工件夹紧机构计算
第三章-工件在夹具中的夹紧
2．液压夹紧
液压夹紧是利用液压油为工作介质来传力的 一种装置。它与气动夹紧比较，具有夹紧力稳定、 吸收振动能力强等优点，但结构比较复杂、制造 成本高，因此适用于大量生产。液压夹紧的传动 系统与普通气压系统类似。
3、气-液组合夹紧
气-液组合夹紧的动力源为压缩空气，但要使用 特殊的增压器，比气动夹紧装置复杂。它的工作原理 如图所示，压缩空气进入气缸1的右腔，推动增压器 活塞3左移，活塞杆4随之在增压缸2内左移。因活塞 杆4的作用面积小，使增压缸2和工作缸5内的油压得 到增加，并推动工作缸中的活塞6上抬，将工件夹紧。
削扭矩M 将使工件绕中心旋转，当钻头的刃带进入切削时，
产生的钻削扭矩最大，此时应为工件夹紧的最不利情况。
2.按静力平衡原理列出平衡式并计算夹紧力W
由图可知，钻削扭矩M有使工件产生转动的趋势，这 需要由夹紧力W在夹紧点所产生的摩擦阻力矩及由钻削力P 和夹紧力W所产生的支承反力在工件和定位面间产生的摩 擦阻力矩相平衡，即有平衡式：
升角：是工件上受压面与旋转半径的法线行 程的夹角。从几何关系可知，它是由转轴中心O点 和偏心几何中心C点，分别与夹紧点的连线所形成 的夹角。
P
max
e r
2）圆偏心夹紧的自锁条件
P点夹紧时能自锁，则可保证其余各点均可自锁
自锁条件 αmax ≤ 1 + 2
1-圆偏心轮与工件处的摩擦角。 2-圆偏心轮与转轴处的摩擦角。 tgαmax ≤ tg e/r ≤ , 取μ=0.1~0.15,
M / Q/ l
/
QL Q/ l
M M/
Q/ Q L l
N N
H1
H2 F1
F2
W
W
Q// H2 F2 W H1
第四章第5节工件的夹紧及夹紧装置 (2)
3. 夹紧力的大小
夹紧力的大小可根据切削力和工件重力的大小、 方向和相互位置关系具体计算。为安全起见，计算 出的夹紧力应乘以安全系数K，故实际夹紧力一般比 理论计算值大2～3倍。
进行夹紧力计算时，通常将夹具和工件看做一 刚性系统，以简化计算。根据工件在切削力、夹紧 力(重型工件要考虑重力，高速时要考虑惯性力)作用 下处于静力平衡，列出静力平衡方程式，即可算出
的原始夹紧行程增加的倍数等于夹紧力的增力倍
数，即夹紧行程增大多少倍，夹紧力就增加多少
倍。
0.017455 0.052408 0.087489
0.12278 0.15838 0.19438
0.23087 0.26795 0.30573
0.34433
2、选用斜楔夹紧工件时，只要升角 取得合适， 就能实现夹紧机构的自锁。
3. 偏心夹紧机构是由偏心件作为夹紧元件，直接 夹紧或与其他元件组合实现对工件的夹紧。常用的
图3-35是一种常见的偏心轮—压板夹紧机构。 当顺时针转动手柄使偏心轮绕轴转动时， 偏心轮的 圆柱面紧压在垫板上，由于垫板的反作用力，使偏 心轮上移，同时抬起压板右端，而左端下压夹紧工
图3-35 偏心轮—压板夹紧机构
斜楔夹紧机构受力分析
夹紧力 Fc 是由作用在斜楔上的外力 Fe,x 产生的。
工件对它的反作用力 Fr1 和由此引起的摩 擦力 Ff1 、夹具体对它的反作用力 Fr2 和 由此引起的摩擦力 Ff 2 。
夹紧时，存在如下关系 考虑X方向上的受力平衡
将上述参数代入上式，可得斜楔所产生的夹紧力
由上式得如下结论
图3-43 先定位后夹紧联动机构
图3-43 先定位后夹紧联动机构
(2) 夹紧与移动压板联动机构。 如图3-44所示，逆时针扳动手柄，先是拨销1拨 动压板2上的螺钉3，使压板左移到夹紧位置，继续 逆时针扳动手柄，偏心轮5顶起压板夹紧工件。松开 时，顺时针扳动手柄，偏心轮5的作用先松开工件， 继而拨销1拨动螺钉4
夹具压紧力计算公式
夹具压紧力计算公式
夹具压紧力计算公式可以根据夹具的设计和工件的特性来确定，一般来说，它包括以下几个要素：
1. 工件的材料特性，包括弹性模量、屈服强度等；
2. 夹具的设计参数，比如夹具的摩擦系数、夹紧长度等；
3. 工件和夹具的几何形状。
一般来说，夹具压紧力计算公式可以表示为：
F = k P.
其中，F表示夹具的压紧力，k表示夹具的摩擦系数，P表示工
件的加工力。
在实际工程中，通过这个公式可以计算出夹具需要施加的压紧力，从而保证工件被牢固地夹紧，不会发生位移或者变形，同时又
不会施加过大的压力导致工件损坏。
因此，夹具压紧力计算公式在工程领域中具有重要的意义，它可以帮助工程师们设计出合理的夹具结构，确保工件加工的质量和效率。
第三章 工件的夹紧及夹紧装置(夹具设计)
速，但自锁能力较差，增力比小，（取决于L/ρ的 比值）。常用在切削平稳且切削力不大的场合。
机械学院
第二节 基本夹紧机构
2.偏心夹紧机构-适用范围
几种常见偏心夹紧机构
机械学院
第二节 基本夹紧机构
3.螺旋夹紧机构-分类
直接夹紧式螺旋夹紧机构：拉紧式和压紧式 移动压板式螺旋夹紧机构：支点式和内嵌式 铰链压板式螺旋夹紧机构：遮盖式、杠杆式、翻转式、联动式 可拆卸压板式螺旋夹紧机构：直拆式和旋拆式
机械学院
移动式压板端面偏心轮夹紧机构
移动式压板端面偏心轮夹紧机构：主要由两个端面凸轮在不同的旋 转角度上产生的轴向位移来实现夹紧动作。它的结构简单、紧凑， 占用空间小，操作方便，但自锁性能差一些，因此，其夹紧行程受 到一定限制。
机械学院
转动式压板端面偏心轮夹紧机构
转动式压板端面偏心轮夹紧机构：主要由端面凸轮和滑动杆在转动 一定角度时产生的位移来实现夹紧动作。它的结构也比较简单，操 作方便，由于是利用杠杆原理进行夹紧，其夹紧力比较大，但占用 的空间要大一些。
夹紧力作用点的选择
2)作用在工件刚度高的部位
机械学院
第一节 夹紧机构原理
3.确定夹紧力的基本原则
夹紧力的作用点与工件变形 a）工件底面产生夹紧变形 b）改进方案
机械学院
第一节 夹紧机构原理
3.确定夹紧力的基本原则
夹紧力作用点的选择
3）夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件 切削部位的刚度和抗振性。
机械学院
第二节 基本夹紧机构
6.斜楔夹紧机构-适用范围
斜楔夹紧装置常用在尺寸公差较小的夹紧装置中，主要用 于机动夹紧，且毛坯质量较高的场合。
夹紧机构
机床夹具设计
二、螺旋夹紧机构
FQ L
F2r '
FRX
d0 2
得
FW
d0 2
tg
FQ L
1 r 'tg2
式中 FW 一一夹紧力(N)；FQ 一一作用力(N)； Lo一一作用力臂(mm)； d 0 一一螺纹中径(mm)； 一一螺纹升角( )； 一一螺纹处
摩擦角( o )； 2一一螺杆端部与工件间的摩擦角( o )；
2
机床夹具设计
一、夹紧概述
目
保证工件定位时确定的正确位置,防止工
的
件在切削力、离心力、惯性力、重力等作用 下产生位移和振动。
（1）力源装置：手动装置 气压装置、液压装置气、 液增压装置、电动装置、磁力装置、真空装置
组 （2）中间传力机构
成
1）改变作用力的方向；
2）改变作用力的大小； 3）使夹紧实现自锁。
大 小
一般精加工K =1.5~2，粗加工K = 2.5~3。
(2)经验对比法。
7
机床夹具设计
表4-3常见夹紧形式所需的夹紧力计算公式
8
机床夹具设计
9
机床夹具设计
三、减小夹紧变形的方法 (1)分散着力点和增加压紧件接触面积。
10
机床夹具设计
(1)分散着力点和增加压紧件接触面积。
11
机床夹具设计
56
机床夹具设计 四、联动夹紧机构
57
机床夹具设计 四、联动夹紧机构
58
机床夹具设计 四、联动夹紧机构 (2)多件连续夹紧机构
59
机床夹具设计 四、联动夹紧机构
(3)对称式多件联动夹紧机构
60
机床夹具设计 四、联动夹紧机构
夹紧力计算【范本模板】
4.1.2 夹紧力计算及夹紧气缸的设计1、夹紧力的计算工件材料为AS9U3，大平面加工余量为1.5mm ，采用硬质合金端铣刀加工，切削力查参考文献〔1〕可根据如下公式计算: •式中：Fz -—-铣削力(N)a f -——每齿进给量（mm/r ） a w ———铣削宽度（mm) K FZ ———铣削力修正系数 d 0———铣刀外径（mm) a p —--铣削深度(mm ） z —-—•铣刀齿数 确定各参数值:（1）。
铣刀外径d 0＝315mm ； (2).铣刀齿数Z ＝16;（3）.每齿进给量af 是铣刀每转一个刀齿时铣刀对工件的进量:a f ＝V f /（z ·n)＝360/（16×720)＝0.031mm/r（4)。
铣削深度a p 对于端铣刀是指平行于铣刀轴线测量的被铣削层尺寸:a p ＝1。
5mm（5）. 铣削宽度a w 对于端铣刀是指垂直于铣刀轴线测量的被切削层尺寸：a w ＝240mm(6）。
修正系数K FZ 取1。
6；由表查得： c F ＝7750 x F ＝1。
0 y F ＝0.75u F ＝1。
1 w F ＝0.2 q F ＝1。
3FZw q 0V wy fX PX FZ K nd Za a a c 25.0F fFFfFF⋅⋅⋅⋅⋅⋅⨯=⋅1.00.75 1.11.30.277501.50.031240160.25 1.6315720ZF ⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯Fz=276。
5N=28Kg (7）。
理论所需夹紧力计算 确定安全系数：总的安全系数k ＝k1·k2·k3·k4k 1-——— 一般安全系数； k 1取1.7；k 2—-—-加工状态系数； 由于是精加工，所以k 2取1； k 3————刀具钝化系数； k 3取1。
4； k 4--——断续切削系数； k 4取1。
2; ∴ k ＝1。
7×1×1.4×1。
夹紧力计算
盛年不重来，一日难再晨。
及时宜自勉，岁月不待人。
4.1.2 夹紧力计算及夹紧气缸的设计1、夹紧力的计算工件材料为AS9U3，大平面加工余量为1.5mm ，采用硬质合金端铣刀加工，切削力查参考文献〔1〕可根据如下公式计算： •式中：Fz ---铣削力(N)a f ---每齿进给量(mm/r) a w ---铣削宽度(mm) K FZ ---铣削力修正系数 d 0---铣刀外径(mm) a p ---铣削深度(mm) z ---•铣刀齿数 确定各参数值:(1).铣刀外径d 0＝315mm ； (2).铣刀齿数Z ＝16；(3).每齿进给量af 是铣刀每转一个刀齿时铣刀对工件的进量:a f ＝V f /(z ·n)＝360/(16×720)＝0.031mm/r(4).铣削深度a p 对于端铣刀是指平行于铣刀轴线测量的被铣削层尺寸:a p ＝1.5mm(5). 铣削宽度a w 对于端铣刀是指垂直于铣刀轴线测量的被切削层尺寸:a w ＝240mm(6). 修正系数K FZ 取1.6；由表查得: c F ＝7750 x F ＝1.0 y F ＝0.75u F ＝1.1 w F ＝0.2 q F ＝1.3FZw q 0V wy fX PX FZ K nd Za a a c 25.0F fFFfFF⋅⋅⋅⋅⋅⋅⨯=⋅1.00.751.11.30.277501.50.031240160.25 1.6315720ZF ⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯Fz=276.5N=28Kg(7). 理论所需夹紧力计算 确定安全系数:总的安全系数k ＝k1·k2·k3·k4k 1---- 一般安全系数； k 1取1.7；k 2----加工状态系数； 由于是精加工，所以k 2取1； k 3----刀具钝化系数； k 3取1.4； k 4----断续切削系数； k 4取1.2； ∴ k ＝1.7×1×1.4×1.2≈3 W ＝k ·p ＝3×28kg ＝84kg 2. 气缸的选择Ｑ＝Ｗ/(i ·η1·n )＝84/(0.8×0.8×3)＝44kg 由气缸传动的计算公式： Ｑ＝Ｐ·(πＤ2/4)·η式中: Ｐ--压缩空气压力＝6atm ＝6kg/cm2 η--气缸摩擦系数，取0.8i —压板与工件的摩擦系数,取0.8n —夹紧气缸个数,本夹具为3 Ｄ--气缸直径(cm)D ==D=34.2cm通过以上理论计算，可以选择直径为50mm 的气缸。
工件的定位与夹紧
划线找正法示例Leabharlann 图2 划线找正装夹图3 套筒零件简图
1.快换钻套 2.导向套 3.钻模板 4.开口垫圈 5.螺母 6.定位销 7.夹具体
图 4 套筒钻夹具
二、工件的定位 工件的定位
◆六点定位原理
：任一刚体在空间都有六个自由度，为 使工件完全定位，必须有合理分布的 六个定位支承点分别限制其六个自由 度，使工件的位置唯一。
●基准
设计基准 工序基准 工序基准 定位基准（ 定位基准（大平面、长圆柱面或轴线） ） 三者重合，提高位置精度
●定位元件 定位元件
◆定位元件的基本要求 ①足够的精度 ②足够的硬度和耐磨性 ③足够的强度和刚度 ④工艺性好
◆平面定位 ◇主要支承 —限制自由度 ①固定支承 —支承钉
支承板 非标支承板 ②可调支承 —一批工件调一次
（原则上不允许）
zz
o
x
y
注：若不限制 y 等 为欠定位,不符要求
图7
完全定位
z
z
y
X
o y
不完全定位
X
图8
x y
后果:
1.心轴 2.支承凸台 3.工件 4.压板
1)机床心轴弯曲 2)工件翘曲变形 图9 插齿时齿坯的定位(过定位) 插齿时齿坯的定位(过定位)
x y
图10 齿坯过定位的影响
改变定位结构避免过定位
Z
x、 y、 z
( y (
z
O
(
z
x 、 y 、z
x ( x
X
(
(
Y y
y
5 4
Z
6
O
y Y
3 2
1
X
图5 长方体定位时支承点的分布
夹紧机构(刘旋)
《机械系统设计》课程期末考查课程设计说明书学科专业：机械设计制造及其自动化班级：1117441学号：111744125学生姓名：刘旋指导老师：徐刚2014年6月工件夹紧机构设计一、工件的夹紧将工件定位后的位置固定下来称为夹紧，夹紧的目的是保持工件在定位中所获得的正确位置，使其在外力（夹紧力、切削力、离心力等外力）作用下，不发生移动和振动。
图 9-33 液压夹紧的铣床夹具1 －压板2 －铰链臂3 －活塞杆4 －液压缸5 －活塞1.1 夹紧装置的组成夹紧装置由两个基本部分组成。
1.1.1动力装置夹紧力的来源于人力或者某种动力装置。
用人力对工件进行夹紧称为手动夹紧。
用各种动力装置产生夹紧作用力进行夹紧称为机动夹紧。
常用的动力装置有：液压、气动、电磁、电动和真空装置等。
1.1.2夹紧机构一般把夹紧元件和中间传递机构和成为夹紧机构。
1 ）中间传递机构它是在动力装置与夹紧元件之间，传递夹紧力的机构。
其主要作用有：改变作用力的方向和大小；夹紧工件后的自锁性能，保证夹紧可靠，尤其在手动夹具中。
2 ）夹紧元件是执行元件，它直接与工件接触，最终完成夹紧任务。
图 9-33 所示是液压夹紧的铣床夹具。
其中，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 等组成了铰链压板夹紧机构，压板 1 是夹紧元件。
1.2对夹紧装置的基本要求（ 1 ）能保证工件定位后占据的正确位置。
（ 2 ）夹紧力的大小要适当、稳定。
既要保证工件在整个加工过程中的位置稳定不变，振动小，又要使工件不产生过大的夹紧变形。
夹紧力稳定可减少夹紧误差。
（ 3 ）夹紧装置的复杂程度与生产类型相适应。
工件的生产批量越大，允许设计越复杂、效率越高的夹紧装置。
（ 4 ）工艺性好，使用性好。
其结构应尽量简单，便于制造和维修；尽可能使用标准夹具零部件；操作方便、安全、省力。
二、夹紧力的确定设计夹具的夹紧机构时，所需夹紧力的确定包括夹紧力的作用点、方向、大小三要素。
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）
定心夹紧机构
定心夹紧机构
1.1 定心夹紧机构的工作原理
例3.2： 如图，在工 件上加工槽， 保证对工件中 心面的对称度。
定心夹紧机构
1.1 定心夹紧机构的工作原理
解：若采用固定 双支承平面定位： △jb≠0，△db=0，
△dw=△jb； 若左右侧面采
用等速内、外移动 定位元件，使定位 基准为中心面，
△jb=0，△dw=0。
1.2 常见的定心夹紧机构
螺栓式定心 夹紧机构
定心夹紧机构
1.2 常见的定心夹紧机构
楔式定心 夹紧机构
定心夹紧机构
1.2 常见的定心夹紧机构
杠杆式定 心夹紧机构
定心夹紧机构
1.2 常见的定心夹紧机构
弹簧筒夹 式定心夹 紧机构
定心夹紧机构
1.2 常见的定心夹紧机构
波纹套定 心夹紧机构
定心夹紧机构
定心夹紧机构
1.1 定心夹紧机构的工作原理
例3.1： 如图，工件以
外圆定位加 工内孔，保 证同轴度。
定心夹紧机构
1.1 定心夹紧机构的工作原理
解：若在套筒中动配 合定位：△jb=0， △db≠0， △dw=△db； 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，△db=0， △dw=0。
1.2 常见的定心夹紧机构
液性塑料 定心夹紧机构
机床夹具设计
Hale Waihona Puke 机床夹具设计定心夹紧机构
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。 3. 特点
(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。
偏心夹紧机构
基本夹紧机构
偏心夹紧机构
如图所示为圆偏心 夹紧机构。由分析知， 圆偏心轮相当于曲线 楔绕在基圆上形成， 所以夹紧工件仍是楔 紧作用。
基本夹紧机构
偏心夹紧机构
1. 结构特点 (1) 夹紧行程S
S=MB－R0= (MO1+O1B)－R0=(MO1+R)－R0 ＝(R－R0) ＋e sinβ= e (1＋sinβ) 反映了S随的变化规律，展开如图所示，即为
基本夹紧机构
偏心夹紧机构
(4) 有效工作区域 有效工作区域一般常选下面两种工作区域： 1)β=±30°～±45°，为P点左右，楔角 变化小，工作较稳定，α大自锁性能差；
2)β=－15°～75°，楔角变化大，工作不 稳定，但夹紧时α小，自锁性能好。
基本夹紧机构
偏心夹紧机构
2. 夹紧力计算 圆偏心在任一夹紧位置等效于一直线楔，所以夹
工件尺Δs寸3—的夹公紧差尺；寸误差补偿量(mm)，即为夹紧 Δs4——行程贮备量(mm)，取Δs4=0.1～0.3。
基本夹紧机构
偏心夹紧机构
3. 圆偏心的设计
(3)确定e 。由 S= e (1＋sinβ) S1= e (1＋sinβ1) S2= e (1＋sinβ2) ΔS=S1－S2= e（sinβ1－sinβ2）
紧力计算与斜楔夹紧相似。又从斜楔夹紧力计算公式 知 夹， 紧α力角最越小大，，即产：生的夹紧力越小，所以α→αmax时，
FWmin=2 FQ L / D〔tg（αmax+ 1 ）+tg 2 〕 式中：FWmin ——最小夹紧力(N)；
FQ——原始作用力(N)； L——手柄至偏心的距离 (mm)； 1 ——圆偏心与工件的摩擦角(°)； 2 ——圆偏心与转轴的摩擦角(°)； D——圆偏心轮直径(mm)；
第十三课 夹紧力的计算
在切削分力方向上 设置止推定位元件。
二、夹紧力作用点的选择
1．夹紧力应落在支承元件上或落在几个支承 所形成的支承面内
2．夹紧力应落在工件刚性较好的部位上
3．夹紧力应靠近加工表面
增加附加夹紧力与辅助支承
夹紧力W1作用在工 件主要定位基准面上， 远离加工表面。
=14mm
=tan-1(0.12)
R=D/2; r=d/2 (μ=tanⱷ) =6.84°
螺杆底部与 工件间的摩 擦角ⱷ2
tanⱷ2 =μ =0.12
=2174.3N
2X(150/2)X((150/2) = 10.863Xtan(2.65°+6.84°)+2X14X0.12
举例1、 工件的夹紧装置如图 3-2 所示。若外力 Q=150N，L=150mm， D=40mm，d=10mm， L1=L2=100mm，α=30°，各处摩擦损耗按传递 效率η=0.95 计算，试计算夹紧力 J。
第三章 工件的夹紧
第二节 夹紧力
工件在夹具中的夹紧是通过夹紧 装置对其施加一定的夹紧力来实现的。 所以在设计夹具装置时，首先要考虑 如何施加夹紧力，然后再确定机构。
夹紧力具有三个要素：
夹紧力的作用方向 夹紧力的作用点 夹紧力的大小
一、夹紧力方向的确定
1．夹紧力应垂直于主要定位基准面
夹紧力作用方向
D——钻孔直径Φ26 f每转进给量=0.1
KP——修正系数
M=0.21*D2*f 0.8*KP
=0.21X26
2
0.8
X0.1
X1.028
=23.05N.m
材料灰铸铁：HB取200
KP=(HB/190)0.55 =1.028
工装夹具偏心夹紧机构设计计算
工装夹具偏心夹紧机构设计计算文章目录[隐藏]•(1)夹紧力的计算•(2)自锁条件•(3)扩力比•(4)应用场合偏心夹紧机构是靠偏心轮回转时其半径逐渐增大而产生夹紧力来夹紧工件的，偏心夹紧机构常与压板联合使用,如图1所示。
常用的偏心轮有曲线偏心和圆偏心。
曲线为阿基米德曲线或对数曲线,这两种曲线的优点是升角变化均匀或不变,可使工件夹紧稳定可靠,但制造困难;圆偏心外形为圆,制造方便,应用广泛。
下面介绍圆偏心夹紧机构。
图1偏心夹紧机构图2 偏心夹紧原理偏心夹紧机构的夹紧原理与斜楔夹紧机构相似，只是斜楔夹紧的楔角不变,而偏心夹紧的楔角是变化的。
如图2(a)所示的偏心轮展开后,其情形如图2(b)所示。
(1)夹紧力的计算如图3所示为偏心轮在P点处夹紧时的受力情况。
此时,可以将偏心轮看做是一个楔角为a的斜楔,该斜楔处于偏心轮回转轴和工件垫块夹紧面之间,可得圆偏心夹紧的夹紧力Fw为F w=PL/ρ[ tanφ2+ tan(α+φ1)]图3圆偏心夹紧力计算.1-垫块;2-工件(2)自锁条件根据斜楔自锁条件,可得圆偏心夹紧机构的自锁条件为e/R≤tanφ2= μ2式中e一偏心轮的偏心距,mm;R一偏心轮的半径，mm;μ2一偏心轮作用点处的摩擦因数。
若μ2=0.1~0.15,则圆偏心夹紧机构的自锁条件可写为(R/e≥7 ~10)。
(3)扩力比圆偏心夹紧机构的扩力比远小于螺旋夹紧机构的扩力比,但大于斜楔夹紧机构的扩力比。
(4)应用场合圆偏心夹紧机构的优点是操作方便、夹紧迅.速、结构紧凑;缺点是夹紧行程小.夹紧力小.自锁性能差。
因此,常用于切削力不大、夹紧行程较小、振动较小的场合。
钩形压板夹紧机构计算与压板夹紧图例
钩形压板夹紧机构计算与压板夹紧图例前言本周夹具设计师手册为大家带来的是钩形压板夹紧机构计算与压板夹紧图例。
一、钩形压板夹紧机构图1回转式钩形压板的有关计算公式髀号 并苒虫式到岸压板网转国.油圈.置弃过 的行程 式中d-他形用或导向都分立桂［nOft —地摩吊板的回转*H5<:岫=碗砂网&(mm)式中P -初席压变］:操旋槽的安靛角，椎#构潞压桁片程0.阈曰=豺W口值靠、压板夹紧压板是用凸轮、螺母、螺钉或拉杆来夹紧的，压板可以用手退回，从工件上转离，或全部卸去以让开工件。
图3按反时针方向转动手柄时，凸轮下降到凹槽中，使压板转动，注意在夹紧位置处必须有挡块。
图槽在回转的两端起挡块作用。
图5在磨损后，手柄可移装到四个螺孔中的其他任何一个。
注意弹簧所用的保护套。
图把压板转动有时优于把压板退回。
图7这个可调高度的、用凸轮夹紧的压板是一种多用途压板。
注意对称销的用途。
压板是可回转的。
图8一个轻微的垂直力作用在手柄上，就可产生很有效的手柄夹紧作用来转动螺母，另一优点是手柄可保持在方便的位置。
注意弹簧所用的保护套。
注意左边独特的支点设计。
图10两个圆销不仅使压板和工件平行，而且也起止销作用。
这是一种浮动夹紧。
图用楔形凸轮来推动的压板是通过一个形槽控制的夹紧柱而动作。
图的配合公差必须保证偏心摆动。
图提起压板并向左推，使压板保持在工件的上面。
图14这是一个浮动、三支点、带摆式““形垫圈、可卸式的压板。
图15在摆销处的间隙可使压板浮动。
链条是防止"”形垫圈丢失。
图16注意这个可卸式压板上的摆式““形垫圈。
II图不同高度的工件可调头使用。
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带滚子斜楔夹紧的夹紧力计算：
3、斜楔夹紧机构适用范围 斜楔夹紧机构增力比小，效率低下，多用于 机动夹紧机构中。 （二）螺旋夹紧机构 1、作用原理及典型结构：相当于将斜楔绕在 圆柱体上，作用原理与斜楔夹紧相似。
2、夹紧力的计算
螺杆在三个力矩作用下，处于平衡状态：
其它类型螺纹的螺杆夹紧力计算：
（二）夹紧装置的设计要求 1、夹紧力不应破坏定位； 2、足以抵抗加工中的各种力和振动； 3、工件不应发生过度变形； 4、有足够的夹紧行程； 5、具有自锁性； 6、结构简单、易于操作。
二、夹紧力的确定： 大小、方向、作用点 （一）夹紧力的方向 1、夹紧力的方向应垂直于主要定位基准面 主要定位基准面面积大、精度高、限制不 定度数目多，二者垂直，有利于准确定位。
2、结构特点 （1）自锁性：外力Q消失后，机构在摩擦力 ）自锁性：外力Q 作用下，仍能夹紧工件的能力。
斜楔具有自锁性的受力分析： 其铅垂方向的受力需满足：
斜楔自锁条件为：楔角小于斜楔与工件及斜楔 与夹具体之间的摩擦角之和。 一般 φ1 = φ2 =6º， 因此取α<=12º 因此取α<=12º 实际取α=6º，这时tg 实际取α=6º，这时tg 6º=0.1=1/10
[例1]车削端面 1]车削端面 工件受力有Fz、Fy、Fx，其中主要是Fz、Fy。 工件受力有Fz、Fy、Fx，其中主要是Fz、Fy。
三、夹紧机构设计 常用夹紧机构：斜楔、螺旋、圆偏心、定心对 中、联动夹紧机构。 （一）斜楔夹紧机构 1、作用原理及夹紧力
斜楔受力： Q：外力; ：外力; W’：工件对斜楔的作用力，由夹紧反力W、摩擦力Fµ2 合成； ：工件对斜楔的作用力，由夹紧反力W、摩擦力F N’：夹具对斜楔的作用力，由反力N、摩擦力Fµ1 合成。 ：夹具对斜楔的作用力，由反力N、摩擦力F
（2）斜楔能改变原始作用力的方向 （3）斜楔具有增力作用： 其增力比为： ip=W/Q=1 /[tg (α+φ1)+ tgφ2] α越小，增力比越大。 （4）斜楔夹紧行程小： α越大，夹紧行程越 大， 但自锁性越差。 双升角斜楔具有 较大的夹紧行程， 又具有自锁性。
（5）斜楔夹紧的效率低：可加用滚子
3、适用范围：结构简单、夹紧可靠、增力比 大、行程不受限制，多用于手动夹紧。例：
当结构尺寸受限制时，可采用钩形压板机构：
钩形压板机构夹紧力计算：
根据静力平衡方程： -----1 -----1 ΣX=0 QQ-N’sin(α+φ1)-W’sinφ2=0 ΣY=0 N’ N’cos(α+φ1)- W’cosφ2=0 -----2 -----2 W=W’ W=W’cos φ2=N’ cos(α+φ1) =N’ W’=W/cos φ2 N’=W/cos(α+φ1) 将结果代入1 将结果代入1式，则： Q-Wtg(α+φ1)-Wtgφ2=0 得： W=Q/[tg (α+φ1)+ tgφ2] 由于α 由于α、φ1 、 φ2 均很小，且一般取φ1 = φ2 =φ , 均很小，且一般取φ 则近似有：W=Q/(tg 则近似有：W=Q/(tg α+2tg φ) 一般情况下，取φ 一般情况下，取φ1 = φ2 =4º~6º， α=6º~10º ~6º α=6º~10º
2-3 工件的夹紧
一、夹紧装置的组成及设计要求 （一）夹紧装置的组成：（两个部分组成） （一）夹紧装置的组成：（两个部分组成） 1、动力源：手动夹紧：人力提供动力源 机动夹紧：以气动、液动、电 动 等提供动力源。 2、夹紧机构：是接受和传递作用力的机构， 包括中间递力机构和夹紧 元件 中间递力机构的作用：a 中间递力机构的作用：a、改变夹紧力方向； b、改变夹紧力大小；c 、提供自锁功能。 、改变夹紧力大小；c
多向施力与一力多用：
2、夹紧力的方向应有利于减小夹紧力
（二）夹紧力的作用点（选择原则） 1、所选作用点，应保证定位稳定，不破坏定 位
2、应尽量减小夹紧变形 措施：增大受力面积，合理布置作用点
3、作用点尽量靠近切削部位，也可设辅助支承
（三）夹紧力的大小 夹紧力太小，不足以抵抗加工中的各种力； 夹紧力太大，易造成工件、夹具的较大变形。 实际夹紧力W 一般为理论夹紧力W 实际夹紧力W0一般为理论夹紧力W乘以安全系 数K，即： W0 =KW 一般安全系数 K=1.5~3 粗加工 K=2.5~3 精加工 K=1.5~2