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1、第六章 機(jī)床夾具設(shè)計(jì),第三節(jié) 工件在夾具中的夾緊,6.3 工件在夾具中的加緊,1.夾緊裝置的組成及基本要求,（1）力源裝置 （2）中間傳力機(jī)構(gòu) （3）夾緊元件,1）改變作用力的方向 2）改變作用力的大小 3）使夾緊實(shí)現(xiàn)自鎖,組成,作用,6.3 工件在夾具中的加緊,1.夾緊裝置的組成及基本要求,1）在夾緊過程中應(yīng)能保持工件定位時(shí)所獲得的準(zhǔn)確定位 2）夾緊力的大小要適當(dāng)，既要保證工件在加工過程中定位的穩(wěn)定性，又要防止因夾緊力過大損傷工件表面或使工件產(chǎn)生過大的夾緊變形 3）夾緊裝置應(yīng)操作方便、省力、安全 4）夾緊裝置的復(fù)雜程度和自動(dòng)化程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)批量和生產(chǎn)方式相適應(yīng),基本要求,6.3 工件在夾
2、具中的加緊,1.夾緊裝置的組成及基本要求,2.夾緊力的確定,必須合理確定夾緊力的三要素：大小、方向和作用點(diǎn) (1)夾緊力方向的確定 1）夾緊力的方向應(yīng)有利于工件的準(zhǔn)確定位，而不能破壞定位應(yīng)指向主定位支撐面,6.3 工件在夾具中的加緊,圖 夾緊力作用方向不垂直于主要定位基準(zhǔn)面,必須合理確定夾緊力的三要素：大小、方向和作用點(diǎn) (1)夾緊力方向的確定 2）夾緊力的作用方向應(yīng)與切削力方向一致，以減少所需夾緊力,2.夾緊力的確定,6.3 工件在夾具中的加緊,必須合理確定夾緊力的三要素：大小、方向和作用點(diǎn) (1)夾緊力方向的確定 3）夾緊力的作用方向應(yīng)盡量與工件剛度最大的方向一致，以減少工件的變形,2.夾
3、緊力的確定,6.3 工件在夾具中的加緊,套筒夾緊,必須合理確定夾緊力的三要素：大小、方向和作用點(diǎn) (2)夾緊力作用點(diǎn)的確定 1）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)支承元件或位于支承元件形成的支承面內(nèi)，以保證工件以獲得的定位不變,2.夾緊力的確定,6.3 工件在夾具中的加緊,必須合理確定夾緊力的三要素：大小、方向和作用點(diǎn) (2)夾緊力作用點(diǎn)的確定 2）夾緊力應(yīng)作用在剛度較好部位，以減少工件不變形,2.夾緊力的確定,6.3 工件在夾具中的加緊,措施：增大受力面積，合理布置作用點(diǎn),必須合理確定夾緊力的三要素：大小、方向和作用點(diǎn) (2)夾緊力作用點(diǎn)的確定 2）夾緊力應(yīng)作用在剛度較好部位，以減少工件不變形,2.夾緊力的
4、確定,6.3 工件在夾具中的加緊,必須合理確定夾緊力的三要素：大小、方向和作用點(diǎn) (2)夾緊力作用點(diǎn)的確定 3）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近加工表面，以減少切削力對(duì)工件的翻轉(zhuǎn)力矩,2.夾緊力的確定,6.3 工件在夾具中的加緊,必須合理確定夾緊力的三要素：大小、方向和作用點(diǎn) (3)夾緊力大小的估算,2.夾緊力的確定,6.3 工件在夾具中的加緊,理論上，夾緊力應(yīng)與作用在工件上的其他力（力矩）相平衡；而實(shí)際上，夾緊力的大小還需用估算法、類比法和試驗(yàn)法確定所需要的夾緊力,圖6-39 楔塊夾緊動(dòng)畫,3.常用夾緊機(jī)構(gòu),（1）斜楔夾緊機(jī)構(gòu),6.3 工件在夾具中的加緊,3.常用夾緊機(jī)構(gòu),（1）斜楔夾緊機(jī)構(gòu),6.3
5、 工件在夾具中的加緊,6.3 工件在夾具中的加緊,以斜楔為研究對(duì)象，夾緊時(shí) 根據(jù)靜力平衡原理，有 FQ = F1+ FRX F1 = FJ tan1 FRX = FJ tan(2) FJ = FQ / tan1tan(2) 設(shè)1 =2 =，當(dāng)10， 可用下式近似計(jì)算 FJ = FQ / ( tan2),夾緊力FQ去除，斜楔受到F1、 FRX作用，要能自鎖，必須滿 足下式 F1 FRX F1 = FJ tan1 FRX = FJ tan(2) tan1 tan(2) 即 1 ( 2) 或 1 2 一般1 =2 = =57， 故當(dāng)1014時(shí)自鎖， 一般取=68,6.3 工件在夾具中的加緊,6.3
6、工件在夾具中的加緊,斜楔夾緊的特點(diǎn)： 1）有增力作用，擴(kuò)力比 i = FJ / FQ ，約等于3； 2）夾緊行程小,h/s =tan，故 h 遠(yuǎn)小于 s ； 3）結(jié)構(gòu)簡單，但操作不方便。 主要用于機(jī)動(dòng)夾緊，且毛坯質(zhì)量較高的場合。,（2）偏心夾緊機(jī)構(gòu),常見的偏心輪壓板夾緊機(jī)構(gòu),6.3 工件在夾具中的加緊,1）圓偏心夾緊原理及其幾何特性 偏心夾緊實(shí)質(zhì)是一種斜楔夾緊，但各點(diǎn)升角不等， M、 N處升角為為0， P處升角最大。,偏心輪及其展開圖,（2）偏心夾緊機(jī)構(gòu),6.3 工件在夾具中的加緊,P點(diǎn)夾緊時(shí)能自鎖，則可保證其余各點(diǎn)均可自鎖 自鎖條件 p 12 tanp=2e/Dp 為安全起見取1 =0 2e
7、/D 22, 取2=0.10.15, D/e1420自鎖, D/e叫偏心輪的偏心特性，表示偏心輪的工作可靠性,（2）偏心夾緊機(jī)構(gòu),6.3 工件在夾具中的加緊,2）圓偏心夾緊的自鎖條件,偏心夾緊受力分析,（2）偏心夾緊機(jī)構(gòu),6.3 工件在夾具中的加緊,3）圓偏心夾緊的夾緊力,根據(jù)斜楔夾緊原理，得P點(diǎn)產(chǎn)生的夾緊力為 QFJ P l /(tan1+tan（p2） 一般取 l =(22.5)D， D /2 擴(kuò)力比約為1213,M =P l = Q1 或Q1 P l /,因?yàn)閜很小， Q1Q1cosp= FQ,確定夾緊行程hPE需考慮如下因素： 夾緊工件尺寸公差、裝卸間隙、夾緊變形及磨損貯備量等 hPE
8、T +間+ 貯 偏心距e為 e = hPE / (cosP cosE ) 若取P點(diǎn)左右各45圓弧作為工作段，則 e = hPE / (cos 45 cos 135) = hPE / 1.1414 圓偏心輪夾緊力小，行程小，自鎖性不太好，用于切削力小，無振動(dòng)，工件尺寸公差不大的場合。,（2）偏心夾緊機(jī)構(gòu),6.3 工件在夾具中的加緊,4）圓偏心的夾緊行程,（3）螺旋夾緊機(jī)構(gòu),6.3 工件在夾具中的加緊,螺旋夾緊特點(diǎn)：,1）結(jié)構(gòu)簡單，自鎖性好，夾緊可靠； 2）擴(kuò)力比約為80,遠(yuǎn)比斜楔夾緊力大； 3）夾緊行程不受限制； 4）夾緊動(dòng)作慢，輔助時(shí)間長，效率低,圖6-58 可轉(zhuǎn)位壓板,6.3 工件在夾具中的
9、加緊,（2）螺旋夾緊機(jī)構(gòu),（4）其它夾緊機(jī)構(gòu),1）螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu),6.3 工件在夾具中的加緊,圖6-60 螺旋夾緊動(dòng)畫,（4）其它夾緊機(jī)構(gòu),2）螺旋定心夾緊機(jī)構(gòu),6.3 工件在夾具中的加緊,（4）其它夾緊機(jī)構(gòu),2）螺旋定心夾緊機(jī)構(gòu),6.3 工件在夾具中的加緊,圖 聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu) 1壓板 2螺母 3工件,（4）其它夾緊機(jī)構(gòu),3）聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu),6.3 工件在夾具中的加緊,圖 多件夾緊機(jī)構(gòu),（4）其它夾緊機(jī)構(gòu),4）多件夾緊機(jī)構(gòu),6.3 工件在夾具中的加緊,氣動(dòng)、液壓、電磁、真空等,氣液壓組合夾緊,（4）其它夾緊機(jī)構(gòu),5）夾緊動(dòng)力裝置,6.3 工件在夾具中的加緊,氣動(dòng)虎鉗 液壓夾具,臺(tái)式鉆床,只能加工
10、小孔（一般，孔徑12mm）,鉆床夾具,6.4 常見機(jī)床夾具,圖 蓋板式鉆模 1圓柱銷 2鉆模套 3菱形銷 4支承釘,鉆床夾具,6.4 常見機(jī)床夾具,引導(dǎo)元件,6.4 常見機(jī)床夾具,鉆床夾具,6.4 常見機(jī)床夾具,引導(dǎo)元件,鉆床夾具,6.4 常見機(jī)床夾具,引導(dǎo)元件,鉆床夾具,6.4 常見機(jī)床夾具,圖 彎板式車床夾具 1平衡塊 2防護(hù)罩 3鉤形壓板,6.4 常見機(jī)床夾具,車床夾具,6.4 常見機(jī)床夾具,車床夾具,車床夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)： （1）工件上被加工的孔或外圓的中心，必須與機(jī)床主軸回轉(zhuǎn)中心重合； （2）由于車削時(shí)的速度較高，整個(gè)夾具隨機(jī)床主軸一同回轉(zhuǎn)，所以要求夾具結(jié)構(gòu)緊湊、輪廓尺寸盡可能小、質(zhì)量
11、小，而且重心應(yīng)盡可能靠近回轉(zhuǎn)軸線，以減小慣性力和回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。 （3）高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的離心力，且轉(zhuǎn)速越高，離心力越大。所以，為了保證加工質(zhì)量、刀具壽命、機(jī)床精度及加工安全，必須有平衡措施消除回轉(zhuǎn)中心的不平衡。 （4）主軸軸端連接部分是夾具的定位基準(zhǔn)，要求有較準(zhǔn)確的圓柱孔或錐孔。 （5）高速回轉(zhuǎn)夾具應(yīng)特別注意使用安全，盡可能避免帶有尖角或凸出部分，加緊力要足夠大且自鎖可靠等。必要時(shí)，回轉(zhuǎn)部分要加一外罩以保護(hù)操作者的安全。,圖 銑斜面夾具 1螺母 2杠桿,6.4 常見機(jī)床夾具,銑床夾具,對(duì)刀裝置,6.4 常見機(jī)床夾具,銑床夾具,6.4 常見機(jī)床夾具,銑床夾具,銑床夾具的設(shè)計(jì)特點(diǎn)： （1）由于銑削加工時(shí)的切削力較大，且銑刀刀齒多、切削不連續(xù)，容易產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)，所以要求較大的加緊力，夾具剛性也要好。 （2）借助對(duì)刀裝置確定刀具相對(duì)夾具定位元件，次裝置一般固定在夾具體上。 （3）借助定位元件確定夾具在工作臺(tái)的位置，在夾具體的底面裝有定位鍵，用以確定夾具與機(jī)床工作臺(tái)進(jìn)給方向的相對(duì)位置。定位鍵與工作臺(tái)T形槽相配合。 （4）由于銑削加工時(shí)間短，要盡量減少輔助時(shí)間。,（4）成組夾具,（5）組合夾具,（6）隨行夾具,圖6-46b 組合夾具實(shí)例,機(jī)床夾具設(shè)計(jì)步驟和方法例題,選擇定位方法和定位元件,選擇定位方法和定位元件,選擇定位方法和定位元件,
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