工件的夹紧PPT演示课件
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机械夹紧机构(共24张PPT)
这一类定心夹紧机构的特点是：夹紧行程小，定心精度高，但制造较困难。
如图14-14所示，为虎钳式定心夹紧机构，操作螺杆1，使左、右旋螺纹带动滑座上的 V形架2、3〔工作元件〕作对向等速移动，便可实现工件的定心夹紧，反之，便可松 开工件。
1〕 弹簧筒夹定心夹紧机构 如图14-15a所示为装夹工件以外圆柱面定位的弹簧夹头 ；如图14-15b所示为装夹工件以内孔定位的弹簧心轴。这类机构的主要元件是弹性筒 夹，它是在一个锥形套筒上开出3～4条轴向槽而形成的。
联动夹紧机构可分为单件联动夹紧机构和多件联动夹紧机构。 这类夹紧机构其夹紧力作用点有两点、三点或多至四点，夹紧力 的方向可以相同、相反、相互垂直或交叉。如图14-11a所示，两个夹紧力 互相垂直，拧紧手柄可在右侧面和顶面同时夹紧工件。如图14-11b所示，为两 个夹紧力方向相同，拧紧右边螺母，通过螺杆带动平衡杠杆即能使两 副压板均匀地同时夹紧工件。
如图14-11a所示，两个夹紧力互相垂直，拧紧手柄可在右侧面和顶面同时 夹紧工件。如图14-11b所示，为两个夹紧力方向相同，拧紧右边螺母，通过螺杆带
动平衡杠杆即能使两副压板均匀地同时夹紧工件。
• 2．多件联动夹紧机构
•
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。
• 〔1〕平行式多件联动夹紧机构
如图14-13所示，为同时铣削四个工件的夹具。
五、定心夹紧机构
在机械加工中，常遇到许多具有对称轴线、对称平面或对称中心 的工件，这时，可采用定心夹紧机构，如三爪卡盘。由于采用定心夹 紧机构时，对称轴线、对称平面或对称中心是工件的定位基准，因而 可使定位基准不产生位移。如果对称轴线、对称平面或对称中心又是 工件的工序基准，那么定位基准与工序基准重合。
如图14-14所示，为虎钳式定心夹紧机构，操作螺杆1，使左、右旋螺纹带动滑座上的 V形架2、3〔工作元件〕作对向等速移动，便可实现工件的定心夹紧，反之，便可松 开工件。
1〕 弹簧筒夹定心夹紧机构 如图14-15a所示为装夹工件以外圆柱面定位的弹簧夹头 ；如图14-15b所示为装夹工件以内孔定位的弹簧心轴。这类机构的主要元件是弹性筒 夹，它是在一个锥形套筒上开出3～4条轴向槽而形成的。
联动夹紧机构可分为单件联动夹紧机构和多件联动夹紧机构。 这类夹紧机构其夹紧力作用点有两点、三点或多至四点，夹紧力 的方向可以相同、相反、相互垂直或交叉。如图14-11a所示，两个夹紧力 互相垂直，拧紧手柄可在右侧面和顶面同时夹紧工件。如图14-11b所示，为两 个夹紧力方向相同，拧紧右边螺母，通过螺杆带动平衡杠杆即能使两 副压板均匀地同时夹紧工件。
如图14-11a所示，两个夹紧力互相垂直，拧紧手柄可在右侧面和顶面同时 夹紧工件。如图14-11b所示，为两个夹紧力方向相同，拧紧右边螺母，通过螺杆带
动平衡杠杆即能使两副压板均匀地同时夹紧工件。
• 2．多件联动夹紧机构
•
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。
• 〔1〕平行式多件联动夹紧机构
如图14-13所示，为同时铣削四个工件的夹具。
五、定心夹紧机构
在机械加工中，常遇到许多具有对称轴线、对称平面或对称中心 的工件，这时，可采用定心夹紧机构，如三爪卡盘。由于采用定心夹 紧机构时，对称轴线、对称平面或对称中心是工件的定位基准，因而 可使定位基准不产生位移。如果对称轴线、对称平面或对称中心又是 工件的工序基准，那么定位基准与工序基准重合。
3第三章工件在夹具中的夹紧
3、圆偏心夹紧的自锁条件 P点夹紧时能自锁，则可保证其余 各点均可自锁 自锁条件 αp ≤ Φ1＋Φ2 tanαp=2e/D≈αp 为安全起见取Φ1 =0 2e/D ≤Φ2≈μ2, 取μ2=0.1~0.15, D/e≥14～20自锁, D/e叫偏心轮的偏心特性，表示偏心轮 的工作可靠性
(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
波纹套定心心轴 1螺母；2波纹套；3垫圈；4工件；5支承圈
(6) 液性塑料定心夹紧机构
液性塑料定心夹紧机构 1夹具体；2簿壁套筒；3液性塑料； 4滑柱；5螺钉；6限位螺钉
六、 联动夹紧机构 单件多位（联动）夹紧机构 多件多位（联动）夹紧机构
4、有效工作区域：一般常选下面两种工作区域： 1) β=±30°～±45°，为P点左右，楔角变化 小，工作较稳定，α大自锁性能差； 2) β=－15°～75°，楔角变化大，工作不稳 定，但夹紧时α小，自锁性能好。
e
L
P
B1 A
C贮 C间
A1
ρ
α Q 1x
α α
Q P C 垫块
工件
B Q1
T
图 6 . 47 圆偏心轮的设计
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
图3.18
万能可调节压板
三、圆偏心夹紧机构
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 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。
五、 定心、对中夹紧机构
工件的夹紧--ppt课件
图 3.1 夹紧装置的组成 1－气缸 2－斜楔 3－滚子 4－压板 5－工件
2、夹紧装置的基本要求 ⑴工件不移动原则； ⑵工件不变形原则； ⑶工件不振动原则； ⑷安全、省力、方便； ⑸自动化、复杂化程度与生产纲领相一致。 要求(1)主要在粗加工时考虑，要求(2)、(3) 主要在精加工时考虑
3.2 设计夹紧装置的基本准则
设计和选用夹紧装置的关键是如何 正确施加夹紧力FW，也就是如何确定 夹紧力的大小、方向、作用点。
1、与夹紧力方向有关的准则
图3.2夹紧力的方向应有助于定位
a)错误，b)正确
图3.3夹紧力应指向主要定位基面
b)、c)错误，d)正确
结论：主要夹紧力方向应尽量 垂直主要定位面。
(2)
有利于减小夹紧力的大小
结论：切削力应尽量传给夹具体
(3) 有利减小工件变形
图3.5
b)较a)好
结论：夹紧力的方向应是工件刚 度较高的方向
2、与夹紧力作用点有关的准则
⑴保证定位稳定可靠：图3.6
b)、 c)正确
d)错误
避免 支承 反力 与夹 紧力 构成 力偶
e)、g)正确
f)、h)错误
结论：夹紧力作用点应落在定位元件 支承范围内
＝(0.5F－0.5G)/f －0.5G－0.5F ＝3.33F－3.33G －0.5G－0.5F ＝2.83F－3.83G ；
d) Fw f =F+G→ Fw =( F+G)/f＝6.67F＋6.67G ； 最大 e) (Fw+F)f=G → Fw = G/f－F＝6.67G－F f) Fw =F+G
w
4、其它准则 ⑴定位的夹紧力先动作，夹紧的夹紧力后动 作如图3.10。
工件在夹具中的夹紧PPT课件
工件在夹具中的夹紧
夹紧装置的组成如下图：
夹紧装置的组成有： （1）动力装置：产生夹紧动力的装置。 （2）夹紧元件：直接用于夹紧工件的元件。 （3）中间传力机构：将原动力以一定的大小和方向传递给夹紧元件的机构。 在有些夹具中，夹紧元件（例如图6-18中的压板4）往往就是中间传力机构的一部分，难以区分，统称为夹紧机构。
图
图
6．联动夹紧机构 联动夹紧机构是一种高效夹紧机构，它可通过一个操作手柄或一个动力装置，对一个工件的多个夹紧点实施夹紧，或同时夹紧若干个工件。
图
四、夹紧的动力装置 在大批大量生产中，为提高生产率、降低工人劳动强度，大多数夹具都采用机动夹紧装置。驱动方式有气动、液动、气液联合驱动，电（磁）驱动，真空吸附等多种形式。
2．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定位位置。 2）夹紧力要适当，既要保证工件在加工过程中定位的稳定性，又要防止因夹紧力过大损伤工件表面或使工件产生过大的夹紧变形。 3）操作安全、省力。 4）结构应尽量简单，便于制造，便于维修。
二、夹紧力的确定 1．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元件所形成的支承面内。
图
2．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。由于螺旋升角小，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。螺旋夹紧机构可以看作是绕在圆柱表面上的斜面，将它展开就相当于一个斜楔。
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精品课件文，欢迎浏览。
1．气动夹紧装置 气动夹紧装置以压缩空气作为动力源推动夹紧机构夹紧工件。常用的气缸结构有活塞式和薄膜式两种。 活塞式气缸按照气缸装夹方式分类有固定式、摆动式和回转式三种，按工作方式分类有单向作用和双向作用两种，应用最广泛的是双作用固定式气缸。
夹紧装置的组成如下图：
夹紧装置的组成有： （1）动力装置：产生夹紧动力的装置。 （2）夹紧元件：直接用于夹紧工件的元件。 （3）中间传力机构：将原动力以一定的大小和方向传递给夹紧元件的机构。 在有些夹具中，夹紧元件（例如图6-18中的压板4）往往就是中间传力机构的一部分，难以区分，统称为夹紧机构。
图
图
6．联动夹紧机构 联动夹紧机构是一种高效夹紧机构，它可通过一个操作手柄或一个动力装置，对一个工件的多个夹紧点实施夹紧，或同时夹紧若干个工件。
图
四、夹紧的动力装置 在大批大量生产中，为提高生产率、降低工人劳动强度，大多数夹具都采用机动夹紧装置。驱动方式有气动、液动、气液联合驱动，电（磁）驱动，真空吸附等多种形式。
2．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定位位置。 2）夹紧力要适当，既要保证工件在加工过程中定位的稳定性，又要防止因夹紧力过大损伤工件表面或使工件产生过大的夹紧变形。 3）操作安全、省力。 4）结构应尽量简单，便于制造，便于维修。
二、夹紧力的确定 1．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元件所形成的支承面内。
图
2．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。由于螺旋升角小，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。螺旋夹紧机构可以看作是绕在圆柱表面上的斜面，将它展开就相当于一个斜楔。
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1．气动夹紧装置 气动夹紧装置以压缩空气作为动力源推动夹紧机构夹紧工件。常用的气缸结构有活塞式和薄膜式两种。 活塞式气缸按照气缸装夹方式分类有固定式、摆动式和回转式三种，按工作方式分类有单向作用和双向作用两种，应用最广泛的是双作用固定式气缸。
工件在夹具中的定位与夹紧讲稿课件
用，降低夹具制造过程中的能耗和资源消耗。
THANKS 感谢观看
课程目标
01
02
03
04
掌握工件在夹具中的定位原理 和方法
理解夹紧力的作用和计算方法
学习常见定位与夹紧机构的组 成和工作原理
了解定位与夹紧误差的分析和 补偿方法
02 工件定位原理
定位要素
01
02
03
基准点
工件上的确定位置，用作 确定工件在夹具中的位置 。
定位元件
夹具中用于限制工件自由 度的元件。
按孔定位
根据工件上的孔的形状和位置， 选择相应的定位元件进行定位。
按外轮廓定位
根据工件的外轮廓形状和位置， 选择相应的定位元件进行定位。
03 夹具设计基础
夹具的组成
01
02
03
04
定位元件
用于确定工件在夹具中的位置 ，通常由导轨、挡块、定位销
等组成。
夹紧机构
用于将工件固定在夹具中的装 置，通常由气动或液压系统驱
定位系统
由基准点和定位元件组成 的系统，用于确定工件在 夹具中的位置。
定位原理
完全定位
工件的六个自由度都被限 制，可以确定工件在夹具 中的精确位置。
不完全定位
工件的自由度没有被全部 限制，部分自由度没有被 限制。
欠定位
工件的自由度没有被全部 限制，部分自由度被限制 。
定位方法
按加工面定位
根据工件加工面的位置和形状， 选择相应的定位元件进行定位。
02
柔性化与模块化设计
为了适应多品种、小批量的生产需求，工件定位与夹紧技术正朝着柔性
化和模块化方向发展。通过采用可重构的夹具系统，实现快速更换和调
常用的夹紧机构 ppt课件
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。
第三章 工件的夹紧
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
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6
夹紧装置 的设计原则
工件不 移动原则
夹紧过程中，应不改变定 位后所占据的正确位置
工件不 变形原则
夹紧力的大小要适当，既要 保证夹紧可靠，又应使工件 产生加工精度不允许的变形
7
工件不 振动原则
对刚性差的工件，或进行 断续切削，提高支承零件 和夹紧零件的刚性，避免
工件和夹紧系统的振动
安全可 靠原则
14
1）夹紧力应作用在刚度较好部位
15
2）夹紧力作用点应尽可能靠近加工表面
16
夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件形成的支承面内
夹紧力作用点的选择
1－夹具体 2－工件 3－定位支承
17
夹紧力作用点的选择
1－夹具体 2－工件 3－定位支承
18
19
现场讨论
指出以下夹紧方案的不妥之处并提出改进意见
• 增加辅助支承和辅助夹紧点
高支座镗孔
辅助夹紧
28
• 分散着力点
• • 利用对称变形
增加压紧件 接触面积
分散着力点
薄壁套的 夹紧变形及改善
29
采用浮动压块 和垫环减少 工件夹紧变形
•Байду номын сангаас其他措施
对于极薄特形工件，可采用冻结式夹具：将 工件定位于一随行的型腔里，然后浇灌低熔 点金属，待其固结后一起加工；加工完成后， 再加热熔解取出工件（低熔点金属的浇灌及 熔解分离，都是在生产线上进行的）
机动夹紧：α取大些（10°~14°）
不需自锁：α取30°
35
动画1 动画2
斜楔夹紧机构
动画3 36
又想增夹力持比特大点且自锁，又想夹紧行程大：双斜角斜楔： α大用于获得大行程，α小用于获得大夹紧力和自锁 注意：确保结夹构紧简时单处，于有α小增段力作用。 一般
扩力比 Q/F≈3
楔块夹紧行程小，增大行程会使 自锁性能变差
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)
33
自锁条件分析：夹紧后的受力状态
夹紧力FQ去除，斜楔受到
F1、FRX作用，要能自锁，必
须满 足下式 F1 ＞FRX
F1 = FJ tanΦ1 FRX = FJ tan(α－Φ2) tanΦ1 ＞ tan(α－Φ2) 即 Φ1 ＞ (α －Φ2)
20
21
22
23
24
夹紧力大小的确定
要足够防止加工时松动
使工件受压变形小，刚性差的工件应均匀加压
机动夹紧时应计算夹紧力的大小，以理论 夹紧力乘以安全系数K
粗加工取K＝2.5~3 精加工取K＝1.5~2
夹紧力三要素的确定，是一个综合性问题，
必须考虑工件的结构特点、加工工艺方法、
定位元件的结构和布置等多种因素
操作不便，夹紧和松开均需敲击
25
已知：在φ40轴端钻孔φ10 ，vc=28m/min f=0.15mm/r，工件材料：45, （σb=600MPa）
• 1、计算钻孔扭矩 • M=6.4N•m=6400N•mm • 在M的作用下，工件有 转动的趋势 • 靠夹紧力产生的摩擦力矩 与之平衡 以工件为受力体进行分析
列出平衡方程式：
4FfR=M----① 4NμR=M----②26
工作 原理
利用楔块的斜面将楔 块的推力转变为夹紧 力，从而夹紧工件
FJ
FQ
tan1 tan（
2）
夹紧行程h = S tanα
32
斜楔受力分析
夹紧时的受力状态
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)
9
1）主要夹紧力方向应垂直于主要定位面
10
2）夹紧力的作用方向应使所需夹紧力最小
11
3）夹紧力的作用方向应使工件变形尽可能小
12
13
夹紧力作用点的选择
夹紧力作用点是指夹紧元件与工件接触 的一小块面积
应落在支承元件上或几个支承元件所形 成的支承面内 应选在工件刚性较好的部位
应尽可能靠近被加工表面，以减少切削 力翻转力矩的影响，减少振动
或 α＜Φ1 ＋Φ2
一般Φ1 =Φ2 =Φ =5～7°， 故当α＜10～14°时自锁， 一般取α=6～8°
34
设计
要点
选取斜角α
楔块夹紧工件后应能自锁， α≤φ1 +φ2 为自锁条件
一般钢铁的摩擦系数为0.1~0.15， 取φ1 =φ2 = 5.7~8.5°， 故α≤11~17°
为了安全可靠，取α= 6~8°
2、以上V形块为受力体进
WK
行受力分析
列出静力平衡方程式：
2Nsin（α/2） = WK 解方程，得
N
WK
2sin（
/
2）
N
N
代入式②，得
WK
Msin（ 2R
/ 2)
6400 sin45 2 0.1 20
1131 N
3、取安全系数2.5，得所需的夹紧力=2828N
27
减小夹紧变形的措施
夹紧传力机构夹紧行程应 足够，操作方便、安全， 劳动强度低，生产效率高
经济实 用原则
夹紧装置的自动化和复杂 程度与生产纲领相适应， 有良好的工艺性和经济性
8
2、夹紧力的确定
夹紧力方向的确定
应指向各定位元件，尽可能垂直于主定位 基准，在工件刚度最大方向上将工件夹紧 有助于定位，不破坏其准确性和可靠性 应考虑接触面积的影响，使工件变形尽可能小 应使夹紧力尽可能小，减轻劳动强度、 提高生产效率
4
传力
夹紧装置的组成
机构
产生夹紧作用作力12的））装改改置变变作作用用力力的的方大向小；； 用 3）使夹紧实现自锁。
夹紧 元件
直接与工件接触完成 夹紧作用的元件
动力源 装置
5
夹紧 装置
的 组成
设计 夹具 应考 虑的 问题
夹紧力
大小、方向、作用点
传力方式 手动、液力、电力等
夹紧机构
增力、快速、机动等
机械制造基础——第8章
1
本章目的
• 学会正确确定夹紧力的大小、方向、作 用点
• 知道常见夹紧机构的种类、特点、应用 场合与设计要点
2
本次课目的
• 能正确确定夹紧力的方向、作用点和大小 • 重点：方向、作用点的确定
3
1.夹紧装置的组成 和基本要求
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
30
3、基本夹紧机构
本节目的 1、知道常见的夹紧机构种类、工作原理； 2、知道基本夹紧机构的工作特性：增力比、 夹紧行程和自锁条件； 3、知道基本夹紧机构的设计要点，会进行 必要的设计计算； 4、知道各种夹紧机构的特点和应用场合。
31
斜楔夹 紧机构
自锁条件： α≤φ1+φ2
夹紧力 的大小
增力比：i FJ FQ
夹紧装置 的设计原则
工件不 移动原则
夹紧过程中，应不改变定 位后所占据的正确位置
工件不 变形原则
夹紧力的大小要适当，既要 保证夹紧可靠，又应使工件 产生加工精度不允许的变形
7
工件不 振动原则
对刚性差的工件，或进行 断续切削，提高支承零件 和夹紧零件的刚性，避免
工件和夹紧系统的振动
安全可 靠原则
14
1）夹紧力应作用在刚度较好部位
15
2）夹紧力作用点应尽可能靠近加工表面
16
夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件形成的支承面内
夹紧力作用点的选择
1－夹具体 2－工件 3－定位支承
17
夹紧力作用点的选择
1－夹具体 2－工件 3－定位支承
18
19
现场讨论
指出以下夹紧方案的不妥之处并提出改进意见
• 增加辅助支承和辅助夹紧点
高支座镗孔
辅助夹紧
28
• 分散着力点
• • 利用对称变形
增加压紧件 接触面积
分散着力点
薄壁套的 夹紧变形及改善
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采用浮动压块 和垫环减少 工件夹紧变形
•Байду номын сангаас其他措施
对于极薄特形工件，可采用冻结式夹具：将 工件定位于一随行的型腔里，然后浇灌低熔 点金属，待其固结后一起加工；加工完成后， 再加热熔解取出工件（低熔点金属的浇灌及 熔解分离，都是在生产线上进行的）
机动夹紧：α取大些（10°~14°）
不需自锁：α取30°
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动画1 动画2
斜楔夹紧机构
动画3 36
又想增夹力持比特大点且自锁，又想夹紧行程大：双斜角斜楔： α大用于获得大行程，α小用于获得大夹紧力和自锁 注意：确保结夹构紧简时单处，于有α小增段力作用。 一般
扩力比 Q/F≈3
楔块夹紧行程小，增大行程会使 自锁性能变差
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)
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自锁条件分析：夹紧后的受力状态
夹紧力FQ去除，斜楔受到
F1、FRX作用，要能自锁，必
须满 足下式 F1 ＞FRX
F1 = FJ tanΦ1 FRX = FJ tan(α－Φ2) tanΦ1 ＞ tan(α－Φ2) 即 Φ1 ＞ (α －Φ2)
20
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夹紧力大小的确定
要足够防止加工时松动
使工件受压变形小，刚性差的工件应均匀加压
机动夹紧时应计算夹紧力的大小，以理论 夹紧力乘以安全系数K
粗加工取K＝2.5~3 精加工取K＝1.5~2
夹紧力三要素的确定，是一个综合性问题，
必须考虑工件的结构特点、加工工艺方法、
定位元件的结构和布置等多种因素
操作不便，夹紧和松开均需敲击
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已知：在φ40轴端钻孔φ10 ，vc=28m/min f=0.15mm/r，工件材料：45, （σb=600MPa）
• 1、计算钻孔扭矩 • M=6.4N•m=6400N•mm • 在M的作用下，工件有 转动的趋势 • 靠夹紧力产生的摩擦力矩 与之平衡 以工件为受力体进行分析
列出平衡方程式：
4FfR=M----① 4NμR=M----②26
工作 原理
利用楔块的斜面将楔 块的推力转变为夹紧 力，从而夹紧工件
FJ
FQ
tan1 tan（
2）
夹紧行程h = S tanα
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斜楔受力分析
夹紧时的受力状态
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)
9
1）主要夹紧力方向应垂直于主要定位面
10
2）夹紧力的作用方向应使所需夹紧力最小
11
3）夹紧力的作用方向应使工件变形尽可能小
12
13
夹紧力作用点的选择
夹紧力作用点是指夹紧元件与工件接触 的一小块面积
应落在支承元件上或几个支承元件所形 成的支承面内 应选在工件刚性较好的部位
应尽可能靠近被加工表面，以减少切削 力翻转力矩的影响，减少振动
或 α＜Φ1 ＋Φ2
一般Φ1 =Φ2 =Φ =5～7°， 故当α＜10～14°时自锁， 一般取α=6～8°
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设计
要点
选取斜角α
楔块夹紧工件后应能自锁， α≤φ1 +φ2 为自锁条件
一般钢铁的摩擦系数为0.1~0.15， 取φ1 =φ2 = 5.7~8.5°， 故α≤11~17°
为了安全可靠，取α= 6~8°
2、以上V形块为受力体进
WK
行受力分析
列出静力平衡方程式：
2Nsin（α/2） = WK 解方程，得
N
WK
2sin（
/
2）
N
N
代入式②，得
WK
Msin（ 2R
/ 2)
6400 sin45 2 0.1 20
1131 N
3、取安全系数2.5，得所需的夹紧力=2828N
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减小夹紧变形的措施
夹紧传力机构夹紧行程应 足够，操作方便、安全， 劳动强度低，生产效率高
经济实 用原则
夹紧装置的自动化和复杂 程度与生产纲领相适应， 有良好的工艺性和经济性
8
2、夹紧力的确定
夹紧力方向的确定
应指向各定位元件，尽可能垂直于主定位 基准，在工件刚度最大方向上将工件夹紧 有助于定位，不破坏其准确性和可靠性 应考虑接触面积的影响，使工件变形尽可能小 应使夹紧力尽可能小，减轻劳动强度、 提高生产效率
4
传力
夹紧装置的组成
机构
产生夹紧作用作力12的））装改改置变变作作用用力力的的方大向小；； 用 3）使夹紧实现自锁。
夹紧 元件
直接与工件接触完成 夹紧作用的元件
动力源 装置
5
夹紧 装置
的 组成
设计 夹具 应考 虑的 问题
夹紧力
大小、方向、作用点
传力方式 手动、液力、电力等
夹紧机构
增力、快速、机动等
机械制造基础——第8章
1
本章目的
• 学会正确确定夹紧力的大小、方向、作 用点
• 知道常见夹紧机构的种类、特点、应用 场合与设计要点
2
本次课目的
• 能正确确定夹紧力的方向、作用点和大小 • 重点：方向、作用点的确定
3
1.夹紧装置的组成 和基本要求
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
30
3、基本夹紧机构
本节目的 1、知道常见的夹紧机构种类、工作原理； 2、知道基本夹紧机构的工作特性：增力比、 夹紧行程和自锁条件； 3、知道基本夹紧机构的设计要点，会进行 必要的设计计算； 4、知道各种夹紧机构的特点和应用场合。
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斜楔夹 紧机构
自锁条件： α≤φ1+φ2
夹紧力 的大小
增力比：i FJ FQ