新型楔形夹头设计.docx

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新型楔形夹头设计

本科生毕业设计（论文）

题目：

新型楔形夹头的设计

学生姓名：

XXX

系别：

机械与控制工程学院

专业年级：

机械设计制造及其自动化本科

指导教师：

XXX

2015年6月10日

摘要

夹具被广泛应用于各种行业，其主要作用就是用来有效定位、支撑、夹紧元件，尽可能使元件的安装固定变的迅速、准确、方便，尽可能的缩减无用功。

由于夹具的广泛应用，夹具也诞生出了各种分类，其中楔形夹头就是被广泛应用于电拉验机的夹具。

之所以应用楔形夹头作为电拉试验机的夹头，主要是因为它的自锁性。

在拉力试验中，随着试验的进行，夹板会对试件夹得越来越紧，避免了随着试验的进行由于拉力的增大而使试件脱落。

但楔形的自锁性也有一个巨大的缺点，那就是随着试验的进行，当拉力增大到一定程度后，夹板对试件的夹紧也达到了一个很大的强度，以至于出现锁死现象，使得试件不能轻松取出，这对于试验结束后的试件拆卸造成了很大的麻烦。

本课题针对这一问题对楔形夹头的夹体做了相应的改进，以达到在不影响夹头工作的情况下解除锁死现象。

相对于一体化的夹体，改进后可移动的夹体可以很轻松的打开因为夹体形变而产生的锁死。

关键词：

夹具；楔形夹头；夹体；锁死；可移动夹体

ABSTRACT

Fixtureiswidelyusedinvariousindustries，itsmainfunctionistoeffectivelylocate，supportingandclampingofcomponentsofthedevice，asfaraspossibletomakethecomponentsoftheinstallationoffixedofrapid，accurateandconvenient，asfaraspossibletoreduceuseless.Duetothewideapplicationoffixturefixturewasalsobornoutofthevariousclassifications，whichwedgechuckiswidelyusedinelectricpulltestmachinefixture.Theapplicationofwedgechuckchuckaspulltestmachine，mainlybecauseofitsself.Inthetensiletest，withthetest，thesplintcangetmoreandmoretension，andavoidthetestpiecesheddingduetotheincreaseofthetension..Butwedgeself-lockingalsohasahugedrawback，thatiswiththetest，whenthelagincreasestoacertainextent，splintonthespecimenclampingreachedalotofstrength，thattheemergenceofthephenomenonoflocking，thespecimencannotbetakenouteasily，andthetestaftertheendofthetestpiecesofthedemolitioncausedalotoftrouble.

Thisprojecttosolvetheproblemofwedgechuckclampbodydocorrespondingimprovement，inordertoachievethechuckworkreleaselockingphenomenon.Relativetotheintegratedclip，theimprovedremovableclipcaneasilyopenthelockthatisgeneratedduetotheclipbodyshape..

Keywords：

Clamp;Wedgeclamp;Clamp;Lock;Movableclampbody

目录

第一章引言1

1.1课题的背景和意义1

1.2夹具国内外发展状况2

1.2.1国内夹具现状2

1.2.2国外夹具现状3

1.3夹具的市场发展前景4

第二章传统楔形夹头的的原理与分析5

2.1夹头的工作原理5

2.2夹头工作时的问题6

2.3问题分析与解决方案6

2.3.1问题分析6

2.3.2解决方案7

第三章新型楔形夹头的设计8

3.1新型楔形夹头的初步设计8

3.1.1初步的设计构想8

3.1.2简要的工作过程8

3.2新型楔形夹头的结构设计9

3.3新型楔形夹头的工作原理11

3.4新型楔形夹头的特点11

第四章新型楔形夹头的设计计算分析13

4.1初始夹紧时的静力学分析13

4.2拉伸试验时的静力学分析14

第五章新型楔形夹头的优势17

5.1新型楔形夹头的实用性17

5.2新型楔形夹头的借鉴性17

第六章总结18

参考文献...................................................................................................................19

致谢20

第一章引言

1.1课题的背景和意义

试验机，广义说就是一种产品或材料在投入使用前，对其质量或性能按设计要求进行验证的仪器。

从定义可以看出，凡是对于质量或性能进行验证的仪器都可以叫做试验机，试验机的产品在不断创新、改进、完善，可以适应检测材料的各种性能。

试验机主要是用于测量材料或产品的物理性能，比如：

钢材的屈服强度、抗拉强度，抗冲击韧性等。

试验机的种类：

试验机的种类很多，有多种不同的分类方法。

按照传统分类方法可以分为金属材料试验机、非金属材料试验机，动平衡试验机，测力仪、拉力机、硫化仪和无损探伤机等五大类。

夹头被称之为弹性夹头或者是简筒，是一种用来装置在铣床等机床及试验机上的一种用来禁锢铣刀和实验材料的一种用来固定加固需要改造或试验的零件材料的一种固定装置。

拉力试验可以测试出各种材料试件的抗拉特性，了解各种材料的特性，这对于平时的研究，生产和改造都有很大的帮助，能够更有效，快速，方便的试验，就意味着更快的发展和进步。

拉力试验，一般需要借助试验机完成，而小型电拉试验机一般就可以满足大多数的拉力试验，小型的电拉试验机，普遍采用的是楔形夹头。

一直以来，楔形夹头都可以很好的协助完成拉力试验，即使其他方面所需要的夹具也有很多采用楔形夹头。

楔形夹头的自锁性质，对于拉力试验中逐步增大的拉力做到了很有效的运用，也就是说楔形夹头的夹紧程度会随着拉力试验中拉力的增大而增大，也正是这条性质才使得试验顺利完成，不至于出现某些因为夹紧程度不够而导致试件脱落造成的失败试验。

不过，也正因为楔形夹头的自锁性质，一般试验结束之后都会造成试件的锁死现象，对于试件的拆卸造了很大的不便，大大的降低了拉力试验进行的效率。

所以本课题要对楔形夹头做一改善，利用自锁性，并有效解决楔形夹头锁死现象，只要客服了楔形夹头的锁死现象，就可以不用费力的拆卸锁死的试件。

没有锁死现象，进行拉力试验的效率将会有一个很大的提高，从而进一步促进试验的发展和进步，同时改善后的楔形夹头不仅适用于拉力试验机，也适用于其他应用楔形夹头的地方。

1.2夹具国内外发展状况

1.2.1国内夹具现状

我国国内的夹具始于20世纪60年代，当时建立了面向机械行业的天津组合夹具厂，和面向航空工业的保定向阳机械厂，以后又建立了数个生产组合夹具元件的工厂，在当时曾达到全国年产组合夹具元件800万件的水平。

20世纪80年代以后，两厂又各自独立开发了适合NC机床、加工中心的孔系组合夹具系统，不仅满足了我国国内的需求，还出口到美国等国家。

当前我国每年尚需进口不少NC机床、加工中心，而由国外配套孔系夹具，价格非常昂贵，现大都由国内配套，节约了大量外汇。

我国机床、刀具、量具和机床附件等制造企业相对集中在机床工具行业以内，而夹具制造企业和兼顾夹具制造的企业分散于机床与附件、工具、汽车、航空、军工、纺织、农机、家电、仪器仪表等诸多机械制造行业之中，各行其道，自我发展，长期没有建立行业组织形成产业实体。

我国夹具行业大多数是中小企业，千变万化的夹具制造只能是单件小批量生产模式，致使企业的经济效益有限，由于大多数企业自我改造能力微弱，行业总体实力不强，必须根据夹具行业的特点，探索和确定中小夹具制造企业由弱变强的科学发展之路，才能保持行业稳定和持续发展。

由于过去国有体制“大而全”的企业几乎都是自制、自用所需的夹具，我国夹具设计和制造分散于各行各业的企业之中。

只有机床附件中的通用夹具与组合夹具形成了专业化的夹具制造产业，建立了行业标准化工作体系，制定了这两类夹具的行业标准。

其他门类的夹具，以及夹具标准件和功能部件等产品的行业标准几乎空白，也没有专业化制造企业。

各种夹具产品标准的缺位，不仅制约着夹具产品向专业化、市场化转化的进程，同时造成社会认知度低，对夹具产品缺乏具体的了解，导致市场营销难度大，行业发展速度缓慢。

夹具行业标准化工作是亟待加强的基础工作。

夹具行业潜在着很多的市场需求，有多种机床配套的夹具尚待创新开发或完善，许多高新夹具技术需要向国外学习和攻关。

如何为中小企业的产品调整给力，推动行业占大多数的小企业充分发挥自身的优势，向“专、特、精”的方向发展，是行业的主攻方向。

由于我国在组合夹具技术上有历史的积累和性能价格比的优势，随着我国加入WTO和制造业全球一体化的趋势，特别是电子商务的日益发展，其中蕴藏着很大的商机，具有进一步扩大出口良好前景，迄今为止，夹具仍是机电产品制造中必不可缺的四大工具之一，夹具在国内外也正在逐渐形成一个依附于机床业或独立的小行业。

1.2.2国外夹具现状

从国际上看俄国、德国和美国是组合夹具的主要生产国。

当前国际上的夹具企业均为中小企业，专用夹具、可调整夹具主要接受本地区和国内订货，而通用性强的组合夹具已逐步成熟为国际贸易中的一个品种。

有关夹具和组合夹具的产值和贸易额尚缺乏统计资料，但欧美市场上一套用于加工中心的央具，而组合夹具的大型基础件尤其昂贵。

随着机床加工精度的提高，为了降低定位误差，提高加工精度，对夹具的制造精度要求更高。

高精度夹具的定位孔距精度高达±5μm，夹具支承面的垂直度达到0.01mm/300mm，平行度高达0.01mm/500mm。

德国Demmeler（戴美乐）公司制造的4m长、2m宽的孔系列组合焊接夹具平台，其等高误差为±0.03mm；精密平口钳的平行度和垂直度在5μm以内；夹具重复安装的定位精度高达±5μm；瑞士EROWA柔性夹具的重复定位精度高达2~5μm。

机床夹具的精度已提高到微米级，世界知名的夹具制造公司都是精密机械制造企业。

诚然，为了适应不同行业的需求和经济性，夹具有不同的型号，以及不同档次的精度标准供选择。

为了提高机床的生产效率，双面、四面和多件装夹的夹具产品越来越多。

了减少工件的安装时间，各种自动定心夹紧、精密平口钳、杠杆夹紧、凸轮夹紧、气动和液压夹紧等，快速夹紧功能部件不断地推陈出新。

新型的电控永磁夹具，