几种夹具设计常用机构
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夹紧机构是一种用于夹持、固定或保持物体位置的装置,常用于机械工程、制造业和工业生产中。
夹紧机构的基本形式可以根据其工作原理和结构特点进行分类,以下是几种常见的夹紧机构形式:
螺旋夹紧机构:通过旋转螺杆或螺母来实现夹紧或释放物体。
螺旋夹紧机构常用于夹持物体的位置调整和固定,例如螺旋千斤顶。
摩擦夹紧机构:通过利用摩擦力来夹紧物体。
这种夹紧机构常用于夹紧工件或工具,如机床上的夹紧刀具和夹具。
弹簧夹紧机构:利用弹簧的弹性力量来夹紧物体。
弹簧夹紧机构常用于夹紧、固定或保持物体位置的场合,如弹簧钳和弹簧夹。
锁紧夹紧机构:通过锁紧装置来夹紧物体,例如螺栓、螺母和销钉等。
这种机构常用于连接和固定物体,提供较高的夹紧力和稳定性。
液压夹紧机构:利用液压系统的力量来夹紧物体。
液压夹紧机构常用于大型工件或需要较大夹紧力的应用,如液压千斤顶和液压夹具。
电磁夹紧机构:通过电磁力来夹紧或释放物体。
电磁夹紧机构常用于自动化系统中,例如电磁夹持装置和电磁锁。
这些是夹紧机构的一些基本形式,实际应用中还可以根据具体需求和应用场景设计和制造不同类型的夹紧机构。
具体选择何种夹紧机构形式取决于工作要求、夹紧力、稳定性要求以及经济性等因素。
《机械系统设计》课程期末考查课程设计说明书学科专业:机械设计制造及其自动化班级:1117441学号:111744125学生姓名:刘旋指导老师:徐刚2014年6月工件夹紧机构设计一、工件的夹紧将工件定位后的位置固定下来称为夹紧,夹紧的目的是保持工件在定位中所获得的正确位置,使其在外力(夹紧力、切削力、离心力等外力)作用下,不发生移动和振动。
图 9-33 液压夹紧的铣床夹具1 -压板2 -铰链臂3 -活塞杆4 -液压缸5 -活塞1.1 夹紧装置的组成夹紧装置由两个基本部分组成。
1.1.1动力装置夹紧力的来源于人力或者某种动力装置。
用人力对工件进行夹紧称为手动夹紧。
用各种动力装置产生夹紧作用力进行夹紧称为机动夹紧。
常用的动力装置有:液压、气动、电磁、电动和真空装置等。
1.1.2夹紧机构一般把夹紧元件和中间传递机构和成为夹紧机构。
1 )中间传递机构它是在动力装置与夹紧元件之间,传递夹紧力的机构。
其主要作用有:改变作用力的方向和大小;夹紧工件后的自锁性能,保证夹紧可靠,尤其在手动夹具中。
2 )夹紧元件是执行元件,它直接与工件接触,最终完成夹紧任务。
图 9-33 所示是液压夹紧的铣床夹具。
其中,液压缸 4 、活塞 5 、活塞杆 3 组成了液压动力装置,铰链臂 2 和压板 1 等组成了铰链压板夹紧机构,压板 1 是夹紧元件。
1.2对夹紧装置的基本要求( 1 )能保证工件定位后占据的正确位置。
( 2 )夹紧力的大小要适当、稳定。
既要保证工件在整个加工过程中的位置稳定不变,振动小,又要使工件不产生过大的夹紧变形。
夹紧力稳定可减少夹紧误差。
( 3 )夹紧装置的复杂程度与生产类型相适应。
工件的生产批量越大,允许设计越复杂、效率越高的夹紧装置。
( 4 )工艺性好,使用性好。
其结构应尽量简单,便于制造和维修;尽可能使用标准夹具零部件;操作方便、安全、省力。
二、夹紧力的确定设计夹具的夹紧机构时,所需夹紧力的确定包括夹紧力的作用点、方向、大小三要素。
安徽农业大学夹具试题汇总一填空1常用的夹紧机构()、()、()三种,其中()增力作用最小2正确确定夹紧力,主要是确定夹紧力的()、()、()3工件的定位误差主要是由()、()组成。
定位误差一般不应大于工序尺寸公差的()4导向套有()、()、()三种型式,在双面导向的情况下,要求镗杆与机床主轴()5在夹具总装图上,通常标注五种尺寸,它们是()、()、(),()、()6工件以外圆定位元件有()、()、(),工件以孔定位的定位元件有()、()、()。
7斜楔夹紧机构自锁条件是(),a越小则()越大,()越好,但()越小圆偏心夹紧机构的自锁条件是()8(不搞)双孔定位引起的定位误差包括()、()、()9斜楔夹紧机构的特点是()、()、(),()10生产批量较大时,为便于更换磨损的钻套,应使用()钻套、当孔需进行多工步加工时,应使用()钻套11钻床夹具的种类很多,一般分为()、()、(),()、()、()12不搞,对定销和分度盘轴线()时,称为()分度装置,()时,称为()分度装置13机床夹具主要由()、()、()、()、()其他元件组成。
14工件以平面定位时,定位元件通常为:()、()、(),()二判断1工件夹紧后,不能动弹了,所以六个自由度全被限制了,也就实现了完全定位(X)2零件的加工精度,特别是加工表面之间的尺寸和位置精度与工件的定位和夹紧误差有密切关系()3钻套下端面与加工孔端面的空隙越大,则排屑越方便,因此设计时,端面间隙越大越好()4当作用在斜楔的外力一定时,斜楔升角越小,则夹紧力越大,夹紧行程越小()5夹具的基本作用是保证工件的尺寸精度。
()6只要六个定位支承点,工件的六个自由度就可以完全被限制。
7批量小,只用钻头钻孔时,应该采固定钻套引导刀具。
()8车削外圆时不可能也没有必要消除工件绕自己轴心回转的自由度()9螺旋夹紧机构与圆偏心夹紧机构的作用与斜楔夹紧是相同的。
()10只要有六个定位支承点,工件的六个自由度句可以完全被限制()11设计联动夹紧机构时,常采用自动调节夹紧力的浮动机构,以便补偿工件及夹具元件相应尺寸的误差()12()工件夹紧后,不能动弹,故六个自由度全被限制,也就实现了完全定位。
几种夹具设计常用机构
我们在组装车间手工装配线经常可以看到一些常用的机构的应用。
通过使用这些机构,来实现零件的定位、夹紧以及装配,最终达到工艺装配要求。
下面简述几种常见的机构,并以实际使用的各种工艺装置作简单说明。
按夹具的使用功能分三种类型进行介绍。
1定位夹紧机构
在继电器零部件组装时,往往需要将夹具的定位型腔打开,便于快速取放零件。
零件放置到位后,定位夹紧机构快速对零部件进行精确定位和夹紧,为随后的装配动作提供定位保证。
1)偏心轮
偏心轮夹紧机构是一种快速动作的夹紧机构,一般
采用手柄进行操作。
结构简单,制造容易。
如图(一)
所示,扳动手柄,带动滑块左右移动,从而实现夹紧。
因需要员工手工扳动手柄进行夹紧,增加员工劳动强
度。
所以,这种结构已逐渐由其他方式替代。
图(一)偏心夹紧机构
2)螺旋机构
螺旋机构是利用转动螺旋副实现夹紧压块的移动,来实现夹紧功能。
图(二)是左右螺旋机构的集合使用。
转动手轮,带动丝杠(左右旋)转动,左右
夹紧块平行移动,可以确保零件定位夹紧的
同心位置。
这种机构夹紧动作慢,辅助时间
长,工作效率较低,使用场合有局限性。
应用实例:通用搅胶装置
磁路铆接强度检测夹具图(二)螺旋机构
3)杠杆机构
杠杆机构在工艺装置夹具中广泛得到应用。
可以实现零件定位夹紧、增力放大、受力方向的转换等。
图(三)利用杠杆的摆动位置对继电器底座进行定位夹紧,夹紧的力度由弹簧决定,可根据需要进行调整。
夹具在装配工位时处于夹紧状态,确保零件的定位夹紧。
完成装配动作后,夹具返回,利用工装的斜面接触杠杆的末端,使杠杆绕支点转动,夹具的夹紧功能得到释放,故而松开底座,方便零件的取放。
这种夹紧结构非常适合在工装中使用。
图(三)杠杆夹紧机构
4)平面四杆机构
图(四)为四杆机构的一个应用实例。
使用操作时,按下手柄,利用机构的
运动特点,左右夹块会按要求左右滑
动,将夹具打开。
放入工件后,松开
手柄,夹具在拉簧的作用下复位(拉
簧未画出),实现工件的夹紧。
这种夹具适用于单件的手工操作,可
实现快速装夹。
应用实例:通用检测夹具图(四)四杆机构
2增力放大机构
在工装夹具中,受安装尺寸限制,经常需要用到放大机构,利用杠杆原理来实现
工艺要求。
以下为具体的几个实际应用例子。
图(五)杠杆机构A图(六)杠杆机构B图(七)杠杆机构C
通过应用杠杆机构和定滑轮结构,可将压力增大,同时也是一种变向机构,如图(五)。
图(六)所示,动力臂是阻力臂的3倍,具体使用时,可使拉力表量程放大至3倍。
杠杆也可以是弯曲的,如图(七)。
L形杠杆可以使受力方向发生变化。
3转换机构
在工装夹具的实际应用中,常需要进行机构转换,来改变运动方向或运动方式。
1)垂直运动转换为水平运动
这种运动转换机构在工艺装置中大量使用。
通常是利用电动冲床或气动冲床的下压运动转换为夹具的水平运动,实现零部件的定位和装配等。
如图(八)、图(九)。
图(八)运动转换A图(九)运动转换B图(十)移动凸轮
在实际使用中往往是多种机构组合使用。
图(十)为移动凸轮与杠杆机构结合使用,来实现水平运动转换为垂直运动,再通过杠杆机构实现变向受力。
2)变向机构
图(十一)是典型的变向机构。
按下手柄,夹具打开,
松开手柄,夹具实现夹紧功能。
上述中的图(五)、图(六)
及图(十)也都是变向机构。
3)直线运动转换为旋转运动
齿轮齿条机构可直接实现这种运动的转换。
图(十二)齿轮齿条机构图(十三)端子打弯图(十四)端子复直
采用齿轮齿条结构可轻易实现工件的翻转,见图(十二)。
图(十三)、图(十四)是齿轮齿条的演变结构,可实现端子打弯或复直。
4)直线旋转运动转换为水平旋转运动
在右图中,转动手轮,带动水平轴转动,
通过平键联接,水平锥齿轮跟随转动,再通
过锥齿轮啮合传动,将水平旋转转换为垂直
旋转,从而实现夹具平台的旋转。
应用实例:触点扭矩检测夹具图(十五)锥齿轮传动
结束语
上文通过列举了大量的实例,来简单说明一些常用机构在工装设计中的应用。
实际工作中,一些机构是交叉组合使用的。
如何选择合适的机构来满足工艺装配要求,是工装设计师应逐步掌握的技能。
因篇幅有限,上文仅罗列了工装中曾经使用过的一些机构。
实际上,还有许多灵巧的机构在其他设备或自动化装置中也经常看到应用。
随着科技的发展,采用气动元件、步进/伺服系统及其他自动化元件与机构的相结合,是实际生产中最常用的方式。
这种组合方式,可大幅简化机构,减少制造难度,方便后续修理维护,提供工作效率,能实现较好的经济性能。