機(jī)床夾具夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

1、第四節(jié) 機(jī)床夾具夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),一、夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求,二、夾緊力的確定,三、常用夾緊機(jī)構(gòu),四、其它夾緊機(jī)構(gòu),五、夾緊機(jī)構(gòu)的動力裝置,一 夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)滿足的要求,,夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則： （1）保證定位準(zhǔn)確、可靠（不能破壞定位）；（2）工件與夾具的變形要在允許的范圍內(nèi)；（3）夾緊機(jī)構(gòu)必須可靠；（4）操作安全、省力、方便，符合習(xí)慣；（5）自動化程度與生產(chǎn)綱領(lǐng)適應(yīng)。,（一）夾緊力的方向（結(jié)合圖例說明）,二 夾緊力的確定

2、,1、有利于工件的準(zhǔn)確定位,2、有利于減小工件變形,3、有利于減小所需的夾緊力。,（二）夾緊力的作用點(diǎn)（結(jié)合圖例說明）,,1、保證定位穩(wěn)定可靠,,2、有利于減小變形,,3、有利于減小振動,,4、夾緊力的反作用力不應(yīng)使夾具產(chǎn)生影響加工精度的變形,計(jì)算夾緊力時(shí)，通常將夾具和工件看成一個(gè)剛性系統(tǒng)以簡化計(jì)算，然后根據(jù)工件受切削力、夾緊力（大工件還應(yīng)考慮重力，運(yùn)動的工件還應(yīng)考慮慣性力等），運(yùn)用理論力學(xué)知識，計(jì)算出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)K，此時(shí)

3、實(shí)際所需夾緊力數(shù)值,（三）夾緊力大小,粗加工時(shí)，K=2.5～3 精加工時(shí)，K=1.5～2,,（四）其它準(zhǔn)則 ⑴定位的夾緊力先動作，夾緊的夾緊力后動作,,↓F ↓F,P→,圖3.10 定位夾緊力先動作,⑵夾緊元件只有在夾緊方向上移動，夾緊過程中才不致破壞定位。,,學(xué)習(xí)內(nèi)容：一、斜楔夾緊機(jī)構(gòu)二、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)三、偏心夾緊機(jī)構(gòu),,三、 基本夾緊機(jī)構(gòu),一、斜楔夾緊機(jī)構(gòu)1,點(diǎn)擊,一、斜楔夾緊機(jī)構(gòu)2,點(diǎn)擊,一、斜楔夾緊機(jī)

4、構(gòu)3,點(diǎn)擊,一、斜楔夾緊機(jī)構(gòu)4,點(diǎn)擊,設(shè)計(jì)斜楔夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)，需要解決三個(gè)問題：,1、保證斜楔自鎖的條件是什么？這就是合理選擇斜楔升角的問題,2、如何計(jì)算斜楔的夾緊力大小？,3、如何將原始作用力轉(zhuǎn)化為夾緊力？這實(shí)際是解決中間遞力機(jī)構(gòu)的增力特性和夾緊行程問題,1、斜面自鎖原理及斜楔自鎖條件,螺紋自鎖條件,斜面自鎖條件,將斜面自鎖條件推廣到斜楔夾緊裝置，兩者的區(qū)別僅在于用斜楔夾緊時(shí)，存在兩處摩擦接觸面，即斜楔與工件、斜楔與夾具體。因而有兩個(gè)摩

5、擦角φ1 φ2,自鎖條件,點(diǎn)擊,自鎖條件,為保證自鎖，手動夾緊機(jī)構(gòu)的升角一般取,2、斜楔的夾緊力的計(jì)算,3 斜楔的擴(kuò)力比與夾緊行程,擴(kuò)力比,夾緊力與作用力之比稱為擴(kuò)力比 i,可見，在作用力不太大的情況下，斜楔的夾緊力是不大的（因?yàn)閿U(kuò)力比不大）,夾緊行程,總結(jié)：,斜楔夾緊機(jī)構(gòu)：,特點(diǎn)：有自鎖性。通常斜角α=6°～8°有增力作用。增力比為i=2 ～5。能改變夾緊力的方向。夾緊行程小。主要用于機(jī)動夾緊，當(dāng)機(jī)動夾

6、緊時(shí)不需要自鎖，可取α=15°～30°,二、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)1,點(diǎn)擊,二、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)2,點(diǎn)擊,1、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)自鎖條件,2、螺旋夾緊機(jī)構(gòu)夾緊力的計(jì)算,螺桿在三個(gè)力矩作用下，處于平衡狀態(tài)：,3 螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的擴(kuò)力比與夾緊行程,擴(kuò)力比,夾緊行程,夾緊行程無限制，但時(shí)間較長,為了克服螺旋夾緊時(shí)費(fèi)時(shí)的缺點(diǎn)，可以使用各種快速接近或快速撤離工件的快速裝夾結(jié)構(gòu),快速裝夾結(jié)構(gòu)1--鉤形墊圈夾緊,點(diǎn)擊,快速裝夾結(jié)構(gòu)2--活節(jié)螺栓夾緊機(jī)構(gòu)

7、,點(diǎn)擊,快速裝夾結(jié)構(gòu)3—開口墊圈,點(diǎn)擊,快速裝夾結(jié)構(gòu)4--快卸螺桿機(jī)構(gòu),點(diǎn)擊,快速裝夾結(jié)構(gòu)5--旋轉(zhuǎn)快換,點(diǎn)擊,2 典型螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu),特點(diǎn)：1 增大夾緊行程2 比較費(fèi)力,2典型螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu),1 改變夾緊作用方向2 夾緊力大于或等于作用力,2典型螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu),,1 夾緊行程小2 比較省力,3 特殊結(jié)構(gòu)的螺旋壓板機(jī)構(gòu),自動回轉(zhuǎn)鉤形壓板,點(diǎn)擊,總結(jié)：,螺旋夾緊機(jī)構(gòu)：,特點(diǎn)：自鎖性好，可靠性高。增力比大。i=65~140

8、廣泛用于手動夾緊中，通常使用快速裝夾結(jié)構(gòu)提高工件安裝速度。結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛。,三、偏心夾緊機(jī)構(gòu)1,點(diǎn)擊,三、偏心夾緊機(jī)構(gòu)2,點(diǎn)擊,三、偏心夾緊機(jī)構(gòu)3,點(diǎn)擊,三、偏心夾緊機(jī)構(gòu)4,點(diǎn)擊,偏心夾緊原理 偏心夾緊實(shí)質(zhì)是一種斜楔夾緊，但各點(diǎn)升角不等， a、c處 升角為為0， P處升角最大。,自鎖條件：D/ e ≥14～20,1、偏心夾緊機(jī)構(gòu)自鎖條件,圓偏心在任一夾緊位置等效于一直線楔，所以夾緊力計(jì)算與斜楔夾緊相似。又從斜楔夾緊力計(jì)算

9、公式知，α角越大，產(chǎn)生的夾緊力越小，所以α→αmax時(shí)，夾緊力最?。篎wmin——最小夾緊力(N)；FQ ——原始作用力(N)L ——手柄至偏心的距離 (mm)； ——圓偏心與工件的摩擦角(°)； ——圓偏心與轉(zhuǎn)軸的摩擦角(°)；D ——圓偏心輪直徑(mm)；,2、偏心夾緊機(jī)構(gòu)夾緊力的計(jì)算,3 偏心夾緊機(jī)構(gòu)的擴(kuò)力比與夾緊行程,擴(kuò)力比：12～14,

10、夾緊行程SS=MB－R0= (MO1+O1B)－R0=(MO1+R)－R0=(R－R0) ＋e sinβS= e (1＋sinβ),有效工作區(qū)域：一般常選下面兩種工作區(qū)域： 1) β=±30°～±45°，為P點(diǎn)左右，楔角變化小，工作較穩(wěn)定，α大自鎖性能差； 2) β=－15°～75°，楔角變化大，工作不穩(wěn)定，但夾緊時(shí)α小，自鎖性能好。,特點(diǎn)

11、：自鎖差，一般用于切削負(fù)荷不大的場合。有增力作用。增力比為i=12 ～14。夾緊迅速。夾緊行程小。一般用在切削力不大且無振動的場合，又夾緊行程小，對夾緊尺寸要求較嚴(yán)。,總結(jié)：,偏心夾緊機(jī)構(gòu)：,學(xué)習(xí)內(nèi)容：一、鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)二、定心夾緊機(jī)構(gòu)三、聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu),,四、 其他夾緊機(jī)構(gòu),一 鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu),優(yōu)點(diǎn)：動作迅速，増力比大，易于改變力的方向。缺點(diǎn)：自鎖性差應(yīng)用：一般常用于氣動、液壓夾緊,二 定心夾緊機(jī)構(gòu),1 等速位

12、移原理,2 均勻彈性變形原理,三 聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu),聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)：利用一個(gè)原始作用力實(shí)現(xiàn)單件或多件的多點(diǎn)、多向同時(shí)夾緊的機(jī)構(gòu)。,設(shè)計(jì)聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)注意如下幾點(diǎn)： （1）仔細(xì)進(jìn)行運(yùn)動分析和受力分析，確保設(shè)計(jì)圖 能夠?qū)崿F(xiàn)； （2）保證各處夾緊均衡，運(yùn)動不干涉； （3）各壓板能很好的松夾，以便裝卸工作； （4）注意整個(gè)機(jī)構(gòu)和傳動受力環(huán)節(jié)的強(qiáng)度和剛度； （5）提高可靠性，降低制造成本。,,（1）單件同向聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu),一、單件聯(lián)

13、動夾緊機(jī)構(gòu),（2）單件對向聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu),,（３）單件互垂力或斜交力聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu),,２、多件聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu),（１）多件平行聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu) 圖3.26,,（2）多件連續(xù)夾緊機(jī)構(gòu) 圖3.27,,（3）對稱式多件聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu) 圖3.28,,（4）復(fù)合式多件聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)圖3.29,五 夾緊機(jī)構(gòu)的動力裝置,,,(一)氣動夾緊裝置 優(yōu)點(diǎn)：傳輸、分配方便，干凈； 缺點(diǎn)：尺寸較大，有排氣噪音，夾緊力小。(二)液壓夾緊裝置