第三章-工件在夹具中的夹紧.ppt

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1、第三章　工件在夹具中的夹紧1.夹紧装置的组成及基本要求工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的装置，称为夹紧装置。（1）动力源（2）夹紧机构夹紧装置的组成中间递力机构夹紧元件1）改变作用力的方向；2）改变作用力的大小；3）使夹紧实现自锁。中间递力机构的作用：设计夹具时应考虑的问题1.夹紧力（三要素：大小、方向、作用点）2.传力方式（手动、气动、液力、电力等）3.夹紧机构（增力、快速、机动等）2.对夹紧装置的基本要求1）夹紧应有利于工件的定位而不能破坏工件在定位时所获得的正确位置；2）夹紧力大小应适当，使夹紧作用可靠，

2、而且能够自锁。3）夹紧后工件的变形应尽可能小，不能因夹紧变形而影响加工精度。4）夹紧机构的操作要方便、迅速、省力、安全。3-2夹紧力的确定必须合理确定夹紧力的三要素：大小、方向和作用点(1)夹紧力方向的确定1）主要夹紧力方向应垂直于主要定位面夹紧力方向对镗孔位置精度的影响2）夹紧力的作用方向应使所需夹紧力最小3）夹紧力的作用方向应使工件变形尽可能小二、夹紧力的作用点1）夹紧力应作用在刚度较好部位2）夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件形成的支承面内薄壁件的夹紧3）夹紧力作用点应尽可能靠近加工表面三、夹紧力大小的估算加工过程中，

3、工件受到切削力、离心力、惯性力及重力等的作用，理论上夹紧力的作用应与上述力(力矩)的作用相平衡。但是切削力的大小和方向在加工过程中是变化的，因此夹紧力的大小只能进行粗略的估算。估算的方法如下。1)找出对夹紧最不利的瞬时状态，估算此状态下所需的夹紧力。2)为了简便，只考虑主要因素在力系中的影响，略去次要因素在力系中的影响。3)根据工件状态，列出力(力矩)的平衡方程式，解出夹紧力的大小，还应适当考虑安全系数。夹紧力的大小，对于保证定位稳定、夹紧可靠，确定夹紧装置的结构尺寸，都有着密切的关系。夹紧力的大小要适当。夹紧力过小则夹紧不牢靠，

4、在加工过程中工件可能发生位移而破坏定位，其结果轻则影响加工质量，重则造成工件报废甚至发生安全事故。夹紧力过大会使工件变形，也会对加工质量不利。夹紧力的大小根据切削力、工件重力的大小、方向和相互位置关系具体计算，并乘以安全系数K，一般精加工K=1.5～2，粗加工K=2.5～3。1.根据加工简图，确定对工件夹紧的最不利的瞬时状态。钻削力P使工件压向定位面，有利于工件夹紧，而钻削扭矩M将使工件绕中心旋转，当钻头的刃带进入切削时，产生的钻削扭矩最大，此时应为工件夹紧的最不利情况。2.按静力平衡原理列出平衡式并计算夹紧力W由图可知，钻削扭矩

5、M有使工件产生转动的趋势，这需要由夹紧力W在夹紧点所产生的摩擦阻力矩及由钻削力P和夹紧力W所产生的支承反力在工件和定位面间产生的摩擦阻力矩相平衡，即有平衡式：M1-夹紧力在压板与工件接触面间所引起的摩擦阻力矩,NmM2-由于切削力P和夹紧力W的作用，工件与定位支承面所产生的摩擦阻力矩,Nm因压板为活动件，故M1的值可忽略不计，即M1=0夹紧力W和钻削轴向力P是均匀作用在圆环形支承面上，设D和d为工件定位基面的内外圆直径，则得单位面积上得压力为：圆环形支承面上所产生得摩擦阻力矩按定积分原理求得，在支承面上取一圆环微面积积分得：实

6、际夹紧力为：3-3夹紧机构设计（1）斜楔夹紧机构工作原理：利用楔块的斜面将楔块的推力转变为夹紧力，从而夹紧工件。以斜楔为研究对象，夹紧时根据静力平衡原理，有Q=F2+Wtg(+1)F2=Wtan2WWNQ2F2F11NQ=Wtan2+Wtg(+1)1=2=，当≤11°，可用下式近似计算WWN2F2F11N夹紧力Q去除，斜楔受到F1、N等作用，要能自锁，必须满足下式F2＞Nsin(-1)一般1=2==5～7°，故当＜10～14°时自锁，一般取=6～8°F2=Wtan2W=

7、Ncos(-1)Wtg2＞Wtg(-1)即Φ2＞(-1)或＜1＋24）结构简单，但操作不方便。主要用于机动夹紧，且毛坯质量较高的场合。斜楔夹紧的特点：2）有增力作用，扩力比i=W/Q，约等于3；3）夹紧行程小,h/s=tanα，故h远小于s；1）能改变夹紧力作用力的方向；5）夹紧效率低夹持原则：1.楔块夹紧工件后应能自锁，α≤φ1+φ2为自锁条件2.一般钢铁的摩擦系数为0.1～0.15，取φ1=φ2=5～7°，故α≤10～14°3.为了安全可靠，取α=5～7°楔块材料：通常用20钢渗碳，淬硬58~62HRC（

8、2）螺旋夹紧机构螺旋夹紧装置是从楔块夹紧装置转化而来的,相当于把楔块绕在圆柱体上,转动螺旋时即可夹紧工作.螺旋夹紧特点：1）结构简单，自锁性好，夹紧可靠；2）扩力比约为80,远比斜楔夹紧力大；3）夹紧行程不受限制；4）夹紧动作慢，辅助时间长，效率低