定心夹紧机构的设计分析
讲 联动夹紧机构定心夹紧机构夹紧动力装置
薄膜式气缸的特点
优点： 结构简单．维修方便，没有密封问题。
缺点： 行程小，作用力随行程增大而减小。
气动夹紧的特点
主要优点： 1.夹紧力基本稳定 （ 这是因为气源压力可以控 制） 2.夹紧动作迅速 ，显著提高生产率。 3.操作省力 ．大大减轻劳动强度。
4-夹紧油缸；5-气—液增压装置
气—液增压装置应用实例
a
b
c
四、手动机械增压装置
手动机械增压装置是以人力操纵机械液压机构而获得
高压油的一种增压装置，所以又称手动泵或手动增压器。
它和气。液增压装置相比，具有控制方式简单、制造容
易以及成本低的特点，同时在机床或夹具上安装和使用也很
方便。因此。这种增压装置不仅适用于成批生产，而且在小
1.雾化器——由气源送来的压缩空气，先经雾化器，使雾化 器中的润滑油被吸上升雾化面随之进入传动系统，以便利 用油雾对传动系统中的运动部件进行充分润滑。
2. 减压阀——将气源送来的压缩空气压力，减至气动夹紧 装置所要求的工作压力(一般为0.4—0.6MPa)。
3.单向阀——主要起安全保护作用。防止气源供气中断或压 力突降而使夹紧机构松开。
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
(2) 楔式定心夹紧机构
机动楔式夹爪自动定心机构 1夹爪；2本体；3弹簧卡圈；4拉杆；5工件
(3) 杠杆式 定心夹紧机构
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
（4）偏心式对中 夹紧机构
2)按定位-夹紧元件均匀弹性变形 原理来实现定心夹紧
讲 联动夹紧机构定心夹紧机构夹紧动力装置
(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，
（３）单件互垂力或斜交力联动夹紧机构
互垂力或斜交力联动夹紧机构
２、多件联动夹紧机构
（１）多件平行联动夹紧机构图3.26
每两个工件一 般就需要用一 浮动压块，工 件多于两个时， 浮动压块之间 还需要用浮动 件联接。 理论上
Wi=W/n
用流体介质(如液性塑料〕代替浮动元件实现多件夹紧。
②多件连续夹紧机构
1.雾化器——由气源送来的压缩空气，先经雾化器，使雾化 器中的润滑油被吸上升雾化面随之进入传动系统，以便利 用油雾对传动系统中的运动部件进行充分润滑。
2. 减压阀——将气源送来的压缩空气压力，减至气动夹紧 装置所要求的工作压力(一般为0.4—0.6MPa)。
3.单向阀——主要起安全保护作用。防止气源供气中断或压 力突降而使夹紧机构松开。
5 、定心夹紧机构
5、定心、对中夹紧机构
定心、对中夹紧机构是一种特殊的夹紧机 构，其定位和夹紧这两种作用是在工件被夹紧 的过程中同时实现的，夹具上与工件定位基准 相接触的元件，既是定位元件，也是夹紧元件。
在机械加工中，很多加工表面是以其中心线 或对称平面作为工序基准的，因而也都用它们 为定位基淮。这时若采用定心对中夹紧机构装 夹加工，可以使定位误差为零。
4滑柱；5螺钉；6限位螺钉
6、联动夹紧机构
联动夹紧机构：
利用一个原始作用力实现单件
或多件的多点、多向同时夹紧的机 构。
联动夹紧机构的主要形式
1 平行夹紧 2 对向夹紧和复合夹紧 3 依次连续夹紧
特点：
夹紧机构要具有足够的浮动环节
⑴单件平行联动夹紧机构
图3.23单件同向联动夹紧机构
第三章 工件的夹紧及夹紧装置(夹具设计)
速，但自锁能力较差，增力比小，（取决于L/ρ的 比值）。常用在切削平稳且切削力不大的场合。
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第二节 基本夹紧机构
2.偏心夹紧机构-适用范围
几种常见偏心夹紧机构
机械学院
第二节 基本夹紧机构
3.螺旋夹紧机构-分类
直接夹紧式螺旋夹紧机构：拉紧式和压紧式 移动压板式螺旋夹紧机构：支点式和内嵌式 铰链压板式螺旋夹紧机构：遮盖式、杠杆式、翻转式、联动式 可拆卸压板式螺旋夹紧机构：直拆式和旋拆式
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移动式压板端面偏心轮夹紧机构
移动式压板端面偏心轮夹紧机构：主要由两个端面凸轮在不同的旋 转角度上产生的轴向位移来实现夹紧动作。它的结构简单、紧凑， 占用空间小，操作方便，但自锁性能差一些，因此，其夹紧行程受 到一定限制。
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转动式压板端面偏心轮夹紧机构
转动式压板端面偏心轮夹紧机构：主要由端面凸轮和滑动杆在转动 一定角度时产生的位移来实现夹紧动作。它的结构也比较简单，操 作方便，由于是利用杠杆原理进行夹紧，其夹紧力比较大，但占用 的空间要大一些。
夹紧力作用点的选择
2)作用在工件刚度高的部位
机械学院
第一节 夹紧机构原理
3.确定夹紧力的基本原则
夹紧力的作用点与工件变形 a）工件底面产生夹紧变形 b）改进方案
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第一节 夹紧机构原理
3.确定夹紧力的基本原则
夹紧力作用点的选择
3）夹紧力的作用点和支承点尽可能靠近切削部位，以提高工件 切削部位的刚度和抗振性。
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第二节 基本夹紧机构
6.斜楔夹紧机构-适用范围
斜楔夹紧装置常用在尺寸公差较小的夹紧装置中，主要用 于机动夹紧，且毛坯质量较高的场合。
自动定心夹紧工装的设计
座 内腔 向下滑动 ， 其上 的１ ０ 螺母带动７ 压盖和８ 压板 向下压住工件的 上端面并靠实夹紧 ， １ ６ 压缩弹簧被 同时压缩 ， 此时夹紧完成 ， 开始加 工。 加工完成后 ， 进气 孔２ 排 气， １ ６ 压缩 弹簧复位 ， 顶 出２ 大活塞 、 ７ 压 盖和８ 压 板。 然后进 气孔１ 排 气， １ ｌ 压缩弹簧复位 ， ３ ４ － ， 活塞向下滑动 ， 圆锥面接触处无接触压力 ， １ ２ 压缩弹簧复位使１ ５ 定位轴由外向内滑 动， 从而与工件内圈分离。 移除７ 压盖和８ 压板 ， 工件取出 ， 安装下一个 工件加工 。 １结构与工作原理 １ ． ３零 件 设 计 以加工Ｓ Ｒ Ｂ 轴承保持架为例 ， 此保持架为交错分布的双列球面 ４ 底板 、 ６ 定位盘 、 ７ 压盖 ； ８ 压板； ９ 螺杆 、 １ ７ 端盖选用４ ５ 号钢调质 兜孔结构。 铣兜孔前为薄壁套筒件 ， 材质为黄铜 ， 适用于 此工装 的设 热处理 ； １ 底座 、 ２ 大 活塞 、 ３ 小活塞 、 １ ５ 定位轴选 用４ ０ Ｃ ｒ 淬火热处理 。 计理念 。 要求工件重复定心并 夹紧 ， 刀具 竖直方 向进给铣兜 孔。 １ 底座 、 ２ 大活塞 、 ３ 小 活塞 、 ４ 底 板加工时 内孔与外 圆同轴度保 １ ． １结 构 （ 如 图１ 所 示） 证， 需磨加工 。 １ ５ 定位轴需同时加工 ， 并保证等长。 ６ 定位盘上的配合 １ ． ２工作 原理 孔需线切割慢走丝 ， 以保证精度和粗糙度 。 传统 的装夹方式是将工件放在底座上 ， 通过底座上 的止 口与工 １ ． ４安 装 调试 件 内圈配合定 心 ， 这种定心方式为 固定定心 ， 即每 一个 工件都靠 同 首先将 １ 底座 ； ２ 大活塞 ； １ ６ 压 缩弹簧 ； １ ７ 端盖组装 到一起 ， 再 与 个止 口定心 ， 这样 定心精度就受每一个工件 的内圈尺寸影响 ， 重 ３ 小活塞 ； ４ 底板组装到一起 ， 将１ ２ 压缩弹簧、 １ ３ 垫、 １ ４ 螺塞 、 １ ５ 定位轴 复定心精度低。 为提高定心精度 ， 减少尺寸影响 ， 就要要 求上一道工 装到６ 定位盘的３ 个孔 中， 通过调整ｌ ４ 螺塞的旋合长度来控制 １ ２ 压缩 序加工尺寸精度高 ， 增加了生产成本 。 通过螺杆手动拧紧螺母 ， 使压 弹簧的压 缩量 ， 确定ｌ ５ 定位轴复 位的力的大小 ， 再与４ 底板连接 。 ９ 螺 盖夹紧工件 ， 生产效率低 。 杆与２ 大活塞螺纹连接 ， 工件放好后 ， 盖上７ 压盖和８ 压板 ， 安装完成。 工作原理 ： 加工时将５ 工件放在４ 底板上 ， 进气孔１ 进气 ， 推动３ 小 活塞沿 １ 底座 的轴 向上滑动 ， 同时１ ｌ 压 缩弹簧被压缩 ， ３ ４ ， 活塞的 圆 ２气 动控 制 锥面与 １ ５ 定位轴接触 并滑动 ， ３ 小活塞的竖直运动转换成 １ ５ 定位轴 气动原理 图， 如图２ 所示 。 的水平运动 ， 使１ ５ 定位轴 由内向外滑动 ， １ ２ 压缩弹簧被同时压 缩 ， １ ５ 压缩空气可以由气泵单独供 给或 由管道集 中供给 ， 如果 由管道 定位轴共有３ 个， 同 时 向外 顶 出 ， 直 到 与 工 件 的 内 圈接 触 并 靠 实 。 其 集 中供给压力在７ － ８ ￣－ ９ ｋ ： 气压 ， 只适用于—般机床设备用气 ， 对于工 顶 出力调整 到使 工件 微动 ， 能够实现 自动定心 ， 并且 １ ５ 定位轴与 内 装夹具则压力不足 ， 所 以需经空气增压泵增压 。 空气增压泵原理 是 圈接触部位无压 痕为 最佳 ， 此时定心动作完成 。 把７ 压盖和８ 压板 装 利用大面积活塞的低气压产生小面积活塞的高气压。 用于原气压 系 到９ 螺杆上 ， 并与工件上端面接触 ， 进气孔２ 进气 ， 推动２ 大 活塞沿 １ 底 统要提高压力的工作环境 中， 能够将工作系统的空气压力提高到２ — ５ 倍， 仅需要将工作系统 内压缩空气作为气源 即可。 在泵的压力范 围 内， 调节 阀调节进气压力， 输出气压相应得到无极调整。 经增压 后的 压力达到 １ ５ 个大气压 以上 ， 满足工装夹具的压力要求 。 再 经三通分 出定心和夹紧两个气路。 对于定心回路 ， 电磁调压 阀调整输出气压 ， 单向阀起保压作用 。 气压过低就无法定心 ， 影响加工精度 ； 气压 过高 就会使ｌ ５ 定位轴顶出力大 ， 对工件内圈产生压痕 ， 这是不允许 的。 二 位三通 电磁换 向阀控制对 气缸进气 、 排气 。 对于夹紧回路 ， 电磁 调压 阀调 整输 出气压 ， 单向阀起保压作用。 气压过低就无法夹紧 ， 加工过 程中工件微动影响加工精度甚至撞刀造成刀具或机床损坏 ； 气压过 高就 会使压盖夹紧力过大， 对工件上端面产生压痕 ， 这是不允许的 。 图 １ 排 气。 １底 座 ： ２大 活 塞 ： ３小 活 塞 ； ４底 板 ； ５工件 ： ６定 位 盘 ； ７压 盖 ； ８压 板 ： ９ 二位三通 电磁 换 向阀控制对气缸进气 、
夹紧机构
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。
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机床夹具设计
(1)分散着力点和增加压紧件接触面积。
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机床夹具设计
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机床夹具设计 四、联动夹紧机构
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机床夹具设计 四、联动夹紧机构
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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
液压自定心自动夹紧夹具设计
摘要随着不规则形状零件在现代制造业中的广泛应用，如何保证这类零件的加工精度就显得尤为重要。
本文通过分析机械零件的结构特点和加工要求，制定了一套较合理的夹具设计，从而为保证该零件的加工精度将提供一种经济实用的工艺装备，具有一定的实用价值。
对于夹具设计来说，最重要的就是定位、夹紧方案的确定。
针对机械这个零件加工要求的特点，确定了只能用定位、夹紧的办法来加工该零件。
通过对各种定位夹紧装置的分析比较，选择并组合了一套既能够满足加工要求的，又比较简洁的装置。
同时，通过对一系列定位误差和夹紧力的计算，验证了该零件的加工是可以保证其要求的精度的，它的加工误差在规定的范围内。
通过夹紧力的计算，也验证了零件在被夹紧的前提下，它受到的夹紧力也并不大，满足夹具设计所要求的既要保证一定的夹紧力不使工件在加工过程中发生位移，但同时又不能过大致使工件发生变形。
关键词：工艺装备夹具设计；定位；夹紧AbstractWith the wide application of the irregular form part in the modern manufacturing industry, how to guarantee the machining accuracy of this kind of part seems particularly important. Through analysing the top cover part of hay mover and processing demanding of the top cover part of hay mover of the gearbox,a jig which has reasonable characteristic has been designed.It can not only guarantee the machining accuracy of this part for a kind of economical and practical craft equip and it also has certain practical value. To design of the jig , the most important thing is to make a scheme of reservation and clamp.As for the process demand of this part of top cover of the hay mover gearbox, through comparing of various kinds of reservations and clamps,a not only can satisfy with the demand of manufacturing and also very compactible device had been designed.Keywords: process equipment；fixture design；deposition；clamping目录摘要.......................................................................................................... 错误！未定义书签。
浮动夹紧双向定心夹紧机构
浮动夹紧双向定心夹紧机构1 引言在进行批量生产的自动机床或组合机床生产线上，经常遇到一些以毛坯表面作定位基准的不规则的回转体类零件。
由于这类零件其本身存在着铸造误差，所以很难保证其对中和均匀夹紧的要求，这是工程技术人员都在努力探讨的问题。
我们经过大量的实践，设计了浮动夹紧双向定心夹紧机构，解决了以毛坯表面作定位基准时的浮动夹紧问题。
该机构在大批量生产中有着十分重要的现实意义。
2 工作原理浮动夹紧双向定心夹紧机构的基本工作原理是：当被夹持工件的尺寸有误差时，它的两对卡爪可以在设计的范围内自动进行调节，通过钢球与锥面的补偿作用，使夹持的工件对中，并使夹紧力均匀作用在四个卡爪上。
其工作过程分析如下。
图1 卡爪位置示意图为便于说明，将图1所示的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个卡爪按相互垂直方向分成两对。
以外夹为例，根据传动原理图(见图2)，这时与Ⅰ、Ⅱ这一对卡爪相连的杠杆3分别插入外锥套4的孔中，与Ⅲ、Ⅳ这一对卡爪相连的杠杆9分别插入内锥套6的孔中。
需要说明的是，图2所示的仅仅是两对卡爪中各自只有一个卡爪的杠杆分别插入内、外锥套时的工作情况。
当油缸拉杆7向左移动时，拉动拉杆套8，并压迫钢球5，通过锥面推动外锥套4和内锥套6同时向左运动。
外锥套4推动杠杆3，内锥套6推动杠杆9，各自带动与之相连的卡爪1、滑块2和卡爪11、滑块1 0动作，如图2所示。
在夹紧过程中，假定工件存在着定位尺寸误差，标号为Ⅰ、Ⅱ的这一对卡爪先接触工件，标号为Ⅲ、Ⅳ的另一对卡爪距离工件还相差一个间隙Δl1(设两卡爪距工件间隙值相等，即ΔlⅢ＝ΔlⅣ)，此时外锥套4尽管受到钢球5的作用力，但由于与其相连的Ⅰ、Ⅱ卡爪已夹住工件，行程受到限制s，所以外锥套4不能向左移动。
而内锥套6由于与其相连的Ⅲ、Ⅳ两卡爪各自与工件的间隙值相等，因此内锥套6在钢球5的作用下，可以产生与外锥套4的相对滑移，即向左移动，直到Ⅲ、Ⅳ这一对卡爪均移动同样距离夹紧工件后停止，其移动距离的大小即误差补偿值大小，是由设计的结构参数决定的。
夹紧机构设计
夹紧机构设计全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：夹紧机构设计是一种常见的机械设计方案，它一般用于夹紧或固定两个物体，保证它们之间的连接不松动。
夹紧机构设计可以用于各种领域，比如制造业、建筑业、汽车工业等等。
在不同的应用场景下，夹紧机构设计有不同的设计原则和要求，本文将重点介绍夹紧机构设计的基本原理、常见类型以及设计要点。
一、夹紧机构设计的基本原理夹紧机构设计的基本原理是利用一定的力学原理，通过外力使两个物体之间产生一定的摩擦力或压力，从而实现夹紧或固定的作用。
常见的夹紧机构设计原理包括：1. 摩擦原理：通过增加两个物体之间的摩擦力，实现夹紧或固定的作用。
这种原理适用于不需要精确夹紧的场合，比如木工制品的组装。
以上是夹紧机构设计的基本原理，不同实际应用场景中，设计人员可以根据具体情况选择合适的设计原理。
夹紧机构设计根据其结构和工作原理的不同，可以大致分为以下几种常见类型：1. 螺纹夹紧：通过旋转螺纹，使夹紧力产生，从而实现夹紧或固定的作用。
这种类型的夹紧机构设计在机械制造领域应用广泛。
在进行夹紧机构设计时，设计人员需要注意以下几个要点：1. 确定夹紧力：根据连接物体的重量和工作环境的要求，确定夹紧力的大小。
夹紧力过大容易损坏物体，过小则无法确保连接的牢固。
2. 选择合适的夹紧机构类型：根据连接物体的形状和工作环境的要求，选择合适的夹紧机构类型。
不同类型的夹紧机构有不同的工作原理和适用范围，需要根据具体情况进行选择。
3. 考虑安全性：在进行夹紧机构设计时，设计人员需要考虑工作中可能出现的安全隐患，并设计相应的安全保护措施，确保使用过程中不会发生意外事故。
4. 考虑便捷性：在进行夹紧机构设计时，设计人员需要考虑操作的便捷性，设计出易于使用和维护的夹紧机构，提高工作效率和使用便利性。
以上是夹紧机构设计的要点，设计人员在进行具体设计时，可以根据这些要点进行参考，确保设计出合理、实用的夹紧机构。
总结：第二篇示例：夹紧机构在机械领域中是非常重要的一种机构，它可以在零件加工、装配、运输等过程中确保零件的夹紧和固定，从而保证加工质量和生产效率。