机床夹具设计 教学课件 作者 薛源顺 第三章　工件的夹紧.ppt

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1、第三章　工件的夹紧第三章　工件的夹紧第一节　夹紧装置的设计第二节　基本夹紧机构第一节　夹紧装置的设计一、夹紧装置设计的基本要求夹紧装置设计，在夹紧力、夹紧装置的结构及性能等方面都有一定的要求，以使夹具能满足工艺要求，达到一定的加工精度和劳动生产率。1.具有合适的夹紧力1)在夹紧过程中，不得改变工件定位后所占据的准确位置，以免影响加工精度。2)在加工时，工件不得松动或脱落。3)减小夹紧变形对加工精度的影响。4)防止工件在加工时发生振动。2.具有一定的增力比3.具有自锁性第一节　夹紧装置的设计4.操作方便、省力5.夹具的低成本设计二、夹紧力确定的基本原则在确定夹

2、紧力的方向、作用点和大小时，应遵循下述的基本原则。1.夹紧力应作用在定位支承面内，使定位稳定图3-1　夹紧力方向的选择a)标准模式　b)两个夹紧分力　c)夹紧力不作用在定位支承内d)、f)、i)较好方案　e)、g)、h)、j)较差方案第一节　夹紧装置的设计2.夹紧力的方向应有利于减小所需夹紧力3.处理好夹紧力与重力的关系，便于工件装夹4.减小工件夹紧变形对加工精度的影响1)选择在工件刚度较高的部位夹紧。2)选择在刚度较高的方向上夹紧工件。3)使夹紧力为均布力，以减小工件的夹紧变形。图3-2　减小工件的夹紧变形a)精密薄壁套筒的装夹　b)增设递力垫圈变集中力为

3、均布力第一节　夹紧装置的设计5.减小工件的振动对加工表面粗糙度的影响1)夹紧力的作用点应尽量靠近加工表面。2)提高工件和夹具元件的装夹刚度。图3-3　提高装夹刚度a)铣床夹具　b)局部的辅助夹紧简图1、2—浮动夹爪　3—主夹紧压板第一节　夹紧装置的设计三、夹紧力的估算夹紧力有多种计算方法。表3-1　安全系数~的数值第一节　夹紧装置的设计表3-2　安全系数第一节　夹紧装置的设计图3-4　铣削加工时所需夹紧力计算例3-1　求如图3-4所示，铣削时所需夹紧力。第一节　夹紧装置的设计解　当铣削到最大切削深度时，引起工件绕支承翻转，这是最不利的情况，其翻转力矩为

4、FL；而阻止工件翻转的支承上的摩擦力矩为FN2fL1+FN1fL2，工件重力及压板与工件间的摩擦力可以忽略不计。当FN2=FN1=FW/2时，根据静力平衡条件并考虑安全系数，得表3-3　各种不同接触表面之间的摩擦系数第一节　夹紧装置的设计表3-4　常见的各种夹紧形式所需的夹紧力计算公式第一节　夹紧装置的设计表3-4　常见的各种夹紧形式所需的夹紧力计算公式第一节　夹紧装置的设计表3-4　常见的各种夹紧形式所需的夹紧力计算公式第二节　基本夹紧机构一、斜楔夹紧机构1.斜楔夹紧机构的特点图3-5　液压夹紧装置1—斜楔　2—压板　3—活塞第二节　基本夹紧机构2.夹紧力

5、计算3.增力比计算图3-6　斜楔的受力图第二节　基本夹紧机构图3-7　斜楔的增力比第二节　基本夹紧机构表3-5　斜楔夹紧机构的增力比计算第二节　基本夹紧机构表3-5　斜楔夹紧机构的增力比计算4.自锁条件第二节　基本夹紧机构5.升角α的选择二、螺旋夹紧机构1.螺旋夹紧机构的特点2.夹紧力计算图3-8　螺旋夹紧受力图第二节　基本夹紧机构表3-6　螺旋副的当量摩擦半径(单位：mm)第二节　基本夹紧机构表3-6　螺旋副的当量摩擦半径(单位：mm)第二节　基本夹紧机构表3-6　螺旋副的当量摩擦半径(单位：mm)第二节　基本夹紧机构3.增力比计算4.自锁条件5.典型螺旋

6、夹紧机构(1)单个螺旋夹紧机构　该机构结构简单，如用压紧螺钉或螺母夹紧工件等。第二节　基本夹紧机构表3-7　夹紧元件第二节　基本夹紧机构表3-7　夹紧元件第二节　基本夹紧机构表3-7　夹紧元件第二节　基本夹紧机构表3-7　夹紧元件第二节　基本夹紧机构(2)螺旋压板夹紧机构　图3-9所示为常用的四种典型螺旋压板夹紧机构。图3-9　常用的四种典型螺旋压板夹紧机构a)、b)移动压板　c)铰链压板　d)、e)、f)钩形压板第二节　基本夹紧机构6.螺旋夹紧机构的设计(1)普通螺纹的选择　人手作用在不同结构类型的手柄上，其发挥的手力是不同的。(2)设计方法和步骤　设计螺

7、纹夹紧机构时，为保证螺纹的强度和所需的夹紧力，应合理选择螺纹的直径及手柄。图3-10　手柄类型与力矩的关系第二节　基本夹紧机构1)根据定位夹紧方案算出所需夹紧力FWK与夹紧机构的组合形式，求出螺旋所承受的轴向力F；再根据强度条件，算出外螺纹的公称直径。2)根据d、F和螺旋端面与工件接触的结构形式，由表3-8中的夹紧力计算公式计算出手柄上所需的力矩M=FQL。3)按力矩M的大小，由图3-10所示的手柄类型与力矩的关系，选择手柄的类型和尺寸。表3-8　螺旋夹紧机构夹紧力计算第二节　基本夹紧机构表3-9　螺母的夹紧力第二节　基本夹紧机构例3-2　设计如图3-11a

8、所示法兰盘零件的钻削加工螺旋夹紧机构。解　(1)方案