夹具(夹紧装置设计3-2)

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（一）夹紧装置的组成
1．动力源（动力装置）：产生原始作用力的部分。 夹紧力的来源：人力；某种动力装置。 常用的动力装置： 液压装置、气压装置、电磁装置、电动装置、 气一液联合装置、真空装置。 手动夹紧：用人力对工件进行夹紧。 机动夹紧：用液压装置、气压装置、电磁装置、电动 装置等动力装置进行夹紧。
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（二）夹紧力的作用点 1．应能保持工件定位稳定，而不致引起工件发生位移或偏转。 →落在定位元件之上或支承范围内
夹紧力作用点的位置
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2．夹紧力的作用点应有助于减小夹紧变形。
◆夹紧力的作用点应落在工件刚性好的方向和部位，特别对低 刚度工件。 如发动机汽缸套加工，大多数工序采用轴向夹紧。 夹紧如图ｂ）所示薄壁箱体时： 夹紧力应作用在刚性好的凸边上； 若箱体无凸边时，可如图ｃ），将单点夹紧改为三点夹紧， 使着力点落在刚性好的箱壁上。
图（e）夹紧力W与切削力F、重力反向：夹紧力较大。
WFG
图（a）、（b）优先选用，图（c）、（e）次之，图 （ｄ）最差，避免不用。
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夹紧力与切削力、重力的关系
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3．夹紧力方向应与工件刚度高的方向一致，以减少夹紧变形。 如薄壁套加工改径向夹紧→轴向夹紧。
薄壁套筒的夹紧
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例2：一力两用示例，使各 定位基面同时受到夹紧力作 用。 图（a）所示，可对第一定 位基面施加Ｗ１，对第二定 位基面施加Ｗ２； 图（ｂ）所示，施加Ｗ３代 替Ｗ１、Ｗ２，使两定位基 面同时受到夹紧力的作用。
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图（ｃ）所示，施加Ｗ３代替Ｗ１、Ｗ２，使两定位 基面同时受到夹紧力的作用。
4．夹紧装置必须可靠 既要保证工件在加工过程中的
5．工艺性好
位置稳定不变，振动小，又要 使工件不产生过大的夹紧变形。
结构简单，便夹于紧制力造稳和定维可减少夹紧误差。
修；多用标准零部件；操
作方便、安全、省力
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3.2.2 夹紧力的确定
包括夹紧力的作用点、方向、大小三要素。 （一）夹紧力的方向
1．夹紧力的方向应有助于定位，而不应破坏定位。 （1）只有一个夹紧力，夹紧力应垂直于主要定位基面或使各定
位基面同时受到夹紧力的作用。
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例1：夹紧力的方向朝上主要定位面 图（a）：工件被镗的孔与左端面A有一定的垂直度要求。 图（ｂ）：夹紧力朝向主要定位面（Ｖ形块的Ｖ形面），使 工件的装夹稳定可靠。
不能满足上述要求时，可以增设辅助支承，以提高 定位稳定性，承受夹紧力和切削力等。
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辅助支承和辅助夹紧
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4．夹紧力的反作用力不应使夹具产生影响加工精度的变形 →导向、定位与夹紧支架分开（精加工夹具）
例1:发动机机体精镗主轴孔、凸轮轴夹具： 导向与夹紧支架分开。
例2: 存在的问题：夹紧力作用于导向支架上， 夹紧力的反作用力 引起导向支架变形，影响导向精度； 改进措施：导向支架与夹紧机构分开，让夹紧力的反作用力 不再作用在导向支架上。
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液压夹紧铣床夹具：液压缸４、活塞５、活塞杆３组成了液压动 力装置，铰链臂２和压板１等组成了铰链夹紧机构，其中压板１ 是夹紧元件。
液压夹紧铣床夹具
１、压板，２、铰链臂，３、活塞杆，４，液压缸，５、活塞
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(二)对夹紧装置的基本要求
1．确能保证工件定位后占据的正确位置
2．夹紧力的大小要适手当动、夹稳紧自定锁、有机助动于夹定紧位联， 3．夹紧装置的复杂程锁度保与护生、产夹紧类行型不程相应足适破够应坏等定。。位.
一力两用示例
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（2）用几个夹紧力分别作用时，朝向主要定位面的夹 紧力应是主要夹紧力，应注意几个夹紧力动作顺 序。
如三基面组合定位：W1 W2 W3
Ｗ１是主要夹紧力，朝向主要定位面，最后作用； Ｗ2、Ｗ3是帮助定位的，应首先作用。
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2．夹紧力的方向应方便装夹和有利于减小夹紧力：最好与切削 力F、重力G方向一致。
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夹紧力作用点与夹紧变形的关系
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◆设计特殊形状夹爪、压角等分散作用夹紧力，增大工件受力 面积。 采用具有较大弧面的夹爪来防止薄壁套筒变形；或采用弹簧 套筒夹紧。 采用球面支承代替固定支承，夹压环形工件。
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增大受力面积减少夹紧变形
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3．夹紧力的作用点应尽量靠近工件加工表面，以提高 定位稳定性和夹紧可靠性，减少加工中的振动（低 刚度工件）。
◇图（a）夹紧力W与重力G、切削力F方向一致：可以不夹紧 或用很小的夹紧力，
W0
◇图（b）夹紧力W与切削力F垂直：夹紧力较小，
W F G
图（c）夹紧力W与切削力F成一夹角：夹紧力较大，
W F (co ssin ) G (si n co )s
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★图（d）夹紧力W与切削力F、重力G垂直：夹紧力最大， W F G
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Байду номын сангаас
夹紧引起导向支架变形
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（三）夹紧力的大小：
夹紧力的大小必须适当：
过小，加工过程中发生移动或振动，破坏定位；
过大，使工件和夹具产生夹紧变形，影响加工质量。
夹紧力确定方法：实验法、估算法。
估算夹紧力通常将夹具和工件看成一个刚性系统以简化计算。
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2．夹紧机构： 接受和传递原始作用力，使其变为夹紧力并执行夹紧任务 的部分。
◇中间递力机构： 把人力或动力装置产生的原始作用力传递给夹紧元件。 ①改变作用力的方向；②改变作用力的大小； ③具有一定的自锁性能，保证夹紧可靠性。
◇夹紧元件（执行元件）： 直接与工件接触，最终完成夹紧任务。 人力或动力装置（原始作用力）→中间递力机构→夹紧元 件→工件。
机械制造装备设计
主讲人：李爱芝
3.2 夹紧装置的设计
3.2.1 夹紧装置的组成及基本要求 3.2.2 夹紧力的确定 3.2.3 常用的夹紧机构 3.2.4 夹紧机构的动力装置
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3.2.1 夹紧装置的组成及基本要求 夹紧：将工件定位后的位置固定下来。保持工件在定
位中所获得的正确位置，使其在外力作用下， 不发生移动和振动。 夹紧装置设计内容： 夹紧力的确定；夹紧机构设计； 夹紧动力装置的设计或选择。