第四章第4節(jié)-工件在夾具中的夾緊

1、第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊 工件在定位元件上定位后，必須采用一定的工件在定位元件上定位后，必須采用一定的裝置將工件壓緊夾牢，使其在加工過程中不會因裝置將工件壓緊夾牢，使其在加工過程中不會因受切削力、慣性力或離心力等作用而發(fā)生振動或受切削力、慣性力或離心力等作用而發(fā)生振動或位移，從而保證加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全，這種裝置位移，從而保證加工質(zhì)量和生產(chǎn)安全，這種裝置稱為稱為夾緊裝置夾緊裝置。 機械加工中所使用的夾具一般都必須有夾緊機械加工中所使用的夾具一般都必須有夾緊裝置，在大型工件上鉆小孔時，可不單獨設(shè)計夾裝置，在大型工件上鉆小孔時，可不單獨設(shè)計夾緊裝置。緊裝置。 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊一.夾緊裝置

2、的組成及其基本要求(1)力源裝置：產(chǎn)生夾緊產(chǎn)生夾緊 作用力的裝置。所產(chǎn)作用力的裝置。所產(chǎn) 生的力稱為原始力，生的力稱為原始力， 如氣動、液動、電如氣動、液動、電 動等，圖中的力源裝置是氣缸。對于手動夾緊動等，圖中的力源裝置是氣缸。對于手動夾緊 來說，力源來自人力。來說，力源來自人力。(2)夾緊元件：夾緊裝置的最終執(zhí)行元件，與工件夾緊裝置的最終執(zhí)行元件，與工件直接接觸完成夾緊作用，如圖中的壓板。直接接觸完成夾緊作用，如圖中的壓板。 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊（3）中間傳力機構(gòu) 介于力源和夾緊元件之間傳介于力源和夾緊元件之間傳遞力的機構(gòu)，如圖中的杠桿。遞力的機構(gòu)，如圖中的杠桿。 在傳遞力的過程中，

3、在傳遞力的過程中，它能起到如下它能起到如下作用作用: :1)1)改變作用力的方向改變作用力的方向; ;2)2)改變作用力的大小，通常是起增力作用改變作用力的大小，通常是起增力作用; ; 3)3)使夾緊實現(xiàn)自鎖，保證力源提供的原始力消失使夾緊實現(xiàn)自鎖，保證力源提供的原始力消失后，仍能可靠地夾緊工件，這對手動夾緊尤為重后，仍能可靠地夾緊工件，這對手動夾緊尤為重要。要。第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊夾緊裝置的基本要求：夾緊時不能破壞工件定位后獲得的正確位置；夾緊時不能破壞工件定位后獲得的正確位置；夾緊力大小要合適，既要保證工件在加工過程夾緊力大小要合適，既要保證工件在加工過程中不移動、不轉(zhuǎn)動、不振動，又

4、不得使工件產(chǎn)中不移動、不轉(zhuǎn)動、不振動，又不得使工件產(chǎn)生變形或損傷工件表面；生變形或損傷工件表面；夾緊動作要迅速、可靠，且操作要方便、省力、夾緊動作要迅速、可靠，且操作要方便、省力、安全；安全；結(jié)構(gòu)緊湊，易于制造與維修。其自動化程度及結(jié)構(gòu)緊湊，易于制造與維修。其自動化程度及復(fù)雜程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。復(fù)雜程度應(yīng)與工件的生產(chǎn)綱領(lǐng)相適應(yīng)。 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊二.夾緊力的確定1.確定夾緊力方向的原則：1)夾緊力的方向應(yīng)使定位基面與定位元件接觸良夾緊力的方向應(yīng)使定位基面與定位元件接觸良好，保證工件定位準確可靠。好，保證工件定位準確可靠。當工件由幾個表當工件由幾個表面組合定位時，在各相應(yīng)方向

5、都應(yīng)施加夾緊力，面組合定位時，在各相應(yīng)方向都應(yīng)施加夾緊力，且主要夾緊力的方向應(yīng)朝向主要定位基面；且主要夾緊力的方向應(yīng)朝向主要定位基面；第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊2)理想的夾緊力的方向應(yīng)盡量與工件受到的切削理想的夾緊力的方向應(yīng)盡量與工件受到的切削力、重力等的方向一致，以減小夾緊力；力、重力等的方向一致，以減小夾緊力； 以上三種夾緊力、切削力、重力的三種方向關(guān)系中，圖a)所需夾緊力最小，圖c)所需夾緊力最大。第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊3)夾緊力的方向應(yīng)與工件剛度最大的方向一致，夾緊力的方向應(yīng)與工件剛度最大的方向一致，以減小工件變形。夾緊薄壁工件時，尤應(yīng)注意以減小工件變形。夾緊薄壁工件時，尤應(yīng)注意這

6、種情況。這種情況。 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊2.夾緊力作用點的確定1)夾緊力的作用點應(yīng)正對支承元件或位于夾緊力的作用點應(yīng)正對支承元件或位于支承元件所形成的支承面內(nèi)；支承元件所形成的支承面內(nèi)；以上兩種夾緊方案，相較而言b)方案是合理的。第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊2)夾緊力作用點應(yīng)位于工件剛性較好的部位；通過對比以上兩種方案，將作用在殼體中部的單通過對比以上兩種方案，將作用在殼體中部的單點改為在工件外緣處的兩點夾緊，工件的變形大點改為在工件外緣處的兩點夾緊，工件的變形大大改善，夾緊也更可靠。此項原則對剛性差的工大改善，夾緊也更可靠。此項原則對剛性差的工件尤為重要。件尤為重要。 第四節(jié) 工件在夾具

7、中的夾緊3)夾緊力的作用點應(yīng)盡量靠近加工表面，以減小夾緊力的作用點應(yīng)盡量靠近加工表面，以減小切削力對夾緊點的力矩，防止或減少工件的加切削力對夾緊點的力矩，防止或減少工件的加工振動或彎曲變形。工振動或彎曲變形。如圖所示工件形如圖所示工件形狀特殊，加工面狀特殊，加工面距夾緊力距夾緊力F FQ1Q1作用作用點較遠，這時應(yīng)點較遠，這時應(yīng)增設(shè)輔助裝置，增設(shè)輔助裝置，并附加夾緊力并附加夾緊力F FQ2Q2，以提高工件夾緊以提高工件夾緊后的剛度后的剛度第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊3.夾緊力大小的估算 夾緊力的大小可根據(jù)切削力、工件重力的大夾緊力的大小可根據(jù)切削力、工件重力的大小、方向和相互位置關(guān)系具體計算。為

8、安全起見，小、方向和相互位置關(guān)系具體計算。為安全起見，計算出的夾緊力應(yīng)乘以計算出的夾緊力應(yīng)乘以安全系數(shù)安全系數(shù)K K，故實際夾緊，故實際夾緊力一般比理論計算值大力一般比理論計算值大2 2 3 3倍。倍。 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊 進行夾緊力計算時，通常將夾具和工件看作進行夾緊力計算時，通常將夾具和工件看作一剛性系統(tǒng)，以簡化計算。根據(jù)工件在切削力、一剛性系統(tǒng)，以簡化計算。根據(jù)工件在切削力、夾緊力夾緊力 ( (重型工件要考慮重力，高速時要考慮慣重型工件要考慮重力，高速時要考慮慣性力性力) )作用下處于靜力平衡，列出靜力平衡方程作用下處于靜力平衡，列出靜力平衡方程式，即可算出理論夾緊力。式，即可算

9、出理論夾緊力。第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊 一般來說，手動夾緊時不必算出夾緊力的確一般來說，手動夾緊時不必算出夾緊力的確切值，只有機動夾緊時，才進行夾緊力計算，以切值，只有機動夾緊時，才進行夾緊力計算，以便決定動力部件便決定動力部件 ( (如氣缸、液壓缸直徑等如氣缸、液壓缸直徑等) )的尺的尺寸。寸。 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊三.典型夾緊機構(gòu) 夾緊機構(gòu)是夾緊裝置的重要組成部分，因為夾緊機構(gòu)是夾緊裝置的重要組成部分，因為無論采用何種動力源裝置，都必須通過夾緊機構(gòu)無論采用何種動力源裝置，都必須通過夾緊機構(gòu)將原始力轉(zhuǎn)化為夾緊力、各類機床夾具應(yīng)用的夾將原始力轉(zhuǎn)化為夾緊力、各類機床夾具應(yīng)用的夾緊機構(gòu)多種

10、多樣，以下介紹幾種利用機械摩擦實緊機構(gòu)多種多樣，以下介紹幾種利用機械摩擦實現(xiàn)夾緊，并可自鎖的典型夾緊機構(gòu)?，F(xiàn)夾緊，并可自鎖的典型夾緊機構(gòu)。 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊1.斜楔夾緊特點：(1)(1)有增力作用；有增力作用；(2)(2)夾緊行程??；夾緊行程?。?3)(3)結(jié)構(gòu)簡單，但操作結(jié)構(gòu)簡單，但操作不方便。不方便。第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊斜楔夾緊的受力分析斜楔夾緊的鉆模，以原始作用力斜楔夾緊的鉆模，以原始作用力FPFP將斜將斜楔推入工件和夾具之間實現(xiàn)夾緊楔推入工件和夾具之間實現(xiàn)夾緊夾緊時，夾緊時，F(xiàn)P、FQ、FR三力平衡。三力平衡。夾緊力：夾緊力：工件夾緊后工件夾緊后FP力消失，則斜楔應(yīng)能自

11、鎖。這時斜力消失，則斜楔應(yīng)能自鎖。這時斜楔受到合力楔受到合力FQ1和和FR1作用，其中作用，其中FR1的水平分力的水平分力FRX有使斜楔松開的趨勢，欲阻止其松開而自鎖，須使有使斜楔松開的趨勢，欲阻止其松開而自鎖，須使摩擦力摩擦力FR1FRX,亦即：亦即：因兩處摩擦角很小，則可寫出斜楔夾角的自鎖條因兩處摩擦角很小，則可寫出斜楔夾角的自鎖條件：件：1+2 通常取通常取=5-712tantan()PQFF21tantanQQFF第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊2.螺旋夾緊特點：特點：(1)(1)夾緊結(jié)構(gòu)簡單，夾緊可靠，夾緊結(jié)構(gòu)簡單，夾緊可靠，在夾具中得到廣泛應(yīng)用；在夾具中得到廣泛應(yīng)用；(2)(2)夾緊力比

12、斜楔夾緊力大，螺夾緊力比斜楔夾緊力大，螺旋夾緊行程不受限制，所以旋夾緊行程不受限制，所以在手動夾緊中應(yīng)用極廣；在手動夾緊中應(yīng)用極廣；(3)(3)螺旋夾緊動作慢，輔助時間螺旋夾緊動作慢，輔助時間長，效率低，在實際生產(chǎn)中，長，效率低，在實際生產(chǎn)中，螺旋一壓板組合夾緊比單螺螺旋一壓板組合夾緊比單螺旋夾緊用的更為普遍。旋夾緊用的更為普遍。第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊3.偏心夾緊特點：由于圓偏心夾特點：由于圓偏心夾緊時的夾緊力小，自緊時的夾緊力小，自鎖性能不是很好，且鎖性能不是很好，且夾緊行程小，故多用夾緊行程小，故多用于切削力小，無振動，于切削力小，無振動，工件尺寸公差不大的工件尺寸公差不大的場合，但是

13、圓偏心夾場合，但是圓偏心夾緊機構(gòu)是一種快速夾緊機構(gòu)是一種快速夾緊機構(gòu)。緊機構(gòu)。 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊四.夾緊動力源裝置1.氣動夾緊1霧化器 2減壓閥 3止回閥 4轉(zhuǎn)向閥 5調(diào)速閥 6氣壓表 7氣缸 第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊 圖為單作用氣缸，圖為單作用氣缸，夾緊靠氣壓頂緊，松夾緊靠氣壓頂緊，松開由彈簧推回，用于開由彈簧推回，用于夾緊行程較短的情況。夾緊行程較短的情況。活塞在壓縮空氣作用活塞在壓縮空氣作用下產(chǎn)生的原始推動力。下產(chǎn)生的原始推動力。 原始推動力：24sPDFpF單第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊 右圖為雙作用氣右圖為雙作用氣缸，活塞的雙向移動缸，活塞的雙向移動均由壓縮空氣驅(qū)動，均由壓縮空氣驅(qū)動，用于行程較大或往復(fù)用于行程較大或往復(fù)均需動力推動的情況均需動力推動的情況。 壓縮空氣進入無桿腔一側(cè)時，活塞桿的推力： 24PFD p雙推壓縮空氣作用在有桿腔一側(cè)時，活塞桿的拉力： 24PFDp雙拉（）第四節(jié) 工件在夾具中的夾緊2.液壓夾緊特點：特點：(1)(1)工作壓力高，傳動力大，工作壓力高，傳動力大，不需增力機構(gòu)，夾具結(jié)構(gòu)不需增力機構(gòu)，夾具結(jié)構(gòu)簡單；簡單；(2)(2)油液不可壓縮，夾緊剛油液不可壓縮，夾緊剛性大，工作平穩(wěn)，夾緊可性大，工作平穩(wěn)，夾緊可靠；靠；(3)(3)噪聲小，勞動條件好。噪聲小，勞動條件好。(4)(4)適