夹紧机构与专用机床夹具

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1、夹紧机构与专用机床夹具一、工件的夹紧    将工件定位后的位置固定下来称为夹紧，夹紧的目的是保持工件在定位中所获得的正确位置，使其在外力（夹紧力、切削力、离心力等外力）作用下，不发生移动和振动。一、夹紧装置的组成及基本要求图9-33液压夹紧的铣床夹具1－压板　2－铰链臂　3－活塞杆　4－液压缸　5－活塞1.夹紧装置的组成    夹紧装置由两个基本部分组成。（1）动力装置    夹紧力的来源于人力或者某种动力装置。用人力对工件进行夹紧称为手动夹紧。用各种动力装置产生夹紧作用力进行夹紧称为机动夹紧。常用的动力装置有：液压、气动、电

2、磁、电动和真空装置等。（2）夹紧机构    一般把夹紧元件和中间传递机构和成为夹紧机构。1）中间传递机构它是在动力装置与夹紧元件之间，传递夹紧力的机构。其主要作用有：改变作用力的方向和大小；夹紧工件后的自锁性能，保证夹紧可靠，尤其在手动夹具中。2）夹紧元件是执行元件，它直接与工件接触，最终完成夹紧任务。    图9-33所示是液压夹紧的铣床夹具。其中，液压缸4、活塞5、活塞杆3组成了液压动力装置，铰链臂2和压板1等组成了铰链压板夹紧机构，压板1是夹紧元件。2.对夹紧装置的基本要求（1）能保证工件定位后占据的正确位置。（2）夹紧

3、力的大小要适当、稳定。既要保证工件在整个加工过程中的位置稳定不变，振动小，又要使工件不产生过大的夹紧变形。夹紧力稳定可减少夹紧误差。（3）夹紧装置的复杂程度与生产类型相适应。工件的生产批量越大，允许设计越复杂、效率越高的夹紧装置。（4）工艺性好，使用性好。其结构应尽量简单，便于制造和维修；尽可能使用标准夹具零部件；操作方便、安全、省力。二、夹紧力的确定设计夹具的夹紧机构时，所需夹紧力的确定包括夹紧力的作用点、方向、大小三要素。1.夹紧力的方向（1）夹紧力的方向应有助于定位，不应破坏定位。图9-34夹紧力的方向朝向主要定位面  

4、  只有一个夹紧力时，夹紧力应垂直于主要定位支承或使各定位支承同时受夹紧力作用。    图9-34所示为夹紧力朝向主要定位面的示例。图a中，工件以左端面与定位元件的面接触，限制工件的三个自由度；底面与面接触，限制工件的二个自由度；夹紧力朝向主要定位面，有利于保证孔与左端面的垂直度要求。图ｂ中，夹紧力朝向Ｖ形块的Ｖ形面，使工件装夹稳定可靠。图9-35分别加力和一力两用图9-36夹紧力与切削力、重力的关系    图9-35所示是一力两用和使各定位基面同时受夹紧力作用的情况。图a对第一定位基面施加，对第二定位基面施加；图b、c所示施

5、加代替、，使两定位基面同时受到夹紧力的作用。用几个夹紧力分别作用时，主要夹紧力应朝向主要定位支承面，并注意夹紧力的动作顺序。如三平面组合定位，，是主要夹紧力，朝向主要定位支承面，应最后作用；、应先作用。（2）夹紧力的方向应方便装夹和有利于减小夹紧力，最好与切削力、重力方向一致。图9-36所示为夹紧力与切削力、重力的关系：图a夹紧力与重力、切削力方向一致，可以不夹紧或用很小的夹紧力：；图b夹紧力与切削力垂直，夹紧力较小：；图c夹紧力与切削力成夹角，夹紧力较大：图d夹紧力与切削力、重力垂直，夹紧力最大：图e夹紧力与切削力、重力反向

6、，夹紧力较大：    由上述分析可知图a、b应优先选用，图c、e次之，图ｄ最差，应尽量避免使用。上面公式中的为工件与支承间的摩擦系数。3.夹紧力的大小    夹紧力的大小必须适当。过小，工件在加工过程中发生移动，破坏定位；过大，使工件和夹具产生夹紧变形，影响加工质量。    理论上，夹紧力应与工件受到切削力、离心力、惯性力及重力等力的作用平衡；实际上，夹紧力的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。切削力在加工过程中是变化的，因此夹紧力只能进行粗略的估算。估算夹紧力时，应找出对夹紧最不利的瞬时状态，略去次要因素，考虑

7、主要因素在力系中的影响。通常将夹具和工件看成一个刚性系统，建立切削力、夹紧力、（大型工件）重力、（高速运动工件）惯性力、（高速旋转工件）离心力、支承力以及摩擦力静力平衡条件，计算出理论夹紧力。则实际夹紧力为（9-17）式中——安全系数，与加工性质（粗、精加工）、切削特点（连续、断续切削）、夹紧力来源（手动、机动夹紧）、刀具情况有关。一般取；粗加工时，；精加工时，。生产中还经常用类比法（或试验）确定夹紧力。三、典型夹紧机构    常用的典型夹紧机构有斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构、偏心夹紧机构及铰链夹紧机构等。1.斜楔夹紧机构   

8、 斜楔夹紧机构是最基本夹紧机构，螺旋夹紧机构、偏心夹紧机构等均是斜楔机构的变型。图9-40为几种典型的斜楔夹紧机构，图ａ是在工件上钻互相垂直的、两组孔，工件装入后，锤击斜楔大头，夹紧工件；加工完毕后，锤击斜楔小头，松开工件。可见，斜楔是利用其斜面移动时所产生的压力来夹紧工件，