 为半径画 圆(点划线圆)，便把偏心轮分成了三个 部分。其中，虚线部分是个“基圆盘”， 半径 r=R-e ；另两部分是两个相同的弧 形楔。当偏心轮绕回转中心 顺时针 O2 方向转动时，相当于一个弧形楔逐渐楔 入“基圆盘”与工件之间，从而夹紧工 件。
(a) 图1一74 铣拨叉槽时的定位误差
(b)
(2)槽侧面与 25H7孔轴线垂直度的定位误差 由于定位基准与工序基准重合，所以 B = 0 由于孔轴配合存在最大配合间隙Xmax，所以存在基准位移误差。定位 基准可绕x轴产生两个方向的转动，其单方向的转角如图1一74b所示 X / 2 0.025 0.025 tg max 0.000625 40 2 40 此处槽深为8mm，所以基准位移误差
基本夹紧机构
二、相关知识
（一）夹紧装置的组成和设计要求
工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位 位置不变的装置，称为夹紧装置。 1、夹紧装置的组成 动力源装置：它是产生夹紧作用力的装置。 传力机构：传递力的机构，其作用是：改变作用力的方 向；改变作用力的大小；具有一定的自锁性能，以保证 夹紧可靠。 夹紧元件：它是直接与工件接触完成夹紧作用的元件。
4）应用：广泛用在手动夹紧中
图a)减力增大行程
图b)改变力向 图c) 增力减小行程
常用的螺旋夹紧机构
常用的螺旋夹紧机构
（3）偏心夹紧机构 1）工作原理：利用转动中心与几何中心偏移的圆盘或
轴作为夹紧元件
偏心夹紧机构
2）夹紧特点： 结构简单，制造方便 夹紧迅速，操作灵活 行程小，增力小，自锁能力差 适合夹紧力小、振动小的场合 3）自锁条件：
2） 楔式定心夹紧机构
机动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
3）杠杆式定心夹紧机构
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
4） 弹簧筒夹式定心夹紧机构
弹性夹头和弹性心轴 1夹具体；2弹性筒夹；3锥套；4螺母；5心轴
5） 波纹套定心夹紧机构
例1：如图工件以外圆 定位加工内孔，保证同 轴度。若在套筒中动配 合 定 位 ： △ B=0 ， △ Y≠0 ， △ D=△Y ； 若 在三爪自动卡盘中定位， 因三爪等速向中心的移 动，使定位基准没有位 移，△Y=0，△D=0。
（2）常见的定心夹紧机构
1）螺栓式定心夹紧机构
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
模块六 机床夹具
课题四 工件的夹紧
14讲§3.3 基本夹紧机构(2)
⑶圆偏心的设计 选工作区：β1(始角)～β2(未角) 夹紧行程△S确定： △S= △S1+△S2+△S3+△S4 △S1——装卸工件所留空隙(mm)，取≥0.3； △S2 — 夹紧机构变形补偿量 (mm)，取 =0.05 ～ 0.15 △S3 —— 夹紧尺寸误差补偿量 (mm)，即为夹紧 工件 尺寸的公差； △S4——行程贮备量(mm)，取=0.1～0.3。 ① ②
3.3 基本夹紧机构（2）
3、偏心夹紧机构
3、圆偏心夹紧机构
圆偏心夹紧机构是一种快速动作的夹紧机构， 它的工作效率较高．在夹具设计中应用得也较 广泛。 常用型式：圆偏心和曲线偏心。 曲线偏心采用阿基米德螺旋线或对数螺旋线作 为轮廓曲线。曲线偏心虽有升角变化均匀等优 点，但因制造复杂，故而用得较少； 圆偏心则因结构简单、制造容易，所以在生产 中得到广泛应用。 主要介绍圆偏心夹紧机构。
图3.21c圆偏心夹紧机构
①夹紧行程S S=MB－R = (MO +O B)－R =(MO +R)－R ＝(R－R ) ＋e sinβ
0
1
1
0
1
0
0
S= e (1＋sinβ)
S= e (1＋sinβ)
反映了S随β的变化规律，展开如 下图，即为曲线楔的展开图。
②升角α：是变化的，也即楔角是变化的。 tgα=OM / MB=OM / (MO1+O1B) = e cosβ/ (e sinβ+r) 讨论： 当β=±90°时， cos β =0， tgα=0，αmin＝0 当β＝0°时， cos β =1、 sin β =0， tgα= e / R→max， αmax≈e / R ≈ 2e / D
22常用的夹紧机构 PPT
6、波纹定心夹紧机构
机构简单、装夹方便、使用寿命长、定心精度可 达Φ0.005－0.01，精加工工序中应用较广泛。
FJ
FQ
tan1tan(2)
（1）斜楔的自锁性。
在夹紧作用力去掉后，在纯 摩擦力作用下，仍能保持夹 紧的现象。
自锁条件： F1≥FRx， 即：FWtgφ1 ≥ FWtg(α- φ2) 所以，α≤ φ1 + φ2 为自锁条件。
αmax =12º,一般取6º～8º。 气压或液压不需自锁，可稍 大些。
1 ——螺螺纹处摩擦角(°)
2 ——螺钉端部摩擦角(°)
r ——螺钉端部当量摩擦半径(mm)
单个螺旋夹紧机构
a) 结构简单，但易压伤工件表面，易带动工件旋 转；b)带有摆动压块，克服了上述不足
图示是常用的几种摆动压块， 光面用a)，毛面用b)
可根据杠杆原理改变力 臂关系，使操作省力、使 用方便。
常见的五种典型组合结构：
减力但增加压板行程的组 合结构
不增力但改变夹紧力方向 的组合结构
铰链压板机构，增力但减 小夹紧行程
钩形压板
自调节式压板
图3.20
目录 下一节
三、偏心夹紧机构
用偏心件直接或间接夹紧工件。 优点：圆偏心夹紧机构操作方便、夹紧迅速。 缺点：夹紧行程和夹紧力均不大，机构不耐振，自锁可靠性差，一般
动夹紧方式合理组 合构成的机构，均 称为复合式多件联 动夹紧。
夹紧与辅 助支承联 动机构
1、螺旋式定心夹紧机构
结构简单、工作行程大、通用性 好。但定心精度 不高，主要适用于粗加工或半精加工中需要行程 大而定心精度要求不高的工件。
刚度高、动作快、
增力比大、工作行程 也比较大，其定心精 度较低。它主要用于 工件的粗加工，由于 杠杆机构不能自锁， 所以这种机构自锁要 靠气压或其它装置， 其中用气压较多。
机械设计中四种定位夹紧机构
机械设计中四种定位夹紧机构在设备的设计中，在对料件进行贴装时，都需要对料件进行定位夹紧。
目的是保证精度、保证料件的稳定性。
给下一步的的操作提供一种稳定的条件。
下边让我们一起学习几种工件的夹紧与松开机构。
要实现工件的夹紧，我们一般要分析工件的性质，工件是软的还是硬的，材料是塑料的还是金属的或者其他材质，需不需要防静电，在夹紧时可不可以硬压，能承受多大的力。
选用什么材质。
一、工件的夹紧与松开机构原理：（1）.气缸的自动机构。
通过安装在气缸上的推杆压紧铰链滑块，松开工件。
（2）通过安装在工件夹具上的拉伸弹簧夹紧。
1.将料件放入仿形定位块中定位。
2.滑台气缸后退，夹紧块在拉簧的作用下，夹紧料件。
3.旋转平台旋转，将定位好的料件转向下一工位，进行加工或贴装。
4.滑台气缸伸出，凸轮随动器顶定位块的下端，定位块沿着铰链旋转，打开，可以继续放入料件。
此图只作为原理上的参考，提供一种思路，如需设计要根据具体的情况设计。
为了提高生产的效率，一般加工贴装上会采用多工位，如图为4工位，上料与加工贴装互不影响，即上料时不影响加工贴装。
工位1、2、3之间的贴装同步进行互不影响。
这种思维的设计大大提高的效率。
二、基于连杆构造的内径夹紧松开机构原理：（1）通过弹簧力夹紧外形经粗略导向的工件内径。
（2）通过设置在外部的推杆推动夹紧状态的连杆机构来松开。
1. 当气缸伸出时，气缸推活动块1向左移动，在连杆机构的作用下，活动块2同步向右移动，左右压头同步向中间移动。
2. 将料件放入定位块中，定位好。
气缸退回，左右压头在弹簧的推动下，向两边移动压头从两侧同时推紧料件。
图只作为原理上的参考，提供一种思路，如需设计要根据具体的情况设计。
压头的力与弹簧的压缩量成正比，更换弹簧或调节压缩量来调解压头推紧料件的力，防止料件被压坏。
三、滚动轴承夹紧机构原理：通过弹簧力夹紧，通过外部柱塞松开。
1. 对推块施加力，推块向下移动，推块推动推块槽内的两个轴承，轴承固定块沿着旋转轴顺时针旋转，带动左右夹头向两侧张开。
工装夹具基本夹紧机构
工装夹具基本夹紧机构文章目录[隐藏]• 1.斜楔夹紧机构• 2.螺旋夹紧机构•(1)单个螺旋夹紧机构•(2)螺旋压板机构• 3.偏心夹紧机构夹紧机构的种类虽然很多,但其结构都以斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构和偏心夹紧机构为基础,这三种机构合称为基本夹紧机构。
1.斜楔夹紧机构图1所示为几种用斜楔夹紧机构夹紧工件的实例。
图1a是手动斜楔夹紧机构，工件装入后锤击斜楔大头即可夹紧工件;加工完毕后,锤击斜楔小头,即可松开工件。
由于是用斜楔直接夹紧工件,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他机构组合起来使用。
图1b是将斜楔与滑柱组合成-.种夹紧机构,一般用气压或液压做动力源。
图1c是由端面斜楔与压板组合而成的夹紧机构。
图1斜楔夹紧机构1-夹具体;2-斜楔;3-工件斜楔的自锁条件是: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升角a=6°~8°。
用气压或液压装置驱动的斜楔不需要自锁,可取a= 15°~ 30。
2.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2所示是应用这种机构来夹紧的实例。
图2螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构的实质是绕在圆柱体上的斜楔,因此它不仅结构简单、容易制造,而且由于其升角很小，所以螺旋夹紧机构的自锁性能好,夹紧行程较大,是手动夹紧中用得最多的一种夹紧机构,只是夹紧动作较慢。
(1)单个螺旋夹紧机构图2a、b所示是直接用螺钉或螺母夹紧工件的机构,称为单个螺旋夹紧机构。
在图2a中,螺钉头直接与工件表面接触,螺钉转动时，可能损伤工件表面，或带动工件旋转。
克服这一缺点的方法是在螺钉头部装上如图4-39所示的摆动压块。
当摆动压块与工件接触后，由于压块与工件间的摩擦力矩大于压块与螺钉间的摩擦力矩,压块不会随螺钉- -起转动。
如图3a所示的端面是光滑的,用于夹紧已加工表面;图3b的端面有齿纹,用于夹紧毛坯面。
常用的夹紧机构
不增力但改变夹紧力方向 的组合结构
铰链压板机构，增力但减 小夹紧行程
钩形压板
自调节式压板
3、快速装卸机构
1）快卸垫圈螺母夹紧机构 2）快卸螺母结构 3）回转压板夹紧机构 4）快卸螺杆机构 5）直槽与螺旋槽相连的螺杆结构
图3.20
目录下一节
三、偏心夹紧机构
用偏心件直接或间接夹紧工件。 优点：圆偏心夹紧机构操作方便、夹紧迅速。 缺点：夹紧行程和夹紧力均不大，机构不耐振，自锁可靠性差，一般
h is s tan a
S受斜楔长度限制，要增 大夹紧行程h，须增大 斜角α。但α越大， 自锁性差。所以常采 用双斜楔结构。
3、适用场合
由于增力比、夹紧行程、自锁条件是相互制 约，在确定斜楔升角时，要兼顾三者的实际需要 。单一斜楔夹紧机构夹紧力小且操作不便，很少 使用，通常用于机动夹紧或组合夹紧机构中。
§2.2 常用的夹紧机构
在夹具的各种夹紧机构中，以斜楔、螺 旋、偏心、铰链机构以及由他们组合而
成的夹紧装置应用最为普遍
一、斜楔夹紧机构
1－斜楔 2－工件 3－夹具体 锤击夹紧和松开工件，原理是楔紧作用。斜楔一般用20号
钢渗碳淬火或45号钢淬火。
1、受力分析：
FW即斜楔对工件的夹紧力 FJ
直接采用斜楔时产生的夹紧力
差对加工精度的影响。
六、定心夹紧机构
（一）工作原理
当被加工面以中心要素（轴线、中心平面）为工序加工
基准时，为使基准重合以减少定位误差，常采用能同时实现
对工件定心定位和夹紧的夹紧机构—定心夹紧机构。
①“定位—夹紧”元件合二为一； ②始终有：
△db=0； ③主要用在要求定心和对中的场合
（二）各类典型机构特点及适用范围
常用夹紧机构及各类机床夹具
夹具带动工件旋转，不允许工件相对主轴位移 为使夹具使用安全，应尽可能避免带有尖角或凸出部分，
必要时要加防护罩
6.4.1 车床与磨床夹具
磨床夹具
➢ 磨床夹具同车床夹具相类似，车床夹具的设计要点同样 适合于外圆磨床和内圆磨床夹具
节圆卡盘
6.4.2 钻床与镗床夹具
机械制造工艺学
第6章 机床夹具设计 Fixture Design
6.4 各类机床夹具 Different Kind of Jig and
Fixture
6.4.1 车床与磨床夹具
车床夹具典型结构
以工件外圆表面定位的车床夹具，如各类夹盘和夹头 以工件内圆表面定位的车床夹具，如各种心轴 以工件顶尖孔定位的车床夹具，如顶尖、拨盘等 加工非回转体的车床夹具，如各种弯板式、花盘式车床夹具
弹簧夹头
1－夹具体 2－螺母 3－弹簧套筒 4－工件
6.3.3 常用夹紧机构
➢ 以均匀弹性变形原理工作的定心夹紧机构
液塑心轴
1－柱塞 2－螺钉 3－液体塑料 4－薄壁套
6.3.3 常用夹紧机构
联动夹紧机构
➢ 特点——从一处施力，可同时在几处对一个或几个工件 进行夹紧
联动夹紧机构
1—压板 2—螺母 3—工件
在机床上的位置一般固 定不动，主要用于在立式钻床 上加工直径较大的单孔及同轴 线上的孔，或在摇臂钻床上加 工轴线平行的孔系。为了提高 加工精度，在立式钻床上安装 钻模时，要先将装在主轴上的 钻头伸入钻套中，以确定钻模 的位置后再将夹具夹紧。
特点：加工精度高，应用广 泛，操作效率低。
固定式钻模
6.4.2 钻床与镗床夹具
两种快撤机构（螺旋夹紧）
4.5.4 常见夹紧机构
4.5.4 常见夹紧机构夹紧机构的种类很多，这里只简单介绍其中一些典型装置。
（1）斜楔夹紧机构图 4.52所示是一些斜楔夹紧实例。
斜楔夹紧机构是利用斜面的楔紧作用，将外力传递给工件，完成工件的夹紧。
当楔块的升角α在 6 0 ~10 0 时具有自锁性能。
但自锁的稳定性较差，主要用于夹紧机构中来改变力的方向。
（ 2）螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构结构简单、容易制造，而且螺旋相当于一个斜楔缠绕在圆柱体的表面形成的；由于其升角小（ 3 0 左右）则螺旋机构具有较好的自锁性能，获得的夹紧力大，是应用最广泛的一种夹紧机构。
如图 4.53、4.56所示1）单个螺旋夹紧机构如图4.53（a）（b）中直接用螺钉或螺母夹紧工件的机构。
螺钉头部直接压在工件表面上，可能会损伤工件或带动工件旋转。
为克服这一缺点在其头部加装浮动压块，以增加接触面积，减少损伤。
如图4.54所示夹紧动作慢使这一机构的另一缺点。
通常采用一些快速结构，如快卸垫圈、快换螺母、快速机构等，如图 4.55所示。
2）螺旋压板夹紧机构图4.56是螺旋压板夹紧机构的几种典型结构，其在夹紧机构中广泛的使用。
3）钩形压板夹紧机构图4.57是螺旋钩形压板夹紧机构的一些结构，其特点是结构紧凑，使用灵活、方便。
（3）偏心夹紧机构它是利用偏心间直接或间接夹紧工件的机构。
偏心夹紧分圆偏心和曲线偏心两种，其特点是结构简单、操作方便、夹紧迅速，缺点是夹紧力小，夹紧行程短，用于振动小、切削力不大的场合。
图 4.58是几种典型的偏心夹紧机构的实例，图4.59是圆偏心轮的几种结构。
（4）联动夹紧机构是利用机构的组合完成单件或多件的多点、多向同时夹紧的机构。
它可以实现多件加工、减少辅助时间、提高生产效率、减轻工人的劳动强度等。
1）单件联动夹紧机构利用夹紧机构实现工件的多向、多点夹紧。
如图4.60所示机构实现二力垂直夹紧。
常用的夹紧机构 ppt课件
铰链夹紧机构 是一种增力机 构，由于结构 简单，增力倍 数大，摩擦损 失小，故在气 动夹具中应用 广泛。
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。 主要形式： 单件联动夹紧机构 多件联动夹紧机构
1、单件联动夹紧机构
单件同向联动夹紧机构
单件对向联动夹紧机构
FJ tan1tFaQn2()
（1）斜楔的自锁性。
在夹紧作用力去掉后，在纯 摩擦力作用下，仍能保持夹 紧的现象。
α≤ φ1 + φ2 为自锁条件。 αmax =12º,一般取6º～8º。 气压或液压不需自锁，可稍 大些。
iFF FQ J tan 1t1a n(2)
h is s tana
单件互垂力或斜交力联动夹紧机构
此机构多用于中小 型工件的多件加工。 按其对工件使力方 式的不同，
一般分为四种基本
形W n
理论上各工件的夹紧力： FWiFw
实际上，在夹紧系统中，各环节的变形、传力过程中均存 在摩擦能耗， 工件较多时，力在传递过程中存在损耗，末 件夹紧力可能会不足。
受力分析: MQ—原始力矩; M1—螺母阻止螺钉转动的力矩; M2—工件阻止螺钉转动的力矩; 仨作用下处于平衡：
螺纹的形成
图3.20
三、偏心夹紧机构
用偏心件直接或间接夹紧工件。 优点：圆偏心夹紧机构操作方便、夹紧迅速。 缺点：夹紧行程和夹紧力均不大，机构不耐振，自锁可靠性差，一般
。 用于夹紧行程及切削负载较小且平稳的加工场合
刚度高、动作快、
增力比大、工作行程 也比较大，其定心精 度较低。它主要用于 工件的粗加工，由于 杠杆机构不能自锁， 所以这种机构自锁要 靠气压或其它装置， 其中用气压较多。
常用的夹紧机构，巧妙结构可借鉴参考！
常用的夹紧机构，巧妙结构可借鉴参考！
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END。
5.5 基本夹紧机构(了解)
单个螺旋夹紧机构的主要缺点是夹紧动
作慢,工件装卸费时 。 如图5-46b所示的螺 母夹紧机构,装卸工件时,要将螺母拧上拧下, 费时费力 。 图5 -48所示的几种常见的快速 螺旋夹紧机构可以克服这一缺点。 图5-48a 所示为使用了开口垫圈,夹紧螺母的外径小 于工件孔径,松开螺母取下开口垫圈,工件就 可以方便地装卸 。
如图5-50所示为螺旋钩形压板机构,其特 点是结构紧凑,使用方便。 当钩形压板妨碍 工件装卸时,可采用如图5-51所示的自动回 转钩形压板机构。
四、铰链夹紧机构
铰链夹紧机构是指用铰链连接的连杆作 中间传力元件的夹紧机构 。 如图5-52所示 为几种典型的夹链夹紧机构。 图5-52a为单 臂铰链夹紧机构;图5-52b为双臂单作用较链 夹紧机构; 图5-52c为双臂双作用铰链夹紧机 构。
种类型 。 曲线偏心是采用阿基米德螺旋线
或对数螺旋线作为轮廓曲线,其升角变化均 匀,但制造复杂,故很少使用 。 圆偏心(偏心 轮或偏心軸)因结构简单、制造容易、操作 方便而得到广泛的应用,但其夹紧力和夹紧 行程均较小,自锁性差,一般用于切削力小、 振动小、没有离心力影响的场合。 图5-45 所示为几种常见的圆偏心夹紧机构。
图5 -48b采用了快 卸螺母,其螺孔内钻 有倾斜光孔,其孔径 略大于螺纹外径 。
螺母倾斜沿着光孔 套入螺杆,然后将螺 母摆正,使之与螺杆 旋合,便可夹紧工件。
在图5-48c中,
夹紧轴上开有 相连的直槽和1 螺旋糟,先推动 手柄,使摆动压
块迅速靠近工 件,继而转动手 柄,夹紧工件并 自锁。
在图5-48d中,螺杆轴上开有直槽,推动手柄1 , 使螺杆轴带动摆动压块迅速靠近工件,将手 柄2板回至图示位置,转动手柄1带动螺母旋 转,因手柄2的限制,螺母不能右移,致使螺杆 带动摆动压块左移,从而夹紧工件 。 松开时, 先反转手柄1 ,稍微松开后,即可扳下手柄2 , 为手柄1的快速右移让出空间 。
螺旋夹紧机构
3.3 基本夹紧机构
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ螺旋夹紧机构
螺旋相当于斜 楔绕在圆柱体上 形成，如图所示。 所以螺旋夹紧机 构夹紧工件仍是 楔紧作用。
3.3 基本夹紧机构
螺旋夹紧机构
1. 夹紧力计算 受力分析如图所示。设：MQ为原始力矩；M1为螺母阻止 螺钉转动的力矩；M2为工件阻止螺钉转动的力矩。 FW = FQ L/［d2/2tg( + 1 )+ r tg2 ］
—— 螺旋升角(°)；
d2—— 螺旋中径(mm)； 1 —— 螺旋处摩擦角(°)； 2 —－ 螺钉端部摩擦角(°)。
3.3 基本夹紧机构
螺旋夹紧机构
螺钉端部当量摩擦半径r′，见下表。
形式 简图
Ⅰ 点接触
Ⅱ 平面接触
Ⅲ 圆周线接触
Ⅳ 园环面接触
rctg
r
0
1 d0
3
rctg
1 2
1
D
3－D 2 0
3.3 基本夹紧机构
螺旋夹紧机构
1. 夹紧力计算 受力分析如图所示。设：MQ为原始力矩；M1为螺母阻止 螺钉转动的力矩；M2为工件阻止螺钉转动的力矩。 FW = FQ L/［d2/2tg( +1 )+ r tg2 ］ 式中：FW —— 夹紧力(N)；
r′—— 螺钉端部当量摩擦半径(mm)，如表所示； L —— 作用力臂(mm)； FQ—— 原始作用力(N)；
3
D
2－D 2 0
3.3 基本夹紧机构
螺旋夹紧机构 2. 结构特点
螺旋夹紧机构具有斜楔的结构特 点，而且螺旋升角 ≤4°，自锁性能 更好，耐振；夹紧行程不受限制，但 夹紧行程大时，操作时间长。
3.3 基本夹紧机构
3.2基本夹紧机构(改)
曲线升程很小，夹紧行程有限，一般不采用 。
曲线前半段升程迅速增大，有利于快速趋近工 件；后半段楔升角逐渐减小，曲线平缓，有利 于得到大而稳定的有效夹紧力，且自锁性良好。
有效夹紧行程较大，适合于夹紧方向尺寸误差较大的
工件的夹紧。
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3.2 基本夹紧机构
（3）圆偏心轮的自锁条件
m ax 1 2
3.2 基本夹紧机构 双斜面斜楔夹紧机构
2020/9/25
α2 α1
2 1
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3.2 基本夹紧机构
6、结构特点
（1）具有自锁性； （2）能改变夹紧力的方向； （3）具有增力作用； （4）夹紧行程很小； （5）夹紧效率低。
7、适用范围
（1）毛坯质量较高； （2）机动夹紧装置。
2020/9/25
有效夹紧行程大小和可靠自锁几个基本条件，而自锁是由偏 心轮的结构条件来决定。
在有限的夹紧转角范围内得到尽可能大的夹紧行程，是 圆偏心轮工作曲线段选择的主要原则。
2020/9/25
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3.2 基本夹紧机构
圆偏心轮及其展开图
0°~45°曲线段
90°~180°曲线段 45°~135°曲线段 2020/9/25
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3.2 基本夹紧机构
（1）圆偏心轮的升角
K
arc tan OM MK
arctan
e s in D e cos
2
max
p
arctan 2e D
式中， e — 偏心距； θ—偏心轮回转角度（°）； D — 偏心轮直径，
2020/9/25
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3.2 基本夹紧机构
（2）圆偏心轮的工作段 圆偏心轮工作时，主要考虑有效夹紧力的变化值大小、
基本夹紧机构
⑶应用：主要用于机动夹紧， 且工件精度较高。
2、螺旋夹紧机构：螺旋相当于斜楔绕在圆柱体上 形成，所以夹紧工件仍是楔紧作用。 ⑴夹紧力计算
⑴夹紧力计算 受力分析见图3.14，
在 —原始力矩，M1— 螺母阻止螺钉转动的力矩， M2—工件阻止螺钉转动的 力矩仨作用下处于平衡：
结构特点： a)自锁性：
见图3.14b) 受力分析， 在夹紧作 用力取掉 后，在纯 摩擦力作 用下，仍 能保持夹 紧的现象。
自锁条件： F1＞Frx， 即 tg ＞ tg( － )
tg ＞tg( － )
＞－
＜ ＋ 为自锁条件
一般 、 = 6º
∴
=12º
一般取6º～8º
b)改变作用力方向；
c)增力： = / =1/［ tg + tg( + )］ =2.5
⑵结构特点 具有斜楔的结构
特点，而且螺纹升角 ≤4°，自锁性能更
好，耐振；夹紧行程 不受限制，但夹紧行 程大时，操作时间长。
图3.15单个螺旋夹紧机构
a) 结构简单，但易压伤工件表面，易带动工件旋 转；b)带有摆动压块，克服了上述不足
图3.16是常用的几种摆动压块，光面用a)，毛面用b)
⑶应用：广泛用在手动夹紧中， 图3.17。
机床夹具设计
1、斜楔夹紧机构
3.12 斜楔夹紧机构 1－斜楔 2－工件 3－夹具体
锤击夹紧和松开工件，原理是楔紧作用
⑴夹紧力Fw计算： FQ—夹紧作用力；α—斜楔升角；
φ 1、 φ 2摩擦角
图3.13
由静力平衡：
F1+Frx=ＦＱ
而F1= ＦＷ tg Φ1
7.3.3 基本夹紧机构_机械制造技术_[共3页]
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零件的装夹装置 122 第7章7.3.2 夹紧装置的组成及基本要求工件是由夹紧装置进行夹紧的，因此夹紧方案确定后，就可以进行夹紧装置的结构设计。
1．夹紧装置的组成（1）产生力源部分力源是产生夹紧的原始作用力。
机动夹紧装置常用的力源由汽缸等所产生；手动夹紧的力源由人力来保证。
（2）中间传力部分中间传力机构是将力源产生的力传递给夹紧元件的机构据需要保证夹紧机构的自锁性及夹紧可靠性。
（3）夹紧元件部分夹紧元件是实现夹紧的最终执行元件。
夹紧元件直接与工件接触而完成夹紧作用。
2．设计夹紧装置的基本要求① 夹紧时不应破坏工件定位时已获得的正确位置，即在夹紧力的作用下，工件不会离开定位元件。
② 夹紧力大小适当，夹紧可靠，保证在加工过程中工件不会产生松动或振动、变形和表面压伤。
③ 夹紧机构应操作安全、方便、省力，以减轻劳动强度，缩短辅助时间，提高生产率。
结构力求简单、紧凑和刚度好，使夹具有良好的工艺性，并尽量选用标准元件。
④ 夹紧机构的复杂程度和自动化程度，应与工件的生产批量和生产方式相适应。
7.3.3 基本夹紧机构夹紧机构的种类虽然很多，但其结构都以斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构和偏心夹紧机构为基础，这3种机构合称为基本夹紧机构。
1．斜楔夹紧机构斜楔夹紧机构是利用楔块斜面移动产生的压力来夹紧工件，如图7-22所示。
当拧动右端螺杆时，与螺杆联接的斜块向左移动，并通过杠杆机构夹紧工件。
反方向拧动右端螺杆，松开工件。
斜楔夹紧机构夹紧行程短，夹紧力较小，且操作费时，所以实际生产中应用不多。
2．螺旋夹紧机构由螺钉、螺母、垫片、压板等元件组成的夹紧机构，称为螺旋夹紧机构。
如图7-23所示，螺钉4、垫片2和螺母3将工件1夹紧。
图7-22 斜楔夹紧机构。
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4） 弹簧筒夹式定心夹紧机构
弹性夹头和弹性心轴 1夹具体；2弹性筒夹；3锥套；4螺母；5心轴
夹紧力应指向主要定位基面 b)、c)错误，d)正确
结论：主要夹紧力方向应尽量垂直主要定位面
夹紧力方向与夹紧力大小的关系 FW 夹紧力；F切削力；G工件自重
结论：有利于减小夹紧力的大小
b)较差 a)好
结论：夹紧力的方向应是工件刚度较高的方向
2、夹紧力作用点的选择 夹紧力作用点是指夹紧元件与工件接触的一小块面积 1）应落在支承元件上或几个支承元件所形成的支承面内
③特点：a. “定位—夹紧”元件合二为一；
b. 始终有：△db=0
c.主要用在要求定心和对中的场合
例1：如图工件以外圆 定位加工内孔，保证同 轴度。若在套筒中动配
合 定 位 ： △ B=0 ，
△ Y≠0 ， △ D=△Y ； 若 在三爪自动卡盘中定位， 因三爪等速向中心的移 动，使定位基准没有位
移，△Y=0，△D=0。
（2）常见的定心夹紧机构
1）螺栓式定心夹紧机构
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） 楔式定心夹紧机构
机动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
3）杠杆式定心夹紧机构
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
夹紧装置的组成
1－气缸 2－斜楔 3－滚子 4－压板 5－工件
2、设计夹具时应考虑的问题 • 夹紧力（三要素：大小、方向、作用点） • 传力方式（手动、气动、液力、电力等） • 夹紧机构（增力、快速、机动等） 3、对夹紧装置的设计要求
• 能保持工件定位时已获得的正确位置
• 夹紧要可靠和适当 • 操作方便、安全，劳动强度低，生产效率高 • 夹紧装置的自动化和复杂程度与生产批量与生产方式相适应 • 有良好的工艺性和经济性
• 楔块材料：通常用20钢渗碳，淬硬58~62HRC
• 偏心轮、凸轮、螺钉为楔块的变种
（2）螺旋夹紧机构
1 ）工作原理：类似楔块，螺旋相当于斜楔绕在圆柱体
上形成，所以夹紧工件仍是楔紧作用。
图6-64 螺旋压板机构
2）夹紧力大小
螺旋机构的扩大力比很大，常取
i 65 ~ 140
3）夹紧特点：
结构简单，增力大 夹紧可靠，能保证自锁
夹紧动作慢，适合手动夹紧
单个螺旋夹紧机构 a) 结构简单，但易压伤工件表面，易带动工件旋转； b)带有摆动压块，克服了上述不足
4）应用：广泛用在手动夹紧中
图a)减力增大行程
图b)改变力向
图c) 增力减小行程
常用的螺旋夹紧机构
常用的螺旋夹紧机构
（3）偏心夹紧机构 1 ）工作原理：利用转动中心与几何中心偏移的圆盘或 轴作为夹紧元件
1
+φ
2
为自锁条件。
• 一般钢铁的摩擦系数为0.1~0.15，取φ 1 =φ2 = 5~7°， 故α ≤10~14°
• 为了安全可靠，取α = 5~7°
几种斜楔夹紧机构的结构型式
图6-58 几种斜楔夹紧机械 1-夹具体 2-斜楔 3-工件
夹紧特点： • 结构简单，有增力作用。 一般扩力比Q/F≈3。 • 楔块夹紧行程小，增大行程会使自锁性能变差 • 操作不便，夹紧和松开均需敲击
二、相关知识
（一）夹紧装置的组成和设计要求
工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位 位置不变的装置，称为夹紧装置。
1、夹紧装置的组成
动力源装置：它是产生夹紧作用力的装置。 传力机构：传递力的机构，其作用是：改变作用力的方 向；改变作用力的大小；具有一定的自锁性能，以保证 夹紧可靠。 夹紧元件：它是直接与工件接触完成夹紧作用的元件。
（三）典型的夹紧机构
1、基本夹紧机构
（1）斜楔夹紧机构
工作原理：利用楔块的斜面将楔块的推力转变为夹紧力， 从而夹紧工件
锤击夹紧和松 开工件，原理 是楔紧作用
斜楔夹紧机构1－斜楔 Fra bibliotek－工件 3－夹具体
夹紧力的大小：
F Q tg1 tg 2
夹持原则： • 楔块夹紧工件后应能自锁， α ≤φ
偏心夹紧机构
2）夹紧特点：
结构简单，制造方便
夹紧迅速，操作灵活
行程小，增力小，自锁能力差 适合夹紧力小、振动小的场合 3）自锁条件：
D/e ≥14~20
偏心夹紧机构举例
图6-67 圆偏心夹紧机构
2. 定心夹紧机构
① 定心夹紧机构：定位和夹紧同时实现的夹紧机构。 采用定心夹紧机构可减少△dw。 ② 工作原理：利用“定位 —夹紧”元件的等速移动或 均匀弹性变形来实现定心或对中。
模块六
机床夹具
课题四 工件的夹紧
知识点
夹紧装置的组成和设计要求 夹紧力确定的基本原则
典型的夹紧机构
技能点
了解夹紧装置的组成和设计要求
掌握夹紧力确定的基本原则
一. 课题分析
夹紧是工件装夹过程中的重要组成部分。工件定位 后必须通过一定的机构产生夹紧力，把工件压紧在定位 元件上，使其保持准确的定位位置，不会由于切削力、 工件重力、离心力或惯性力等的作用而产生位置变化和 振动，夹紧力既不能太大，也不能太小，这种产生夹紧 力的机构称为夹紧装置。夹紧机构在设计和使用过程中， 既要保证加工质量，又要讲究效率和经济性，因此学习 常用夹紧机构、夹紧机构的设计和选用是十分重要的。
（二）夹紧力确定
夹紧力的确定包括夹紧力的大小、方向和作用点三个
要素 1、夹紧力方向的确定 ① 应指向各定位元件，且尽可能使之垂直于主要定位基 准，应在工件刚度最大的方向上将工件夹紧。
②有助于定位，不破坏定位的准确性和可靠性。
③应考虑接触面积的影响，使工件变形尽可能小。 ④应使夹紧力尽可能小，减轻劳动强度、提高生产效率。
a)错误，b)正确
2）应选在工件刚性较好的部位
a)错误，b)正确
3）应尽可能靠近被加工表面，以减少切削力翻转力矩 的影响，减少振动
当作用点只能远离加工面，可增设辅助支承
（3）夹紧力大小的确定
1）要足够防止加工时松动 2）使工件受压变形小，刚性差的工件应均匀加压 3）机动夹紧时应计算夹紧力的大小，以理论夹紧力 乘以安全系数K 粗加工取K＝2.5~3， 精加工取K＝1.5~2 夹紧力三要素的确定，是一个综合性问题，必须 考虑工件的结构特点、加工工艺方法、定位元件 的结构和布置等多种因素。