工件装夹及夹紧装置.doc

工件的装夹和夹紧装置

《汽车制造工艺学》教案

课题 项目：工件的夹紧和夹紧装置

知识目标 1、掌握基本夹紧机构夹紧力的计算方法；

2、掌握基本夹紧机构自锁条件的确定方法；

教 1、掌握斜楔夹紧机构的原理及组成；

能力目标 2、掌握螺旋夹紧机构的结构及原理；

学

3、掌握圆偏心夹紧机构的原理。

目

1、培养学生语言表达能力；

标

2、培养学生自主学习的能力；

素质目标

3、培养学生团队协作的能力；

4、增强学生的安全意识。

教学重点 基本夹紧机构自锁条件的确定方法

教学难点 螺旋夹紧机构的结构及原理

课 型 多媒体授课 授课课时 2 课时

教学过程 教学内容 教 学 方 师生 时间

法、手段 活动 分配

根据下图中斜楔夹紧机构的受力分析，来

确定基本夹紧机构夹紧力的计算、自锁条件及

几何特点，是我们本项目所要解决的问题。 情境教 1、教师 5

讲解；

导入 学法 分 2、学生 多媒体

听课 钟

教

学

告知 实

施

1. 夹紧装置的组成

1）力源装置 力源装置是产生夹紧原始作用力的动力装置。通常使用的动力装置有气压装置、液压装置、电动装置、磁力装置等；

2）夹紧机构 夹紧机构一般由中间递力机构和夹紧元件组成。它的作用是传递原始作用力，改变其大小、方向，使之变为夹紧力，并

执行夹紧工件的任务。

2. 夹紧装置的基本要求

1、教师 10 1）在夹紧过程中应能保持工件定位时所获 讲授法；

讲解；

得的正确位置； 讨论法； 分 2、学生 2）夹紧应可靠和适当； 多媒体；

听课 钟 3）夹紧装置应操作方便，省力、安全；

4）夹紧装置的复杂程度与自动化程度应与

工件的生产批量和生产方式相适应。

3. 夹紧力方向的确定原则

1）夹紧力作用方向应有利于工件的准确定

位，而不能破坏定位。为此一般要求夹紧力方

向朝向定位元件，且应垂直于主要定位基准。

2）夹紧力作用方向应使工件夹紧变形小。

为此一般要求夹紧力作用方向最好指向工件刚

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度最大的方向。 3）夹紧力作用方向应有利于减小夹紧力。

为此要求夹紧力方向尽可能与切削力、工件重 力方向一致，以减小所需夹紧力。

1. 夹紧力的方向对镗孔垂直度选择

在直角支座零件上镗孔，要求保证孔的轴

线垂直于端面 A，根据这一加工要求， 则应以 A

面为主要定位基准，此时夹紧力作用方向应垂

直 A 面，如图（ a）中 Q力所指方向，如图（ b）

中所示 Q力的方向是不合理的。如不合理，由

于 A 面和 B 面垂直度误差，将会引起被加工孔

轴线相对于 A 面产生位置误差。

2. 薄壁套筒的夹紧

1、教师

演示； 45 2、学生 初步 多媒体 +

观 察 或 分 训练 视频 在 教 师

上图为薄壁套筒工件的夹紧，它的轴向刚 钟 指 导 下 度比径向刚度大，如左图所示，使用三爪卡盘

训练。

径向夹紧套筒，将会引起较大变形，若改为右

图所示，用螺母轴间夹紧工件，则不易产生变

形。

3. 在立钻上钻孔

在立钻上钻孔，即为夹紧力与切削力、工

件重力方向一致的情况，这种情况下所需的夹 紧力最小。

4. 辅助支承与辅助夹紧

3

《汽车制造工艺学》教案

如图所示，零件加工部位刚性较差，且距

夹紧力作用点较远，在靠近加工部位增设辅助

支承，并施加附加夹紧力，可有效防止切削过

程中的振动和变形。

1. 斜楔夹紧机构

所谓斜楔夹紧机构，就是利用斜楔上的斜

面直接或间接将工件夹紧的机构。它是夹紧机

构中最基本的型式。 1）斜楔夹紧机构的夹紧力

上图所示为斜楔在夹紧过程中的受力情

况，在原始力 Q的作用下，斜楔楔入工件和夹

具体之间使工件压紧。

2）斜楔的增力特性和升角的合理选择

夹紧力 W与原始力 Q之间的比值称为增力

系数，用 iz 表示。它表示夹紧机构的增力特征。

对于斜楔夹紧：

W 1 1、教师

iz

tg (2 )

Q tg 1 引导、示

2．螺旋夹紧机构

多媒体 + 范； 2、 25

强化 利用螺旋直接或与其它元件组合实现夹紧 学 生 分

分 训练 工件的机构称为螺旋夹紧机构。 视频 组，单独

1）螺旋夹紧的自锁性能 对 项 目 钟

螺旋夹紧一般情况下采用标准公制螺纹， 进 行 讨

其螺旋升角很小， 如以 M8~M52的螺纹为例，其 论训练。

升角α在 3010’ ~1051’范围，显然远较摩擦

角小，故自锁性能好。

3. 增力系数

单个螺旋夹紧时，其增力系数为

QL d0 tg ( 2' ) r 'tg 1 L W2 iz Q d0 Q tg ( ' ) ' tg

2 r

2 1

因α、 φ 1 ’、 φ 2 解一般很小，而且 L

比 d0 和 r ’大和得多，故增力系数 iz 很大，

因此说，螺旋夹紧机构的增力性能很好。2）组合螺旋夹紧机构

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《汽车制造工艺学》教案

螺旋常与各种型式的压板组合构成螺旋压

板夹紧机构。生产实际中，这种螺旋压板夹紧

机构的使用是很广泛的。如图 10-16 所示为螺

旋压板夹紧的三种常见型式。

压板对工件的夹紧力可根据杠杆原理求

得，若螺旋对压板所产生的作用力为 Q，则压

板对工件的夹紧力为

W L1

Q L2

项目 检查

总结

评价

式中 η——机械效率系数， 一般η =0.95 。

其余符号如图 10-16 中所示。 3．圆偏心夹紧机构

圆偏心夹紧机构是指用圆偏心件或与其它元件组合实现对工件夹紧的机构。圆偏心轮有效工作区段选择：

圆偏心轮的工作部分，从理论上讲，可以使用从 m到 n 的整个轮廓曲面，但实际生产中，因为 P 点处升角变化小，夹紧力比较稳定，所以通常取 P 点左右 300~450对称部分为有效工作区段，即图 10-20 的 AB之间的弧面。

每个小组的任务完成过程中或完成后， 老师现场对学生的完成情况及存在的问题进行检查和指正。

做出来的，让学生演示讲解

未做出来的，分析原因 给予适当评价，对于做的好的组给予鼓励。

1、教师

检 查 评

讲授法 价；

演示法 2、学生

评价法 个 人 发

言 、 改 正。

讲授法 1、教师

演示法 讲解；

多媒体 2、学生

听 讲 或

小 组 代

表发言。

项目

考核

分 考核 扣 5

考核内容 评分标准

值 记录 分 分

钟

学 不迟到、早 1 迟到、早退

习 退 0 各 5 分 态

度 知 识 目 标 1 按 回 答 问

5

完成情况

团 队 协 作

能力

展示情况

答辩情况

问 题 分 析 职

业 的准确性

能 力 问 题 解 答

方 法 的 选

择

展示情况

方 案 合 理

职 性

业

素

养

现场整理 《汽车制造工艺学》教案

0 题 等 酌 情 扣分

按 小 组 配 1 合 情 况 酌 0 情扣分

1 对项目的讨

0 论是否准确 1 对老师的提

5 问回答情况

1 对分析酌情

0 扣分

对问题解答 1 的选择是否 5 合理

1 对项目的讨

0 论是否准确

整个定位方 1 案是否完全 0 合理

完成任务后 1 对现场的整 0 理情况

6

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1

分数总计 0 得分

0

布置作业：课后题四：夹紧力作用点的选择原则

项目总结 课后小结：

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