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1、2022-8-1122022-8-11夹具设计教学课件夹紧装置的组成夹紧装置的组成 夹紧装置的基本要求夹紧装置的基本要求 夹紧力确定的基本原则夹紧力确定的基本原则减小夹紧变形的方法减小夹紧变形的方法基本夹紧机构基本夹紧机构2022-8-1132022-8-11夹具设计教学课件1、动力装置、动力装置 根据夹紧装置的动力源大致可分为两种：手根据夹紧装置的动力源大致可分为两种：手动夹紧机构、气（液、电、磁）动夹紧机构。动夹紧机构、气（液、电、磁）动夹紧机构。2022-8-1142022-8-11夹具设计教学课件手动夹紧机构手动夹紧机构2022-8-1152022-8-11夹具设计教学课件气动夹紧机构
2、气动夹紧机构2022-8-1162022-8-11夹具设计教学课件电磁夹紧机构电磁夹紧机构2022-8-1172022-8-11夹具设计教学课件2、夹紧部分、夹紧部分 接受和传递原始作用力使之变为夹紧力并执行接受和传递原始作用力使之变为夹紧力并执行夹紧任务的部分，一般由下列机构组成：夹紧任务的部分，一般由下列机构组成： （1）接受原始作用力的机构。）接受原始作用力的机构。 （2）中间传力机构。）中间传力机构。 （3）夹紧元件。）夹紧元件。 2022-8-1182022-8-11夹具设计教学课件夹紧装置的组成夹紧装置的组成2022-8-1192022-8-11夹具设计教学课件1、使用过程中不能破
3、坏工件定位时获得的正确、使用过程中不能破坏工件定位时获得的正确位置；位置；2、紧力的大小适当。、紧力的大小适当。3、使用性好（动作迅速、操作方便、省力安、使用性好（动作迅速、操作方便、省力安全）。全）。4、工艺性好（结构简单、易于制造）。、工艺性好（结构简单、易于制造）。 2022-8-11102022-8-11夹具设计教学课件 （1）夹紧力的方）夹紧力的方向应有助于定位稳向应有助于定位稳定，且主夹紧力应定，且主夹紧力应朝向主要定位基面。朝向主要定位基面。 1、夹紧力的方向夹紧力的方向2022-8-11112022-8-11夹具设计教学课件夹紧力应指向主要定位基面夹紧力应指向主要定位基面a)工
4、序简图；工序简图；b)、c)错误；错误；d)正确正确2022-8-11122022-8-11夹具设计教学课件（2）夹紧力的方向应有利于减小夹紧力。）夹紧力的方向应有利于减小夹紧力。 夹紧力方向与夹紧力大小的关系夹紧力方向与夹紧力大小的关系 2022-8-11132022-8-11夹具设计教学课件2022-8-11142022-8-11夹具设计教学课件（3）夹紧力的方向应是工件刚度较高的方向）夹紧力的方向应是工件刚度较高的方向 （使工件的变形尽可能小）。（使工件的变形尽可能小）。2022-8-11152022-8-11夹具设计教学课件2、夹紧力的作用点夹紧力的作用点 （1）夹紧力）夹紧力的作用点
5、应靠的作用点应靠近定位元件的近定位元件的几何中心或落几何中心或落在定位元件的在定位元件的支承范围内。支承范围内。 2022-8-11162022-8-11夹具设计教学课件（2）夹紧力的作用点应选在工件刚度较高的部位）夹紧力的作用点应选在工件刚度较高的部位 。2022-8-11172022-8-11夹具设计教学课件（3）夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。）夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。 2022-8-11182022-8-11夹具设计教学课件2022-8-11192022-8-11夹具设计教学课件3、夹紧力的大小夹紧力的大小 理论上，夹紧力的大小应与作用在工件上的其理论上，夹紧力的大小应与作
6、用在工件上的其它力（力矩）相平衡；而实际上，夹紧力的大小还它力（力矩）相平衡；而实际上，夹紧力的大小还与工艺系统的刚度、夹紧机构的传递效率等因素有与工艺系统的刚度、夹紧机构的传递效率等因素有关，计算是很复杂的。因此，实际设计中常采用估关，计算是很复杂的。因此，实际设计中常采用估算法、类比法和试验法确定所需的夹紧力。算法、类比法和试验法确定所需的夹紧力。2022-8-11202022-8-11夹具设计教学课件估算法估算法将夹具和工件看成一个刚体，根据工件将夹具和工件看成一个刚体，根据工件受力情况，按静力平衡原理计算出理论夹紧力，最受力情况，按静力平衡原理计算出理论夹紧力，最后再乘以安全系数作为实
7、际所需夹紧力。后再乘以安全系数作为实际所需夹紧力。WWKKFF2022-8-11212022-8-11夹具设计教学课件2022-8-11222022-8-11夹具设计教学课件1、合理确定夹紧力的方向、作用点和大小。合理确定夹紧力的方向、作用点和大小。 2022-8-11232022-8-11夹具设计教学课件 2、在可能条件下采用机动夹紧，并使各接触在可能条件下采用机动夹紧，并使各接触面上所受的单位压力相等。面上所受的单位压力相等。 2022-8-11242022-8-11夹具设计教学课件3、提高工件和夹具元件的装夹刚度提高工件和夹具元件的装夹刚度 。（1）对于刚度对于刚度差的工件，采用差的工件
8、，采用浮动夹具装置或浮动夹具装置或增设辅助支承。增设辅助支承。 2022-8-11252022-8-11夹具设计教学课件（2）注意减小或防止夹具元件变形对加工精度的影响）注意减小或防止夹具元件变形对加工精度的影响 。2022-8-11262022-8-11夹具设计教学课件（一）斜楔夹紧机构一）斜楔夹紧机构 采用斜楔作为传力元件或夹紧元件的夹紧机采用斜楔作为传力元件或夹紧元件的夹紧机构称为斜楔夹紧机构。构称为斜楔夹紧机构。 2022-8-11272022-8-11夹具设计教学课件1、夹紧力计算、夹紧力计算2、增力比计算增力比计算3、行程比、行程比4、自锁条件、自锁条件5、升角、升角的选择的选择6
9、、结构特点、结构特点7、适用范围、适用范围斜楔夹紧机构斜楔夹紧机构2022-8-11282022-8-11夹具设计教学课件1、夹紧力计算、夹紧力计算2022-8-11292022-8-11夹具设计教学课件2、增、增力比计算力比计算斜楔的夹紧力与原始作用力之比称为增力比，即： 在不考虑摩擦影响时，理想增力比为 ： )tan(tan11QFFiwFtan1Fi2022-8-11302022-8-11夹具设计教学课件3、行程比、行程比 工件所要求的夹紧行程h与斜楔相应移动的距离s之比称为行程比is。tanshis2022-8-11312022-8-11夹具设计教学课件4、自锁条件、自锁条件2022-
10、8-11322022-8-11夹具设计教学课件5、升角、升角的选择的选择 根据自锁条件和对增力比与夹紧行程的综合考虑。根据自锁条件和对增力比与夹紧行程的综合考虑。 手动夹紧时：手动夹紧时：一般取一般取68； 自锁的机动夹紧：自锁的机动夹紧：取取12，不需要自锁的机不需要自锁的机动夹紧（用气压或液压装置驱动的斜楔），取动夹紧（用气压或液压装置驱动的斜楔），取1535。 2022-8-11332022-8-11夹具设计教学课件双斜面斜楔夹紧机构2022-8-11342022-8-11夹具设计教学课件6、结构特点、结构特点（1）斜楔具有自锁性；斜楔具有自锁性；（2）斜楔能改变夹紧作用力的方向；）斜楔
11、能改变夹紧作用力的方向；（3）斜楔具有扩力作用；）斜楔具有扩力作用；（4）斜楔的夹紧行程很小；）斜楔的夹紧行程很小；（5）斜楔夹紧效率低。）斜楔夹紧效率低。7、适用范围、适用范围（1）毛坯质量较高；（）毛坯质量较高；（2）机动夹紧装置。）机动夹紧装置。 2022-8-11352022-8-11夹具设计教学课件2、典型结构形式、典型结构形式（1）简单螺旋夹紧机构；（2）螺旋压板夹紧机构。 1、定义、定义 采用螺杆作中间传力元件的夹紧机构统称为螺旋夹紧机构。螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把斜楔绕在圆柱体上，因此它的夹紧作用原理与斜楔是一样的。 2022-8-11362022-8-11夹具设
12、计教学课件（1）简单螺旋夹紧机构）简单螺旋夹紧机构2022-8-11372022-8-11夹具设计教学课件摆动压块2022-8-11382022-8-11夹具设计教学课件（2）螺旋压板夹紧机构）螺旋压板夹紧机构2022-8-11392022-8-11夹具设计教学课件 压紧件压紧件压紧件主要用于将工件压紧在夹具体上，以保证工件定位后的正确位置，并使工件在切削力的作用下位置保持不变。压紧件的类型较多，用途广泛，适当使用可以改善夹具的压紧结构，提高效率。2022-8-11402022-8-11夹具设计教学课件紧紧固固件件紧固件在夹具系统中所占的比例较大，数量约占一半以上，主要用于连接夹具系统中的各类
13、元件及紧固被加工工件。2022-8-11412022-8-11夹具设计教学课件工件的夹紧2022-8-11422022-8-11夹具设计教学课件3、结构特点、结构特点（1）结构简单；）结构简单；（2）扩力比大；）扩力比大；（3）自锁性能好；）自锁性能好；（4）行程不受限制；）行程不受限制；（5）夹紧动作慢。）夹紧动作慢。 4、适用范围、适用范围手动夹具上用得最多的一种夹紧机构手动夹具上用得最多的一种夹紧机构 。2022-8-11432022-8-11夹具设计教学课件5、快速装卸机构、快速装卸机构2022-8-11442022-8-11夹具设计教学课件2、偏心件形式、偏心件形式（1）圆偏心；）圆
14、偏心；（2）曲线偏心。曲线偏心。 1、定义、定义 用偏心件直接或间接夹紧工件的机构为偏心用偏心件直接或间接夹紧工件的机构为偏心夹紧机构。夹紧机构。2022-8-11452022-8-11夹具设计教学课件圆偏心夹紧机构 2022-8-11462022-8-11夹具设计教学课件3、圆偏心轮的工作特性、圆偏心轮的工作特性2022-8-11472022-8-11夹具设计教学课件（1）圆偏心轮的升角）圆偏心轮的升角cos2sinarctanarctanKeDeMKOMDep2arctanmax式中， e 偏心距； 偏心轮回转角度（）； D 偏心轮直径， 2022-8-11482022-8-11夹具设计教
15、学课件（2）圆偏心轮的工作段）圆偏心轮的工作段 圆偏心轮工作时，主要要考虑圆偏心轮工作时，主要要考虑有效夹紧力的变有效夹紧力的变化值大小、有效夹紧行程大小和可靠自锁化值大小、有效夹紧行程大小和可靠自锁几个基本几个基本条件，而自锁是由偏心轮的结构条件来决定。所以，条件，而自锁是由偏心轮的结构条件来决定。所以，在有限的夹紧转角范围内要得到尽可能大的夹紧行在有限的夹紧转角范围内要得到尽可能大的夹紧行程，往往成为圆偏心轮工作曲线段选择的主要原则。程，往往成为圆偏心轮工作曲线段选择的主要原则。 2022-8-11492022-8-11夹具设计教学课件 045曲线段90180曲线段45135曲线段曲线升程
16、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。 2022-8-11502022-8-11夹具设计教学课件（3）圆偏心轮的自锁条件）圆偏心轮的自锁条件21max2022-8-11512022-8-11夹具设计教学课件 当工件被加工面以中心要素（轴线、中心平面等）当工件被加工面以中心要素（轴线、中心平面等）为工序基准时，为使基准重合以减少定位误差，需采为工序基准时，为使基准重合以减少定位误差，需采用定心夹紧机构。用定心夹紧机构。
17、 定心夹紧机构具有定心和夹紧两种功能，如卧式定心夹紧机构具有定心和夹紧两种功能，如卧式车床的三爪自定心卡盘即为最常用的典型实例。车床的三爪自定心卡盘即为最常用的典型实例。 2022-8-11522022-8-11夹具设计教学课件 定心夹紧机构按其定心作用原理有两种类型：定心夹紧机构按其定心作用原理有两种类型： 一种是一种是依靠传动机构使定心夹紧元件等速移动，从依靠传动机构使定心夹紧元件等速移动，从而实现定心夹紧，而实现定心夹紧，如螺旋式、杠杆式、楔式机构等；如螺旋式、杠杆式、楔式机构等； 另一种是另一种是利用薄壁弹性元件受力后产生均匀的弹性利用薄壁弹性元件受力后产生均匀的弹性变形（收缩或扩张），来实现定心夹紧，变形（收缩或扩张），来实现定心夹紧，如弹簧筒夹、如弹簧筒夹、膜片卡盘、波纹套、液性塑料等。膜片卡盘、波纹套、液性塑料等。2022-8-11532022-8-11夹具设计教学课件1、螺旋式定心夹紧机构螺旋式定心夹紧机构图10.29 螺旋式定心夹紧机构2022-8-11542022-8-11夹具设计教学课件2、杠杆式定心夹紧机构杠杆式定心夹紧机构2022-8-11552022-8-11夹具设计教学课件3、楔式定心夹紧机构楔式定心夹紧机构2022-8-11562022-8-11夹具设计教学课件4、弹簧筒夹式定心夹紧机构弹簧筒夹式定心夹紧机构