夹紧装置设计

第四章夹紧装置设计
第一节夹紧装置的组成和基本要求 第二节确定夹紧力的基本原则 第三节常用的典型夹紧机构 第四节常用夹具元件
第一节夹紧装置的组成和基本要求
一、夹紧装置的组成
夹紧装置由三部分组成，如图2-16所示。 1.动力装置
动力装置是产生夹紧作用力的装置。通常是指机动夹紧时所用 的气动、液压、电动等动力装置。 2.夹紧元件
考虑到切削力的变化和工艺系统变形等因素，一般在粗加工时取 K=2.53,精加工时取K=1.5 ~2。加工过程中切削力的作用点、方向和 大小可能都在变化，估算夹紧力时应按最不利的情况考虑。
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第三节常用的典型夹紧机构
一、斜楔夹紧机构
斜楔是夹紧机构中最基本的一种形式，它是利用斜面移动时所 产生的压力来夹紧工件。在生产中，直接使用楔块楔紧工件的情况比 较少。在手动夹紧中，楔块往往和其他机构联合使用，通常在气动和 液压夹具中广泛应用。
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第三节常用的典型夹紧机构
1.机械定心夹紧机构 一般三爪卡盘、双顶尖、等距移动双V形块等均为机械定心夹紧
机构图2-26 ( a)所示为利用斜楔实现机械定心夹紧机构的形式。工作 时推动锥体2向右移动，使三个卡爪1同时仲出，对工件内孔进行定心 夹紧 2.弹性定心夹紧机构
弹性定心夹紧机构常用于装夹轴、套类工件。图2-26 ( b )所示 为用于工件以内孔为定位基面的弹簧心轴。旋转螺母4时，锥体1和锥 套3迫使弹性简夹2上的簧瓣定心涨开，从而将工件定心夹紧。
夹具用标准快速夹紧装置参见表2-53
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第四节常用夹具元件
9.操作件及其他标准元件 夹具常用标准操作件有滚花把手、星形把手等。本书还列出了
夹具常用的其他标准元件，如导板,铰链轴、圆柱螺旋压缩弹簧、法 兰式气缸、膜片式气缸等。
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图2-16夹紧装置
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图2-20楔式铰链夹紧机构
表2-29常用典型夹紧机构
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表2-29常用典型夹紧机构
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表2-29常用典型夹紧机构
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表2-29常用典型夹紧机构
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表2-29常用典型夹紧机构
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表2-29常用典型夹紧机构
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表2-29常用典型夹紧机构
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第四节常用夹具元件
一、夹紧件
1.螺母 夹具中使用的螺母标准件主要有:带肩六角螺母、球面带肩螺母、
菱形螺母等。 2.螺钉
夹具中使用的螺钉标准件主要有:固定手柄压紧螺钉、阶形螺钉、 内六角圆柱头螺钉等。 3.垫圈
夹具中使用的垫圈标准件主要有:转动垫圈、球面垫圈、锥面垫 圈、快换垫圈等。
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表2-52铰链支座
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表2-52铰链支座
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表2-53快速夹紧装置
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表2-53快速夹紧装置
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表2-53快速夹紧装置
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表2-29常用典型夹紧机构
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表2-29常用典型夹紧机构
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表2-29常用典型夹紧机构
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表2-29常用典型夹紧机构
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表2-29常用典型夹紧机构
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表2-50圆偏心轮
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表2-51偏心轮用垫板
第四节常用夹具元件
4.压块 夹具中使用的光面压块标准件。
5.压板 夹具中使用的压板标准件主要有:移动压板、转动压板、偏压轮
用压板、平压板、直压板、铰链压板、回转压板、钩形压板等。 6.偏心轮
夹具用标准圆偏心轮参见表2-50，标准偏心轮用垫板参见表2-51。 7.支座
夹具用标准铰链支座见表2-52。 8.快速夹紧装置
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图2-21楔式联动夹紧机构
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图2-22单螺旋夹紧机构
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图2-23螺旋压板夹紧机构
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图2-24快速夹紧机构
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图2-26定心夹紧机构
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图2-27铰链夹紧机构
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表2-29常用典型夹紧机构
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表2-29常用典型夹紧机构
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表2-29常用典型夹紧机构
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夹紧元件是夹紧装置的最终执行元件。通过它和工件受压面的 直接接触而完成夹紧动作。 3.中间传动机构
中间传动机构是介于力源和夹紧元件之间的传力机构，它将原 动力以一定的大小和方向传递给夹紧元件。如铰链杠杆机构、斜楔机 构等。
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第一节夹紧装置的组成和基本要求
二、夹紧装置的基本要求
1.夹紧时不破坏工件在夹具中占有的正确位置。 2.夹紧力要适当，既要保பைடு நூலகம்工件在加工过程中定位的稳定性，又要防 止因夹紧力过大损伤工件表面及产生夹紧变形。 3.夹紧机构操作安全、省力，夹紧迅速 4.夹紧机构的复杂程度、工作效率应与生产类型相适应。结构应尽量 简单，便于制造与维修。 5.具有良好的自锁性能
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第二节确定夹紧力的基本原则
二、夹紧力的方向
夹紧力的方向与工件定位基准所处的位置，以及工件所受外力的 作用方向等有关。 1.夹紧力的作用方向应垂直于工件的主要定位基准，以保证加工精度。 2.夹紧力的作用方向应有利于减少所需的夹紧力的大小。
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第二节确定夹紧力的基本原则
三、夹紧力的大小
图2-20为楔式铰链夹紧机构。当楔块2向左移动(在A-A刘面中)时， 连板3同时带动两螺栓5向下移动，于是两压板4同时将工件压紧。
图2-21为楔式联动夹紧机构
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第三节常用的典型夹紧机构
二、螺旋夹紧机构
1.单螺旋夹紧机构 图2-22 ( a)是最简单的螺旋夹紧机构，螺钉头部直接压紧工件表
面。这种机构在使用时容易压坏工件表面，而且拧动螺钉时容易使工 件产生转动，破坏原来的定位，一般应用较少。图2-22 ( b )中，螺杆 3的头部通过活动的压块1与工件表面接触，在拧动螺杆时，压块不随 螺杆转动，而只做轴向移动，可防止在夹紧时带动工件转动，并避免 压坏工件表面。采用衬套2可以提高夹紧机构的使用寿命，当螺纹磨 损时也可通过更换件2，迅速恢复螺旋夹紧功能。 2.螺旋压板夹紧机构
夹紧力的大小，对工件装夹的可靠性、工件和夹具的变形、夹紧 装置的复杂程度等都有很大的影响。
计算夹紧力，通常将夹具和工件看成一个刚性系统以简化计算。 然后根据工件受切削力、夹紧力(大型工件还应考虑重力、高速运动 的工件还应考虑惯性力等)后达到静力平衡条件，计算出理沦夹紧力 FJ0，再乘以安全系数K，作为实际所需的夹紧力F，即:
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第二节确定夹紧力的基本原则
一、夹紧力作用点
夹紧力作用点是指夹紧时，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。 1.夹紧力的作用点应落在支承元件上或几个支承元件所形成的支承平 面内，以保证确定定位的工件位置不被破坏 2.夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的部位上，这对刚性差的工件 尤为重要 3.夹紧力的作用点应尽可能靠近加工面，这样可以增加夹紧力的可靠 性，防止和减少工件的振动。
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第三节常用的典型夹紧机构
五、铰链夹紧机构
铰链夹紧机构是一种增力机构，它具有增力倍数较大，摩擦损 失较小的优点，但自锁性较差，广泛应用于气动夹具中。
图2-27所示为铰链夹紧机构，当拉杆1向左移动时，拉杆上的斜 面通过钢球4推动推杆3使两压板2将工件夹紧。
六、常用典型夹紧机构图例
表2-29列出了较为常用的典型夹紧机构。
图2-23为螺旋压板夹紧机构。 3.快速夹紧机构
图2-24为快速夹紧机构
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第三节常用的典型夹紧机构
四、定心夹紧机构
定心夹紧机构能够在实现定心(定位基准与工序基准重合于工 件对称中心或对称平面)作用的同时，起到将工件夹紧的作用。定心 夹紧机构中与工件定位基准相接触的元件，既是定位元件，又是夹紧 元件。定心夹紧机构是利用定位一夹紧元件的等速移动或均匀弹性变 形的方式，来消除定位尺寸偏差对工件定心或对中的不利影响。因此， 其基本类型可分为机械定心夹紧机构和弹性定心夹紧机构。