機械夾緊機構

課題十四工件的夾緊【教學目的和要求】掌握夾緊力的確定方法，了解典型夾緊機構。能夠合理確定夾緊方案，具備設計簡單夾緊機構或裝置的能力，會正確使用機床夾具?！窘虒W內(nèi)容摘要】一、夾緊裝置的組成及要求二、夾緊力的確定三、典型夾緊機構四、聯(lián)動夾緊機構五、定心夾緊機構

【教學重點、難點】重點：夾緊力的確定【教學方法和使用教具】講授、討論與習題【教學時數(shù)】42021/5/91

工件定位之后，在切削加工之前，必須用夾緊裝置將其夾緊，以防止在加工過程中由于受到切削力、重力、慣性力等的作用發(fā)生位移和振動，影響加工質(zhì)量，甚至使加工無法順利進行。因此，夾緊裝置的合理選用至關重要。

一、夾緊裝置的組成及要求

1.夾緊裝置的組成（1）力源裝置提供原始作用力的裝置稱為力源裝置，常用的力源裝置有液壓裝置、氣動裝置、電磁裝置、電動裝置、真空裝置等。以操作者的人力為力源時，稱為手動夾緊，沒有專門的力源裝置。（2）夾緊機構要使力源裝置所產(chǎn)生的原始作用力或操作者的人力正確地作用到工件上，還需要有最終夾緊工件的執(zhí)行元件（即夾緊元件）以及將原始作用力或操作者的人力傳遞給夾緊元件的中間遞力機構夾緊元件和中間遞力機構組成了夾緊機構。

如圖14-1所示的夾具，其夾緊裝置就是由液壓缸4（力源裝置）壓板1（夾緊元件）和連桿2（中間遞力機構）所組成的。

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如圖14-1所示的夾具，其夾緊裝置就是由液壓缸4（力源裝置）壓板1（夾緊元件）和連桿2（中間遞力機構）所組成的。

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二、夾緊力的確定

確定夾緊力就是確定夾緊力的大小、方向和作用點三個要素。

1.夾緊力方向的確定（1）夾緊力方向應朝向主要定位基準面，如圖14-2所示。（2）夾緊力應朝向工件剛性較好的方向，使工件變形盡可能小，如圖14-3

所示。（3）夾緊力方向應盡可能實現(xiàn)“三力”同向，以利于減小所需的夾緊力，如圖14-4所示。

2.夾緊力作用點的確定（1）夾緊力作用點應落在定位元件上或幾個定位元件所形成的支承區(qū)域內(nèi)，如圖14-5所示。（2）夾緊力作用點應作用在工件剛性較好的部位上，如圖14–6所示。

（3）夾緊力作用點應盡量靠近加工部位，如圖14-7所示。

3.夾緊力大小的確定

夾緊力的大小要適當，夾緊力太小，難以夾緊工件；夾緊力太大，將增大夾緊裝置的結(jié)構尺寸，且會增大工件變形，影響加工質(zhì)量。夾緊力的計算可參閱有關資料。2021/5/94夾緊力方向應朝向主要定位基準面，如圖14-2所示。2021/5/95（2）夾緊力應朝向工件剛性較好的方向，使工件變形盡可能小，如圖14-3所示。2021/5/96（3）夾緊力方向應盡可能實現(xiàn)“三力”同向，以利于減小所需的夾緊力，如圖14-4所示。

2021/5/97（1）夾緊力作用點應落在定位元件上或幾個定位元件所形成的支承區(qū)域內(nèi)，如圖14-5所示。2021/5/98（2）夾緊力作用點應作用在工件剛性較好的部位上，如圖14–6所示2021/5/99（3）夾緊力作用點應盡量靠近加工部位，如圖14-7示。2021/5/910三、典型夾緊機構

1．斜楔夾緊機構如圖14-8所示，幾種斜楔夾緊機構夾緊工件的實例。

2．螺旋夾緊機構如圖14-9所示，幾種螺旋夾緊機構夾緊工件的實例。

3.偏心夾緊機構用偏心件直接或間接夾緊工件的機構，稱為偏心夾緊機構。常用的偏心件是偏心輪和偏心軸，如圖

14-10所示，為偏心夾緊機構的應用實例。偏心夾緊機構的特點是結(jié)構簡單、操作方便、夾緊迅速，缺點是夾緊力和夾緊行程小，一般用于切削力不大、振動小、沒有離心力影響的加工中。2021/5/911如圖14-8所示，幾種斜楔夾緊機構夾緊工件的實例。

2021/5/912如圖14-9所示，幾種螺旋夾緊機構夾緊工件的實例2021/5/913常用的偏心件是偏心輪和偏心軸，如圖14-10所示，為偏心夾緊機構的應用實例。

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四、聯(lián)動夾緊機構

利用單一力源實現(xiàn)單件或多件的多點、多向同時夾緊的機構稱為聯(lián)動夾緊機構。聯(lián)動夾緊機構便于實現(xiàn)多件加工，故能減少機動時間；又因集中操作，簡化了操作程序，可減少動力裝置數(shù)量、輔助時間和工人勞動強度等，因而能有效地提高生產(chǎn)率，在大批量生產(chǎn)中應用廣泛。聯(lián)動夾緊機構可分為單件聯(lián)動夾緊機構和多件聯(lián)動夾緊機構。

1．單件聯(lián)動夾緊機構

這類夾緊機構其夾緊力作用點有兩點、三點或多至四點，夾緊力的方向可以相同、相反、相互垂直或交叉。如圖14-11a所示，兩個夾緊力互相垂直，擰緊手柄可在右側(cè)面和頂面同時夾緊工件。如圖14-11b所示，為兩個夾緊力方向相同，擰緊右邊螺母，通過螺桿帶動平衡杠桿即能使兩副壓板均勻地同時夾緊工件。

2021/5/915如圖14-11a所示，兩個夾緊力互相垂直，擰緊手柄可在右側(cè)面和頂面同時夾緊工件。如圖14-11b所示，為兩個夾緊力方向相同，擰緊右邊螺母，通過螺桿帶動平衡杠桿即能使兩副壓板均勻地同時夾緊工件。

2021/5/9162．多件聯(lián)動夾緊機構多件聯(lián)動夾緊機構一般有平行式多件聯(lián)動夾緊機構和連續(xù)式多件聯(lián)動夾緊機構。（1）平行式多件聯(lián)動夾緊機構

如圖14-12所示，在四個V形塊上裝四個工件各夾緊力方向互相平行若采用剛性壓板如圖14-12a所示，則因一批工件定位直徑實際尺寸不一致，使各工件所受的夾緊力不等，甚至夾不緊工件。如果采用圖14-12b

所示帶有三個浮動環(huán)節(jié)的壓板結(jié)構，既可同時夾緊工件，且各工件所受的夾緊力理論上相等。

（2）連續(xù)式多件聯(lián)動夾緊機構

如圖14-13所示，為同時銑削四個工件的夾具。2021/5/917如圖14-12所示，在四個V形塊上裝四個工件各夾緊力方向互相平行若采用剛性壓板如圖14-12a所示，則因一批工件定位直徑實際尺寸不一致，使各工件所受的夾緊力不等，甚至夾不緊工件。如果采用圖14-12b所示帶有三個浮動環(huán)節(jié)的壓板結(jié)構，既可同時夾緊工件，且各工件所受的夾緊力理論上相等。

2021/5/918如圖14-13所示，為同時銑削四個工件的夾具。2021/5/919五、定心夾緊機構

在機械加工中，常遇到許多具有對稱軸線、對稱平面或?qū)ΨQ中心的工件，這時，可采用定心夾緊機構，如三爪卡盤。由于采用定心夾緊機構時，對稱軸線、對稱平面或?qū)ΨQ中心是工件的定位基準，因而可使定位基準不產(chǎn)生位移。如果對稱軸線、對稱平面或?qū)ΨQ中心又是工件的工序基準，則定位基準與工序基準重合。定心夾緊機構具有在實現(xiàn)定心作用的同時并將工件夾緊的特點。而且定心夾緊機構中與工件接觸的元件既是定位元件也是夾緊元件（稱工作元件），各工作元件能同步趨近或離開工件，不論各工作元件處于何位置，其對稱中心的位置不變。正是由于這些特點，能使工件的定位基準位置不變，從而實現(xiàn)定心夾緊的作用。2021/5/920

常用的定心夾緊機構有如下兩大類：

1．機械傳動式定心夾緊機構此類機構是利用機械傳動裝置使工作元件作等速移動來實現(xiàn)定心夾緊作用的。如圖14-14所示，

2．彈性變形式定心夾緊機構（1）彈簧筒夾定心夾緊機構如圖14-15a所示為裝夾工件以外圓柱面定位的彈簧夾頭；如圖14-15b所示為裝夾工件以內(nèi)孔定位的彈簧心軸。這類機構的主要元件是彈性筒夾，它是在一個錐形套筒上開出3～4條軸向槽而形成的。（2）膜片卡盤式定心夾緊機構如圖14-16所示為膜片卡盤。這一類定心夾緊機構的特點是：夾緊行程小，定心精度高，但制造較困難。2021/5/921如圖14-14所示，為虎鉗式定心夾緊機構，操作螺桿1，使左、右旋螺紋帶動滑座上的V形架2、3（工作元件）作對向等速移動，便可實現(xiàn)工件的定心夾緊，反之，便可