常用的夹紧机构(教育课件)
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15讲§3.4 联动夹紧机构§3.5定心夹紧机构3.4夹紧动力装置
c)
⑴定心夹紧机构： 定位和夹紧同时实现的夹紧机构。采用定心 夹紧机构可减少△dw。 ⑵工作原理： 利用“定位 — 夹紧”元件的等速移动或均匀 弹性变形来实现定心或对中。使工件误差或偏差相 对于其所定心或对中的位置，能均匀对称地分配在 工件的定位基准面上。 ⑶特点：①“定位—夹紧”元件合二为一； ②始终有：△db=0 ③主要用在要求定心和对中的场合
1、定心夹紧机构的工作原理
例 1 ：如图 3.3 3a)，工 件 以外圆定位加工内孔，保 证同轴度。若在套筒中动 配 合 定 位 ： △ jb=0， △db≠0，△dw=△db； 若 在三爪自动卡盘中定位， 因三爪等速向中心的移动， 使定位基准没有位移， △db=0，△dw=0。
b)
例 2 ：如图 3.33b)，在 工件上加工槽，保证对 工件中心面的对称度。 若采用固定双支承平面 定位：△ jb≠0，△db=0， △dw=△jb； 若 左 右 侧 面采用等速内、外移定 位元件，使定位基准为 中 心 面 ， △ jb=0， △dw=0。
(二)气缸结构和夹紧作用力的计 算
常用的气缸结构有两 种基本形式， 即：活塞式和薄膜式。
1、活塞式气缸
按气缸在工作过程中的运动情况，可分为： 固定式、摆动式、差动式、回转式等 按气缸进气情况，又可分为： 单向作用和双向作用。
如上图所示单向活塞式气缸结构 活塞式气缸所产生的作用力Q可按下式计算， Q＝A·p·η －P 式中 Q——活塞上作用力； A——活塞作用面积； d——活塞直径(即气缸内径)； p——工作压力； η ——传动效率，它是内运动部件的摩擦 损失和漏气损失等决定，通常取η ＝0.85； P——活塞压缩弹簧时所产生的阻力。
铣刀处于O1位置时的铣削力为：
22常用的夹紧机构
FJ rtan(FQ2L)tan1
小结：偏心夹紧机构操作方便，动作迅速，结构
简单，但自锁性差，夹紧力小，夹紧行程不大， 结构不耐振，适于切削平稳且切削力不大的场合， 常用于手动夹紧。
28
5、偏心轮的设计
① 选工作区：根据加工要求确定转角范围； ② 夹紧行程h确定： h= △S1+△S2+△S3+△S4 △S1——装卸工件所留空隙(mm)，取≥0.3； △S2—夹紧机构变形补偿量(mm)，取=0.05～0.15 △S3——夹紧尺寸误差补偿量(mm)，即为夹紧工
主要结构形式：单个螺旋夹紧结构、螺旋压板夹 紧机构
11
1、单个螺旋夹紧机构
受力分析: MQ—原始力矩; M1—螺母阻止螺钉转动的力矩; M2—工件阻止螺钉转动的力矩; 仨作用下处于平衡：
螺纹的形成
12
MQ－M1－ M2＝0
FW
d2 2
FQL
tana(1)r/
tan2
FW——夹紧力(N)； FQ——原始作用力(N) L——作用力臂(mm)；
18
图3.20
19
20
目录 下一节
21
三、偏心夹紧机构
用偏心件直接或间接夹紧工件。 优点：圆偏心夹紧机构操作方便、夹紧迅速。 缺点：夹紧行程和夹紧力均不大，机构不耐振，自锁可靠性差，一般
。 用于夹紧行程及切削负载较小且平稳的加工场合
22
圆偏心轮应用特性
相当于一个弧形楔逐渐楔入虚线与工件之间
6
（2）改变作用力方向
7
（3）增力比计算
由夹紧力公式可知，夹紧力FJ(FW)与原始作 用力之比为扩力比，
iFF FQ J tan1t1an (2)
8
小结：偏心夹紧机构操作方便，动作迅速，结构
简单，但自锁性差，夹紧力小，夹紧行程不大， 结构不耐振，适于切削平稳且切削力不大的场合， 常用于手动夹紧。
28
5、偏心轮的设计
① 选工作区：根据加工要求确定转角范围； ② 夹紧行程h确定： h= △S1+△S2+△S3+△S4 △S1——装卸工件所留空隙(mm)，取≥0.3； △S2—夹紧机构变形补偿量(mm)，取=0.05～0.15 △S3——夹紧尺寸误差补偿量(mm)，即为夹紧工
主要结构形式：单个螺旋夹紧结构、螺旋压板夹 紧机构
11
1、单个螺旋夹紧机构
受力分析: MQ—原始力矩; M1—螺母阻止螺钉转动的力矩; M2—工件阻止螺钉转动的力矩; 仨作用下处于平衡：
螺纹的形成
12
MQ－M1－ M2＝0
FW
d2 2
FQL
tana(1)r/
tan2
FW——夹紧力(N)； FQ——原始作用力(N) L——作用力臂(mm)；
18
图3.20
19
20
目录 下一节
21
三、偏心夹紧机构
用偏心件直接或间接夹紧工件。 优点：圆偏心夹紧机构操作方便、夹紧迅速。 缺点：夹紧行程和夹紧力均不大，机构不耐振，自锁可靠性差，一般
。 用于夹紧行程及切削负载较小且平稳的加工场合
22
圆偏心轮应用特性
相当于一个弧形楔逐渐楔入虚线与工件之间
6
（2）改变作用力方向
7
（3）增力比计算
由夹紧力公式可知，夹紧力FJ(FW)与原始作 用力之比为扩力比，
iFF FQ J tan1t1an (2)
8
22常用的夹紧机构 PPT
6、波纹定心夹紧机构
机构简单、装夹方便、使用寿命长、定心精度可 达Φ0.005－0.01，精加工工序中应用较广泛。
FJ
FQ
tan1tan(2)
（1）斜楔的自锁性。
在夹紧作用力去掉后，在纯 摩擦力作用下，仍能保持夹 紧的现象。
自锁条件： F1≥FRx， 即：FWtgφ1 ≥ FWtg(α- φ2) 所以，α≤ φ1 + φ2 为自锁条件。
αmax =12º,一般取6º～8º。 气压或液压不需自锁，可稍 大些。
1 ——螺螺纹处摩擦角(°)
2 ——螺钉端部摩擦角(°)
r ——螺钉端部当量摩擦半径(mm)
单个螺旋夹紧机构
a) 结构简单，但易压伤工件表面，易带动工件旋 转；b)带有摆动压块，克服了上述不足
图示是常用的几种摆动压块， 光面用a)，毛面用b)
可根据杠杆原理改变力 臂关系，使操作省力、使 用方便。
常见的五种典型组合结构：
减力但增加压板行程的组 合结构
不增力但改变夹紧力方向 的组合结构
铰链压板机构，增力但减 小夹紧行程
钩形压板
自调节式压板
图3.20
目录 下一节
三、偏心夹紧机构
用偏心件直接或间接夹紧工件。 优点：圆偏心夹紧机构操作方便、夹紧迅速。 缺点：夹紧行程和夹紧力均不大，机构不耐振，自锁可靠性差，一般
动夹紧方式合理组 合构成的机构，均 称为复合式多件联 动夹紧。
夹紧与辅 助支承联 动机构
1、螺旋式定心夹紧机构
结构简单、工作行程大、通用性 好。但定心精度 不高，主要适用于粗加工或半精加工中需要行程 大而定心精度要求不高的工件。
刚度高、动作快、
增力比大、工作行程 也比较大，其定心精 度较低。它主要用于 工件的粗加工，由于 杠杆机构不能自锁， 所以这种机构自锁要 靠气压或其它装置， 其中用气压较多。
机械夹紧机构(共24张PPT)
这一类定心夹紧机构的特点是：夹紧行程小，定心精度高，但制造较困难。
如图14-14所示，为虎钳式定心夹紧机构，操作螺杆1，使左、右旋螺纹带动滑座上的 V形架2、3〔工作元件〕作对向等速移动，便可实现工件的定心夹紧，反之，便可松 开工件。
1〕 弹簧筒夹定心夹紧机构 如图14-15a所示为装夹工件以外圆柱面定位的弹簧夹头 ；如图14-15b所示为装夹工件以内孔定位的弹簧心轴。这类机构的主要元件是弹性筒 夹，它是在一个锥形套筒上开出3～4条轴向槽而形成的。
联动夹紧机构可分为单件联动夹紧机构和多件联动夹紧机构。 这类夹紧机构其夹紧力作用点有两点、三点或多至四点，夹紧力 的方向可以相同、相反、相互垂直或交叉。如图14-11a所示，两个夹紧力 互相垂直，拧紧手柄可在右侧面和顶面同时夹紧工件。如图14-11b所示，为两 个夹紧力方向相同，拧紧右边螺母，通过螺杆带动平衡杠杆即能使两 副压板均匀地同时夹紧工件。
如图14-11a所示，两个夹紧力互相垂直，拧紧手柄可在右侧面和顶面同时 夹紧工件。如图14-11b所示，为两个夹紧力方向相同，拧紧右边螺母，通过螺杆带
动平衡杠杆即能使两副压板均匀地同时夹紧工件。
• 2．多件联动夹紧机构
•
多件联动夹紧机构一般有平行式多件联动夹紧机构和连续式多件联动夹紧
机构。
• 〔1〕平行式多件联动夹紧机构
如图14-13所示，为同时铣削四个工件的夹具。
五、定心夹紧机构
在机械加工中，常遇到许多具有对称轴线、对称平面或对称中心 的工件，这时，可采用定心夹紧机构，如三爪卡盘。由于采用定心夹 紧机构时，对称轴线、对称平面或对称中心是工件的定位基准，因而 可使定位基准不产生位移。如果对称轴线、对称平面或对称中心又是 工件的工序基准，那么定位基准与工序基准重合。
如图14-14所示，为虎钳式定心夹紧机构，操作螺杆1，使左、右旋螺纹带动滑座上的 V形架2、3〔工作元件〕作对向等速移动，便可实现工件的定心夹紧，反之，便可松 开工件。
1〕 弹簧筒夹定心夹紧机构 如图14-15a所示为装夹工件以外圆柱面定位的弹簧夹头 ；如图14-15b所示为装夹工件以内孔定位的弹簧心轴。这类机构的主要元件是弹性筒 夹，它是在一个锥形套筒上开出3～4条轴向槽而形成的。
联动夹紧机构可分为单件联动夹紧机构和多件联动夹紧机构。 这类夹紧机构其夹紧力作用点有两点、三点或多至四点，夹紧力 的方向可以相同、相反、相互垂直或交叉。如图14-11a所示，两个夹紧力 互相垂直，拧紧手柄可在右侧面和顶面同时夹紧工件。如图14-11b所示，为两 个夹紧力方向相同，拧紧右边螺母，通过螺杆带动平衡杠杆即能使两 副压板均匀地同时夹紧工件。
如图14-11a所示，两个夹紧力互相垂直，拧紧手柄可在右侧面和顶面同时 夹紧工件。如图14-11b所示，为两个夹紧力方向相同，拧紧右边螺母，通过螺杆带
动平衡杠杆即能使两副压板均匀地同时夹紧工件。
• 2．多件联动夹紧机构
•
多件联动夹紧机构一般有平行式多件联动夹紧机构和连续式多件联动夹紧
机构。
• 〔1〕平行式多件联动夹紧机构
如图14-13所示，为同时铣削四个工件的夹具。
五、定心夹紧机构
在机械加工中，常遇到许多具有对称轴线、对称平面或对称中心 的工件，这时，可采用定心夹紧机构，如三爪卡盘。由于采用定心夹 紧机构时，对称轴线、对称平面或对称中心是工件的定位基准，因而 可使定位基准不产生位移。如果对称轴线、对称平面或对称中心又是 工件的工序基准，那么定位基准与工序基准重合。
夹紧机构PPT幻灯片课件
2
机床夹具设计
一、夹紧概述
目
保证工件定位时确定的正确位置,防止工
件在切削力、离心力、惯性力、重力等作用
的 下产生位移和振动。
（1）力源装置：手动装置 气压装置、液压装置气、
液增压装置、电动装置、磁力装置、真空装置
组 （2）中间传力机构
成
1）改变作用力的方向；
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2）改变作用力的大小； 3）使夹紧实现自锁。
机床夹具设计
工件的夹紧
1
机床夹具设计
前面所学的主要内容（定位）：
工件在夹具中的定位 1.零件技术要求分析 2.分析必须要限制哪些自由度（理论应限自由度分析） 3.定位方案设计（组合定位所限自由度分析） 4.定位误差分析
这次课的重点：
1.夹紧的概念、目的 2.夹紧装置的组成和要求 3.夹紧力的大小、方向、作用点 4.减小夹紧变形的措施
（3）夹紧元件
3
机床夹具设计
对 夹 ⑴工件不移动原则； 紧 ⑵工件不变形原则； 装 ⑶工件不振动原则； 置 ⑷安全、省力、方便； 的 要求(1)主要在粗加工时考虑，要求(2)、 基 (3)主要在精加工时考虑 本 要 求
4
机床夹具设计
二、夹紧力的方向和作用点和大小
(1)有助于定位稳定，且主要夹紧力应垂直主要定
(2)在可能条件下采用机动夹紧，并使各接触面 上所受的单位压力相等。
12
大 小
一般精加工K =1.5~2，粗加工K = 2.5~3。
(2)经验对比法。
7
机床夹具设计
表4-3常见夹紧形式所需的夹紧力计算公式
8
机床夹具设计
9
机床夹具设计
三、减小夹紧变形的方法 (1)分散着力点和增加压紧件接触面积。
机床夹具设计
一、夹紧概述
目
保证工件定位时确定的正确位置,防止工
件在切削力、离心力、惯性力、重力等作用
的 下产生位移和振动。
（1）力源装置：手动装置 气压装置、液压装置气、
液增压装置、电动装置、磁力装置、真空装置
组 （2）中间传力机构
成
1）改变作用力的方向；
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2）改变作用力的大小； 3）使夹紧实现自锁。
机床夹具设计
工件的夹紧
1
机床夹具设计
前面所学的主要内容（定位）：
工件在夹具中的定位 1.零件技术要求分析 2.分析必须要限制哪些自由度（理论应限自由度分析） 3.定位方案设计（组合定位所限自由度分析） 4.定位误差分析
这次课的重点：
1.夹紧的概念、目的 2.夹紧装置的组成和要求 3.夹紧力的大小、方向、作用点 4.减小夹紧变形的措施
（3）夹紧元件
3
机床夹具设计
对 夹 ⑴工件不移动原则； 紧 ⑵工件不变形原则； 装 ⑶工件不振动原则； 置 ⑷安全、省力、方便； 的 要求(1)主要在粗加工时考虑，要求(2)、 基 (3)主要在精加工时考虑 本 要 求
4
机床夹具设计
二、夹紧力的方向和作用点和大小
(1)有助于定位稳定，且主要夹紧力应垂直主要定
(2)在可能条件下采用机动夹紧，并使各接触面 上所受的单位压力相等。
12
大 小
一般精加工K =1.5~2，粗加工K = 2.5~3。
(2)经验对比法。
7
机床夹具设计
表4-3常见夹紧形式所需的夹紧力计算公式
8
机床夹具设计
9
机床夹具设计
三、减小夹紧变形的方法 (1)分散着力点和增加压紧件接触面积。
机械夹紧机构PPT课件
3. 夹紧力大小的确定 夹紧力的大小要适当，夹紧力太小，难以夹紧工件；夹紧力太大，将
增大夹紧装置的结构尺寸，且会增精选大p工pt 件变形，影响加工质量。夹紧力的4 计算可参阅有关资料。
夹紧力方向应朝向主要定位基准面，如图14-2所示。
精选ppt
5
（2）夹紧力应朝向工件刚性较好的方向，使工件变形尽可能小，如
精选ppt
9
（3）夹紧力作用点应尽量靠近加工部位，如图14-7示。
精选ppt
10
三、典型夹紧机构
1．斜楔夹紧机构
如图14-8所示，几种斜楔夹紧机构夹紧工件的实例。
2．螺旋夹紧机构
如图14-9所示，几种螺旋夹紧机构夹紧工件的实例。
3. 偏心夹紧机构
用偏心件直接或间接夹紧工件的机构，称为偏
心夹紧机构。常用的偏心件是偏心轮和偏心轴，如图
精选ppt
24
感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
14-10所示，为偏心夹紧机构的应用实例。
偏心夹紧机构的特点是结构简单、操作方便、夹
紧迅速，缺点是夹紧力和夹紧行程小，一般用于切
削力不大、振动小、没有离心力影响的加工中。
精选ppt
11
如图14-8所示，几种斜楔夹紧机构夹紧工件的实例。
精选ppt
12
如图14-9所示，几种螺旋夹紧机构夹紧工件的实 例
。 图14-3所示
精选ppt
6
（3）夹紧力方向应尽可能实现“三力”同向，以利于减 小所需的夹紧力，如图14-4 所示。
精选ppt
7
（1）夹紧力作用点应落在定位元件上或几个定位元件所形成的支承 区域内，如图14-5所示。
精选ppt
增大夹紧装置的结构尺寸，且会增精选大p工pt 件变形，影响加工质量。夹紧力的4 计算可参阅有关资料。
夹紧力方向应朝向主要定位基准面，如图14-2所示。
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5
（2）夹紧力应朝向工件刚性较好的方向，使工件变形尽可能小，如
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9
（3）夹紧力作用点应尽量靠近加工部位，如图14-7示。
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10
三、典型夹紧机构
1．斜楔夹紧机构
如图14-8所示，几种斜楔夹紧机构夹紧工件的实例。
2．螺旋夹紧机构
如图14-9所示，几种螺旋夹紧机构夹紧工件的实例。
3. 偏心夹紧机构
用偏心件直接或间接夹紧工件的机构，称为偏
心夹紧机构。常用的偏心件是偏心轮和偏心轴，如图
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24
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14-10所示，为偏心夹紧机构的应用实例。
偏心夹紧机构的特点是结构简单、操作方便、夹
紧迅速，缺点是夹紧力和夹紧行程小，一般用于切
削力不大、振动小、没有离心力影响的加工中。
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11
如图14-8所示，几种斜楔夹紧机构夹紧工件的实例。
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12
如图14-9所示，几种螺旋夹紧机构夹紧工件的实 例
。 图14-3所示
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6
（3）夹紧力方向应尽可能实现“三力”同向，以利于减 小所需的夹紧力，如图14-4 所示。
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7
（1）夹紧力作用点应落在定位元件上或几个定位元件所形成的支承 区域内，如图14-5所示。
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工件在夹具中的夹紧PPT课件
工件在夹具中的夹紧
夹紧装置的组成如下图：
夹紧装置的组成有： （1）动力装置：产生夹紧动力的装置。 （2）夹紧元件：直接用于夹紧工件的元件。 （3）中间传力机构：将原动力以一定的大小和方向传递给夹紧元件的机构。 在有些夹具中，夹紧元件（例如图6-18中的压板4）往往就是中间传力机构的一部分，难以区分，统称为夹紧机构。
图
图
6．联动夹紧机构 联动夹紧机构是一种高效夹紧机构，它可通过一个操作手柄或一个动力装置，对一个工件的多个夹紧点实施夹紧，或同时夹紧若干个工件。
图
四、夹紧的动力装置 在大批大量生产中，为提高生产率、降低工人劳动强度，大多数夹具都采用机动夹紧装置。驱动方式有气动、液动、气液联合驱动，电（磁）驱动，真空吸附等多种形式。
2．对夹紧装置的要求 1）夹紧过程不得破坏工件在夹具中占有的定位位置。 2）夹紧力要适当，既要保证工件在加工过程中定位的稳定性，又要防止因夹紧力过大损伤工件表面或使工件产生过大的夹紧变形。 3）操作安全、省力。 4）结构应尽量简单，便于制造，便于维修。
二、夹紧力的确定 1．夹紧力作用点的选择 （1）夹紧力的作用点应正对定位元件或位于定位元件所形成的支承面内。
图
2．螺旋夹紧机构 采用螺旋装置直接夹紧或与其他元件组合实现夹紧的机构，统称螺旋夹紧机构。螺旋夹紧机构结构简单，容易制造。由于螺旋升角小，螺旋夹紧机构的自锁性能好，夹紧力和夹紧行程都较大，在手动夹具上应用较多。螺旋夹紧机构可以看作是绕在圆柱表面上的斜面，将它展开就相当于一个斜楔。
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1．气动夹紧装置 气动夹紧装置以压缩空气作为动力源推动夹紧机构夹紧工件。常用的气缸结构有活塞式和薄膜式两种。 活塞式气缸按照气缸装夹方式分类有固定式、摆动式和回转式三种，按工作方式分类有单向作用和双向作用两种，应用最广泛的是双作用固定式气缸。
夹紧装置的组成如下图：
夹紧装置的组成有： （1）动力装置：产生夹紧动力的装置。 （2）夹紧元件：直接用于夹紧工件的元件。 （3）中间传力机构：将原动力以一定的大小和方向传递给夹紧元件的机构。 在有些夹具中，夹紧元件（例如图6-18中的压板4）往往就是中间传力机构的一部分，难以区分，统称为夹紧机构。
图
图
6．联动夹紧机构 联动夹紧机构是一种高效夹紧机构，它可通过一个操作手柄或一个动力装置，对一个工件的多个夹紧点实施夹紧，或同时夹紧若干个工件。
图
四、夹紧的动力装置 在大批大量生产中，为提高生产率、降低工人劳动强度，大多数夹具都采用机动夹紧装置。驱动方式有气动、液动、气液联合驱动，电（磁）驱动，真空吸附等多种形式。
2．对夹紧装置的要求 1）夹紧过程不得破坏工件在夹具中占有的定位位置。 2）夹紧力要适当，既要保证工件在加工过程中定位的稳定性，又要防止因夹紧力过大损伤工件表面或使工件产生过大的夹紧变形。 3）操作安全、省力。 4）结构应尽量简单，便于制造，便于维修。
二、夹紧力的确定 1．夹紧力作用点的选择 （1）夹紧力的作用点应正对定位元件或位于定位元件所形成的支承面内。
图
2．螺旋夹紧机构 采用螺旋装置直接夹紧或与其他元件组合实现夹紧的机构，统称螺旋夹紧机构。螺旋夹紧机构结构简单，容易制造。由于螺旋升角小，螺旋夹紧机构的自锁性能好，夹紧力和夹紧行程都较大，在手动夹具上应用较多。螺旋夹紧机构可以看作是绕在圆柱表面上的斜面，将它展开就相当于一个斜楔。
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1．气动夹紧装置 气动夹紧装置以压缩空气作为动力源推动夹紧机构夹紧工件。常用的气缸结构有活塞式和薄膜式两种。 活塞式气缸按照气缸装夹方式分类有固定式、摆动式和回转式三种，按工作方式分类有单向作用和双向作用两种，应用最广泛的是双作用固定式气缸。
常用的夹紧机构
直接采用斜楔时产生的夹紧力
⑴夹紧力Fw（ FJ）计算： FQ—作用在斜楔上的原始水平作用力； α—斜楔升角； φ 1、 φ 2：斜楔与工件、夹具体之间的 摩擦角
FJ
FQ tan1 tan( 2 )
2、工作特点
（1）斜楔的自锁性。
在夹紧作用力去掉后，在纯 摩擦力作用下，仍能保持夹 紧的现象。 α≤ φ1 + φ2 为自锁条件。 αmax =12º,一般取6º ～8º。 气压或液压不需自锁，可稍 大些。
（二）各类典型机构特点及适用范围
按定心作用原理分类：
一种是依靠传动机构使定心夹紧元件同时作等速移动， 从而实现定心夹紧； 另一种是依靠定心元件本身作均匀的弹性变形，从而 实现定位夹紧。
1、螺旋式定心夹紧机构
结构简单、工作行程大、通用性 好。但定心精度 不高，主要适用于粗加工或半精加工中需要行程 大而定心精度要求不高的工件。
单件对向联动夹紧机构
单件互垂力或斜交力联动夹紧机构
2、多件联动夹紧机构
此机构多用于中小 型工件的多件加工。 按其对工件使力方 式的不同， 一般分为四种基本
形式：
（1）平行式多件 联动夹紧 F FW Wi n
（2）连续多件夹紧
理论上各工件的夹紧力：
FWi Fw
实际上，在夹紧系统中，各环节的变形、传力过程中均存 在摩擦能耗， 工件较多时，力在传递过程中存在损耗，末 件夹紧力可能会不足。
（3）对向式多件联动夹紧
这类夹紧机构 可减少原始作 用力，但相应 增大了对机构 夹紧行程要求
（4）复合式多件联动夹紧
凡将上述多件联 动夹紧方式合理组 合构成的机构，均 称为复合式多件联 动夹紧。
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——螺纹升角(°)；
1——螺螺纹处摩擦角(°)
2——螺钉端部摩擦角(°)
r ——螺钉端部当量摩擦半径(mm)
技术研究
13
单个螺旋夹紧机构
a) 结构简单，Biblioteka 易压伤工件表面，易带动工件旋 转；b)带有摆动压块，克服了上述不足
技术研究
14
技术研究
15
图示是常用的几种摆动压块， 光面用a)，毛面用b)
§2.2 常用的夹紧机构
在夹具的各种夹紧机构中，以斜楔、 螺旋、偏心、铰链机构以及由他们 组合而成的夹紧装置应用最为普遍
技术研究
1
一、斜楔夹紧机构
1－斜楔 2－工件 3－夹具体 锤击夹紧和松开工件，原理是楔紧作用。斜楔一般用20号
钢渗碳淬火或45号钢淬火。
技术研究
2
技术研究
3
1、受力分析：
相当于一个弧形楔逐渐楔入虚线与工件之间
技术研究
23
1、结构特点：
O1是几何中心；O是回转中心；R是几何半径； e 是偏心 量， e = R－R0 ； r 是回转半径(回转中心和切点的连线) ；R0是最小回转半径；回转角β 是 OO1连线与水平线的夹角， 两线重合时，β=0， 使r 增 大方向β为正，所以β在±90° 范围内。升角 α是r 的垂线和 受压面之间的夹角；圆周上 各接触点的升角不是常数。
技术研究
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图3.20
技术研究
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技术研究
20
技术研究
目录 下一节
21
三、偏心夹紧机构
用偏心件直接或间接夹紧工件。 优点：圆偏心夹紧机构操作方便、夹紧迅速。 缺点：夹紧行程和夹紧力均不大，机构不耐振，自锁可靠性差，一般
。 用于夹紧行程及切削负载较小且平稳的加工场合
技术研究
22
圆偏心轮应用特性
受力分析: MQ—原始力矩; M1—螺母阻止螺钉转动的力矩; M2—工件阻止螺钉转动的力矩; 仨作用下处于平衡：
技术研究
螺纹的形成
12
MQ－M1－ M2＝0
FW
d2 2
FQ L
tan(a 1 ) r /
tan 2
FW——夹紧力(N)； FQ——原始作用力(N) L——作用力臂(mm)； d2——螺纹中径(mm)；
件尺寸的公差； △S4——行程贮备量(mm)，取=0.1～0.3。
技术研究
10
二、螺旋夹紧机构
本质：相当于斜楔绕在圆柱体上形成，所以夹紧 工件仍是楔紧作用。
结构简单，螺纹升角α ≤4°，夹紧可靠，耐振。 夹紧行程不受限制，但夹紧行程大时，操作时间 长。 缺点是夹紧动作较慢，机动夹紧较少用。
主要结构形式：单个螺旋夹紧结构、螺旋压板夹 紧机构
技术研究
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1、单个螺旋夹紧机构
27
FJ
rtan(
FQ L
2 ) tan1
4、夹紧力计算
圆偏心轮上各点升角不同，各点夹紧力也
不同。根据受力分析，偏心轮的夹紧力可
用下式估算：
FJ
rtan(
FQ L
2 ) tan1
小结：偏心夹紧机构操作方便，动作迅速，结构
简单，但自锁性差，夹紧力小，夹紧行程不大， 结构不耐振，适于切削平稳且切削力不大的场合， 常用于手动夹紧。
iF
FJ FQ
1
tan1 tan(
2 )
技术研究
8
（4）斜楔夹紧行程h小
h is s tan a
S受斜楔长度限制，要增 大夹紧行程h，须增大 斜角α。但α越大，自 锁性差。所以常采用 双斜楔结构。
技术研究
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3、适用场合
由于增力比、夹紧行程、自锁条件是相互制约， 在确定斜楔升角时，要兼顾三者的实际需要。单 一斜楔夹紧机构夹紧力小且操作不便，很少使用， 通常用于机动夹紧或组合夹紧机构中。
技术研究
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5、偏心轮的设计
① 选工作区：根据加工要求确定转角范围； ② 夹紧行程h确定： h= △S1+△S2+△S3+△S4 △S1——装卸工件所留空隙(mm)，取≥0.3； △S2—夹紧机构变形补偿量(mm)，取=0.05～0.15 △S3——夹紧尺寸误差补偿量(mm)，即为夹紧工
技术研究
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3、自锁条件
斜楔的自锁条件： α≤ φ1 + φ2 φ1 是圆偏心轮与工件间的摩擦角、 φ2是圆
偏心轮与转轴间的摩擦角（该摩擦力矩小 可忽略）
曲线楔的自锁条件:αmax ≤ φ1 近似公式：e /R≤tgφ1 ≤f 一般f =0.1～0.15,所以： R/ e ≥7～10
技术研究
夹紧行程S= e (1＋sinβ) 工作转角太大则操作费时且不安全，所以一般转
角φx ＜90 °。我们把工作转角范围内的那段轮 周称为圆偏心轮的工作段：
φx =45～135 °，该范围升角大，夹紧力较小， 但夹紧行程大；工作较稳定，但自锁性能差；
φx = 90～180 °，该范围升角由大到小，夹紧力 逐渐增大，自锁性能好，但夹紧行程小。
FW即斜楔对工件的夹紧力 FJ
技术研究
4
直接采用斜楔时产生的夹紧力
⑴夹紧力Fw（ FJ）计算： FQ—作用在斜楔上的原始水平作用力； α—斜楔升角； φ 1、 φ 2：斜楔与夹具体之间的摩擦角
FJ
FQ
tan1 tan(2
)
技术研究
5
2、工作特点
（1）斜楔的自锁性。
在夹紧作用力去掉后，在纯 摩擦力作用下，仍能保持夹 紧的现象。
自锁条件： F1≥FRx， 即：FWtgφ1 ≥ FWtg(α- φ2) 所以，α≤ φ1 + φ2 为自锁条件。
αmax =12º,一般取6º～8º。 气压或液压不需自锁，可稍 大些。
技术研究
6
（2）改变作用力方向
技术研究
7
（3）增力比计算
由夹紧力公式可知，夹紧力FJ(FW)与原始作 用力之比为扩力比，
技术研究
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2、夹紧行程
上图为圆偏心轮的结构及展开图。夹紧行程等于回转中心 到切点的距离与最小回转半径之差。圆偏心圆周上任一点 x的回转半径与Om的夹角φx称为转角。
当偏心轮与工件切点在m时，转角为0，夹紧行程为0；当 偏心轮与工件切点在n时，转角为180°，夹紧行程为2e；
技术研究
25
工作段
技术研究
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2、螺栓压板夹紧机构
可根据杠杆原理改变力 臂关系，使操作省力、使 用方便。
常见的五种典型组合结构：
减力但增加压板行程的组 合结构
不增力但改变夹紧力方向 的组合结构
铰链压板机构，增力但减 小夹紧行程
钩形压板
自调节式压板
技术研究
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3、快速装卸机构
1）快卸垫圈螺母夹紧机构 2）快卸螺母结构 3）回转压板夹紧机构 4）快卸螺杆机构 5）直槽与螺旋槽相连的螺杆结构
1——螺螺纹处摩擦角(°)
2——螺钉端部摩擦角(°)
r ——螺钉端部当量摩擦半径(mm)
技术研究
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单个螺旋夹紧机构
a) 结构简单，Biblioteka 易压伤工件表面，易带动工件旋 转；b)带有摆动压块，克服了上述不足
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技术研究
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图示是常用的几种摆动压块， 光面用a)，毛面用b)
§2.2 常用的夹紧机构
在夹具的各种夹紧机构中，以斜楔、 螺旋、偏心、铰链机构以及由他们 组合而成的夹紧装置应用最为普遍
技术研究
1
一、斜楔夹紧机构
1－斜楔 2－工件 3－夹具体 锤击夹紧和松开工件，原理是楔紧作用。斜楔一般用20号
钢渗碳淬火或45号钢淬火。
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2
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1、受力分析：
相当于一个弧形楔逐渐楔入虚线与工件之间
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1、结构特点：
O1是几何中心；O是回转中心；R是几何半径； e 是偏心 量， e = R－R0 ； r 是回转半径(回转中心和切点的连线) ；R0是最小回转半径；回转角β 是 OO1连线与水平线的夹角， 两线重合时，β=0， 使r 增 大方向β为正，所以β在±90° 范围内。升角 α是r 的垂线和 受压面之间的夹角；圆周上 各接触点的升角不是常数。
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图3.20
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三、偏心夹紧机构
用偏心件直接或间接夹紧工件。 优点：圆偏心夹紧机构操作方便、夹紧迅速。 缺点：夹紧行程和夹紧力均不大，机构不耐振，自锁可靠性差，一般
。 用于夹紧行程及切削负载较小且平稳的加工场合
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圆偏心轮应用特性
受力分析: MQ—原始力矩; M1—螺母阻止螺钉转动的力矩; M2—工件阻止螺钉转动的力矩; 仨作用下处于平衡：
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螺纹的形成
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MQ－M1－ M2＝0
FW
d2 2
FQ L
tan(a 1 ) r /
tan 2
FW——夹紧力(N)； FQ——原始作用力(N) L——作用力臂(mm)； d2——螺纹中径(mm)；
件尺寸的公差； △S4——行程贮备量(mm)，取=0.1～0.3。
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二、螺旋夹紧机构
本质：相当于斜楔绕在圆柱体上形成，所以夹紧 工件仍是楔紧作用。
结构简单，螺纹升角α ≤4°，夹紧可靠，耐振。 夹紧行程不受限制，但夹紧行程大时，操作时间 长。 缺点是夹紧动作较慢，机动夹紧较少用。
主要结构形式：单个螺旋夹紧结构、螺旋压板夹 紧机构
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1、单个螺旋夹紧机构
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FJ
rtan(
FQ L
2 ) tan1
4、夹紧力计算
圆偏心轮上各点升角不同，各点夹紧力也
不同。根据受力分析，偏心轮的夹紧力可
用下式估算：
FJ
rtan(
FQ L
2 ) tan1
小结：偏心夹紧机构操作方便，动作迅速，结构
简单，但自锁性差，夹紧力小，夹紧行程不大， 结构不耐振，适于切削平稳且切削力不大的场合， 常用于手动夹紧。
iF
FJ FQ
1
tan1 tan(
2 )
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（4）斜楔夹紧行程h小
h is s tan a
S受斜楔长度限制，要增 大夹紧行程h，须增大 斜角α。但α越大，自 锁性差。所以常采用 双斜楔结构。
技术研究
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3、适用场合
由于增力比、夹紧行程、自锁条件是相互制约， 在确定斜楔升角时，要兼顾三者的实际需要。单 一斜楔夹紧机构夹紧力小且操作不便，很少使用， 通常用于机动夹紧或组合夹紧机构中。
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5、偏心轮的设计
① 选工作区：根据加工要求确定转角范围； ② 夹紧行程h确定： h= △S1+△S2+△S3+△S4 △S1——装卸工件所留空隙(mm)，取≥0.3； △S2—夹紧机构变形补偿量(mm)，取=0.05～0.15 △S3——夹紧尺寸误差补偿量(mm)，即为夹紧工
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3、自锁条件
斜楔的自锁条件： α≤ φ1 + φ2 φ1 是圆偏心轮与工件间的摩擦角、 φ2是圆
偏心轮与转轴间的摩擦角（该摩擦力矩小 可忽略）
曲线楔的自锁条件:αmax ≤ φ1 近似公式：e /R≤tgφ1 ≤f 一般f =0.1～0.15,所以： R/ e ≥7～10
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夹紧行程S= e (1＋sinβ) 工作转角太大则操作费时且不安全，所以一般转
角φx ＜90 °。我们把工作转角范围内的那段轮 周称为圆偏心轮的工作段：
φx =45～135 °，该范围升角大，夹紧力较小， 但夹紧行程大；工作较稳定，但自锁性能差；
φx = 90～180 °，该范围升角由大到小，夹紧力 逐渐增大，自锁性能好，但夹紧行程小。
FW即斜楔对工件的夹紧力 FJ
技术研究
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直接采用斜楔时产生的夹紧力
⑴夹紧力Fw（ FJ）计算： FQ—作用在斜楔上的原始水平作用力； α—斜楔升角； φ 1、 φ 2：斜楔与夹具体之间的摩擦角
FJ
FQ
tan1 tan(2
)
技术研究
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2、工作特点
（1）斜楔的自锁性。
在夹紧作用力去掉后，在纯 摩擦力作用下，仍能保持夹 紧的现象。
自锁条件： F1≥FRx， 即：FWtgφ1 ≥ FWtg(α- φ2) 所以，α≤ φ1 + φ2 为自锁条件。
αmax =12º,一般取6º～8º。 气压或液压不需自锁，可稍 大些。
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（2）改变作用力方向
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（3）增力比计算
由夹紧力公式可知，夹紧力FJ(FW)与原始作 用力之比为扩力比，
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2、夹紧行程
上图为圆偏心轮的结构及展开图。夹紧行程等于回转中心 到切点的距离与最小回转半径之差。圆偏心圆周上任一点 x的回转半径与Om的夹角φx称为转角。
当偏心轮与工件切点在m时，转角为0，夹紧行程为0；当 偏心轮与工件切点在n时，转角为180°，夹紧行程为2e；
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工作段
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2、螺栓压板夹紧机构
可根据杠杆原理改变力 臂关系，使操作省力、使 用方便。
常见的五种典型组合结构：
减力但增加压板行程的组 合结构
不增力但改变夹紧力方向 的组合结构
铰链压板机构，增力但减 小夹紧行程
钩形压板
自调节式压板
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3、快速装卸机构
1）快卸垫圈螺母夹紧机构 2）快卸螺母结构 3）回转压板夹紧机构 4）快卸螺杆机构 5）直槽与螺旋槽相连的螺杆结构