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第四節(jié)機床夾具夾緊機構(gòu)的設(shè)計,一、夾緊機構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足的要求,二、夾緊力的確定,三、常用夾緊機構(gòu),四、其它夾緊機構(gòu),五、夾緊機構(gòu)的動力裝置,一夾緊機構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足的要求,,夾緊機構(gòu)的設(shè)計原則：（1）保證定位準確、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,1、有利于工件的準確定位,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（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,計算夾緊力時，通常將夾具和工件看成一個剛性系統(tǒng)以簡化計算，然后根據(jù)工件受切削力、夾緊力（大工件還應(yīng)考慮重力，運動的工件還應(yīng)考慮慣性力等），運用理論力學(xué)知識，計算出理論夾緊力，再乘以安全系數(shù)K，此時實際所需夾緊力數(shù)值,（三）夾緊力大小,粗加工時，K=2.5～3精加工時，K=1.5～2,,（四）其它準則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、斜楔夾緊機構(gòu)二、螺旋夾緊機構(gòu)三、偏心夾緊機構(gòu),,三、基本夾緊機構(gòu),一、斜楔夾緊機構(gòu)1,點擊,一、斜楔夾緊機構(gòu)2,點擊,一、斜楔夾緊機構(gòu)3,點擊,一、斜楔夾緊機構(gòu)4,點擊,設(shè)計斜楔夾緊機構(gòu)時，需要解決三個問題：,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、如何計算斜楔的夾緊力大?。?3、如何將原始作用力轉(zhuǎn)化為夾緊力？這實際是解決中間遞力機構(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，存在兩處摩擦接觸面，即斜楔與工件、斜楔與夾具體。因而有兩個摩擦角φ1φ2,自鎖條件,點擊,自鎖條件,為保證自鎖，手動夾緊機構(gòu)的升角一般取,2、斜楔的夾緊力的計算,3斜楔的擴力比與夾緊行程,擴力比,夾緊力與作用力之比稱為擴力比i,可見，在作用力不太大的情況下，斜楔的夾緊力是不大的（因為擴力比不大）,夾緊行程,總結(jié)：,斜楔夾緊機構(gòu)：,特點：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。主要用于機動夾緊，當(dāng)機動夾緊時不需要自鎖，可取α=15～30,二、螺旋夾緊機構(gòu)1,點擊,二、螺旋夾緊機構(gòu)2,點擊,1、螺旋夾緊機構(gòu)自鎖條件,2、螺旋夾緊機構(gòu)夾緊力的計算,螺桿在三個力矩作用下，處于平衡狀態(tài)：,3螺旋夾緊機構(gòu)的擴力比與夾緊行程,擴力比,夾緊行程,夾緊行程無限制，但時間較長,為了克服螺旋夾緊時費時的缺點，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,點擊,快速裝夾結(jié)構(gòu)2--活節(jié)螺栓夾緊機構(gòu),點擊,快速裝夾結(jié)構(gòu)3—開口墊圈,點擊,快速裝夾結(jié)構(gòu)4--快卸螺桿機構(gòu),點擊,快速裝夾結(jié)構(gòu)5--旋轉(zhuǎn)快換,點擊,2典型螺旋壓板夾緊機構(gòu),特點：1增大夾緊行程2比較費力,2典型螺旋壓板夾緊機構(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)的螺旋壓板機構(gòu),自動回轉(zhuǎn)鉤形壓板,點擊,總結(jié)：,螺旋夾緊機構(gòu)：,特點：自鎖性好，可靠性高。增力比大。i=65~140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、偏心夾緊機構(gòu)1,點擊,三、偏心夾緊機構(gòu)2,點擊,三、偏心夾緊機構(gòu)3,點擊,三、偏心夾緊機構(gòu)4,點擊,偏心夾緊原理偏心夾緊實質(zhì)是一種斜楔夾緊，但各點升角不等，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，所以夾緊力計算與斜楔夾緊相似。又從斜楔夾緊力計算公式知，α角越大，產(chǎn)生的夾緊力越小，所以α→αmax時，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、偏心夾緊機構(gòu)夾緊力的計算,3偏心夾緊機構(gòu)的擴力比與夾緊行程,擴力比：12～14,夾緊行程SS=MB－R0=(MO1+O1B)－R0=(MO1+R)－R0=(R－R0)＋esinβS=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α小，自鎖性能好。,特點：自鎖差，一般用于切削負荷不大的場合。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。,總結(jié)：,偏心夾緊機構(gòu)：,學(xué)習(xí)內(nèi)容：一、鉸鏈夾緊機構(gòu)二、定心夾緊機構(gòu)三、聯(lián)動夾緊機構(gòu),,四、其他夾緊機構(gòu),一鉸鏈夾緊機構(gòu),優(yōu)點：動作迅速，増力比大，易于改變力的方向。缺點：自鎖性差應(yīng)用：一般常用于氣動、液壓夾緊,二定心夾緊機構(gòu),1等速位移原理,2均勻彈性變形原理,三聯(lián)動夾緊機構(gòu),聯(lián)動夾緊機構(gòu)：利用一個原始作用力實現(xiàn)單件或多件的多點、多向同時夾緊的機構(gòu)。,設(shè)計聯(lián)動夾緊機構(gòu)應(yīng)注意如下幾點：（1）仔細進行運動分析和受力分析，確保設(shè)計圖能夠?qū)崿F(xiàn)；（2）保證各處夾緊均衡，運動不干涉；（3）各壓板能很好的松夾，以便裝卸工作；（4）注意整個機構(gòu)和傳動受力環(huán)節(jié)的強度和剛度；（5）提高可靠性，降低制造成本。,,（1）單件同向聯(lián)動夾緊機構(gòu),一、單件聯(lián)動夾緊機構(gòu),（2）單件對向聯(lián)動夾緊機構(gòu),,（３）單件互垂力或斜交力聯(lián)動夾緊機構(gòu),,２、多件聯(lián)動夾緊機構(gòu),（１）多件平行聯(lián)動夾緊機構(gòu)圖3.26,,（2）多件連續(xù)夾緊機構(gòu)圖3.27,,（3）對稱式多件聯(lián)動夾緊機構(gòu)圖3.28,,（4）復(fù)合式多件聯(lián)動夾緊機構(gòu)圖3.29,五夾緊機構(gòu)的動力裝置,,,(一)氣動夾緊裝置優(yōu)點：傳輸、分配方便，干凈；缺點：尺寸較大，有排氣噪音，夾緊力小。(二)液壓夾緊裝置優(yōu)點：裝置緊湊，工作平穩(wěn)，無噪音；缺點：成本高。(三)氣－液聯(lián)合夾緊裝置（氣液增壓器）具有氣動、液動的優(yōu)點(四)其它動力夾緊裝置真空夾緊（非導(dǎo)磁材料）電磁夾緊其它（重力、慣性力、彈性力等）,本節(jié)結(jié)束,