《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)》夾緊裝置設(shè)計(jì)

23233夾緊裝置設(shè)計(jì)【學(xué)問(wèn)目標(biāo)】機(jī)床夾具夾緊裝置的組成和根本要求；夾緊裝置中夾緊力大小、方向及作用點(diǎn)的根本確定方法；作特性?！炯寄苣繕?biāo)】把握聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)、定心夾緊機(jī)構(gòu)以及夾緊動(dòng)力裝置的應(yīng)用；把握專用夾具夾緊裝置設(shè)計(jì)的根本方法及應(yīng)用；力氣。【任務(wù)描述】機(jī)械加工過(guò)程中，被加工的工件常會(huì)受到切削力、離心力、重力、慣性力等的作用，在因素對(duì)于工件的加工的質(zhì)量有重要的影響。3-118H7孔，本任務(wù)就是依據(jù)加工要求設(shè)計(jì)一套專用夾具的夾緊機(jī)構(gòu)來(lái)滿足孔18H7的加工要求?！救蝿?wù)分析】

孔3-1為加工搖臂零件18H718H7其次要依據(jù)夾緊裝置的根本要求，來(lái)確定夾緊的三要素〔大小、方向、作用點(diǎn)，并且依據(jù)常見(jiàn)夾緊裝置的構(gòu)造及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的狀況初步確定夾緊裝置的構(gòu)造特點(diǎn)行誤差分析和相關(guān)特性分析。【任務(wù)引導(dǎo)】(1)工件定位與夾緊概念是什么？工件夾緊是由什么裝置實(shí)現(xiàn)的？(2)機(jī)床夾具夾緊裝置的組成和根本要求是什么？夾緊力確定的根本原則是什么？根本夾緊機(jī)構(gòu)有哪些？主要構(gòu)造特點(diǎn)是什么？聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)的種類有哪些？主要構(gòu)造特點(diǎn)是什么？(6)定心夾緊機(jī)構(gòu)的種類有哪些？主要構(gòu)造特點(diǎn)是什么？(7)夾緊動(dòng)力裝置有哪些？主要構(gòu)造特點(diǎn)是什么？生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)床夾具動(dòng)力裝置有哪些？生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)專用機(jī)床夾具氣動(dòng)和液壓動(dòng)力裝置組成有哪些？生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)斜楔夾緊機(jī)構(gòu)和偏心夾緊機(jī)構(gòu)的種類有哪些？特點(diǎn)是什么？(11)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)和定心夾緊機(jī)構(gòu)的種類有哪些？特點(diǎn)是什么？【學(xué)問(wèn)預(yù)備】3.1夾緊裝置的組成和根本要求夾緊裝置的組成3-2所示為夾緊裝置組成示意圖，它主要由力源裝置、中間傳力機(jī)構(gòu)和夾緊元件三局部組成。力源裝置3-21。對(duì)于手動(dòng)夾緊來(lái)說(shuō)，力源來(lái)自人力。中間傳力機(jī)構(gòu)中間傳力機(jī)構(gòu)是介于力源和夾緊元件之間傳遞力的機(jī)構(gòu)3-223。實(shí)現(xiàn)自鎖，保證力源供給的原始力消逝后，仍能牢靠地夾緊工件，這對(duì)手動(dòng)夾緊尤為重要。夾緊元件3-2中的壓4。3-2夾緊裝置組成示意圖1—?dú)飧祝?—斜楔；3—滾輪；4—壓板夾緊裝置的根本要求安裝方法和生產(chǎn)規(guī)模等條件來(lái)確定。但無(wú)論其組成如何，都必需滿足以下根本要求：夾緊時(shí)應(yīng)保持工件定位后所占據(jù)的正確位置。夾緊力大小要適當(dāng)，夾緊機(jī)構(gòu)既要保證工件在加工過(guò)程中不產(chǎn)生松動(dòng)或振動(dòng)。同時(shí)，又不得產(chǎn)生過(guò)大的夾緊變形和外表?yè)p傷。夾緊機(jī)構(gòu)的自動(dòng)化程度和簡(jiǎn)潔程度應(yīng)和工件的生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)，并有良好的構(gòu)造工藝性，盡可能承受標(biāo)準(zhǔn)化元件。夾緊動(dòng)作要快速、牢靠，且操作要便利、省力、安全。(5)構(gòu)造簡(jiǎn)潔，易于制造。3.2夾緊力確實(shí)定素：方向、作用點(diǎn)和大小。確定這些要素時(shí)，要分析工件的構(gòu)造特點(diǎn)、加工要求、切削力和其他外力作用工件的狀況,以及定位元件的構(gòu)造和布置方式。夾緊力方向確定夾緊力方向時(shí)，應(yīng)與工件定位基準(zhǔn)的位置及所受外力的作用方向等結(jié)合起來(lái)考慮。其確定原則是：夾緊力的作用方向應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面3-3〔a〕所示的直角支座以A、B面定位鏜孔，要求保證孔中心線垂直于A面。為A面作為主要定位基準(zhǔn)，夾緊力QA面。這樣無(wú)論AB面有多大的垂直度誤差，都能保證孔中心線與A面垂直。否則如圖3-3〔b〕所示的夾緊力方向垂直于B面，則因B面間有垂直度誤差＞90或90，使鏜出的孔不垂直于A面而可能工件報(bào)廢。合理(b)不合理3-3夾緊力方向?qū)︾M孔垂直度的影響夾緊力作用方向應(yīng)使所需夾緊力最小夾緊力作用方向應(yīng)使所需夾緊力最小，這樣可使機(jī)構(gòu)輕松、緊湊，工件變形小，對(duì)手動(dòng)Q的方向最好與切削力F、G的方向重合，這時(shí)所需要的夾緊力為最小。如圖3-4F、G、Q三力不同方向之間關(guān)系的幾種狀況。明顯，圖3-4〔a〕3-4〔f〕最不合理。較合理〔c〕可行〔d〕不合理〔e〕不合理〔f〕最不合理3-4夾緊方向與夾緊力大小的關(guān)系夾緊力作用方向應(yīng)使工件變形最小由于工件不同方向上的剛度是不全都的3-5明顯要比用特制螺母從軸向夾緊工件的變形大得多。夾緊力作用點(diǎn)

(a)不合理(b)合理3-5夾緊力方向與工件剛性關(guān)系于夾緊力作用點(diǎn)的位置和數(shù)目直接影響工件定位后的牢靠性和夾緊后的變形則：夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)落在支承元件上或幾個(gè)支承元件所形成的支承面內(nèi)如圖3-6(a)所示，夾緊力作用在支承面范圍之外，會(huì)使工件傾斜或移動(dòng)，而如圖3-6(b)所示，夾緊力作用在支承面范圍之內(nèi)則是合理的。不合理(b)合理3-6夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)在支承面內(nèi)夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)落在工件剛性好的部位上如圖3-7為改善，且?jiàn)A緊也更牢靠。該原則對(duì)剛度差的工件尤其重要。不合理(b)合理3-7夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)在剛性較好部位夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近被加工外表，以減小切削力對(duì)工件造成的翻轉(zhuǎn)力矩必要時(shí)應(yīng)在工件剛性差的部位增加關(guān)心支承并施加夾緊力，以免振動(dòng)和變形。如圖3-8所示，支承aQ2。這樣翻轉(zhuǎn)力矩小又增加了工件的R，既保證了定位夾緊的牢靠性，又減小了振動(dòng)和變形。夾緊力大小

圖3-8夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)靠近加工外表甚至發(fā)生事故。夾緊力的大小確定方法在實(shí)際設(shè)計(jì)中確定夾緊力大小的方法有兩種：閱歷類比法和分析計(jì)算法。的精準(zhǔn)數(shù)值，只是必要時(shí)進(jìn)展概略的估算。夾緊力(重型工件要考慮重力，高速時(shí)要考慮慣性力)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Q/，再乘以安全系數(shù)K，作為所需的實(shí)際夾緊力Q。K1.5～32.5～31.5～2。夾緊力的計(jì)算可依據(jù)圖3-4中的幾種狀況來(lái)進(jìn)展?，F(xiàn)分析其中的三種狀況：切削力完全作用在支承上。夾緊力。切削力與夾緊力的方向垂直。3-4〔b〕所示，切削力F的計(jì)算公式為：FQf f Gf〔3-1〕1 2 1式中，f1為工件已加工定位面與定位元件之間的摩擦系數(shù)，一般取0.10～0.15；f2為夾緊元件與工件夾緊外表之間的摩擦系數(shù)，一般取0.2～0.25。不計(jì)工件重力，并考慮安全系數(shù)，則由式〔3-1〕變形可得夾緊力為：Q KF 〔3-2〕f f1 2切削力與夾緊力的方向相反。夾緊力的狀況如圖3-4〔f〕所示：此時(shí)需要夾緊力最大為：QKFG〔3-3〕計(jì)算夾緊力的典型實(shí)例車削加工時(shí)的夾緊力計(jì)算如圖3-9所示，工件夾于三爪卡盤上，每爪的夾緊力為Q。車削時(shí)，工件所受的切削力FF、F、F三個(gè)分力。x y z3-9車削時(shí)的夾緊力計(jì)算由于工件夾于三爪卡盤上，三個(gè)夾緊力Q要抑制工件切削時(shí)的軸向移動(dòng)和繞軸線的轉(zhuǎn)D動(dòng)，軸向移動(dòng)分力為F，繞軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩為F 1，但夾緊力是夾緊在直徑為D的截面x Z 2處，故依據(jù)力矩平衡關(guān)系可得直徑為DF/：ZF F 1FDZ2/ZD2D1DF/D1DZ ZF為F/F/2F2Z XQfQfKFn則可得工件與卡爪間處夾緊力值：QQKFnf式中，n為卡爪數(shù)；f為工件與卡爪間的摩擦系數(shù)。鉆削加工時(shí)的夾緊力計(jì)算KMQfKMQfLQKMfLM為鉆削扭矩N·。如圖3-10〔b〕所示為用三爪卡盤夾緊工件時(shí)鉆孔，這時(shí)鉆削扭矩和軸向力全部由三個(gè)爪的夾緊力承受，由靜力學(xué)平衡關(guān)系可知：nnQfFMKDQQKFM1DnfF為鉆削時(shí)的軸向力N；D為需要加工孔的直徑m。用壓板壓緊工件時(shí)鉆孔〔b〕用三爪卡盤夾緊工件時(shí)鉆孔3-10鉆孔時(shí)的夾緊力計(jì)算銑削加工時(shí)的夾緊力計(jì)算如圖3-11所示為在臥式銑床上用圓柱銑刀銑削工件上的一個(gè)平面，工件由側(cè)面上的兩FrFTF這FOFLQ1、Q2產(chǎn)生的摩擦力矩。3-11銑削時(shí)的夾緊力計(jì)算FLKQf

Qf

fl假設(shè)兩處夾緊力相等FFF1 2

1 1 2

2 1 2 2FFLKQffll12 1 2要夾具，則往往通過(guò)試驗(yàn)的方法測(cè)定所需的夾緊力。位元件的構(gòu)造和布置等多種因素，才能最終確定并具體設(shè)計(jì)出較為抱負(fù)的夾緊機(jī)構(gòu)。例3-1如圖3-12所示，工件在V形塊上定位，進(jìn)展鏜孔。在工件的上母線上施以垂直向下的夾緊力Q，求夾緊力Q的大小。3-12鏜孔時(shí)V形塊定位的受力分析解Fz

Fx

Fz

使工件受到VFx不計(jì)。

會(huì)使工件軸向移動(dòng)。工件重力相對(duì)很小，可無(wú)視防止工件轉(zhuǎn)動(dòng)所需夾緊力。圓周切削力產(chǎn)生的切削轉(zhuǎn)距為M=Fr，它由夾緊后夾z緊點(diǎn)和定位點(diǎn)產(chǎn)生的摩擦力距平衡。設(shè)理論夾緊力為Q/，定位外表的支反力為N，由力的平衡方程得QQ/F2Nsinz2即NNQ/F2sinz2設(shè)夾緊點(diǎn)的磨擦系數(shù)為，支承點(diǎn)的摩擦系數(shù)為，由力矩平衡方程得FFrQ/R2NRz12即FFrQ/RQ/RFRz1sin2 z 22sin2整理得FFrsinRQ/z22Rsin 122KQ為FFrsinRQKzRsin22122防止工件軸向移動(dòng)所需的夾緊力、摩擦力與軸向切削力平衡方程為QQ/2NF1 2 xQ/F2Q/F2sinz2Fx21整理得F F sinFQ/Xsin2Z 2122F sinF sinFQKXsin2Z 2122所需的夾緊力?！拘√崾尽扛鹘佑|外表間的摩擦系數(shù)取決于工件與定位支承面或壓板之間的接觸情況。當(dāng)接觸外表均為已加工外表時(shí)，摩擦系數(shù)可按以下數(shù)據(jù)選?。骸?〕支承塊外表為光滑面時(shí)，=0.16～0.25。支承塊外表有與位移方向全都的溝槽時(shí)，=0.3。支承塊外表有與位移方向垂直的溝槽時(shí)，=0.4。支承塊外表有穿插的網(wǎng)狀溝槽時(shí)，=0.7～0.8。3.3根本夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，因此，在設(shè)計(jì)夾緊機(jī)構(gòu)時(shí)，首先需要了解各種根本夾緊機(jī)構(gòu)的工作特點(diǎn)(如能產(chǎn)生多大的夾緊力、自鎖性能、夾緊行程、擴(kuò)力比等)。常用的根本夾緊機(jī)構(gòu)有斜楔、螺旋、偏心等形式，它們都是利用機(jī)械摩擦的斜面自鎖原理來(lái)夾緊工件。斜楔夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)斜楔夾緊機(jī)構(gòu)主要用于增大夾緊力或轉(zhuǎn)變夾緊力方向。如圖3-13〔a〕所示為手動(dòng)式斜3-13〔b〕所示為機(jī)動(dòng)式斜楔夾緊機(jī)構(gòu)。3-13〔b〕2在氣動(dòng)(或液動(dòng))23在6652連續(xù)前進(jìn)，此時(shí)柱塞37626212762上的銷46拉回。3-13斜楔夾緊機(jī)構(gòu)1—楔座；2—斜楔；3—柱塞；4—銷子；5—螺桿；6—壓板；7—彈簧夾緊力的計(jì)算斜楔在夾緊過(guò)程中的受力分析如圖3-14〔a〕所示，工件與夾具體給斜楔的作用力分別QRF21 2 F1R，QFQ1 2

和 ，相應(yīng)的摩擦角分別為F1 F

和。R1R3-14斜楔夾緊力的計(jì)算當(dāng)斜楔處于平衡狀態(tài)時(shí)，依據(jù)靜力學(xué)平衡，可得斜楔對(duì)工件所產(chǎn)生的夾緊力Q為Q P

〔3-4〕tan

1

tan2P式中，為夾緊原動(dòng)力為斜楔的楔角〔°，一般為6°1和P1 2

分別為斜楔與夾具體和工件間的摩擦角〔°。QQPtan2自鎖條件當(dāng)工件夾緊并撤除夾緊原動(dòng)力P后，夾緊機(jī)構(gòu)依靠摩擦力的作用，仍能保持對(duì)工件的夾緊狀態(tài)的現(xiàn)象稱為自鎖。依據(jù)這一要求，當(dāng)撤除夾緊原動(dòng)力P后，此時(shí)摩擦力的方向與斜楔松開(kāi)的趨勢(shì)相反，斜楔自鎖時(shí)的受力分析如圖3-14〔b〕所示。則斜楔夾緊的自鎖條件為1 2f鋼鐵外表間的摩擦因數(shù)一般為=0.1～0.15，可知摩擦角f1

和5.75°～8.5°。2因此，斜楔夾緊機(jī)構(gòu)滿足自鎖的條件為≤11.5°～17°。但為了保證自鎖牢靠，一般取=10°～15°或更小些。擴(kuò)力比iPpQP的比值。行程比Ls的比值，稱為行程比i，它確定程度s上反映了對(duì)某一工件夾緊的夾緊機(jī)構(gòu)的尺寸大小。PLQ和夾s比就越大，而夾緊行程s卻越小。此時(shí)楔面的工作長(zhǎng)度加長(zhǎng)，致使構(gòu)造不緊湊，夾緊速度變慢。所以在選擇楔角時(shí)，必需同時(shí)兼顧擴(kuò)力比和夾緊行程，不行顧此失彼。應(yīng)用場(chǎng)合緊，而常用在工件尺寸公差較小的機(jī)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)中。螺旋夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3-151向下56旋轉(zhuǎn)時(shí)帶開(kāi)工件偏轉(zhuǎn)而破壞定位和損傷工件外表。3-15手動(dòng)單螺旋夾緊機(jī)構(gòu)1—壓緊螺釘；2—螺紋襯套；3—止動(dòng)螺釘；4—夾具體；5—浮動(dòng)壓塊；6—工件螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的主要元件(如螺桿、壓塊等)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，設(shè)計(jì)時(shí)可參考機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)。夾緊力的計(jì)算如圖3-16所示為螺旋夾緊的受力分析。依據(jù)力矩平衡原理，可得螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的夾緊Q為Q PL

〔3-5〕rtanr1 2

tan

1L為手柄長(zhǎng)度mz為螺旋中徑一半m1為壓緊螺釘端部的當(dāng)量摩擦半徑〔m；為斜楔的楔角〔°，一般為2°～4°；1

為螺旋與螺桿間的摩擦角〔°；2為工件與螺桿頭部的〔或壓塊〕間的摩擦角〔°。自鎖條件

受力分析〔b〕夾緊力分析3-16螺旋夾緊力的計(jì)算1—螺母；2—螺桿；3—工件1

2螺旋升角很小〔一般為°～°，故自鎖性能好。擴(kuò)力比由于螺旋升角小于斜楔的楔角，螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的擴(kuò)力作用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于斜楔夾緊機(jī)構(gòu)。應(yīng)用場(chǎng)合螺旋夾緊機(jī)構(gòu)構(gòu)造簡(jiǎn)潔，制造簡(jiǎn)潔，夾緊行程大，擴(kuò)力比大，自鎖性能好，應(yīng)用廣泛，尤其適用于手動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，但夾緊動(dòng)作緩慢，效率低，不宜使用在自動(dòng)化夾緊裝置上。偏心夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)偏心夾緊機(jī)構(gòu)是靠偏心輪回轉(zhuǎn)時(shí)其半徑漸漸增大而產(chǎn)生夾緊力來(lái)夾緊工件的3-17所示。常用的偏心輪有曲線偏心和圓偏心。曲線為阿基米德造困難；圓偏心外形為圓，制造便利，應(yīng)用廣泛。下面介紹圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)。3-17偏心夾緊機(jī)構(gòu)偏心夾緊機(jī)構(gòu)3-18〔b〕所示。

的夾緊原理與斜楔斜楔夾緊的楔角不角是變化的。如圖輪開(kāi)放后情形如圖夾緊力的計(jì)算

3-18偏心夾緊原理3-19P點(diǎn)處夾緊時(shí)的受力狀況。此時(shí)，可以將偏心輪看做是一個(gè)楔角為的斜楔，該斜楔處于偏心輪回轉(zhuǎn)軸和工件墊塊夾緊面之間，可得圓偏心夾緊的夾緊Q為3-19圓偏心夾緊力計(jì)算1—墊塊；2—工件自鎖條件

Q

2

PL

1

〔3-6〕依據(jù)斜楔自鎖條件，可得圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)的自鎖條件為

etan

〔3-7〕R 2 2e為偏心輪的偏心距mR為偏心輪的半徑m2因數(shù)。2μ=0.1～0.15，則圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)的自鎖條件可寫為R/e7~10。2擴(kuò)力比圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)的擴(kuò)力比遠(yuǎn)小于螺旋夾緊機(jī)構(gòu)的擴(kuò)力比，但大于斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的擴(kuò)力比。應(yīng)用場(chǎng)合小、自鎖性能差，因此，其常用于切削力不大、夾緊行程較小、振動(dòng)較小的場(chǎng)合。3.4其他夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)夾緊動(dòng)作能使幾個(gè)點(diǎn)同時(shí)夾緊工件的機(jī)構(gòu)稱為聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)或多位夾緊機(jī)構(gòu)既可對(duì)一個(gè)工件實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)夾緊，也可用于多件夾緊。必需用浮動(dòng)件相聯(lián)系，以保證各點(diǎn)都能同時(shí)夾緊。聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)的主要類型單件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)單件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)大多用于分散的夾緊力作用點(diǎn)或夾緊力方向差異較大的場(chǎng)合力的方向分單件同向聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)、單件對(duì)向聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)及互垂力或斜交力聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。單件同向聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。如圖3-20〔a〕所示為浮動(dòng)壓頭，通過(guò)浮動(dòng)柱2的水平滑動(dòng)協(xié)調(diào)浮動(dòng)壓頭1、3實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾緊。如圖3-20〔b〕所示為聯(lián)動(dòng)鉤形壓板夾緊機(jī)構(gòu)，通98754得到快速轉(zhuǎn)位松夾。58徑方向上留有足夠的間隙，使浮動(dòng)盤7充分浮動(dòng)以確保牢靠地聯(lián)動(dòng)。3-20單件同向多點(diǎn)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)1、3—浮動(dòng)壓頭；2—浮動(dòng)柱；4—工件；5—鉤形壓板；6—螺釘；7—浮動(dòng)盤；8—活塞桿；9—薄膜氣缸單件對(duì)向聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。如圖3-21所示為單件對(duì)向聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。當(dāng)液壓缸中的活3向下移動(dòng)時(shí)，通過(guò)雙臂鉸鏈?zhǔn)垢?dòng)壓板21夾緊。3-21單件對(duì)向聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)1—工件；2—浮動(dòng)壓板；3—活塞桿互垂力或斜交力聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。如圖3-22〔a〕所示為雙向浮動(dòng)四點(diǎn)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，把兩個(gè)搖擺壓塊1、3裝在一個(gè)本身也可以搖擺的鉤形板上，對(duì)構(gòu)件從兩個(gè)方向共四個(gè)點(diǎn)同時(shí)夾緊，兩個(gè)方向的夾緊力由夾緊后的力矩平衡關(guān)系求出。如圖3-22〔b〕所示為通過(guò)搖擺1實(shí)現(xiàn)斜交力兩點(diǎn)聯(lián)動(dòng)夾緊的浮動(dòng)壓頭。3-22互垂力或斜交力聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)1、3—搖擺壓塊；2—搖臂；4—螺母多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)及復(fù)合式多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。平行式多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。如圖3-23〔a〕所示為平行式浮動(dòng)壓板機(jī)構(gòu)，由于剛性2、搖擺壓塊34可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，且均為浮動(dòng)件，故旋動(dòng)螺母5即可同時(shí)平行夾緊每個(gè)工件。如圖3-23〔b〕所示為液性介質(zhì)聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。密閉腔內(nèi)的不行壓縮液性介質(zhì)既能傳遞力，又起到浮動(dòng)環(huán)節(jié)的作用。旋緊螺母5時(shí)，液性介質(zhì)8推動(dòng)各個(gè)柱塞，使它們與工件全部接觸并夾緊。3-23平行式多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)1—工件；2—?jiǎng)傂詨喊澹?—搖擺壓塊；4—球面墊圈；5—螺母；6—墊圈；7—柱塞；8—液性介質(zhì)連續(xù)式多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。如圖3-24所示，七個(gè)工件以外圓及軸肩在夾具的可移V3夾緊。V形塊既是定位、夾緊元件，又是浮動(dòng)元件，除左端第Q均為螺釘輸出的夾緊力Q。實(shí)際上，在夾緊系統(tǒng)中，各環(huán)節(jié)的變形、傳遞力過(guò)程中均存在摩擦能耗，當(dāng)被夾工件數(shù)量過(guò)多時(shí)，有可能導(dǎo)致工件夾緊力缺乏，或者首個(gè)工件被夾壞的結(jié)果。3-24連續(xù)式多件聯(lián)動(dòng)夾緊裝置1—工件；2—V形塊；3—螺釘；4—對(duì)刀塊誤差很大，故連續(xù)式夾緊適用于工件的加工面與夾緊力方向平行的場(chǎng)合。3-251、4利用球面墊圈及間645右移使壓板1行程要求。3-25對(duì)向式多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)1、4—壓板；2—鍵；3—工件；5—拉桿；6—偏心輪復(fù)合式多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)。凡將上述多件聯(lián)動(dòng)夾緊方式合理組合構(gòu)成的機(jī)構(gòu)，均稱為復(fù)合式多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，如圖3-26所示。3-26復(fù)合式多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)1、4—壓板；2—工件；3—搖擺壓塊聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，動(dòng)作靈敏，符合機(jī)械傳動(dòng)原理。如前述聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)中，承受滑柱、球面墊圈、揺臂、搖擺壓塊和液性介質(zhì)等作為浮動(dòng)件的各種環(huán)節(jié)，它們補(bǔ)償了同批工件尺寸公差的變化，確保了聯(lián)動(dòng)夾緊的牢靠性。常見(jiàn)的浮動(dòng)環(huán)節(jié)構(gòu)造如圖3-27所示。3-27浮動(dòng)環(huán)節(jié)的構(gòu)造類型1—?jiǎng)恿斎攵耍?—輸出端；3—工件；4—液性介質(zhì)；5—彈簧適當(dāng)限制被夾工件的數(shù)量。在平行式多件聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)中，假設(shè)工件數(shù)量越多，則在確定原始力作用條件下，作用在各工件上的力越小，或者為了保證工件有足夠的夾緊力，故要合理確定同時(shí)被夾緊的工件數(shù)量。聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)的中間傳力杠桿應(yīng)力求增力，以免使驅(qū)動(dòng)力過(guò)大，并要避開(kāi)承受過(guò)多的杠桿，力求構(gòu)造簡(jiǎn)潔緊湊，提高工作效率，保證機(jī)構(gòu)牢靠的工作。設(shè)置必要的復(fù)位環(huán)節(jié)，保證復(fù)位準(zhǔn)確，松夾裝卸便利。如圖3-28所示，在拉桿45。松夾時(shí)，聯(lián)動(dòng)杠桿6上移，就可借助固定套環(huán)54向上，使壓3脫離工件，以便裝卸。3-28強(qiáng)行松夾的構(gòu)造1—斜楔滑柱機(jī)構(gòu)；2—限位螺釘；3—壓板；4—拉桿；5—固定套環(huán)；6—聯(lián)動(dòng)杠桿；7—工件要保證聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)的系統(tǒng)剛度一般狀況下聯(lián)動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)所需總夾緊力較大，故在構(gòu)造形式及尺寸設(shè)計(jì)時(shí)必需予以重視，特別要留意一些遞力元件的剛度。圖 3-28中的聯(lián)動(dòng)杠桿6的中間部位受較大彎矩其截面尺寸應(yīng)設(shè)計(jì)大些以防止夾緊后發(fā)生變形或損壞。正確處理夾緊力方向和工件加工面之間的關(guān)系，避開(kāi)工件在定位、夾緊時(shí)的逐個(gè)制自由度的要求。定心夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)定心夾緊機(jī)構(gòu)是一種同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)工件定心定位和夾緊的夾緊機(jī)構(gòu)。工件在夾緊過(guò)程中，利用定位夾緊元件的等速移動(dòng)或均勻彈性變形緊機(jī)構(gòu)按工作原理可分為以下兩大類：按等速移動(dòng)原理工作的定心夾緊機(jī)構(gòu)。如圖3-29所示為螺旋定心夾緊機(jī)構(gòu)，螺桿4兩端的螺紋旋向相反，螺距一樣。當(dāng)其旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過(guò)左右螺旋帶動(dòng)兩V1、2同時(shí)半精加工中。3-29螺旋定心夾緊機(jī)構(gòu)1、2—V形鉗口；3—滑塊；4—螺桿以均勻彈性變形原理工作的定心夾緊機(jī)構(gòu)。當(dāng)定心精度要求較高時(shí)，一般都利用夾緊機(jī)構(gòu)、碟形彈簧定心夾緊機(jī)構(gòu)等。如圖3-30所示為液塑料定心夾緊機(jī)構(gòu)，工件以內(nèi)孔2213。當(dāng)旋轉(zhuǎn)螺釘54向腔內(nèi)加壓時(shí)，液性塑料3便2夾緊。3-30液性塑料定心夾緊機(jī)構(gòu)1—夾具體；2—薄壁套筒；3—液性塑料；4—柱塞；5—螺釘；6—限位螺釘鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖3-31所示為鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)。鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)作快速，增力比大，易于轉(zhuǎn)變力的作用方向；缺點(diǎn)是自鎖性能差，一般常用于液動(dòng)、氣動(dòng)夾緊中。3-31鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)3-32所示為鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)的五種根本類型，即單臂鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)(Ι型)、雙臂單向作用的鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)(Ⅱ型)、雙臂單向作用帶移動(dòng)柱塞的鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)(Ⅲ型)、雙臂雙向作用的鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)(Ⅳ型)、雙臂雙向作用帶移動(dòng)柱塞的鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)(V型)。3-32鉸鏈夾緊機(jī)構(gòu)的五種根本類型1—鉸鏈臂；2—柱塞；3—?dú)飧?.5夾緊裝置的動(dòng)力源氣壓夾緊動(dòng)力裝置、液壓夾緊動(dòng)力裝置、氣液聯(lián)合夾緊動(dòng)力裝置、電動(dòng)夾緊動(dòng)力裝置等。氣壓夾緊動(dòng)力裝置氣壓夾緊動(dòng)力裝置是機(jī)床夾具中使用最廣泛的一種動(dòng)力裝置，它的能量來(lái)源是壓縮空氣。氣壓夾緊的特點(diǎn)氣壓夾緊的特點(diǎn)如下：壓縮空氣可由壓縮空氣站通過(guò)管道集中供給，使用、操縱便利。氣壓動(dòng)作快，夾緊效率高?？諝饬魉倏?，在管道中的流速為180m/s。大大減輕體力勞動(dòng)，氣壓夾緊時(shí)，工人只要操縱閥門，比較輕松，而手動(dòng)夾緊一100～150N。壓縮空氣有彈性，夾緊剛度不高，對(duì)于重型零件加工，當(dāng)切削力太大時(shí)不宜承受。當(dāng)切力不夠大時(shí)，可和斜模、杠桿等增力機(jī)構(gòu)結(jié)合使用。一般壓縮空氣站供給的壓縮空氣壓力約為0.8MPa，而使用時(shí)因管路損失等工作壓力為0.4～0.6MPa，因此，氣壓夾緊裝置中的空間位置較大，有時(shí)使整個(gè)夾具的布局不好安排。工作后的壓縮空氣排放時(shí)噪音很大，易形成污染。氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)及其元件氣壓夾緊時(shí)所用的壓縮空氣在使用前應(yīng)經(jīng)過(guò)分水濾氣器進(jìn)展濾清和去除水分3-33所示為常用氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)圖。3-33常用氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)圖氣缸(或氣室)活塞式氣缸(單向)氣缸和雙作用(雙向)氣缸，如圖3-346在壓縮空氣推動(dòng)下作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)夾緊和松開(kāi)。3-34雙作用氣缸1—缸體；2、4—缸蓋；3—活塞桿；5—密封圈；6—活塞缸。3-35回轉(zhuǎn)式氣缸QQ D2pqqπ4〔3-8〕D〔mpPap×1PqN；為考慮摩擦和漏氣等損失的機(jī)械效率，一般=85%。當(dāng)活塞式氣缸為雙作用氣缸時(shí)，無(wú)活塞桿局部夾緊力的計(jì)算公式為Q Q D2pqπ4QπQπ4D2d2pq〔3-10〕d為活塞桿直徑m。活塞與氣缸壁的密封關(guān)鍵在于確定的壓力范圍內(nèi)和工作溫度下不漏氣3-36所示。3-36活塞式氣缸的密封裝置圓形密封圈。圓形密封圈又稱為O形密封圈，工作時(shí)靠橡皮圈受壓變形而防漏。圖3-6b=(1.2～1.3d=0.d=0.～0.8m，r=0.1～0.25mm。圓形密封圈密封構(gòu)造簡(jiǎn)潔、效果好，因此，應(yīng)用最廣。角形密封圈。角形密封圈又稱為L(zhǎng)形密封圈，成對(duì)使用；靠氣隙密封，其特點(diǎn)是密封牢靠。但構(gòu)造簡(jiǎn)潔些，摩擦力大，見(jiàn)圖3-3〔。3-3〔?！?〕V形密封圈。V形密封圈成對(duì)使用，靠氣壓密封，效果不錯(cuò)，構(gòu)造簡(jiǎn)潔些，見(jiàn)圖3-3〔d?！?〕矩形密封圈。矩形密封圈可用橡皮圈或金屬環(huán)。一般要用多圈才能有效果，見(jiàn)圖3-3〔。薄膜式氣缸薄膜式氣缸又稱為氣室，是一種單作用氣缸，其構(gòu)造如圖3-37所示，有一盤狀橡皮膜將氣室分為兩腔，夾緊時(shí)靠氣壓，松開(kāi)時(shí)靠彈簧。3-37薄膜式氣缸πd4d2p，并全部傳到活塞桿上，而在D與d之間的任一圓環(huán)面積2dR的力矩關(guān)系傳到活塞上力為QRr

1，則QQ1RRRr2pRrRRdRRd R2drrRrrr2p2pR2r2Rr 2R2Rr3R3Rr2RR33r3pR2Rr2r2r33QQQQ d2qp14D2Ddd2 q12式中，Q為氣室推力，即活塞桿的推力(N)；D、R分別為橡皮膜的直徑、半徑(mm)；d為活塞桿頂部托盤直徑；p為壓縮空氣工作壓力(Pa)；q為彈簧產(chǎn)生的阻力(N)。s有關(guān)，故o

sk為彈簧的剛度系數(shù)N/c，一般為1.53.5N/c；o(cm；s為活塞桿的行程(cm)，為保險(xiǎn)起見(jiàn)，通常用最大行程來(lái)計(jì)算。大而增加，因而是一個(gè)粗略計(jì)算。從這里可以看出，氣室推力是一個(gè)隨行程而變的變量，行程越大，推力越小。配氣閥各種氣液元件都有標(biāo)準(zhǔn)，可以購(gòu)置，下面只介紹配氣閥，它是用來(lái)把握氣路方向的。圓片形配氣閥3-38C是進(jìn)氣口，D是排氣口，與大氣相通，A、B是與氣缸A、B腔相連。其手柄有三個(gè)工作位置：手柄位于上側(cè)〔I〕AC→A進(jìn)入氣缸A腔，活塞向右移動(dòng)，BB→D排入大氣。手柄位于下側(cè)〔位置II〕BC→BB腔，活塞向左移動(dòng)，AA→D排入大氣。手柄在中間位置時(shí)，進(jìn)氣口C與A、B都不通。這種圓片形配氣閥構(gòu)造簡(jiǎn)潔、制造便利，應(yīng)用格外廣泛。3-38薄膜式氣缸裝置1—蓋;2—轉(zhuǎn)軸；3—手柄；4—閥體；6—配氣閥片;7—彈簧圓柱形配氣閥圓柱形配氣閥為滑閥，由閥桿和閥套組成，能用電磁鐵移動(dòng)閥桿進(jìn)展自動(dòng)把握。如圖3-392進(jìn)3432和閥桿中5排入大氣。3-39圓柱形配氣閥1、2、3—閥口；4、5—閥桿中的孔回轉(zhuǎn)配氣閥3-40182通過(guò)兩個(gè)5711隨氣缸和軸承內(nèi)圈一起轉(zhuǎn)2則靜止不動(dòng)。當(dāng)壓縮空氣從管接頭3輸入，經(jīng)環(huán)形槽和孔道b進(jìn)入氣缸右腔時(shí)，氣缸左腔廢氣經(jīng)由孔道口和環(huán)形槽從管接頭4的管道至配氣閥排入大氣中。反之，當(dāng)配氣閥手柄換位時(shí)，壓縮空氣經(jīng)由管接頭4、環(huán)形槽和孔道a進(jìn)入氣缸左腔，工件松夾，氣缸右腔廢氣便從管接頭3經(jīng)配氣閥排出。3-40回轉(zhuǎn)配氣閥1—支承心軸；2—?dú)んw；3、4—管接頭；5、7—滾動(dòng)軸承；6—油孔螺塞；8—?dú)飧咨w回轉(zhuǎn)氣缸必需密封牢靠，回轉(zhuǎn)靈敏。導(dǎo)氣接頭的殼體與心軸之間應(yīng)有0.007～0.015mm的間隙，以保證導(dǎo)氣接頭中的運(yùn)動(dòng)副獲得充分潤(rùn)滑而不會(huì)因摩擦發(fā)熱而咬死。3-411681236則通過(guò)連接盤53末端，活塞714相連。加工時(shí)，卡盤16隨主軸38不轉(zhuǎn)動(dòng)。3-41回轉(zhuǎn)氣缸的車床氣動(dòng)卡盤1—卡盤；2—過(guò)渡盤；3—主軸；4—拉桿；5—連接盤；6—回轉(zhuǎn)氣缸；7—活塞；8—導(dǎo)氣接頭液壓夾緊動(dòng)力裝置液壓夾緊裝置與氣壓夾緊裝置比較，有以下特點(diǎn)：液壓夾緊產(chǎn)生的的壓力較高，可達(dá)6MPa，因此，液壓元件比氣壓元件小，特別此，夾具構(gòu)造簡(jiǎn)潔緊湊。由于液體不行壓縮，因而液壓夾緊的剛度大。液壓夾緊在液壓機(jī)床上實(shí)現(xiàn)比較便利，但需要增設(shè)油泵站，供給高壓油。因此液壓夾緊的本錢要高些。液壓夾緊沒(méi)有氣壓夾緊時(shí)的排氣噪音，但油泵工作時(shí)的噪音也是一個(gè)大問(wèn)題。另外，液壓漏油不易處理，易污染環(huán)境。供使用。液壓夾緊也便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)把握。氣液聯(lián)合夾緊動(dòng)力裝置氣液聯(lián)合夾緊是依據(jù)氣壓來(lái)源便利和液壓工作油缸體積小的特點(diǎn)而設(shè)計(jì)的是壓縮空氣，執(zhí)行機(jī)構(gòu)是油缸。如圖3-42所示，氣液聯(lián)合夾緊動(dòng)力裝置的關(guān)鍵元件是可以油缸工作。3-42氣液聯(lián)合夾緊p設(shè)增壓器右腔的氣壓為，依據(jù)活塞受力平衡可知p04P0 004P11DD2d0 p 1000p 1 〔3-11〕1為油壓pD0為活塞直徑md0為活塞桿直徑mη0為活塞移動(dòng)時(shí)的效率；η為活塞桿移動(dòng)時(shí)的效率。1由于D d ，因而p p。這樣工作油缸的油壓很大，油缸的直徑就可以很小。0 0 1 0但是，依據(jù)油的體積不行壓縮的原理得04s 014s1s s 1 sD20d10d 2s 0s或1 D 010為增壓器的活塞桿行程m；1為工作油缸的活塞行程m?？梢?jiàn)當(dāng)D1>d0時(shí)，則s0>s1，也就是增壓器的活塞行程要比較大。通常為了得到高壓，d0?D0，為了保證工作油缸的夾緊力，D1>d0。因此，增壓器的活塞桿行程要長(zhǎng)，增壓器就會(huì)尺寸大，需要的壓縮空氣多，所以在生產(chǎn)上多用一種復(fù)式增壓器，如圖3-43所示。3-43復(fù)式增壓器【小提示】“預(yù)夾緊“ABEF“高壓“位置，壓縮空氣同時(shí)通DE堵死，C腔內(nèi)的高壓油由管道F力的要求；由于已預(yù)夾緊，因而高壓工作行程可以很短。這種復(fù)式增壓器構(gòu)造比較簡(jiǎn)潔。電動(dòng)夾緊動(dòng)力裝置以?shī)A緊工件，也可再經(jīng)螺旋副變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)來(lái)夾緊工件。電動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速、小扭矩變成符合電動(dòng)卡盤需要的低轉(zhuǎn)速、大扭轉(zhuǎn)功能。如圖3-44所示為一種電動(dòng)三爪卡盤，它由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，經(jīng)一個(gè)少齒差行星減速器進(jìn)展套少齒差行星機(jī)構(gòu)。電動(dòng)機(jī)的動(dòng)力通過(guò)膠木齒輪123。在傳動(dòng)軸3的前6，其上裝有兩個(gè)相互偏心的齒輪7、8，通過(guò)每個(gè)齒輪上面的8個(gè)孔，套在固定485678993-44電動(dòng)三爪卡盤1—膠木齒輪；2—齒輪；3—傳動(dòng)軸；4—定位板；5—銷子；6—偏心軸；7、8—齒輪；9—內(nèi)齒輪其他夾緊動(dòng)力裝置靠電磁力夾緊的裝置小有限，僅能用于能導(dǎo)磁的材料，而且需要直流電源或用整流裝置整流溝通電。如圖3-45所示，當(dāng)線圈通電時(shí)由通過(guò)工件的磁力線將工件夾緊，絕磁體一般用銅或巴體。磁極板的材料用軟鐵?？空婵諍A緊的裝置

3-45電磁夾緊裝置差、易變形，且不便夾緊。另外有些不導(dǎo)磁的零件，不能用電磁吸盤夾緊，而用真空吸盤等夾具夾緊。一般真空夾緊裝置多用于精度要求較高工件的夾具設(shè)計(jì)中。12345、真空夾具63常常處于真空狀態(tài)，當(dāng)它與夾具密閉腔接通