夹紧机构介绍
夹紧机构的基本形式
夹紧机构是一种用于夹持、固定或保持物体位置的装置，常用于机械工程、制造业和工业生产中。
夹紧机构的基本形式可以根据其工作原理和结构特点进行分类，以下是几种常见的夹紧机构形式：
螺旋夹紧机构：通过旋转螺杆或螺母来实现夹紧或释放物体。
螺旋夹紧机构常用于夹持物体的位置调整和固定，例如螺旋千斤顶。
摩擦夹紧机构：通过利用摩擦力来夹紧物体。
这种夹紧机构常用于夹紧工件或工具，如机床上的夹紧刀具和夹具。
弹簧夹紧机构：利用弹簧的弹性力量来夹紧物体。
弹簧夹紧机构常用于夹紧、固定或保持物体位置的场合，如弹簧钳和弹簧夹。
锁紧夹紧机构：通过锁紧装置来夹紧物体，例如螺栓、螺母和销钉等。
这种机构常用于连接和固定物体，提供较高的夹紧力和稳定性。
液压夹紧机构：利用液压系统的力量来夹紧物体。
液压夹紧机构常用于大型工件或需要较大夹紧力的应用，如液压千斤顶和液压夹具。
电磁夹紧机构：通过电磁力来夹紧或释放物体。
电磁夹紧机构常用于自动化系统中，例如电磁夹持装置和电磁锁。
这些是夹紧机构的一些基本形式，实际应用中还可以根据具体需求和应用场景设计和制造不同类型的夹紧机构。
具体选择何种夹紧机构形式取决于工作要求、夹紧力、稳定性要求以及经济性等因素。
典型夹紧机构
2、螺旋夹紧机构
采用螺旋直接夹紧或者采用螺旋与其他元件组合实现夹紧的机 构，统称为螺旋夹紧机构。螺旋夹紧机构具有结构简单、增力大和 自锁性好等特点，很适用于手动夹紧。其缺点是夹紧动作慢，所以 在机动夹紧机构中应用较少。
（1）简单螺旋夹紧机构
图3为最简单的螺旋夹紧机构。如图3a所示，螺钉头部直接与工 件表面接触，螺钉转动时，可能损伤工件表面或带动工件转动。克 服这一缺点的方法是在螺钉头部装上图3b所示的摆动压块。图3c采 用的是一种快速螺旋夹紧机构。
4、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 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7a所示是单件对向联动夹紧机构。如图7b所示是多件联动夹紧机 。
图7 联动夹紧机构
在设计联动夹紧 机构时，要特别注意 如何使夹紧力同时均 匀地传递作用于各施 力点。
机械制造技术
典型夹紧机构
夹紧机构是夹紧装置的重要组成部分，因为无论采用何 种动力源装置，都必须通过夹紧机构将原始力转化为夹紧力、 各类机床夹具应用的夹紧机构多种多样，以下介绍几种利用 机械摩擦实现夹紧，并可自锁的典型夹紧机构。
1、斜楔夹紧机构
图1为斜楔夹紧机构夹紧工作的实例，图a是在工件上钻相互垂直 的8mm、5mm的两个孔。由于用斜楔直接夹紧工件时夹紧力小且费 时费力，所以生产实践中单独应用的不多，一般情况下是将斜楔与 其他机构联合使用。图b是将斜楔与压板组合而成的机动夹紧机构。 图c是由端面斜楔与压板组合而成的手动夹紧机构。当利用斜楔手动 夹紧工件时，应使斜楔具有自锁功能。因此，在设计斜楔夹紧机构 时，需要解决原始作用力与夹紧力的转换、自锁条件以及选择斜楔 升角等主要问题。
图8 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
机械设计中四种定位夹紧机构
机械设计中四种定位夹紧机构在设备的设计中，在对料件进行贴装时，都需要对料件进行定位夹紧。
目的是保证精度、保证料件的稳定性。
给下一步的的操作提供一种稳定的条件。
下边让我们一起学习几种工件的夹紧与松开机构。
要实现工件的夹紧，我们一般要分析工件的性质，工件是软的还是硬的，材料是塑料的还是金属的或者其他材质，需不需要防静电，在夹紧时可不可以硬压，能承受多大的力。
选用什么材质。
一、工件的夹紧与松开机构原理：（1）.气缸的自动机构。
通过安装在气缸上的推杆压紧铰链滑块，松开工件。
（2）通过安装在工件夹具上的拉伸弹簧夹紧。
1.将料件放入仿形定位块中定位。
2.滑台气缸后退，夹紧块在拉簧的作用下，夹紧料件。
3.旋转平台旋转，将定位好的料件转向下一工位，进行加工或贴装。
4.滑台气缸伸出，凸轮随动器顶定位块的下端，定位块沿着铰链旋转，打开，可以继续放入料件。
此图只作为原理上的参考，提供一种思路，如需设计要根据具体的情况设计。
为了提高生产的效率，一般加工贴装上会采用多工位，如图为4工位，上料与加工贴装互不影响，即上料时不影响加工贴装。
工位1、2、3之间的贴装同步进行互不影响。
这种思维的设计大大提高的效率。
二、基于连杆构造的内径夹紧松开机构原理：（1）通过弹簧力夹紧外形经粗略导向的工件内径。
（2）通过设置在外部的推杆推动夹紧状态的连杆机构来松开。
1. 当气缸伸出时，气缸推活动块1向左移动，在连杆机构的作用下，活动块2同步向右移动，左右压头同步向中间移动。
2. 将料件放入定位块中，定位好。
气缸退回，左右压头在弹簧的推动下，向两边移动压头从两侧同时推紧料件。
图只作为原理上的参考，提供一种思路，如需设计要根据具体的情况设计。
压头的力与弹簧的压缩量成正比，更换弹簧或调节压缩量来调解压头推紧料件的力，防止料件被压坏。
三、滚动轴承夹紧机构原理：通过弹簧力夹紧，通过外部柱塞松开。
1. 对推块施加力，推块向下移动，推块推动推块槽内的两个轴承，轴承固定块沿着旋转轴顺时针旋转，带动左右夹头向两侧张开。
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。
夹紧机构介绍
但是，并非全部夹紧机构都具备上述三部分，有时可能缺少其中的某一部分，例如手动夹紧机构往往就很筒单。
组合机床夹具的夹紧机构，就其夹紧特性而言，可以分为直接夹紧机构和自锁夹紧机构两大类。
如果按夹紧动力的来源区分，可以分为手动夹紧机构和自动夹紧机构，在自动夹紧机构中，又有气动夹紧、液压夹紧、自动扳手夹紧和弹簧夹紧等机构。
设计夹具时，工件夹紧方法的确定，是在工件定位基准、夹具定位机构和导向装置的结构确定之后进行的，但工件的夹紧同工件的定位和导向装置是密切联系着的，因此在设计夹具时，这几个方面应当同时考虑。
在进行夹紧机构的结构设计之前，必须首先确定夹紧机构的下列主要项目：夹紧力的作用点、方向和大小；夹紧动力的种类；最合理的夹紧结构示意图及传动方式等。
其中夹紧力的作用点和方向，在制定机床方案进行工艺分析时就已经确定了，并且以特殊的符号表示在被加工零件工序图中,以作为夹具结构设计的依据。
设计时要根据工件特点、工艺方法、加工情况(粗、精加工；单面、多面加工等)以及工件的定位安装形式等因素来选择夹紧机构的形式。
设计夹紧机构时，应注意满足以下基本要求：(1)保证加工精度夹紧机构应能保证工件可靠地接触相应的定位基面，夹紧后不许破坏工件的正确位置。
夹紧后，工件在加工过程中，不应由于切削力的作用而产生位移和晃动。
为此，必须保证夹紧机构能产生定够的夹紧力，同时还要求具有较高的刚性。
由于组合机床通常都是多面多刀同时进行加工，夹具往往在较大的切削力作用下工作，提高夹紧机构的刚性，是十分重要的，因此组合机床夹具的夹紧螺栓、压板和传动杠杆等通常都比较粗大，以保证其足够的刚性。
夹紧工件时，不应破坏的已加工表面，也不应引起工件过大的变形，夹紧机构应力求使工件夹紧稳定和变形较小。
为此，应当正确地选择夹紧部位和设置辅助支承等。
当加工刚性很差的工件时，或在精加工机床夹具上，夹紧机构应能保证夹紧力有调节的可能性。
⑵保证生产率夹紧机构应当具有适当的自动化程度。
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。
常用的夹紧机构
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
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
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
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。
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。
§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
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。
1、受力分析：
FW即斜楔对工件的夹紧力 FJ
直接采用斜楔时产生的夹紧力
差对加工精度的影响。
六、定心夹紧机构
（一）工作原理
当被加工面以中心要素（轴线、中心平面）为工序加工
基准时，为使基准重合以减少定位误差，常采用能同时实现
对工件定心定位和夹紧的夹紧机构—定心夹紧机构。
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
（二）各类典型机构特点及适用范围
常用夹紧机构及各类机床夹具
夹具带动工件旋转，不允许工件相对主轴位移 为使夹具使用安全，应尽可能避免带有尖角或凸出部分，
必要时要加防护罩
6.4.1 车床与磨床夹具
磨床夹具
➢ 磨床夹具同车床夹具相类似，车床夹具的设计要点同样 适合于外圆磨床和内圆磨床夹具
节圆卡盘
6.4.2 钻床与镗床夹具
机械制造工艺学
第6章 机床夹具设计 Fixture Design
6.4 各类机床夹具 Different Kind of Jig and
Fixture
6.4.1 车床与磨床夹具
车床夹具典型结构
以工件外圆表面定位的车床夹具，如各类夹盘和夹头 以工件内圆表面定位的车床夹具，如各种心轴 以工件顶尖孔定位的车床夹具，如顶尖、拨盘等 加工非回转体的车床夹具，如各种弯板式、花盘式车床夹具
弹簧夹头
1－夹具体 2－螺母 3－弹簧套筒 4－工件
6.3.3 常用夹紧机构
➢ 以均匀弹性变形原理工作的定心夹紧机构
液塑心轴
1－柱塞 2－螺钉 3－液体塑料 4－薄壁套
6.3.3 常用夹紧机构
联动夹紧机构
➢ 特点——从一处施力，可同时在几处对一个或几个工件 进行夹紧
联动夹紧机构
1—压板 2—螺母 3—工件
在机床上的位置一般固 定不动，主要用于在立式钻床 上加工直径较大的单孔及同轴 线上的孔，或在摇臂钻床上加 工轴线平行的孔系。为了提高 加工精度，在立式钻床上安装 钻模时，要先将装在主轴上的 钻头伸入钻套中，以确定钻模 的位置后再将夹具夹紧。
特点：加工精度高，应用广 泛，操作效率低。
固定式钻模
6.4.2 钻床与镗床夹具
两种快撤机构（螺旋夹紧）
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但是，并非全部夹紧机构都具备上述三部分，有时可能缺少其中的某一部分，例如手动夹紧机构往往就很筒单。
组合机床夹具的夹紧机构，就其夹紧特性而言，可以分为直接夹紧机构和自锁夹紧机构两大类。
如果按夹紧动力的来源区分，可以分为手动夹紧机构和自动夹紧机构，在自动夹紧机构中，又有气动夹紧、液压夹紧、自动扳手夹紧和弹簧夹紧等机构。
设计夹具时，工件夹紧方法的确定，是在工件定位基准、夹具定位机构和导向装置的结构确定之后进行的，但工件的夹紧同工件的定位和导向装置是密切联系着的，因此在设计夹具时，这几个方面应当同时考虑。
在进行夹紧机构的结构设计之前，必须首先确定夹紧机构的下列主要项目：夹紧力的作用点、方向和大小；夹紧动力的种类；最合理的夹紧结构示意图及传动方式等。
其中夹紧力的作用点和方向，在制定机床方案进行工艺分析时就已经确定了，并且以特殊的符号表示在被加工零件工序图中,以作为夹具结构设计的依据。
设计时要根据工件特点、工艺方法、加工情况(粗、精加工；单面、多面加工等)以及工件的定位安装形式等因素来选择夹紧机构的形式。
设计夹紧机构时，应注意满足以下基本要求：
(1)保证加工精度夹紧机构应能保证工件可靠地接触相应的定位基面，夹紧后不许破坏工件的正确位置。
夹紧后，工件在加工过程中，不应由于切削力的作用而产生位移和晃动。
为此，必须保证夹紧机构能产生定够的夹紧力，同时还要求具有较高的刚性。
由于组合机床通常都是多面多刀同时进行加工，夹具往往在较大的切削力作用下工作，提高夹紧机构的刚性，是十分重要的，因此组合机床夹具的夹紧螺栓、压板和传动杠杆等通常都比较粗大，以保证其足够的刚性。
夹紧工件时，不应破坏的已加工表面，也不应引起工件过大的变形，夹紧机构应力求使工件夹紧稳定和变形较小。
为此，应当正确地选择夹紧部位和设置辅助支承等。
当加工刚性很差的工件时，或在精加工机床夹具上，夹紧机构应能保证夹紧力有调节的可能性。
⑵保证生产率夹紧机构应当具有适当的自动化程度。
夹紧动作要力求迅速，多压板夹紧时要力求采用联动夹紧机构，以缩短辅助时间。
由于组合机床是适用于成批和大量生产的专用机床，因此有条件采用比较完善的夹紧机构和实现夹紧自动化。
⑶保证工作可靠一具有自锁性能夹紧机构除了应当能产生足够的夹紧力外，通常还要求具有自锁性能以保证它的工作可靠性。
在自动夹紧或用自动扳手夹紧的夹紧机构中，通常使其中间传动机构具有自锁性，以保证在撤除夹紧动力后工件仍不致于松开。
气动夹紧通常也需要有自锁环节，以保证在压缩空气中断或失压时，工件在加工过程中不致松开。
只有当切削过程比较稳定和切削力不大的情况下，例如在攻丝机床上，采用气动夹紧才可以不带自锁环节。
液压夹紧不—定需要有自锁环节，但有了自锁环节以后，不仅可以使油路卸荷,而且也是一种安全的保险措施。
组合机床夹具常用的自锁夹紧机构有：螺旋夹紧机构；楔铁夹紧机构和偏心轮夹紧机构。
(4)结构紧凑简单在保证加工精度、满足生产率要求和工作可靠性的原则下，夹紧力应越小越好，这样碎以避免使用庞大而复杂的夹紧机构和减小夹压变形。
(5)操作方便，使用安全由于组合机床生产率较高，操作比较频繁，因此夹紧机
构应当操作方便省力，采用手动夹紧机构时，需要的操作力通常不应超过8～10公斥。