第三节 基本夹紧机构

2.偏心夹紧机构-夹紧特点 圆偏心夹紧机构结构简单，操作方便，动作迅
速，但自锁能力较差，增力比小，（取决于L/ρ的 比值）。常用在切削平稳且切削力不大的场合。
机械学院
第二节 基本夹紧机构
2.偏心夹紧机构-适用范围
几种常见偏心夹紧机构
机械学院
第二节 基本夹紧机构
3.螺旋夹紧机构-分类
直接夹紧式螺旋夹紧机构：拉紧式和压紧式 移动压板式螺旋夹紧机构：支点式和内嵌式 铰链压板式螺旋夹紧机构：遮盖式、杠杆式、翻转式、联动式 可拆卸压板式螺旋夹紧机构：直拆式和旋拆式
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移动式压板端面偏心轮夹紧机构
移动式压板端面偏心轮夹紧机构：主要由两个端面凸轮在不同的旋 转角度上产生的轴向位移来实现夹紧动作。它的结构简单、紧凑， 占用空间小，操作方便，但自锁性能差一些，因此，其夹紧行程受 到一定限制。
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转动式压板端面偏心轮夹紧机构
转动式压板端面偏心轮夹紧机构：主要由端面凸轮和滑动杆在转动 一定角度时产生的位移来实现夹紧动作。它的结构也比较简单，操 作方便，由于是利用杠杆原理进行夹紧，其夹紧力比较大，但占用 的空间要大一些。
夹紧力作用点的选择
2)作用在工件刚度高的部位
机械学院
第一节 夹紧机构原理
3.确定夹紧力的基本原则
夹紧力的作用点与工件变形 a）工件底面产生夹紧变形 b）改进方案
机械学院
第一节 夹紧机构原理
3.确定夹紧力的基本原则
夹紧力作用点的选择
3）夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件 切削部位的刚度和抗振性。
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第二节 基本夹紧机构
6.斜楔夹紧机构-适用范围
斜楔夹紧装置常用在尺寸公差较小的夹紧装置中，主要用 于机动夹紧，且毛坯质量较高的场合。

二、相关知识
（一）夹紧装置的组成和设计要求
工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位 位置不变的装置，称为夹紧装置。 1、夹紧装置的组成 动力源装置：它是产生夹紧作用力的装置。 传力机构：传递力的机构，其作用是：改变作用力的方 向；改变作用力的大小；具有一定的自锁性能，以保证 夹紧可靠。 夹紧元件：它是直接与工件接触完成夹紧作用的元件。
4）应用：广泛用在手动夹紧中
图a)减力增大行程
图b)改变力向 图c) 增力减小行程
常用的螺旋夹紧机构
常用的螺旋夹紧机构
（3）偏心夹紧机构 1）工作原理：利用转动中心与几何中心偏移的圆盘或
轴作为夹紧元件
偏心夹紧机构
2）夹紧特点： 结构简单，制造方便 夹紧迅速，操作灵活 行程小，增力小，自锁能力差 适合夹紧力小、振动小的场合 3）自锁条件：
2） 楔式定心夹紧机构
机动楔式夹爪自动定心机构
1-夹爪；2-本体；3-弹簧卡圈；4-拉杆；5-工件
3）杠杆式定心夹紧机构
杠杆作用的定心卡盘 1拉杆；2滑套；3钩形杠杆；4轴销；5夹爪
4） 弹簧筒夹式定心夹紧机构
弹性夹头和弹性心轴 1夹具体；2弹性筒夹；3锥套；4螺母；5心轴
5） 波纹套定心夹紧机构
例1：如图工件以外圆 定位加工内孔，保证同 轴度。若在套筒中动配 合 定 位 ： △ B=0 ， △ Y≠0 ， △ D=△Y ； 若 在三爪自动卡盘中定位， 因三爪等速向中心的移 动，使定位基准没有位 移，△Y=0，△D=0。
（2）常见的定心夹紧机构
1）螺栓式定心夹紧机构
螺旋式定心夹紧机构 1、5－滑座；2、4－V形块钳口；3－调节杆；6－双向螺杆
模块六 机床夹具
课题四 工件的夹紧

⑶圆偏心的设计 选工作区：β1(始角)～β2(未角) 夹紧行程△S确定： △S= △S1+△S2+△S3+△S4 △S1——装卸工件所留空隙(mm)，取≥0.3； △S2 — 夹紧机构变形补偿量 (mm)，取 =0.05 ～ 0.15 △S3 —— 夹紧尺寸误差补偿量 (mm)，即为夹紧 工件 尺寸的公差； △S4——行程贮备量(mm)，取=0.1～0.3。 ① ②
3.3 基本夹紧机构（2）
3、偏心夹紧机构
3、圆偏心夹紧机构





圆偏心夹紧机构是一种快速动作的夹紧机构， 它的工作效率较高．在夹具设计中应用得也较 广泛。 常用型式：圆偏心和曲线偏心。 曲线偏心采用阿基米德螺旋线或对数螺旋线作 为轮廓曲线。曲线偏心虽有升角变化均匀等优 点，但因制造复杂，故而用得较少； 圆偏心则因结构简单、制造容易，所以在生产 中得到广泛应用。 主要介绍圆偏心夹紧机构。
图3.21c圆偏心夹紧机构
①夹紧行程S S=MB－R = (MO +O B)－R =(MO +R)－R ＝(R－R ) ＋e sinβ
0
1
1
0
1
0
0
S= e (1＋sinβ)
S= e (1＋sinβ)
反映了S随β的变化规律，展开如 下图，即为曲线楔的展开图。
②升角α：是变化的，也即楔角是变化的。 tgα=OM / MB=OM / (MO1+O1B) = e cosβ/ (e sinβ+r) 讨论： 当β=±90°时， cos β =0， tgα=0，αmin＝0 当β＝0°时， cos β =1、 sin β =0， tgα= e / R→max， αmax≈e / R ≈ 2e / D

偏心轮任一工作段能实现的夹紧行程：
S OX2 OX1 偏心轮工作面上任一点回转半径R : 在OXO1中，由余弦定理
R2 (OX )12 e2 2(OX )1 e cos(180 1) 即(OX )12 2(OX )1 e cos1 R2 e2 0
得上述方程的有用根OX1 R2 e2 sin2 1 e cos1
第三章 夹紧装置
偏心压板夹紧装置
气动压板夹紧装置
夹紧装置得组成
夹紧力的方向
夹紧力方向不当破坏原定位精度
防止---重力 F------切削力
W、G、F三力互相垂直
W和F 、 G反向
F
G G W
夹紧力作用在支承面内
夹紧力的作用点
夹紧力作用点作用在刚性较好的部位
d0-螺纹中径；α螺纹升角；
Φ1-螺旋处摩擦角；
Φ2-螺杆端部与工件的摩擦角；
r-螺杆端部与工件的当量摩擦半径。
螺杆端部与工件的当量摩擦半径r的计算公式
QL
对于其它螺纹夹紧以当量摩擦角代人：W

d0 2
tan(
1) r tan2
(N)
常用普通螺纹的当量摩 擦角1 tan11.15 tan
D 称为圆偏心的特性，反映了圆偏心工作可靠性 e
圆偏心夹紧力的计算
QL Q1r Q1的水平分力Q1
c
Q1 os

QL Qr1
根据斜楔夹紧原理有
W
Q1
(N)
tan1 tan( 2 )
将Q值代入得W
QL
(N)
r[tan1 tan( 2 )]
设1 2 上式可写为：
再计算夹紧力

机床夹具设计
PPT课件
35
机床夹具设计
球面垫圈
PPT课件
36
机床夹具设计 二、螺旋夹紧机构
钩形压板，其结构紧凑，很 适应夹具上安装夹紧机构位 置受到限制的场合
自调式压板，它能适应工件高 度由0-200mm范围内的变化， 其结构简单，使用方便。
PPT课件
37
机床夹具设计 二、螺旋夹紧机构
螺旋快速装卸机构
图3-28
PPT课件
30
机床夹具设计
二、螺旋夹紧机构
如图3-28 所示，A型的端面是光滑的，用于夹紧已加工表面； B型的端面有齿纹，用于夹紧毛坯面。当要求螺钉只移动不转动时， 可采用图c(GB／T2173—91)所示结构
图1—60
PPT课件
31
机床夹具设计
二、螺旋夹紧机构
由于螺旋可以看作是绕在圆柱体上的 斜楔，因此，螺钉(或螺母)夹紧力的计算 与斜楔相似。

e
cos 1


e
cos 1

cos
2

心 距
e
s
cos1 cos 2
的
确
定
PPT课件
50
机床夹具设计 三、偏心夹紧机构
（1）由于圆偏心的夹紧力小，自锁性能又不是
适 很好，所以只适用于切削负荷不大，又无很大振
用
动的场合。 （2）为满足自锁条件，其夹紧行程也相应受到
范 限制，一般用于夹紧行程较小的情况。
机床夹具设计
上次课的主要内容：
1.夹紧的目的 2.夹紧装置的组成和要求 3.夹紧力的大小、方向、作用点
这次课的重点：
1.斜楔夹紧机构的作用原理和受力分析 2.斜楔夹紧机构的特点和结构 3机构

工装夹具基本夹紧机构文章目录[隐藏]• 1.斜楔夹紧机构• 2.螺旋夹紧机构•(1)单个螺旋夹紧机构•(2)螺旋压板机构• 3.偏心夹紧机构夹紧机构的种类虽然很多,但其结构都以斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构和偏心夹紧机构为基础,这三种机构合称为基本夹紧机构。

1.斜楔夹紧机构图1所示为几种用斜楔夹紧机构夹紧工件的实例。

图1a是手动斜楔夹紧机构，工件装入后锤击斜楔大头即可夹紧工件;加工完毕后,锤击斜楔小头,即可松开工件。

由于是用斜楔直接夹紧工件,夹紧力较小，且操作费时,所以实际生产中应用不多。

多数情况下是将斜楔与其他机构组合起来使用。

图1b是将斜楔与滑柱组合成-.种夹紧机构,一般用气压或液压做动力源。

图1c是由端面斜楔与压板组合而成的夹紧机构。

图1斜楔夹紧机构1-夹具体;2-斜楔;3-工件斜楔的自锁条件是:斜楔的升角小于斜楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。

为保证自锁可靠,手动夹紧机构一般取升角a=6°~8°。

用气压或液压装置驱动的斜楔不需要自锁,可取a= 15°~ 30。

2.螺旋夹紧机构由螺钉、螺母、垫圈、压板等元件组成的夹紧机构,称为螺旋夹紧机构。

图2所示是应用这种机构来夹紧的实例。

图2螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构的实质是绕在圆柱体上的斜楔,因此它不仅结构简单、容易制造,而且由于其升角很小，所以螺旋夹紧机构的自锁性能好,夹紧行程较大,是手动夹紧中用得最多的一种夹紧机构,只是夹紧动作较慢。

(1)单个螺旋夹紧机构图2a、b所示是直接用螺钉或螺母夹紧工件的机构,称为单个螺旋夹紧机构。

在图2a中,螺钉头直接与工件表面接触,螺钉转动时，可能损伤工件表面，或带动工件旋转。

克服这一缺点的方法是在螺钉头部装上如图4-39所示的摆动压块。

当摆动压块与工件接触后，由于压块与工件间的摩擦力矩大于压块与螺钉间的摩擦力矩,压块不会随螺钉- -起转动。

如图3a所示的端面是光滑的,用于夹紧已加工表面;图3b的端面有齿纹,用于夹紧毛坯面。

零件的装夹装置 122 第7章7.3.2 夹紧装置的组成及基本要求工件是由夹紧装置进行夹紧的，因此夹紧方案确定后，就可以进行夹紧装置的结构设计。

1．夹紧装置的组成（1）产生力源部分力源是产生夹紧的原始作用力。

机动夹紧装置常用的力源由汽缸等所产生；手动夹紧的力源由人力来保证。

（2）中间传力部分中间传力机构是将力源产生的力传递给夹紧元件的机构据需要保证夹紧机构的自锁性及夹紧可靠性。

（3）夹紧元件部分夹紧元件是实现夹紧的最终执行元件。

夹紧元件直接与工件接触而完成夹紧作用。

2．设计夹紧装置的基本要求① 夹紧时不应破坏工件定位时已获得的正确位置，即在夹紧力的作用下，工件不会离开定位元件。

② 夹紧力大小适当，夹紧可靠，保证在加工过程中工件不会产生松动或振动、变形和表面压伤。

③ 夹紧机构应操作安全、方便、省力，以减轻劳动强度，缩短辅助时间，提高生产率。

结构力求简单、紧凑和刚度好，使夹具有良好的工艺性，并尽量选用标准元件。

④ 夹紧机构的复杂程度和自动化程度，应与工件的生产批量和生产方式相适应。

7.3.3 基本夹紧机构夹紧机构的种类虽然很多，但其结构都以斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构和偏心夹紧机构为基础，这3种机构合称为基本夹紧机构。

1．斜楔夹紧机构斜楔夹紧机构是利用楔块斜面移动产生的压力来夹紧工件，如图7-22所示。

当拧动右端螺杆时，与螺杆联接的斜块向左移动，并通过杠杆机构夹紧工件。

反方向拧动右端螺杆，松开工件。

斜楔夹紧机构夹紧行程短，夹紧力较小，且操作费时，所以实际生产中应用不多。

2．螺旋夹紧机构由螺钉、螺母、垫片、压板等元件组成的夹紧机构，称为螺旋夹紧机构。

如图7-23所示，螺钉4、垫片2和螺母3将工件1夹紧。

图7-22 斜楔夹紧机构。

不增力但改变夹紧力方向 的组合结构
铰链压板机构，增力但减 小夹紧行程
钩形压板
自调节式压板
3、快速装卸机构
1）快卸垫圈螺母夹紧机构 2）快卸螺母结构 3）回转压板夹紧机构 4）快卸螺杆机构 5）直槽与螺旋槽相连的螺杆结构
图3.20
目录下一节
三、偏心夹紧机构
用偏心件直接或间接夹紧工件。 优点：圆偏心夹紧机构操作方便、夹紧迅速。 缺点：夹紧行程和夹紧力均不大，机构不耐振，自锁可靠性差，一般
h is s tan a
S受斜楔长度限制，要增 大夹紧行程h，须增大 斜角α。但α越大， 自锁性差。所以常采 用双斜楔结构。
3、适用场合
由于增力比、夹紧行程、自锁条件是相互制 约，在确定斜楔升角时，要兼顾三者的实际需要 。单一斜楔夹紧机构夹紧力小且操作不便，很少 使用，通常用于机动夹紧或组合夹紧机构中。
§2.2 常用的夹紧机构
在夹具的各种夹紧机构中，以斜楔、螺 旋、偏心、铰链机构以及由他们组合而
成的夹紧装置应用最为普遍
一、斜楔夹紧机构
1－斜楔 2－工件 3－夹具体 锤击夹紧和松开工件，原理是楔紧作用。斜楔一般用20号
钢渗碳淬火或45号钢淬火。
1、受力分析：
FW即斜楔对工件的夹紧力 FJ
直接采用斜楔时产生的夹紧力
差对加工精度的影响。
六、定心夹紧机构
（一）工作原理
当被加工面以中心要素（轴线、中心平面）为工序加工
基准时，为使基准重合以减少定位误差，常采用能同时实现
对工件定心定位和夹紧的夹紧机构—定心夹紧机构。
①“定位—夹紧”元件合二为一； ②始终有：
△db=0； ③主要用在要求定心和对中的场合
（二）各类典型机构特点及适用范围

d)夹紧行程h小：tg =h/s=tg6=0.1 ∴当S=10时h=1
⑶应用：主要用于机动夹紧， 且工件精度较高。
2、螺旋夹紧机构：螺旋相当于斜楔绕在圆柱体上 形成，所以夹紧工件仍是楔紧作用。 ⑴夹紧力计算
⑴夹紧力计算 受力分析见图3.14，
在 —原始力矩，M1— 螺母阻止螺钉转动的力矩， M2—工件阻止螺钉转动的 力矩仨作用下处于平衡：
结构特点： a)自锁性：
见图3.14b) 受力分析， 在夹紧作 用力取掉 后，在纯 摩擦力作 用下，仍 能保持夹 紧的现象。
自锁条件： F1＞Frx， 即 tg ＞ tg( － )
tg ＞tg( － )
＞－
＜ ＋ 为自锁条件
一般 、 = 6º
∴
=12º
一般取6º～8º
b)改变作用力方向；
c)增力： = / =1/［ tg + tg( + )］ =2.5
⑵结构特点 具有斜楔的结构
特点，而且螺纹升角 ≤4°，自锁性能更
好，耐振；夹紧行程 不受限制，但夹紧行 程大时，操作时间长。
图3.15单个螺旋夹紧机构
a) 结构简单，但易压伤工件表面，易带动工件旋 转；b)带有摆动压块，克服了上述不足
图3.16是常用的几种摆动压块，光面用a)，毛面用b)
⑶应用：广泛用在手动夹紧中， 图3.17。
机床夹具设计
1、斜楔夹紧机构
3.12 斜楔夹紧机构 1－斜楔 2－工件 3－夹具体
锤击夹紧和松开工件，原理是楔紧作用
⑴夹紧力Fw计算： FQ—夹紧作用力；α—斜楔升角；
φ 1、 φ 2摩擦角
图3.13
由静力平衡：
F1+Frx=ＦＱ
而F1= ＦＷ tg Φ1

3.3 工件方式及定位元件
(a)平顶支承钉；(b)圆顶支承钉 ； (c)网纹顶支承钉； (d)带衬套支承钉 图3-8 几种常用支承钉
3.3 工件方式及定位元件
(a) 为平板式支承板；(b)斜槽式支承板 图3-9 两种常用的支承板
3.3 工件方式及定位元件
（2）可调支承。可调支承的顶端位置可以在一定的范围内调 整。如图3-10所示为几种常用的可调支承典型结构。
图3-6 常见的几种过定位实例
3.2 工件的定位
（ 复限制而出现过定位。此时可采取如下措施解决。
No Image
No Image
如图3-6(b)所示为孔与端面联合定位。由于大端面可以限制3个自由度 受到重 、 、 ），而长销可以限制 4 个自由度（ x 、 z 、 、 ），因此，、 z z z
此外，按使用机床类型可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹 具、镗床夹具、磨床夹具、齿轮机床夹具和其他机床夹具等。按 驱动夹具工作的动力源可分为气动夹具、液压夹具、气液夹具、 电动夹具、磁力夹具和真空夹具等。
3.1 机床夹具概述
四、机床夹具的组成
机床夹具通常由定位元件、夹紧装置、安装连接元件、导向 元件、对刀元件和夹具体等几个部分组成，如图3-1所示。
3.2 工件的定位
三、定位的类型
1．完全定位与不完全定位
（1）完全定位。工件的6个自由度完全被限制的定位情况， 如图3-4(c)所示。
（2）不完全定位。工件的6个自由度不需完全被限制的定位 情况，如图3-4(a)和图3-4(b)所示。
完全定位和不完全定位，这两种定位类型都是正确可行的， 生产中被广泛采用。
3.4 工件的夹紧
二、夹紧装置的组成
夹紧装置的组成，如图3-23所示，由以下3部分组成。

常见夹紧机构夹紧机构的种类很多，这里只简单介绍其中一些典型装置。

（1）斜楔夹紧机构图 4.52所示是一些斜楔夹紧实例。

斜楔夹紧机构是利用斜面的楔紧作用，将外力传递给工件，完成工件的夹紧。

当楔块的升角α 在 6 0 ~10 0 时具有自锁性能。

但自锁的稳定性较差，主要用于夹紧机构中来改变力的方向。

（    2）螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构结构简单、容易制造，而且螺旋相当于一个斜楔缠绕在圆柱体的表面形成的；由于其升角小（ 3 0 左右）则螺旋机构具有较好的自锁性能，获得的夹紧力大，是应用最广泛的一种夹紧机构。

如图 4.53、4.56所示1）单个螺旋夹紧机构如图4.53（a）（b）中直接用螺钉或螺母夹紧工件的机构。

螺钉头部直接压在工件表面上，可能会损伤工件或带动工件旋转。

为克服这一缺点在其头部加装浮动压块，以增加接触面积，减少损伤。

如图4.54所示夹紧动作慢使这一机构的另一缺点。

通常采用一些快速结构，如快卸垫圈、快换螺母、快速机构等，如图 4.55所示。

2）螺旋压板夹紧机构图4.56是螺旋压板夹紧机构的几种典型结构，其在夹紧机构中广泛的使用。

3）钩形压板夹紧机构图4.57是螺旋钩形压板夹紧机构的一些结构，其特点是结构紧凑，使用灵活、方便。

（3）偏心夹紧机构它是利用偏心间直接或间接夹紧工件的机构。

偏心夹紧分圆偏心和曲线偏心两种，其特点是结构简单、操作方便、夹紧迅速，缺点是夹紧力小，夹紧行程短，用于振动小、切削力不大的场合。

图 4.58是几种典型的偏心夹紧机构的实例，图4.59是圆偏心轮的几种结构。

（4）联动夹紧机构是利用机构的组合完成单件或多件的多点、多向同时夹紧的机构。

它可以实现多件加工、减少辅助时间、提高生产效率、减轻工人的劳动强度等。

1）单件联动夹紧机构利用夹紧机构实现工件的多向、多点夹紧。

如图4.60所示机构实现二力垂直夹紧。

2）多件联动夹紧机构一般有平行式多件联动夹紧机构和连续式多件联动夹紧机构。

铰链夹紧机构 是一种增力机 构，由于结构 简单，增力倍 数大，摩擦损 失小，故在气 动夹具中应用 广泛。
联动夹紧机构：利用一个原始作用力实现 单件或多件的多点、多向同时夹紧的机构。 主要形式： 单件联动夹紧机构 多件联动夹紧机构
1、单件联动夹紧机构
单件同向联动夹紧机构
单件对向联动夹紧机构
FJ tan1tFaQn2()
（1）斜楔的自锁性。
在夹紧作用力去掉后，在纯 摩擦力作用下，仍能保持夹 紧的现象。
α≤ φ1 + φ2 为自锁条件。 αmax =12º,一般取6º～8º。 气压或液压不需自锁，可稍 大些。
iFF FQ J tan 1t1a n(2)
h is s tana
单件互垂力或斜交力联动夹紧机构
此机构多用于中小 型工件的多件加工。 按其对工件使力方 式的不同，
一般分为四种基本
形W n
理论上各工件的夹紧力： FWiFw
实际上，在夹紧系统中，各环节的变形、传力过程中均存 在摩擦能耗， 工件较多时，力在传递过程中存在损耗，末 件夹紧力可能会不足。
受力分析: MQ—原始力矩; M1—螺母阻止螺钉转动的力矩; M2—工件阻止螺钉转动的力矩; 仨作用下处于平衡：
螺纹的形成
图3.20
三、偏心夹紧机构
用偏心件直接或间接夹紧工件。 优点：圆偏心夹紧机构操作方便、夹紧迅速。 缺点：夹紧行程和夹紧力均不大，机构不耐振，自锁可靠性差，一般
。 用于夹紧行程及切削负载较小且平稳的加工场合
刚度高、动作快、
增力比大、工作行程 也比较大，其定心精 度较低。它主要用于 工件的粗加工，由于 杠杆机构不能自锁， 所以这种机构自锁要 靠气压或其它装置， 其中用气压较多。

曲线升程很小，夹紧行程有限，一般不采用 。
曲线前半段升程迅速增大，有利于快速趋近工 件；后半段楔升角逐渐减小，曲线平缓，有利 于得到大而稳定的有效夹紧力，且自锁性良好。
有效夹紧行程较大，适合于夹紧方向尺寸误差较大的
工件的夹紧。
LOGO
3.2 基本夹紧机构
（3）圆偏心轮的自锁条件
m ax 1 2
3.2 基本夹紧机构 双斜面斜楔夹紧机构
2020/9/25
α2 α1
2 1
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3.2 基本夹紧机构
6、结构特点
（1）具有自锁性； （2）能改变夹紧力的方向； （3）具有增力作用； （4）夹紧行程很小； （5）夹紧效率低。
7、适用范围
（1）毛坯质量较高； （2）机动夹紧装置。
2020/9/25
有效夹紧行程大小和可靠自锁几个基本条件，而自锁是由偏 心轮的结构条件来决定。
在有限的夹紧转角范围内得到尽可能大的夹紧行程，是 圆偏心轮工作曲线段选择的主要原则。
2020/9/25
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3.2 基本夹紧机构
圆偏心轮及其展开图
0°~45°曲线段
90°~180°曲线段 45°~135°曲线段 2020/9/25
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3.2 基本夹紧机构
（1）圆偏心轮的升角
K
arc tan OM MK
arctan
e s in D e cos
2
max
p
arctan 2e D
式中， e — 偏心距； θ—偏心轮回转角度（°）； D — 偏心轮直径，
2020/9/25
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3.2 基本夹紧机构
（2）圆偏心轮的工作段 圆偏心轮工作时，主要考虑有效夹紧力的变化值大小、

二、夹紧力的确定
夹紧力的确定包括：作用点、方向、大小三要素 1. 作用点的选择 ● 应落在支承点上或支承面以内，避免工件翻转。 如图所示，夹紧力W的作用点可能会使工件翻转。 ● 应落在工件刚性大的部位。如图所示，镗连杆大 头孔时，W1加在杆身中间，会使两头上翘，镗孔 后，导致孔轴线与端面不垂直。 ● 应靠近加工面。如图2所示，镗连杆大头孔时， W2加在小头孔端，离加工面过远，导致工件夹紧 变形大或夹紧不可靠。
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2-32
三、 常见夹紧机构
1. 楔块夹紧机构
图2-39 楔块夹紧动画
楔块夹紧机构是利用斜面来夹紧工件的，它是夹具 的基本形式，其他一些机构实际上是由此派生出来 的。(图2-40a） 1 夹紧力的计算 （受力分析如图2-40b） ∑F（X）=0 Q=F1+Rx。。。（1） Q——外力； F1——工件与楔块之间的摩擦力； Rx——楔块与夹具体之间的摩擦力F2与夹具体反力N 的合力在水平方向的分力； F1=Wtgφ1 Rx=Wtg(α+φ2) 代入（1）式 得 Q=Wtgφ1+Wtg(α+φ2) 令φ1=φ2=φ 则tgφ1+tg(α+φ2)≈tg(α+2φ)
§2.6典型夹具
§ 2.6.1.1 钻床夹具（1） 钻床夹具也称钻模，用于钻床上孔 加工。钻模种类很多，常用的有： 一 固定式钻模（图2—55） 在使用过程中钻模板的位置固定不动 叫固定式钻模。这类钻模的加工精度 较高。
二 翻转式钻模
如图2-56所示一箱体类零件，底面需要钻孔，而 工件底面朝上无法安装，只能正面安装好以后翻 转过来再加工。工件与夹具总重不宜过大，一般 不超过10Kg，以减轻劳动强度。否则应配机动翻 转装置。 三 盖板式钻模 一些大、中型工件在钻孔时，由于工件的自重足 以克服切削力，工件不需要夹紧。只需将钻模板 固定在工件上。所以钻模板做成盖板式。 图2-57为盖板式钻模，钻模板以圆柱销2、削边 销6、支承板5在工件上定位。由于钻削力不会使 钻模板抬起，故无需夹紧。

为了安全起见，估算出的夹紧力再乘以安全系数作为 实际所需的夹紧力数值，即W＝KW′。其中，W为实际所 需的夹紧力，W′为理论夹紧力，安全系数K通常为1.5～3。 用于粗加工时，取K＝2.5～3；用于精加工时，K＝1.5～2。
第三章 工件的夹紧
第三节 夹具的对定
一、夹具的定位
夹具的定位是指夹具在机床上的定位。
第三章 工件的夹紧
1．夹具与机床的连接
（1）夹具与平面工作台的连接
夹具底平面的结构型式
第三章 工件的夹紧
铣床夹具除底平面外，通常还通过定位键与铣床工 作台T形槽配合，以确定夹具在机床工作台上的方向。
定位键结构
定向键结构
第三章 工件的夹紧
（2）夹具与回转主轴的连接 夹具在机床回转主轴上的连接方式取决于主 轴端部的结构型式。
夹紧力与重力、切削力垂直
第三章 工件的夹紧
二、夹紧力作用点的选择
1．夹紧力应落在支承元件上或落在几个支承 所形成的支承面内
第三章 工件的夹紧
2．夹紧力应落在工件刚性较好的部位上
Hale Waihona Puke 第三章 工件的夹紧3．夹紧力应靠近加工表面
增加附加夹紧力与辅助支承
第三章 工件的夹紧
三、夹紧力大小的计算
夹紧力大小的计算是比较复杂的问题，一般只能作粗 略的估算。
第三章 工件的夹紧
2．定位元件对夹具定位面的位置要求
设计夹具时，定位元件对夹具定位面的位置要 求，应标注在夹具装配图上，作为夹具验收标准。
一般情况下，夹具的对定误差应按工序尺寸公 差的1/3考虑，但对定误差中还包括对刀误差等，所 以夹具的定位误差取工序尺寸公差的1/6～1/3。
第三章 工件的夹紧
二、夹具的对刀装置

光滑的,用 于夹紧已加工表面;B型,其端面有齿纹,用于 夹紧毛坯表面;当夹紧时要求螺钉只移动不 转动,可采用图5-47c,所示的结构 。
单个螺旋夹紧机构的主要缺点是夹紧动
作慢,工件装卸费时 。 如图5-46b所示的螺 母夹紧机构,装卸工件时,要将螺母拧上拧下, 费时费力 。 图5 -48所示的几种常见的快速 螺旋夹紧机构可以克服这一缺点。 图5-48a 所示为使用了开口垫圈,夹紧螺母的外径小 于工件孔径,松开螺母取下开口垫圈,工件就 可以方便地装卸 。
如图5-50所示为螺旋钩形压板机构,其特 点是结构紧凑,使用方便。 当钩形压板妨碍 工件装卸时,可采用如图5-51所示的自动回 转钩形压板机构。
四、铰链夹紧机构
铰链夹紧机构是指用铰链连接的连杆作 中间传力元件的夹紧机构 。 如图5-52所示 为几种典型的夹链夹紧机构。 图5-52a为单 臂铰链夹紧机构;图5-52b为双臂单作用较链 夹紧机构; 图5-52c为双臂双作用铰链夹紧机 构。
种类型 。 曲线偏心是采用阿基米德螺旋线
或对数螺旋线作为轮廓曲线,其升角变化均 匀,但制造复杂,故很少使用 。 圆偏心(偏心 轮或偏心軸)因结构简单、制造容易、操作 方便而得到广泛的应用,但其夹紧力和夹紧 行程均较小,自锁性差,一般用于切削力小、 振动小、没有离心力影响的场合。 图5-45 所示为几种常见的圆偏心夹紧机构。
图5 -48b采用了快 卸螺母,其螺孔内钻 有倾斜光孔,其孔径 略大于螺纹外径 。
螺母倾斜沿着光孔 套入螺杆,然后将螺 母摆正,使之与螺杆 旋合,便可夹紧工件。
在图5-48c中,
夹紧轴上开有 相连的直槽和1 螺旋糟,先推动 手柄,使摆动压
块迅速靠近工 件,继而转动手 柄,夹紧工件并 自锁。
在图5-48d中,螺杆轴上开有直槽,推动手柄1 , 使螺杆轴带动摆动压块迅速靠近工件,将手 柄2板回至图示位置,转动手柄1带动螺母旋 转,因手柄2的限制,螺母不能右移,致使螺杆 带动摆动压块左移,从而夹紧工件 。 松开时, 先反转手柄1 ,稍微松开后,即可扳下手柄2 , 为手柄1的快速右移让出空间 。

4）圆偏心的夹紧行程
确定夹紧行程hPE需考虑如下因素： 夹紧工件尺寸公差、装卸间隙、夹紧变形及 磨损贮备量等
hPE≥T+Δ间+ Δ贮 偏心距e为 e = hPE / (cosγP - cosγE )
若取P点左右各45°圆弧作为工作段，则
e = hPE / (cos 45° - cos 135°) = hPE / 1.1414
1）有增力作用，扩力比 i = FJ / FQ ，约等于3； 2）夹紧行程小,h/s =tanα，故 h 远小于 s ； 3）结构简单，但操作不方便。
主要用于机动夹紧，且毛坯质量较高的场合。
（2）偏心夹紧机构
常见的偏心轮—压板夹紧机构
1）圆偏心夹紧原理及其几何特性
偏心夹紧实质是一种斜楔夹紧，但各点升角不等， M、N处
以斜楔为研究对象，夹紧时 根据静力平衡原理，有
FQ = F1+ FRX F1 = FJ tanΦ1 FRX = FJ tan(α＋Φ2) FJ = FQ / [tanΦ1＋tan(α＋Φ2)]
设Φ1 =Φ2 =Φ，当α≤10°，
可用下式近似计算 FJ = FQ / ( tanα＋2Φ)
斜楔夹紧的特点：
△jw= O1Omax- O1Omin=(TD + Td) /2
③ 工件进行回转加工
A
孔 Dmax=D+TD Dmin=D
轴 dmax=d dmin=d- Td
影响同轴度的基准 位移误差为：
△jw= O1Omax
= OA-O1A =(D+TD)/2-(d- Td) /2 = (TD + Td + Xmin) /2
3）圆偏心夹紧的夹紧力
3）圆偏心夹紧的夹紧力