夹紧机构
铰链夹紧机构的基本结构有
铰链夹紧机构的基本结构有
铰链夹紧机构的基本结构由以下几部分组成：
1. 铰链：铰链是夹紧机构的核心部件，它由两个或更多的链接件通过轴心线固定在一起，使它们可以相对旋转。
铰链可以提供一定的固定位置和相对运动的自由度。
2. 夹紧杆：夹紧杆是与铰链相连的杆状零件，通过夹紧杆的相对运动来实现夹紧的功能。
夹紧杆可以是螺纹杆、滑块、摇臂等形式，通过调节夹紧杆的位置、角度或长度，可以控制夹紧机构的夹紧力度。
3. 弹簧：弹簧是在夹紧机构中常用的辅助部件，通过提供弹性力来增加夹紧力度或保持夹紧杆的位置。
弹簧可以安装在夹紧杆上，也可以安装在其他连接件上，起到稳定夹紧机构的作用。
4. 控制机构：控制机构用于控制夹紧机构的运动和夹紧力度，通常包括手动操作的旋钮、螺母、杠杆等，也可以使用电动、液压或气动装置实现自动控制。
以上是铰链夹紧机构的基本结构，不同的应用场景和要求可能会有一些变化和扩展。
夹紧机构可以根据实际需要设计和调整各个部件的结构和参数，以实现所需的夹紧效果和使用要求。
螺旋夹紧机构设计
螺旋夹紧机构设计
螺旋夹紧机构是一种常用的机械连接方式，可以实现松散零件之间的夹紧或固定。
其设计包括以下几个方面：
1. 松紧度要求：根据实际应用需求确定夹紧程度，即需要固定的零件在夹紧后是否能够达到相对稳定的位置。
2. 力学原理：螺旋夹紧机构的原理是利用螺纹副的互相扭转来产生夹紧力。
需要确定夹紧力大小，以及松散零件之间的摩擦力等力学参数。
3. 材料选择：根据工作环境和夹紧力大小选择合适的材料，以确保机构的强度和耐久性。
4. 结构设计：根据实际应用需求，设计螺旋夹紧机构的结构形式，如夹紧螺母、夹紧螺栓、夹紧套筒等。
5. 螺纹设计：螺旋夹紧机构的夹紧力主要通过螺纹副的扭转来实现，因此需要设计合适的螺纹形状和尺寸，以达到夹紧效果。
6. 装配和调试：设计完成后，需要进行装配和调试，确保螺旋夹紧机构能够正常工作，并满足设计要求。
总之，螺旋夹紧机构的设计需要考虑松紧度要求、力学原理、材料选择、结构设计、螺纹设计以及装配和调试等因素，以实现稳定可靠的夹紧效果。
偏心夹紧机构的夹紧力计算
6
偏心夹紧机构的结构特点 偏心夹紧机构
（3）圆偏心轮夹紧的夹紧力
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
MACHINE TOOL FIXTURE DESIGN
目
录
偏心夹紧机构的夹紧力计算
297
偏心夹紧机构的结构特点
偏心夹紧机构
01
定义
用偏心件直接或间接夹紧工件的 机构为偏心夹紧机构。
02 偏心件形式
（1）圆偏心轮； （2）偏心轴。
常见的偏心轮—压板夹紧机构
3
偏心夹紧机构的结构特点
4
偏心夹紧机构的结构特点
扩力比约为12～13
7
THANSKS FOR LOOKING
油缸式夹紧机构的原理及应用
油缸式夹紧机构的原理及应用油缸式夹紧机构是一种常见的夹紧装置，在机械制造中广泛应用。
它的原理是通过油压将油缸内的活塞推动夹紧机构，从而实现夹紧零件的作用。
这种夹紧机构具有结构简单、夹紧力大、稳定性好等优点，因此被广泛应用于金属加工、机械加工等行业中。
该机构主要由油袋、油缸、活塞、油管以及夹紧机构等几部分组成。
当油袋中的油液被泵入油缸时，活塞被压力推动向夹紧机构方向运动，从而实现夹紧零件的目的。
在夹紧过程中，液压传递的作用使得夹紧力得到了大幅提升，从而确保了夹紧的可靠性和有效性。
油缸式夹紧机构的应用范围非常广泛，主要体现在以下方面：1. 金属加工油缸式夹紧机构在金属加工行业中应用广泛，如在加工车件时，它可以夹紧工件，保证工件稳定地进行加工，从而提高加工的质量和效率。
2. 机械加工在机械加工方面，油缸式夹紧机构也占有重要的应用地位。
例如在铣削机、磨床等机床上，通过该机构可以实现零件夹紧，从而确保了加工精度和效率。
3. 工程机械油缸式夹紧机构同样适用于工程机械领域。
例如在挖掘机、推土机等工程机械上，通过该机构可以夹紧钢管等零件，从而保证了机械的安全性和稳定性。
总之，油缸式夹紧机构以其可靠性、高效性、使用广泛等特点，成为了机械制造中的重要夹紧装置之一。
在日常使用中，我们应注意机构的维护和保养，从而延长其使用寿命，提高工作效率。
关于什么样的数据有关，这个还需要根据具体的情况来确定。
以下列出了一个可能的数据，作为例子进行分析：数据：某公司2018年到2021年四年的营业额数据2018年：3000万元2019年：3600万元2020年：4000万元2021年：4200万元对于这个数据，我们可以进行以下方面的分析：1. 总体趋势从整体上看，该公司的营业额呈现逐年上升的趋势，2018年至2021年的营业额分别为3000万元、3600万元、4000万元、4200万元。
这反映了该公司的经营状况逐年向好，并且近年的增长速度有所加快。
3.3联动夹紧机构、定心夹紧机构 (改)
例2：如图，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： △B≠0，△Y=0， △D=△B； 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， △B=0，△D=0。
LOGO
⑴定心夹紧机构：是一种特殊的夹紧机构，工件在其
上同时实现定位和夹紧。在这种夹紧机构上与工件定位基准
Page 2
LOGO
1
联动夹紧机构
2
定心夹紧机构
3
Page 3
LOGO
联动夹紧机构
在工件装夹中，根据工件的结构特点和定位要求，有些夹 具需要的同时有几个点对工件进行夹紧，有些夹具需要同时夹 紧几个工件。
1.多点联动夹紧机构
多点联动夹紧是用一个原始作用力，通过一定的机构将该力 分散到数个点上对工件进行夹紧。
3．与其它动作联动的夹紧机构
（1）先定位后夹紧的联动机构
1－拨杆 2、6－弹簧 3、12－推杆
4－活塞 5－压板 7－定位块 8－液压缸 9－活塞杆 10－螺钉 11－滚子
LOGO
（2）夹紧与移动压板联动机构
1-拨销； 2-压板； 3、4-螺钉； 5-偏心轮
LOGO
（3）夹紧与辅助支承联动机构
LOGO
(5) 波纹套定心夹紧机构
1螺母；2波纹套；3垫圈；4工件；5支承圈
LOGO
(6) 液性塑料定心夹紧机构
1夹具体；2簿壁套筒；3液性塑料； 4滑柱；5螺钉；6限位螺钉
LOGO
课堂小结
1. 联动夹紧机构 2. 定心夹紧机构
单件联动夹紧机构
单件同向联动夹紧机构 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
工装夹具基本夹紧机构
工装夹具基本夹紧机构文章目录[隐藏]• 1.斜楔夹紧机构• 2.螺旋夹紧机构•(1)单个螺旋夹紧机构•(2)螺旋压板机构• 3.偏心夹紧机构夹紧机构的种类虽然很多,但其结构都以斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构和偏心夹紧机构为基础,这三种机构合称为基本夹紧机构。
1.斜楔夹紧机构图1所示为几种用斜楔夹紧机构夹紧工件的实例。
图1a是手动斜楔夹紧机构，工件装入后锤击斜楔大头即可夹紧工件;加工完毕后,锤击斜楔小头,即可松开工件。
由于是用斜楔直接夹紧工件,夹紧力较小，且操作费时,所以实际生产中应用不多。
多数情况下是将斜楔与其他机构组合起来使用。
图1b是将斜楔与滑柱组合成-.种夹紧机构,一般用气压或液压做动力源。
图1c是由端面斜楔与压板组合而成的夹紧机构。
图1斜楔夹紧机构1-夹具体;2-斜楔;3-工件斜楔的自锁条件是:斜楔的升角小于斜楔与工件、斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。
为保证自锁可靠,手动夹紧机构一般取升角a=6°~8°。
用气压或液压装置驱动的斜楔不需要自锁,可取a= 15°~ 30。
2.螺旋夹紧机构由螺钉、螺母、垫圈、压板等元件组成的夹紧机构,称为螺旋夹紧机构。
图2所示是应用这种机构来夹紧的实例。
图2螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构的实质是绕在圆柱体上的斜楔,因此它不仅结构简单、容易制造,而且由于其升角很小，所以螺旋夹紧机构的自锁性能好,夹紧行程较大,是手动夹紧中用得最多的一种夹紧机构,只是夹紧动作较慢。
(1)单个螺旋夹紧机构图2a、b所示是直接用螺钉或螺母夹紧工件的机构,称为单个螺旋夹紧机构。
在图2a中,螺钉头直接与工件表面接触,螺钉转动时，可能损伤工件表面，或带动工件旋转。
克服这一缺点的方法是在螺钉头部装上如图4-39所示的摆动压块。
当摆动压块与工件接触后，由于压块与工件间的摩擦力矩大于压块与螺钉间的摩擦力矩,压块不会随螺钉- -起转动。
如图3a所示的端面是光滑的,用于夹紧已加工表面;图3b的端面有齿纹,用于夹紧毛坯面。
偏心轮夹紧机构
在夹具的各种夹紧机构中，以斜楔、螺旋、偏心、铰链机构以及由它们组合而成的夹紧装置应用最为普遍。
一、斜楔夹紧机构1．夹紧力计算图3-10夹紧受力图由上面受力图可知，斜楔静力平衡条件为：F1＋FRX ＝FQ其中：F1＝FW tanφ1 ； FRX＝FW tan(α＋φ2)代入上式计算得：式中：FW 斜楔对工件夹紧力α 斜楔升角FQ 原始作用力φ1 斜楔与工件之间的摩擦角φ2 斜楔与夹具体之间的摩擦角2．增力比计算增力比iF＝夹紧力／原始作用力如果不考虑摩擦影响理想增力比（即忽略摩擦角）：3．夹紧行程比计算图3-11 夹紧受力工件所要求的夹紧行程h与斜楔相应移动的距离s之比成为行程比iS。
由上图可知：夹紧行程＝工件被夹紧行程h/斜楔移动距离S4．自锁条件图3-12自锁受力上图为原始作用力FQ停止作用后斜楔的受力情况。
斜楔楔入后，原始力去除，斜楔体自锁条件为F1>FRXFW tanφ1> FW tan(α-φ2)φ1> α-φ2或α〈φ1 ＋φ2因此自锁条件是斜楔升角小于斜楔与工件、与夹具体之间的摩擦角之和，钢件：f＝0.1～0.15摩擦角φ＝5°43′～8°30′，故α<10°～17°5．升角α的选择手动夹紧α＝6°～8°，机动夹紧α≤12°，不需要自锁α＝15°～30°6．结构设计包括：手动夹紧机构、气动或液压夹紧、斜楔与压板与螺旋等组合结构。
斜楔夹紧机构的计算见下表二、螺旋夹紧机构螺旋夹紧机构在生产中使用极为普遍。
螺旋夹紧机构结构简单、夹紧行程大，特别是它具有增力大、自锁性能好两大特点，其许多元件都已标准化，很适用于手动夹紧。
它主要有两种典型的结构形式。
1.单个螺旋夹紧机构下图a所示为GB/T2161-91六角头压紧螺钉，它是螺钉头部直接压紧工件的一种结构。
下图b所示在螺钉头部装上摆动压块，可防止螺钉转动时损伤工件表面或带动工件转动。
斜楔夹紧机构
由于圆偏心轮夹紧工件的
实质是弧形楔夹紧工件，因此，
圆偏心轮的自锁条件应与斜楔
的自锁条件相同，即
mzx 1 2
式中 max 一一圆偏心轮的最大
升角；
1 一一圆偏心轮与工件 间的摩擦角；
2 一一圆偏心轮与回转 销之间的摩擦角。
图1—69 圓偏心轮受力分析
图1一70 标准圆偏心轮的结构
图1—59
图1一59a、b所示是直 接用螺钉或螺母夹紧工件 的机构，称为单个螺旋夹 紧机构。
在图1一59a中，螺 钉头直接与工件表面接触， 螺钉转动时，可能损伤工 件表面，或带动工件旋转。 克服这一缺点的办法
图1—59
是在螺钉头部装上图l一60所示的摆动压块。当摆动压块与工 件接触后，由于压块与工件间的摩擦力矩大于压块与螺钉间的摩 擦力矩，压块不会随螺钉一起转动。
h stg
复习思考题：p69 21
本讲重点和难点：
夹紧机构结构及原理、特点、应用
第九节 基本夹紧机构
夹紧机构的种类虽然很多，但其结构大都以斜楔夹紧机构、螺旋 夹紧机构和偏心夹紧机构为基础，这三种夹紧机构合称为基本夹紧机 构。
一、斜楔夹紧机构 图l一57为几种用斜楔夹紧机构夹紧工件的实例。 图1—57a是在工件上钻互相垂直的 φ8mm、φ5mm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。由于用斜楔直接夹紧工件的夹紧力较小，且操作费时，所以， 实际生产中应用不多，多数情况下是将斜楔与其它机构联合起来使用。
A一A
a) 图1—57斜楔夹紧机构 1一夹具体 2一斜楔 3一工件
图l—57b是将 斜楔与滑柱合成一 种夹紧机构，一般 用气压或液压驱动。
b) 图1—57斜楔夹紧机构 1一夹具体 2一斜楔 3一工件
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
机床夹具设计
二、螺旋夹紧机构
FQ L
F2r '
FRX
d0 2
得
FW
d0 2
tg
FQ L
1 r 'tg2
式中 FW 一一夹紧力(N)；FQ 一一作用力(N)； Lo一一作用力臂(mm)； d 0 一一螺纹中径(mm)； 一一螺纹升角( )； 一一螺纹处
摩擦角( o )； 2一一螺杆端部与工件间的摩擦角( o )；
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
的
件在切削力、离心力、惯性力、重力等作用 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；
2）改变作用力的大小； 3）使夹紧实现自锁。
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。
10
机床夹具设计
(1)分散着力点和增加压紧件接触面积。
11
机床夹具设计
56
机床夹具设计 四、联动夹紧机构
57
机床夹具设计 四、联动夹紧机构
58
机床夹具设计 四、联动夹紧机构 (2)多件连续夹紧机构
59
机床夹具设计 四、联动夹紧机构
(3)对称式多件联动夹紧机构
60
机床夹具设计 四、联动夹紧机构
(3)对称式多件联动夹紧机构
61
机床夹具设计 四、联动夹紧机构 (4)复合式多件联动夹紧机构
杆式、楔式机构等； （２）另一种利用薄壁弹性元件受力后产生均匀 地弹性变形（收缩或扩张），来实现定心夹紧。 如弹簧筒夹、膜片卡盘、波纹套、液性塑料等。
72
机床夹具设计
(1)螺旋式定心夹紧机构
图3.34螺旋式定心夹紧机构 1、5－滑座；2、4－V形块钳口；
3－调节杆；6－双向螺杆
73
机床夹具设计
(2)杠杆式定心夹紧机构
避免工件在定位、夹紧时的逐个积累误差对加工精
度的影响。
69
机床夹具设计
上次课的主要内容：
1.偏心夹紧机构的原理和特点 2.联动夹紧机构的结构和设计要点
这次课的重点：
1.定心夹紧机构的概念和原理 2.定心夹紧机构的结构 3. 夹紧机构的力源装置
70
机床夹具设计
五、定心夹紧机构
（1）当工件被加工面以中心要素(轴线、中心平面
这次课的重点：
1.斜楔夹紧机构的作用原理和受力分析 2.斜楔夹紧机构的特点和结构 3.螺旋夹紧机构的特点 4.螺旋压板夹紧机构 5.偏心夹紧机构
18
机床夹具设计
一、斜楔夹紧机构
什 么 采用斜楔作为传力元件或夹紧元件 是 的夹紧机构称为斜楔夹紧机构。
斜
楔 夹
如动画。
紧
机
构
19
机床夹具设计 一、斜楔夹紧机构
范 限制，一般用于夹紧行程较小的情况。
围 （3）一般很少直接用于夹紧工作，大多是与其
它夹紧机构联合使用。
51
机床夹具设计
四、联动夹紧机构
慨 利用一个原始作用力实现单件或多件的多点、 念 多向同时夹紧的机构，称为联动夹紧机构。
图1 联动夹紧机构 图2 联动夹紧机构
结 单件联动夹紧机构
构
多件联动夹紧机构 与其它动作联动的夹紧机构
20
机床夹具设计 一、斜楔夹紧机构
21
机床夹具设计
一、斜楔夹紧机构
夹紧力的计算 ∑F（X）=0 → Q=F1+Rx F1=wtgφ1 Rx=wtg(α+φ2)
Q=wtgφ1+wtg(α+φ2)
w
tg1
Q
tg
2
w--斜楔对工件的夹紧力；α--斜楔升角；
Q-- 加在斜楔上的作用力；
Φ1--斜楔与工件间的摩擦角； Φ2--斜楔与夹具体间的摩擦角。
(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
机床夹具设计 (3)提高工件和夹具元件的装夹刚度。
13
机床夹具设计
14
机床夹具设计
15
机床夹具设计
16
机床夹具设计
典型夹紧机构
17
机床夹具设计
上次课的主要内容：
1.夹紧的目的 2.夹紧装置的组成和要求 3.夹紧力的大小、方向、作用点
向 (2)有利于减小夹紧力
(3)夹紧力的方向应是工件刚性较好的方向。
作 (1)夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范
用
围内 (2)应选在工件刚性较好的部位
点 (3)应尽量靠近加工表面。
5
机床夹具设计
(1)计算:根据切削力大小，计算确定,并乘以安全系数K
大 小
6
机床夹具设计
表4-1 安全系数K0~ K4的数值
图3.36杠杆作用的定心卡盘 1拉杆；2滑套；3钩形杠杆；4轴销；5夹爪
74
机床夹具设计
(3)楔式定心夹紧机构
75
机床夹具设计
(4)弹簧筒夹式定心夹紧机构
图3.37弹性夹头和弹性心轴 1夹具体；2弹性筒夹；3锥套；4螺母；5心轴
76
机床夹具设计
(5) 波纹套定心夹紧机构
图1一62是夹紧状态下螺杆的受力情况。
图 整中 个接, 触面为F上工2，件对计螺算杆时的可摩视擦为力集，中分在布半在径
r r 为 的圆' 周上。 称为' 当量摩擦半径，它
与接触F形1 式有关(见表3一6)。
为螺孔对螺杆的摩擦力，也分布在 整个接触面上，计算时可视为集中在螺纹
中径处 d 0 。 根据力矩平衡条件
为安全可靠，手动时取α =6～8°，机动时(气动、 液动)可不考虑自锁,取α =15～30°。
23
机床夹具设计
一、斜楔夹紧机构
斜 楔 受 力 分 析
24
机床夹具设计
一、斜楔夹紧机构
斜 楔 的 自 锁 条 件
25
机床夹具设计
一、斜楔夹紧机构
Байду номын сангаас
斜 楔
增力比
i w
1
Q tg2 tg(1 )
夹
紧 的 行程比
特 征
sinαx
＝
sin（180
）
x
e
D 2
α＝arc x
sin(
2e D
sin
x
)
47
机床夹具设计
三、偏心夹紧机构
夹
紧
原
理
和
几
何
相当于一个弧形禊，最大夹紧行程2e ,各
特 征
点升角α不是一个常数。最短最长夹紧半 径处α=0º，在他们中间，α=αmax 。
48
机床夹具设计 三、偏心夹紧机构
自 锁 条 件
（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 基 本
要求(1)主要在粗加工时考虑，要求(2)、 (3)主要在精加工时考虑
要
求
4
机床夹具设计
二、夹紧力的方向和作用点和大小
方
(1)有助于定位稳定，且主要夹紧力应垂直主要定 位面；
（１）优点：偏心夹紧机构操作方便、夹紧 迅速． （２）缺点：是夹紧力和夹紧行程都较小。
应 用
（３）应用：一般用于切削力不大、振动小 、没有离心力影响的加工中
45
机床夹具设计
三、偏心夹紧机构
夹 紧 原 理 和 几 何 特 征
46
机床夹具设计
三、偏心夹紧机构
夹
紧
原
理
和
几
何
（a）偏心轮的楔角
（b）偏心轮的位移曲线
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
设φ1=φ2=φ，α很小时，
w
Q
tg 2
22
机床夹具设计
一、斜楔夹紧机构 自锁条件
F1＞Rx F1=wtgφ1 Rx=wtg(α-φ2) 又α、φ1、φ2很小
tgφ1≈φ1
tg(α-φ2)≈α-φ2
∴φ1＞α-φ2
α＜φ1+φ2
斜楔自锁条件：斜楔的升角小于斜楔与工件、斜 楔与夹具体之间的摩擦角之和。
62
机床夹具设计 四、联动夹紧机构
63
机床夹具设计 四、联动夹紧机构
64
机床夹具设计 四、联动夹紧机构 3、与其它动作联动的夹紧机构
(1)先定位后夹紧的联动机构
65
机床夹具设计 (2)夹紧与移动压板联动机
66
机床夹具设计 (3)夹紧与辅助支承联动机构
67
机床夹具设计
68
机床夹具设计
四、联动夹紧机构
图3-28 30
机床夹具设计 二、螺旋夹紧机构
如图3-28 所示，A型的端面是光滑的，用于夹紧已加工表面； B型的端面有齿纹，用于夹紧毛坯面。当要求螺钉只移动不转动时， 可采用图c(GB／T2173—91)所示结构