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1、
第三十四講 工件在夾具中的夾緊
一、夾緊裝置的組成和要求
1．夾緊裝置的組成
工件在夾具中正確定位后，由夾緊裝置將工件夾緊。夾緊裝置的組成有：
?1〕動力裝置：產(chǎn)生夾緊動力的裝置。
?2〕夾緊元件：直接用于夾緊工件的元件。
?3〕中間傳力機(jī)構(gòu)：將原動力以一定的大小和方向傳遞給夾緊元件的機(jī)構(gòu)。
圖34－1 夾緊裝置的組成
1－氣缸2－斜楔3－滾子4－壓板
在有些夾具中，夾緊元件〔例如圖34－1中的壓板4〕往往就是中間傳力機(jī)構(gòu)的一局部，難以區(qū)分，統(tǒng)稱為夾緊機(jī)構(gòu)。
2．對夾緊裝置的要求
1〕夾緊過程不得破壞工件在夾具中占有的定位位置。2〕夾緊力要
2、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外表或使工件產(chǎn)生過大的夾緊變形。
3〕操作平安、省力。
4〕結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單，便于制造，便于維修。
二、夾緊力確實(shí)定
1．夾緊力作用點(diǎn)的選擇
?1〕夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)正對定位元件或位于定位元件所形成的支承面內(nèi)
?2〕夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)位于工件剛性較好的部位
?3〕夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工外表，使夾緊穩(wěn)固可靠
圖34－2? 夾緊力作用點(diǎn)的選擇
1－定位元件 2－工件
圖34－3? 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)位于工件剛性較好的部位
圖34－4 夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)位于靠近加工外表
1－壓蓋? 2－基座
2．
3、夾緊力作用方向的選擇
?1〕夾緊力的作用方向應(yīng)垂直于工件的主要定位基面
?2〕夾緊力的作用方向應(yīng)與工件剛度最大的方向一致，以減小工件的夾緊變形
?3〕夾緊力作用方向應(yīng)盡量與工件的切削力、重力等的作用方向一致，這樣可以減小夾緊力。
圖34－5 ?夾緊力應(yīng)垂直于主要定位基面
圖34－6 夾緊力應(yīng)與工件剛度最大方向一致
3．夾緊力的估算
設(shè)計(jì)夾具，估算夾緊力是一件十分重要的工作。夾緊力過大會增大工件的夾緊變形，還會無謂地增大夾緊裝置，造成浪費(fèi)；夾緊力過小工件夾不緊，加工中工件的定位位置將被破壞，而且容易引發(fā)平安事故。
在確定夾緊力時(shí)，可將夾具和工件看成一個(gè)整體，將作用在工件上的切
4、削力、夾緊力、重力和慣性力等，根據(jù)靜力平衡原理列出靜力平衡方程式，即可求得夾緊力。為使夾緊可靠，應(yīng)再乘一平安系數(shù)k，粗加工時(shí)取k＝2.5～3，精加工時(shí)取k＝1.5～2。
加工過程中切削力的作用點(diǎn)、方向和大小可能都在變化，估算夾緊力時(shí)應(yīng)按最不利的情況考慮。
三、典型夾緊機(jī)構(gòu)
1．斜楔夾緊機(jī)構(gòu)
斜楔是夾緊機(jī)構(gòu)中最為根本的一種形式，它是利用斜面移動時(shí)所產(chǎn)生的力來夾緊工件的，常用于氣動和液壓夾具中。在手動夾緊中，斜楔往往和其他機(jī)構(gòu)聯(lián)合使用。
斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是夾緊行程小，手動操作不方便。斜楔夾緊機(jī)構(gòu)常用在氣動、液壓夾緊裝置中，此時(shí)斜楔夾緊機(jī)構(gòu)不需要自鎖。
2．螺旋夾緊機(jī)構(gòu)
采用螺旋裝置
5、直接夾緊或與其他元件組合實(shí)現(xiàn)夾緊的機(jī)構(gòu)，統(tǒng)稱螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，容易制造。由于螺旋升角小，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的自鎖性能好，夾緊力和夾緊行程都較大，在手動夾具上應(yīng)用較多。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)可以看作是繞在圓柱外表上的斜面，將它展開就相當(dāng)于一個(gè)斜楔。
3．偏心夾緊機(jī)構(gòu)
偏心夾緊機(jī)構(gòu)是斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的一種變型，它是通過偏心輪直接夾緊工件或與其他元件組合夾緊工件的。常用的偏心件有圓偏心和曲線偏心，圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單，夾緊迅速等優(yōu)點(diǎn)；但它的夾緊行程小，增力倍數(shù)小，自鎖性能差，故一般只在被夾緊外表尺寸變動不大和切削過程振動較小的場合應(yīng)用。
4．定心夾緊機(jī)構(gòu)
定心夾緊機(jī)構(gòu)能夠在實(shí)現(xiàn)定心作用的
6、同時(shí)，又起著將工件夾緊的作用。定心夾緊機(jī)構(gòu)中與工件定位基面相接觸的元件，既是定位元件，又是夾緊元件。
5．鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)
鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)是一種增力裝置，它具有增力倍數(shù)較大、摩擦損失較小的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于氣動夾具中。
6．聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)
圖34－7雙向作用固定式活塞氣缸圖
1－前蓋 2－氣缸體 3－活塞桿 4－活塞 5－密封圈 6－后蓋
聯(lián)動夾緊機(jī)構(gòu)是一種高效夾緊機(jī)構(gòu)，它可通過一個(gè)操作手柄或一個(gè)動力裝置，對一個(gè)工件的多個(gè)夾緊點(diǎn)實(shí)施夾緊，或同時(shí)夾緊假設(shè)干個(gè)工件。
四、夾緊的動力裝置
在大批大量生產(chǎn)中，為提高生產(chǎn)率、降低工人勞動強(qiáng)度，大多數(shù)夾具都采用機(jī)動夾緊裝置。驅(qū)動方式有氣動、液動、
7、氣液聯(lián)合驅(qū)動，電〔磁〕驅(qū)動，真空吸附等多種形式。
1．氣動夾緊裝置
氣動夾緊裝置以壓縮空氣作為動力源推動夾緊機(jī)構(gòu)夾緊工件。常用的氣缸結(jié)構(gòu)有活塞式和薄膜式兩種。
活塞式氣缸按照氣缸裝夾方式分類有固定式、擺動式和回轉(zhuǎn)式三種，按工作方式分類有單向作用和雙向作用兩種，應(yīng)用最廣泛的是雙作用固定式氣缸。
2．液壓夾緊裝置
液壓夾緊裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理根本與氣動夾緊裝置相同，所不同的是它所用的工作介質(zhì)是壓力油。與氣壓夾緊裝置相比，液壓夾緊具有以下優(yōu)點(diǎn)：
①??? 傳動力大，夾具結(jié)構(gòu)相比照擬??；
② 油液不可壓縮，夾緊可靠，工作平穩(wěn)；
③ 噪聲小。它的缺乏之處是須設(shè)置專門的液壓系統(tǒng)，應(yīng)用范圍受限制。
第三十四講 工件在夾具中的夾緊
