工件在工具中的加紧.ppt

九江学院机械与材料工程学院机电教研室 第四节 工件在夹具中的夹紧 一、夹紧装置的组成及基本要求 力源装置 中间传力机构 夹紧元件 组 成 介于力源和夹紧元件之间传递力的机构。作用： 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。 1、力源装置 产生夹紧作用力的装置。 所产生的力称为原始力，如气动、液动、电动等。 2、中间传力机构 1）夹紧时不破坏工件定位后的正确位置； 稳 2）夹紧力大小要适当； 牢 3）夹紧动作要迅速、可靠； 快 4）结构紧凑，易于制造与维修。 基 本 要 求 3、夹紧元件 夹紧装置的最终执行元件，与工件直接接触完成夹紧作用。 二、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 （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 1—定位元件 2—工件 　 1）夹紧力的作用点应落在支承元件或几个支承元件所形成的稳定受力区域内。 　　 2．夹紧力作用点的确定 图4-43 夹紧力作用点应在支承面内 2）夹紧力应作用在刚度较好部位 3）夹紧力作用点应尽可能靠近加工表面 ３.夹紧力大小 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。 斜楔是夹紧机构中最为基本的一种形式，它是利用斜面移动时所产生的力来夹紧工件的，常用于气动和液压夹具中。在手动夹紧中，斜楔往往和其他机构联合使用。 三、典型夹紧机构 1．斜楔夹紧 FQ FR 以斜楔为研究对象，夹紧时 根据静力平衡原理，有 FQ = F1+ FRX F1 = FJ tanΦ1 FRX = FJ tan(α＋Φ2) FJ = FQ / [tanΦ1＋tan(α＋Φ2)] 设Φ1 =Φ2 =Φ，当α≤10°， 可用下式近似计算 FJ = FQ / ( tanα＋2Φ) 夹紧力FQ去除，斜楔受到F1、 FRX作用，要能自锁，必须满 足下式 F1 ＞FRX F1 = FJ tanΦ1 FRX = FJ tan(α－Φ2) tanΦ1 ＞ tan(α－Φ2) 即 Φ1 ＞ (α －Φ2) 或 α＜Φ1 ＋Φ2 一般Φ1 =Φ2 =Φ =5～7°， 故当α＜10～14°时自锁， 一般取α=6～8° 1）有增力作用，扩力比 i = FJ / FQ ，约等于3； 2）夹紧行程小,h/s =tanα，故 h 远小于 s ； 3）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.螺旋夹紧 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 3.偏心夹紧 常见的偏心轮—压板夹紧机构 偏心夹紧实质是一种斜楔夹紧，但各点升角不等， M、N处 升角为为0， P处升角最大。 1）圆偏心夹紧原理及其几何特性 2）圆偏心夹紧的自锁条件 P点夹紧时能自锁，则可保证其余各点均可自锁 自锁条件 αp ≤ Φ1＋Φ2 tanαp=2e/D≈αp 为安全起见取Φ1 =0 2e/D ≤Φ2≈μ2, 取μ2=0.1~0.15, D/e≥14～20自锁, D/e叫偏心轮的偏心特性，表示偏心轮的工作 可靠性 3）圆偏心夹紧的夹紧力 3）圆偏心夹紧的夹紧力 M=P l =Q1ρ 或Q1＝ P l /ρ 因为αp很小， Q1≈Q1cosαp= FQ 根据斜楔夹紧原理，得P点产生的夹紧力为 Q＝FJ ＝P l /〔ρ(tanΦ1+tan（αp＋Φ2））〕 一般取 l =(2～2.5)D， ρ ≈ D /2 扩力比约为12～13 4）圆偏心的夹紧行程 确定夹紧行程hPE需考虑如下因素： 夹紧工件尺寸公差、装卸间隙、夹紧变形及 磨损贮备量等 hPE≥T+Δ间+ Δ贮 偏心距e为 e = hPE / (cosγP - cosγE ) 若取P点左右各45°圆弧作为工作段，则 e = hPE / (cos 45° - cos 135°) = hPE