机械制造技术基础第30讲(2015).ppt

机械制造技术基础第30讲(2015).ppt

《机械制造技术基础第30讲(2015).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械制造技术基础第30讲(2015).ppt（57页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计一、夹紧装置的组成和要求一、夹紧装置的组成和要求1.夹紧装置的组成夹紧装置的组成

（1）动力装置）动力装置产生夹紧力的动力装置。

产生夹紧力的动力装置。

（2）夹紧元件）夹紧元件直接用于夹紧工件的元件。

直接用于夹紧工件的元件。

（3）中间传力机构）中间传力机构将原动力以一定的大小将原动力以一定的大小和方向传递给夹紧元件的机构。

和方向传递给夹紧元件的机构。

第三节第三节工件在夹具中的夹紧工件在夹具中的夹紧第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计常将夹紧元件和中间传力机构统称为夹紧机构。

常将夹紧元件和中间传力机构统称为夹紧机构。

夹紧元件夹紧元件中间传力机构中间传力机构动力装置动力装置第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计2对夹紧装置的要求对夹紧装置的要求1）夹紧过程不得破坏工件在夹具中占有的正确）夹紧过程不得破坏工件在夹具中占有的正确定位位置。

定位位置。

2）夹紧力大小要适当，既要保证工件定位的稳）夹紧力大小要适当，既要保证工件定位的稳定性，又要防止工件表面损伤或使工件产生较大定性，又要防止工件表面损伤或使工件产生较大的夹紧变形。

的夹紧变形。

3）操作安全、省力和方便。

）操作安全、省力和方便。

4）尽量做到结构简单，便于制造和维修。

）尽量做到结构简单，便于制造和维修。

第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计二、夹紧力的确定二、夹紧力的确定1夹紧力作用点的选择夹紧力作用点的选择1）夹紧力的作用点应正对定位元件或位于定位）夹紧力的作用点应正对定位元件或位于定位元件所形成的支承面内。

元件所形成的支承面内。

图图6-12夹紧力作用点的选择夹紧力作用点的选择第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计2）夹紧力的作用点应位于工件刚性较好的部位）夹紧力的作用点应位于工件刚性较好的部位上。

上。

图图6-13夹紧力的作用点应位于工件刚性较好的部位夹紧力的作用点应位于工件刚性较好的部位第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计3）夹紧力作用点应尽量靠近加工表面，使夹紧）夹紧力作用点应尽量靠近加工表面，使夹紧稳固可靠。

稳固可靠。

图图6-14夹紧力的作用点应靠近加工表面夹紧力的作用点应靠近加工表面第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计2夹紧力作用方向的选择夹紧力作用方向的选择1）夹紧力的方向应垂直于工件的主要定位基面。

）夹紧力的方向应垂直于工件的主要定位基面。

图图6-15夹紧力应垂直于主要定位基面夹紧力应垂直于主要定位基面第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计2）夹紧力的方向应与工件刚度最大的方向一致）夹紧力的方向应与工件刚度最大的方向一致,以减小工件的夹紧变形。

以减小工件的夹紧变形。

图图6-16夹紧力应与工件刚度最大方向一致夹紧力应与工件刚度最大方向一致第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计3）夹紧力的方向应尽量与切削力、重力等力的）夹紧力的方向应尽量与切削力、重力等力的作用方向一致，以有利于减小夹紧力。

作用方向一致，以有利于减小夹紧力。

附图附图夹紧力方向与切削力、重力方向的关系夹紧力方向与切削力、重力方向的关系第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计3夹紧力的估算夹紧力的估算在确定夹紧力时，可将夹具和工件看成一个整体，在确定夹紧力时，可将夹具和工件看成一个整体，将作用在工件上的切削力、夹紧力、重力和惯性将作用在工件上的切削力、夹紧力、重力和惯性力等，根据静力平衡原理列出静力平衡方程式，力等，根据静力平衡原理列出静力平衡方程式，从而求出理论夹紧力。

从而求出理论夹紧力。

为使夹紧可靠，应再乘一安全系数为使夹紧可靠，应再乘一安全系数k，粗加工时，粗加工时取取k=2.53，精加工时取，精加工时取k=1.52。

第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计在加工过程中如果切削力的作用点、方向和大小在加工过程中如果切削力的作用点、方向和大小都在变化，则估算夹紧力时应按最不利的情况考都在变化，则估算夹紧力时应按最不利的情况考虑。

虑。

夹具设计中，夹紧力大小并非在所有情况下都需夹具设计中，夹紧力大小并非在所有情况下都需要计算。

在手动夹紧装置中，常根据经验或类比要计算。

在手动夹紧装置中，常根据经验或类比法确定所需的夹紧力。

对于关键工序中若需要准法确定所需的夹紧力。

对于关键工序中若需要准确计算夹紧力时，可通过工艺试验来实测切削力确计算夹紧力时，可通过工艺试验来实测切削力的大小，然后再进行夹紧力的计算。

的大小，然后再进行夹紧力的计算。

第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计三、典型夹紧机构三、典型夹紧机构1.斜楔夹紧机构斜楔夹紧机构附图附图斜楔夹紧斜楔夹紧斜楔是夹紧机构中斜楔是夹紧机构中最为基本的一种形最为基本的一种形式，它是利用斜面式，它是利用斜面移动时所产生的力移动时所产生的力来夹紧工件的。

来夹紧工件的。

第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计对于夹紧机构，尤其对于手动夹紧机构，一般都对于夹紧机构，尤其对于手动夹紧机构，一般都要求自锁，即在去除外力后，夹紧机构仍能保持要求自锁，即在去除外力后，夹紧机构仍能保持对工件的夹紧。

对工件的夹紧。

斜楔夹紧机构的缺点是夹紧行程小，手动操作不斜楔夹紧机构的缺点是夹紧行程小，手动操作不方便，故常用于气动和液压夹紧装置中，此时斜方便，故常用于气动和液压夹紧装置中，此时斜楔夹紧机构不需要自锁。

楔夹紧机构不需要自锁。

第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计附附图图气气动动滚滚子子斜斜楔楔夹夹紧紧机机构构1-活活塞塞杆杆2-斜斜楔楔3-滚滚子子4-滑滑柱柱5-双双头头支支承承6-压压板板第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计2.螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构采用螺旋装置直接夹紧或与其他元件组合实现夹采用螺旋装置直接夹紧或与其他元件组合实现夹紧的机构，统称螺旋夹紧机构。

紧的机构，统称螺旋夹紧机构。

螺旋夹紧机构结构简单，容易制造。

由于螺纹升螺旋夹紧机构结构简单，容易制造。

由于螺纹升角小，螺旋夹紧机构的自锁性能好，夹紧力和夹角小，螺旋夹紧机构的自锁性能好，夹紧力和夹紧行程都较大，在手动夹具上应用较多。

紧行程都较大，在手动夹具上应用较多。

第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计图图6-19单螺旋夹紧机构单螺旋夹紧机构1-活动压块活动压块2-衬套衬套3-螺杆螺杆第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计图图6-20螺旋压板夹紧机构螺旋压板夹紧机构1-螺母螺母2-球面垫圈球面垫圈3-锥面垫圈锥面垫圈4-压板压板第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计3.偏心夹紧机构偏心夹紧机构偏心夹紧机构是通偏心夹紧机构是通过偏心轮直接夹紧过偏心轮直接夹紧工件或与其它元件工件或与其它元件组合夹紧工件的。

组合夹紧工件的。

常用的偏心轮有圆常用的偏心轮有圆偏心和曲线偏心两偏心和曲线偏心两种。

种。

图图6-21偏心夹紧机构偏心夹紧机构第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计优点：

结构简单，夹紧优点：

结构简单，夹紧迅速；但它的夹紧行程迅速；但它的夹紧行程小，增力倍数小，自锁小，增力倍数小，自锁性能差，故一般只在被性能差，故一般只在被夹紧表面尺寸变动不大夹紧表面尺寸变动不大和切削过程振动较小的和切削过程振动较小的场合应用。

场合应用。

铣床夹具一般不宜采用偏心夹紧机构。

铣床夹具一般不宜采用偏心夹紧机构。

图图6-21偏心夹紧机构偏心夹紧机构第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计4.定心夹紧机构定心夹紧机构定心夹紧机构是指能够在实现工件定心作用的同定心夹紧机构是指能够在实现工件定心作用的同时，又起着将工件夹紧的作用的夹紧机构。

时，又起着将工件夹紧的作用的夹紧机构。

定心作用是指具有对称轴线或对称中心平面的工定心作用是指具有对称轴线或对称中心平面的工件，通过定心夹紧机构可使其定位基准重合于机件，通过定心夹紧机构可使其定位基准重合于机床夹具定位元件工作表面的对称轴线或对称中心床夹具定位元件工作表面的对称轴线或对称中心平面。

平面。

第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计图图6-22机机械械定定心心夹夹紧紧机机构构1-手手柄柄2-偏偏心心轮轮3、4、5-卡卡爪爪6-锥锥体体这两套这两套定心夹紧定心夹紧机构是利机构是利用定位夹用定位夹紧元件的紧元件的等速移动等速移动来实现工来实现工件定心或件定心或对中作用对中作用的。

的。

第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计图图6-23弹性定心夹紧机构弹性定心夹紧机构1-夹具体夹具体2、6-弹性筒夹弹性筒夹3、7-锥套锥套4、8-螺母螺母5-心轴本体心轴本体定心夹紧机构中与工件定位基准（面）相接触的定心夹紧机构中与工件定位基准（面）相接触的元件，可称为定心夹紧元件。

元件，可称为定心夹紧元件。

这两套定心夹紧机构是利用定位夹紧元件的均匀这两套定心夹紧机构是利用定位夹紧元件的均匀弹性变形方式，来实现工件定心或对中作用的。

弹性变形方式，来实现工件定心或对中作用的。

第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计5.铰链夹紧机构铰链夹紧机构铰链夹紧机构是铰链夹紧机构是一种增力装置，一种增力装置，它具有增力倍数它具有增力倍数较大，摩擦损失较大，摩擦损失较小的优点，广较小的优点，广泛应用于气动夹泛应用于气动夹具中。

具中。

图图6-24铰链夹紧机构铰链夹紧机构1-气缸气缸2-铰链扩力机构铰链扩力机构3、4-压板压板第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计6.联动夹紧机构联动夹紧机构联动夹紧机构是一种高效夹紧机构，它可通过一联动夹紧机构是一种高效夹紧机构，它可通过一个操作手柄或一个个操作手柄或一个动力装置，对一个动力装置，对一个工件的多个夹紧点工件的多个夹紧点实施夹紧，或同时实施夹紧，或同时夹紧若干个工件。

夹紧若干个工件。

图图6-25多件联动夹紧机构多件联动夹紧机构第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计图图6-26a联动夹紧机构联动夹紧机构第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计图图6-26b联动夹紧机构联动夹紧机构第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计四、夹紧的动力装置四、夹紧的动力装置在大批大量生产中，为提高生产率和降低劳动强在大批大量生产中，为提高生产率和降低劳动强度，大多数夹具都采用机动夹紧装置，常见驱动度，大多数夹具都采用机动夹紧装置，常见驱动方式有气动、液动、气液联合驱动，电（磁）驱方式有气动、液动、气液联合驱动，电（磁）驱动，真空吸附等多种形式。

动，真空吸附等多种形式。

1.气动夹紧装置气动夹紧装置气动夹紧装置装置以压缩空气（气动夹紧装置装置以压缩空气（0.40.6MPa）作为动力源推动夹紧机构夹紧工件。

作为动力源推动夹紧机构夹紧工件。

第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计常用的气缸结构有活塞式和薄膜式两种。

活塞式常用的气缸结构有活塞式和薄膜式两种。

活塞式气缸有固定式、摆动式和回转式三种气缸有固定式、摆动式和回转式三种图图6-27双双作作用用固固定定式式活活塞塞气气缸缸1-前前盖盖2-气气缸缸体体3-活活塞塞杆杆4-活活塞塞5-密密封封圈圈6-后后盖盖第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计图图6-28回转式气缸及其应用回转式气缸及其应用1-导气接头导气接头2-活塞活塞3-气缸气缸4、7-过渡盘过渡盘5-活塞杆活塞杆6-主轴主轴8-夹具体夹具体第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计图图6-30薄薄膜膜式式气气缸缸1-导导气气接接头头2-薄薄膜膜3-左左气气缸缸壁壁4-右右气气缸缸壁壁5-推推杆杆6-弹弹簧簧第第六六章章机床夹具设计机床夹具设计2.液压夹紧装置液压夹紧装置液压夹紧装置的结构和工作原理基本与气动夹紧液压夹紧装置的结构和工作原理基本与气动夹紧装置相同，所用的工作介质则是压力油（工作压装置相同，所用的工作介质则是压力油（工作压力可达力可达56.5MPa）。

与气压夹紧装置相比，液压夹紧的优点是：

传动与气压夹紧装置相比，液压夹紧的优点是：

传动力大，夹具结构相对较小；油液不可压缩，夹紧力大，夹具结构相对较小；油液不可压缩，夹紧可靠，工作平稳；噪声小。

其不足之处是需设置可靠，工作平稳；噪声小。

其不足之处是需设置专门的液压系统，应用范围受限制。

专门的液压系统，应用范围受限制。

第第六六章