机械制造基础之夹紧力的确定
机械制造基础期末复习指导
机械制造基础期末复习指导第四部分机械制造工艺知识内容（摘自考核说明）涵盖第十章夹具、第十一章机械加工质量和第十二章工艺规程的基本知识的教学内容重点：机床夹具的分类、组成及作用、定位原理和定位类型、工件的夹紧机械加工精度、影响加工精度的原因机械加工工艺过程的基本概念、机械加工工艺规程理解：机械加工工艺的基本概念、基本理论。
掌握：六点定位原则及夹紧机构的概念和功能。
制定机械加工工艺规程的基本原则和方法、步骤。
了解：机床夹具的组成。
机械加工精度的概念。
在生产中影响机械加工的精度的主要因素。
复习知识要点机床夹具：在机械加工中，为了保证工件加工精度，使之占有确定位置以接受加工或检测的工艺装备统称。
六点定位原理（原则）：用合理分布的六个支承点限制工件的六个自由度（沿x、、轴的转动自由度）的方法，使工件yyzx、、轴线方向的移动自由度；称为绕z在夹具中的位置完全确定。
应理解教材中图10-2 工件的六点定位的解释。
夹具设计的核心元件：用以确定工件在夹具中的正确位置的元件定位元件。
工件定位中的几种情况：•完全定位工件的六个自由度全部被限制的定位，称为完全定位。
当工件在x、、三个坐标方向上均有尺寸要求或位置精度要求时采用这种定位方式。
如图yz10-3所示。
•不完全定位根据工件的加工要求，对某些并不需要限制工件的自由度进行定位。
在保证加工要求情况下的不完全定位是合理的定位方式。
•欠定位根据工件的加工要求，应该限制的自由度被限制的定位。
欠定位是不允许的。
•过定位同一个自由度被几个支承点重复限制的定位(也称重复定位、超定位)。
当以形状精度和位置精度很低的面作为工件定位基准时，不允许出现过定位；对精度较高的面作为定位基准时，为提高工件定位的刚度和稳定性，在一定条件下允许采用过定位。
夹紧的基本要求：必须的要求：夹紧既不应破坏工件的定位，又要有足够的夹紧力，同时又不应产生过大的夹紧变形，不允许产生振动和损伤工件表面。
对于手动夹紧机构要有可靠的自锁性；机动夹紧装置要统筹考虑其自锁性和稳定的原动力。
夹紧力的分析与估算
图1—55
例如，图1—56为铣削加工示意图，试 估算所需的夹紧力。
由于是小型工件，工件重力略去不计。 因为压板是活动的，压板对工件的摩擦力 也略去不计。
不设置止推销时，对夹紧最不利的瞬 时状态是铣刀切入全深、切削力 FP 达到
最用与大夹之时紧平，力衡工，FJ件建1、可立F能静J2 沿平产衡F生P方的的程摩方：擦向力移动F1，、F需2
设 FJ1 FJ2 FJ理
f1f2 f
F 则 F J 理 fL 1 L 2 F P L
J理
FPL f (L1L2)
考虑安全系数，每块压板需给工件的夹紧力(N)是：
F FpLK J需 f (L1L2)
式中L——切削力作用方向至挡销的距离， L1、L 2 ——两支承钉至挡销的距离。
安全系数可按下式计算
设置止推销后，工件不可能斜向移动了，对夹紧最不利的瞬
时状态是铣刀切入全深、切削力达到最大时，工件绕0点转动，形
成切削力矩FP L ，需用夹紧力FJ1、FJ2 产生的摩擦力矩F1L1、F2L2
与之平衡，建立静平衡方程如下：
F 1 L 1F 2 L 2F PL F J1f1L 1F J2f2L 2F P L
如图1—55所示， 夹紧力作用点靠近加工表面略去次要因
素在力系中的影响。估算步骤如下：
1)建立理论夹紧力 F J理 与主要最大切削
力 FP 的静平衡方程：
FJ理 FP
2)实际需要的夹紧力 FJ需 ，应考虑安全系数
(见表1—8)，FJ需KFJ理
3)校核夹紧机构产生的夹紧力 F J 是否满足
条件：
FJ FJ需
这样做，有利于保证孔与左端面的垂直度要求。如果夹紧力改朝B面，则由于工件左端面与底面
29J 4.4夹紧机构 机械制造技术基础课件
（2）夹紧力应作用在刚度较好部位
图 夹紧力作用点与工件变形
（3）夹紧力作用点应尽可能靠近加工表面
３.夹紧力大小的估算
夹紧力不足，使工件在切削过程中产生位移并容易 引起振动；
夹紧力过大，会造成工件或夹具不应有的变形或表 面损伤。
估算方法： 夹紧力的大小根据切削力、工件重力的 大小、方向和相互位置关系具体计算，并
自锁条件 αp ≤ Φ1＋Φ2 tanαp =2e/D，D/e≥14～20自锁,
D/e叫偏心轮的偏心特性。
（3）圆偏心夹紧的适用范围
圆偏心轮夹紧力小，行程小，自锁性不太好，用于切削 力小，无振动，工件尺寸公差不大有关） 增力比 夹紧行程
操作快慢
斜楔夹紧 螺旋夹紧
图 多件联动夹紧机构
4.4.4 各类机床夹具
车床夹具车床主要用于加工零件的内、外圆柱面、回转成
形面、螺纹以及端平面等
用于加工非回转体的车床夹具 花盘
铣床夹具适用于铣床、平面磨床。主要用于加工零件上的平面、 键槽、缺口及成形表面。
平口台虎钳 用于装夹长方形工件，也可用于装夹圆柱形工件。
5－7º
3 小
1º51 ' － 3º10' 75 大
居中
慢
设计
斜面
选用
偏心轮夹紧 5-9º
12 居中 快
偏心距和直 径
4. 其他夹紧机构
（1）可胀式心轴 如图4.54所示
图4.54 锥度胀胎心轴 1——胀套 2——螺母 3——压板
两端锥度胀胎心轴的夹紧原理如图4.55所示。
图4.55 两端锥度胀胎心轴 1——销 2——可胀衬套 3——带圆锥的压圈 4——螺母
—弹簧 6——内六方螺钉 7——螺钉（防转）
如何正确、快速的确定夹紧力的大小
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的瞬间位置即为对工件的夹紧最不利的瞬时状 态。以此作为计算夹紧力 F 的依据，绘制受力图， 列出力矩平衡方程式：
FILI+F2L2=FRL
不考虑压板与工件间的摩擦力，并略去工件 的重力。设两压板夹紧力相等，得
F、 -F：一专 Fj 代入上式得 Ff(LI+L2)=2FRLFபைடு நூலகம்一是‰
为了在切削过程中有效地夹紧工件，所需夹 紧力的大小与工件所承受的切削力密切相关。通 常，切削力的大小和作用点随着加工过程的进行 而发生变化，而且在有些切削加工（如铣喇）中， 切削力还是一种冲击力。要准确地计算出切削力
的大小十分困难，因此在设计夹紧裳置时，常采 用下述两种方法来确定所需的夹紧力：一是根据 同类夹具的使用情况，用类比法进行估算，这种 方法在生产中应用甚广；一是根据加工情况，确 定出工件在加工过程中对夹紧最不利的瞬时状
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筒烘干机、沙子烘干机、锯末烘干机、煤气发生 炉
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2)计算实际所需要的夹紧力 Fk Fk=KF=fL 等 L2 因铣削力为冲击力，故取 K-3，则 Ft 一 7 蕴 i 干己：）式中 F-按静力平衡原理
计算所得的夹紧力，单位为 N； Fk-实际所需的夹紧力，单位为 N； FR-铣削的切削合力，单位为 N； 恒佳机械设备网相关链接：煤泥烘干机、三
Fk—KF 式中 Fk-实际所需的夹紧力，单位为 N;
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F-用静力平衡原理计算所得的夹紧力，单位 为 N;
3.1夹紧装置的组成和基本要求,夹紧力的确定(改)
1．以外圆定位时的定位误差计算
ΔD
δd 2
sin(1α/2)
ΔD
δd 2
1 sin(α/2)
1
ΔD
δd 2
1 sin(α/2)
1
2．一面两孔定位的定位误差计算 两定位销中心距设计 圆柱销设计 削边销设计 定位误差计算
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3.1夹紧装置的组成与夹紧力的确定
一、 夹紧装置的组成 二、 夹紧装置的基本要求 三、 夹紧力确定的基本原则 四、 减小夹紧变形的方法
四、减小夹紧变形的方法
1．合理定三要素； 2．均布夹紧力； 3．提高刚度；
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作业
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3.1夹紧装置的组成与夹紧力的确定
四、减小夹紧变形的方法
例．薄壁套夹紧变形与减小措施
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薄壁套筒的夹紧变形
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3.1夹紧装置的组成与夹紧力的确定
四、减小夹紧变形的方法
1．合理确定夹紧力的方向、作用点和大小。
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3.1夹紧装置的组成与夹紧力的确定
2．夹紧力的作用点
（1）夹紧力的作用点应靠近定位元件的几何中心或落在定位元 件的支承范围内。
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3.1夹紧装置的组成与夹紧力的确定
三、确定夹紧力的基本原则
2．夹紧力的作用点
（2）夹紧力的作用点应选在工件刚度较高的部位 。
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3.1夹紧装置的组成与夹紧力的确定
三、确定夹紧力的基本原则
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3.1夹紧装置的组成与夹紧力的确定
第一节 夹紧装置的组成及其设计要求,第二节 夹紧力的确定
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。
(2)
有利于减小夹紧力的大小
图3.4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
• a) F、 Fｗ 、G三力同向，且指向夹具体； Fw 最小 • b) F=(G+ Fw )f→ Fw =F/f－G=6.67F－G； • （假设ｆ＝0.15 下同） • c) F1－G1=( Fw+G2+F2)f (假G2=G1=0.5G、 • F1=F2=0.5F下同) → Fw =(F1－G1)/f－G2－F2
⑵ 有利减小变形 ：图3.7 a)作用点位于工件刚性较好部位 b)变集中作用为分散作用
a) c)正确，b) d) e)错误
(3) 有利减小振动 ：图3.8
作用点应尽量靠近工件加工部位
a) c)合理，b) d)不合理
当作用点只能远离加工面，可增设辅助支承
图3.9增设辅助支承和辅助夹紧力
3、与夹紧力大小有关的准则 夹紧力过小→夹紧不可靠→工件产生移 动，破坏定位； 夹紧力过大→变形增大→△jj增大。 夹紧力大小确定 理论夹紧力:Fw 根据切削力F(刀具课讲) 按静力平衡求的； 实际夹紧力:Fwk =KFw K粗加工2.5～3；精加工1.5～2。
§3-2 夹紧力的确定
1. 夹紧力的方向：
a. 夹紧力的方向应不破坏工件定位的准确性和可靠性 b. 夹紧力的方向应有利于减小夹紧力
夹紧力 最小
夹紧力 最大
夹紧力 次之
夹紧力的确定
1. 夹紧力的方向：
a. 夹紧力的方向应不破坏工件定位的准确性和可靠性 b. 夹紧力的方向应有利于减小夹紧力
夹紧力的确定ຫໍສະໝຸດ 要求(1)主要在粗加工时考虑，要求(2)、(3) 主要在精加工时考虑
机械制造基础题目及答案(1)
《机械制造基础》试题库第一章金属切削的基本理论一、填空题1. 切削液的作用主要有： ,润滑、冷却、洗涤和防锈，排屑。
2. 目前生产中最常用的两种刀具材料是高数刚和硬质合金，制造形状复杂的刀具时常用高数刚。
3.从球墨铸铁的牌号上可看出其_____最低抗拉强度______和_____最低伸长率______两个性能指标。
4.在普通低合金结构钢中主要加入的合金元素为____硅锰_______，以强化材料基体。
5.切削用量三要素是指_____速度______、___深度________和____进给量_______。
6.基准根据功用不同可分为_____设计基准_____与___工艺基准_______两大类。
7.刀具磨损的三种形式是____前刀面磨损_______、____后刀面磨损_______和____前后刀面磨损_______。
8.钢在淬火后能达到的最高硬度叫___淬硬性________。
二、单项选择题1. 下列刀具材料中，强度和韧性最好的是： ( A )A、高速钢B、YG类硬质合金C、YT类硬质合金D、立方氮化硼2 . 一般当工件的强度、硬度、塑性越高时，刀具耐用度： ( D )A、不变B、有时高，有时低C、越高D、越低3. 磨削加工时一般采用低浓度的乳化液，这主要是因为： ( B )A、润滑作用强B、冷却、清洗作用强C、防锈作用好D、成本低4. 影响刀头强度和切屑流出方向的刀具角度是： ( D )A、主偏角B、前角C、副偏角D、刃倾角5. 淬火处理一般安排在： ( B )A、毛坯制造之后B、粗加工后C、半精加工之后D、精加工之后6 .在刀具方面能使主切削刃的实际工作长度增大的因素是： ( C )A、减小前角B、增大后角C、减小主偏角D、减小副偏角7.选择金属材料的原则，首先应满足（ A ）A.零件使用性能要求B.零件工艺性能要求C.材料经济性D.加工成本8.合金钢的可焊性可依据（ C ）大小来估计。
机械制造基础理论复习(答案)
一、名词解释1.基面:过主切削刃上的选定点，并垂直于该点切削速度方向的平面。
2.切削平面:过主切削刃上的选定点，与主切削刃相切，且垂直于基面的平面。
3.标注前角：在正交平面测量的前刀面与基面的夹角。
4.后角:在正交平面内测量的后刀面与切削平面之间的夹角5.刃倾角：在切削平面内测量的主切削刃与基面之间的夹角。
6.主偏角：在基面内测量的主切削刃和进给方向的夹角。
7.切削速度：指切削加工时，刀刃上的选定点相对于工件的主运动速度。
8.磨钝标准：指刀具后刀面磨损带中间部位平均磨损量VB允许达到的最大值。
9.刀具耐用度：刀具从开始切削，至磨损量达到磨钝标准所经过的实际切削时间.10.六点定位原理：用六个合理分布的支承点分别限制工件的六个自由度，使工件位置完全确定的方法。
11.不完全定位:指工件被限制的自由度少于六个,但能满足加工要求。
12.欠定位:指工件被限制的自由度少于六个，且不能满足加工要求。
13.过定位：也叫重复定位，指工件的某个自由度同时被一个以上的定位支撑点重复限制。
14.定位误差:同批工件在夹具中定位时,工序基准在工序尺寸方向或沿加工要求方向上的最大变动量。
15.基准不重合误差：工件的工序基准与定位基准不重合导致的工序基准位置相对定位基准的最大变动量16.加工误差：零件加工后的实际参数和理想几何参数的偏离程度。
17.加工精度：零件加工后的实际几何参数和理想几何参数符合程度。
18.原始误差：由机床，刀具，夹具,和工件组成的工艺系统的误差。
19.误差敏感方向:过切削刃上的一点并且垂直于加工表面的方向.20.误差复映:工件加工前的误差以类似的规律反映为加工后的误差的现象。
21.主轴回转误差:指主轴瞬间的实际回转轴线相对其平均回转轴线的变动量.22.表面质量：通过加工方法的控制，使零件获得不受损伤甚至有所增强的表面状态。
包括表面的几何形状特征和表面的物理力学性能状态。
23.工艺过程：在生产过程中凡是改变生产对象的形状、尺寸、位置和性质等使其成为成品或半成品的过程。
机械制造基础名词解释
1.生产过程:将原材料转变为成品的全过程。
包括：原材料的运输,保管和准备，产品的技术，生产准备，毛坯的制造，零件的机械加工及热处理，部件或产品的装配检验油漆包装，以及产品的销售和售后服务等.工艺过程：生产过程中,直接改变生产对象的形状、尺寸、及相对位置和性质等,使其成为成品或半成品的过程。
工艺过程分为机械加工工艺过程和机械制造工艺过程.机械加工工艺过程：采用机械加工方法(切削或磨削）直接改变毛坯的形状、尺寸、相对位置与性质等，使其成为零件的工艺过程。
机械加工工艺过程直接决定两件和机械产品的精度,对产品的成本、生产周期都有较大的影响，是整个加工工艺过程的重要组成部分。
机械制造工艺过程：一般包括零件的机械加工工艺过程和机器的装配工艺过程。
是机械加工工艺过程的组成:工序、安装、工位、工步、走刀。
工艺规程：规定产品或零部件制造过程和操作方法等的工艺文件。
种类：机械加工工艺过程卡和机械加工工序卡。
作用、所需原始资料、原则和步骤P248-252生产纲领：企业在计划期内应当生产的产品产量和进度计划。
P2522.基准：用来确定生产对象上几何要素间的几何关系所依据的那些点线面,根据功用不同分为设计基准和工艺基准.P85设计基准:设计图样上所采用的基准，是标注设计尺寸或位置公差的起点。
工艺基准：在工艺过程中所采用的基准。
根据用途不同分为定位基准，测量基准，装配基准，工序基准.3.工件装夹(定位、夹紧)自由度分析、修改等p81—96六点定位原理：理论上讲,工件的六个自由度可用六个支撑点加以限制，前提是这六个支撑点在空间按一定规律分布，并保持与工件的定位基面相接触.完全定位：工件的六个自由度完全被限制的定位。
不完全定位：按加工要求,允许一个或几个自由度不被限制的定位。
欠定位:按工序的加工要求,工件应该限制的自由度而未予限制。
在确定工件定位方案时,欠定位是绝对不允许的。
过定位：工件的同一自由度被两个或两个以上的支撑点重复限制的定位。
机械制造基础：工件夹紧
②夹紧力方向应有利于减少夹紧力
③夹紧力的作用方向应使工件变形尽可能小
1.夹紧力的确定-------夹紧力的作用点
作用在支撑面内
选刚性好的部分
靠近加工面
作用点均匀于接触面
1.夹紧力的确定-------夹紧力的大小
夹紧力大小选取原则：
1.估算法 2.类别法 3.实验法
2.基本夹紧装置—螺旋夹紧机构特点
夹紧行程不受限制
结构简单， 自锁性好，夹紧可靠 夹紧动作慢， 辅助时间长，效率低
快速螺旋夹紧机构
活节螺栓夹紧机构 快换钩压形板压夹板紧机机构构
2.基本夹紧装置—偏心夹紧机构特点
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
3.组合与联动夹紧机构
工件夹紧
内容 回顾
工件定位
本教学单元—工件夹紧
满足夹紧需求
实现夹紧力
夹紧力 的确定
基本ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ夹紧装置
提升
组合与联动 夹紧机构
学习 目标
1.夹紧力方向 2.夹紧力作用点 3.夹紧力大小
1.斜楔夹紧机构 2.螺旋夹紧机构 3.偏心夹紧机构
特定条件下的工件夹紧方案
1.组合夹紧机构 2.联动夹紧机构
1.夹紧力的确定-----夹紧力的方向
------组合夹紧机构
4.螺旋—杠杆组 合
1.偏心轮— 杠杆组合
3.偏心轮--斜楔 组合
2.螺旋—楔 块组合
3.组合与联动夹紧机构
-----联动夹紧机构
联动夹紧机构
单件联动夹紧机构
多件联动夹紧机构
1 夹紧力的确定 2 基本夹紧装置
3 组合与联动夹紧机构
机械制造基础考点整理
一．绪论1、按照零件成形的过程中质量m 的变化，可分为哪三种原理？举例说明M<小于0，材料去除原理，如切削加工在制造过程中通过材料去除被而获得集合形状；m>0材料累加原理，如快速成型，在成型中通过材料累加获得形状。
M=0材料基本不变原理，如铸造，锻造。
在成型前后材料质量不变形状改变。
2、顺铣和逆铣的定义及特点铣加工时，铣刀的旋转方向与工件进给方向相同时，就是顺铣；铣刀的旋转方向与工件的进给方向相反时为逆铣。
逆铣时，每个刀齿的切削厚度由零增至最大。
但切削刃并非绝对锋利，铣刀刃口处总有圆弧存在，刀齿不能立刻切入工件，而是在已加工表面上挤压滑行，使该表面的硬化现象严重，影响了表面质量，也使刀齿的磨损加剧。
顺铣时刀齿的切削厚度是从最大到零，但刀齿切入工件时的冲击力较大，尤其工件待加工表面是毛坯或者有硬皮时。
3、镗削和车削有哪些不同？镗削是一种用刀具扩大孔或其它圆形轮廓的内径切削工艺，其应用范围一般从半粗加工到精加工，所用刀具通常为单刃镗刀（称为镗杆）。
车削车床加工是机械加工的一部份，车床加工主要用车刀对旋转的工件进行车削加工。
二.刀具1.什么是切削主运动和进给运动?车削,铣削,镗削及磨削时主运动及进给运动都是什么运动?主运动是完成切削运动所必须的运动，消耗的功率最大，没有主运动就不能完成切削运动。
进给运动是为了维持切削运动能持续进行，没有进给运动就无法连续不断地进行切削。
车削时工件的旋转、铣削时铣刀的旋转为主运动，车刀的移动、铣削的工件移动是进给运动。
2.切削用量三要素是指什么是指切削速度、进给量和切削深度三者的总称，这三者又称切削用量三要素。
3、前角、后角、楔角、主偏角、副偏角及刃倾角都是在哪一参考平面测量的？标注角度与工作角度有何不同前角：前刀面与基面的夹角,在主剖面中测量.主后角:主后刀面与切削平面间的夹角,在主剖面中测量.主偏角:主切削刃与进给方向间的夹角,在基面中测量.副偏角:副切削刃与进给反方向间的夹角,在基面中测量.刃倾角:主切削刃与基面间的夹角,在主切削平面中测量.4.拉刀的结构特点拉刀是将工件从内孔加工出内花键的刀具，工作时是靠拉刀的前柄卡头带动整个拉刀运动，根据拉床不同，分卧拉和立拉两种。
夹紧装置的组成与夹紧力的确定
第七节夹紧装置的组成和基本要求
一、夹紧装置的组成
夹紧装置的种类很多，但其结构均由两部分组成。
1.动力装置——产生夹紧力
机械加工过程中，要保证工件不离开定位时占据的正确位置，就必须有足够
的夹紧力来平衡切削力、惯性力、离心力及重力对工件的影响。
夹紧力的来源，一是人力；二是某种动力装置。
常用的动力装置有：液压装置、气压装置、电磁装置、电动装置、气—液联动装置和真空装置等。
2.夹紧装置——传递夹紧力
要使动力装置所产生的力或人力正确地作用到工件上，需有适当的传递机构。
在工件夹紧过程中起力的传递作用的机构，称为夹紧机构。
夹紧机构在传递力的过程中，能根据需要改变力的大小、方向和作用点。
手动夹具的夹紧机构还应具有良好的自锁性能，以保证人力的作用停止后，仍能可靠地夹紧工作。
图1-51是液压夹紧的铣床夹具。
其中，液压缸4、活塞5、活塞杆3等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。
二、对夹紧装置的基本要求
1）夹紧过程中，不改变工件定位后占据的正确位置。
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
机械制造基础之夹紧力的确定
确定夹紧力的原则
1）确定夹紧力作用点的原则 2）确定夹紧力方向的原则
确定夹紧力作用点的原则
• 夹紧力作用点：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。 • 确定原则： • （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。【破坏定位】 • （2）夹紧力应落在工件刚性较好的的部位上， 这对刚性差的尤为重要。【产生变形】 • （3）夹紧力作用点应尽量靠近力作用方向的原则
• 1）夹紧力的作用方向不应破坏工件的既定位置 为了保证工件定位可靠，一般要求主夹紧力应垂 直于第一定位基准面。 • 2）夹紧力的作用放向应使工件的夹紧变形最小。 • 3）夹紧力的作用方向应使所需夹紧力尽可能小。
夹紧力作用方向的影响
夹紧力大小的确定
• 在平衡力系中各种力所起的作用不同，所以要将 夹紧力计算得很准确较为困难，因此，在确定夹 紧力时，要进行简化【把夹具和工件看成刚性系 统，认为它的切削过程稳定不变，在各种力的作 用下处于静力平衡】，然后列出平衡方程式，求 理论夹紧力。再乘安全系数K，得到实际夹紧力。 • 在加工过程中，夹紧力的作用点，方向和大小都 可能变化，所以实际计算应按最不利情况考虑。
• 夹紧力的大小直接关系到夹具使用的可靠性，安 全性及工件的变形量。 • 危害： • 过小—工件位置发生变动，破坏原有定位或发 生振动，不能实现工件的加工要求。 • 过大—使工件和夹具发生过大的变形，不利于 加工，造成人力物力的浪费
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夹紧力的大小应根据加工工艺和夹具的结构，采用类 比法或分析计算法进行估算。 1）分析计算法—根据工件受力平衡条件，列出夹紧力的 计算方程式，从中求出所需夹紧力。 2）经验类比法—实际夹具设计中，有时不用计算的方法 来确定夹紧力的大小（经验，类比）。 对于关键工序的重要夹具，可采用实验法来确定。 对于需要比较准确的确定夹紧力大小的气动，液压传 动装置或容易变形的工件等，扔有必要对夹紧力进行受力 分析，估算夹紧力的大小
确定夹紧力的方向,作用点,大小
教学过程教学内容学生活动教学意图任务实施过程课前准备：1、检查学生出勤、书册情况，作好记录登记。
教学过程及教学内容【导入新课】上节课学习了定位误差的分类及原因，那么怎么分析定位误差呢？【新授知识】【导入新课】在具体设计和选用夹紧装置时，应如何正确施加夹紧力？【新授知识】一、夹紧装置：夹具中用来完成对工件夹紧的装置。
1、组成夹紧装置主要由力源装置、中间传动力机构、夹紧元件三部分组成。
（1）力源装置产生夹紧作用力的装置，图中的力源装置是气缸1。
（2）中间传力机构介于力源和夹紧元件之间传递力的机构，如图中的斜楔2。
（3）夹紧元件夹紧装置的最终执行件，与工件直接接触完成夹紧作用，如图中的压板4。
2、基本要求（1）正夹紧时应保持工件定位后所占据的___正确位置__。
（2）牢夹紧力大小要适当，既要保证工件在整个加工过程中位置稳定不变，又要使工件不产生过大的夹紧变形。
（3）简夹紧机构的自动化程度和复杂程度应和工件的生产规模相适应，并有良好的结构工艺性，尽可能采用标准化元件。
（4）快夹紧动作要迅速、可靠，且操作要方便、省力、安全。
调整情绪提起精神集中精神参与活动学生根据教师引导讨论、结合之前实践，和教师一起得出相关知识要点组织教学，进入课堂情境通过简单的知识回顾，对已学知识进行巩固。
并形成轻松的学习氛围同时引导学生进入此氛围。
引入新课题提高学习兴趣增加师生互动活跃课堂气氛这时要进行多提问互动二、夹紧力的三要素设计夹紧机构，必须首先合理确定夹紧力的三要素：夹紧力方向、夹紧力作用点和夹紧力的大小。
1、夹紧力的方向的确定⑴正确夹紧力的方向应有助于定位稳定，且主夹紧力朝向主要定位基准面如图b所示，夹紧力朝向主要限位面________________，使工件的装夹稳定可靠。
⑵夹紧力的方向应有利于减小夹紧力。
尽量和切削力、重力方向一致，这样设计及操作方便又有利于简化夹具结构学生根据分组讨论、挂图、模型的演示等方式，和教师一起归纳总结相关知识要点这是本节课的重点和难点内容。
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确定夹紧力的方向和作用点的原则
确定夹紧力的原则
1）确定夹紧力作用点的原则 2）确定夹紧力方向的原则
确定夹紧力作用点的原则
• 夹紧力作用点：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。 • 确定原则： • （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。【破坏定位】 • （2）夹紧力应落在工件刚性较好的的部位上， 这对刚性差的尤为重要。【产生变形】 • （3）夹紧力作用点应尽量靠近加工表面，
• 在平衡力系中各种力所起的作用不同，所以要将 夹紧力计算得很准确较为困难，因此，在确定夹 紧力时，要进行简化【把夹具和工件看成刚性系 统，认为它的切削过程稳定不变，在各种力的作 用下处于静力平衡】，然后列出平衡方程式，求 理论夹紧力。再乘安全系数K，得到实际夹紧力。 • 在加工过程中，夹紧力的作用点，方向和大小都 可能变化，所以实际影响
确定夹紧力作用方向的原则
• 1）夹紧力的作用方向不应破坏工件的既定位置 为了保证工件定位可靠，一般要求主夹紧力应垂 直于第一定位基准面。 • 2）夹紧力的作用放向应使工件的夹紧变形最小。 • 3）夹紧力的作用方向应使所需夹紧力尽可能小。
夹紧力作用方向的影响
夹紧力大小的确定
• 夹紧力的大小直接关系到夹具使用的可靠性，安 全性及工件的变形量。 • 危害： • 过小—工件位置发生变动，破坏原有定位或发 生振动，不能实现工件的加工要求。 • 过大—使工件和夹具发生过大的变形，不利于 加工，造成人力物力的浪费
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夹紧力的大小应根据加工工艺和夹具的结构，采用类 比法或分析计算法进行估算。 1）分析计算法—根据工件受力平衡条件，列出夹紧力的 计算方程式，从中求出所需夹紧力。 2）经验类比法—实际夹具设计中，有时不用计算的方法 来确定夹紧力的大小（经验，类比）。 对于关键工序的重要夹具，可采用实验法来确定。 对于需要比较准确的确定夹紧力大小的气动，液压传 动装置或容易变形的工件等，扔有必要对夹紧力进行受力 分析，估算夹紧力的大小