夹紧装置与夹紧力图
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4.5.4 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。
在夹具的各种夹紧机构中,以斜楔、螺旋、偏心、铰链机构以及由它们组合而成的夹紧装置应用最为普遍。
一、斜楔夹紧机构1.夹紧力计算图3-10夹紧受力图由上面受力图可知,斜楔静力平衡条件为:F1+FRX =FQ其中:F1=FW tanφ1 ; FRX=FW tan(α+φ2)代入上式计算得:式中:FW 斜楔对工件夹紧力α 斜楔升角FQ 原始作用力φ1 斜楔与工件之间的摩擦角φ2 斜楔与夹具体之间的摩擦角2.增力比计算增力比iF=夹紧力/原始作用力如果不考虑摩擦影响理想增力比(即忽略摩擦角):3.夹紧行程比计算图3-11 夹紧受力工件所要求的夹紧行程h与斜楔相应移动的距离s之比成为行程比iS。
由上图可知:夹紧行程=工件被夹紧行程h/斜楔移动距离S4.自锁条件图3-12自锁受力上图为原始作用力FQ停止作用后斜楔的受力情况。
斜楔楔入后,原始力去除,斜楔体自锁条件为F1>FRXFW tanφ1> FW tan(α-φ2)φ1> α-φ2或α〈φ1 +φ2因此自锁条件是斜楔升角小于斜楔与工件、与夹具体之间的摩擦角之和,钢件:f=0.1~0.15摩擦角φ=5°43′~8°30′,故α<10°~17°5.升角α的选择手动夹紧α=6°~8°,机动夹紧α≤12°,不需要自锁α=15°~30°6.结构设计包括:手动夹紧机构、气动或液压夹紧、斜楔与压板与螺旋等组合结构。
斜楔夹紧机构的计算见下表二、螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构在生产中使用极为普遍。
螺旋夹紧机构结构简单、夹紧行程大,特别是它具有增力大、自锁性能好两大特点,其许多元件都已标准化,很适用于手动夹紧。
它主要有两种典型的结构形式。
1.单个螺旋夹紧机构下图a所示为GB/T2161-91六角头压紧螺钉,它是螺钉头部直接压紧工件的一种结构。
下图b所示在螺钉头部装上摆动压块,可防止螺钉转动时损伤工件表面或带动工件转动。