机械制造技术基础 第四节 工件在夹具中的夹紧.ppt

2．液压夹紧装置 液压夹紧装置的结构和工作原理基本与 气动夹紧装置相同，所不同的是它所用的工 作介质是压力油。与气压夹紧装置相比，液 压夹紧具有以下优点：①传动力大，夹具结 构相对比较小；②油液不可压缩，夹紧可靠， 工作平稳Z③噪声小。它的不足之处是须设 置专门的液压系统，应用范围受限制。
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4．定心夹紧机构 图 定心夹紧机构能够在实现定心作用的同 时，又起着将工件夹紧的作用。定心夹紧机 构中与工件定位基面相接触的元件，既是定 位元件，又是夹紧元件。 5．铰链夹紧机构 图 铰链夹紧机构是一种增力装置，它具有 增力倍数较大、摩擦损失较小的优点，广泛 应用于气动夹具中。
6．联动夹紧机构 图 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。
第四节 工件在夹具中的夹紧
一、夹紧装置的组成和要求 1．夹紧装置的组成 工件在夹具中正确定位后，由夹紧装置
将工件夹紧。
夹紧装置的组成如下图：
压板
滚子
斜楔
气缸
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。
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。
1．气动夹紧装置 图 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。
在确定夹紧力时，可将夹具和工件看成一 个整体，将作用在工件上的切削力、夹紧力、 重力和惯性力等，根据静力平衡原理列出静力 平衡方程式，即可求得夹紧力。为使夹紧可靠， 应再乘一安全系数k，粗加工时取k ＝ 2.5～3， 精加工时取k＝1.5～2。
加工过程中切削力的作用点、方向和大 小可能都在变化，估算夹紧力时应按最不利的 情况考虑。
2．螺旋夹紧机构 图 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。
3．偏心夹紧机构 图 偏心夹紧机构是斜楔夹紧机构的一种变 型，它是通过偏心轮直接夹紧工件或与其他 元件组合夹紧工件的。常用的偏心件有圆偏 心和曲线偏心，圆偏心夹紧机构具有结构简 单，夹紧迅速等优点；但它的夹紧行程小， 增力倍数小，自锁性能差，故一般只在被夹 紧表面尺寸变动不大和切削过程振动较小的 场合应用。
（2）夹紧力的作用方向应与工件刚度最 大的方向一致，以减小工件的夹紧变形。
（3） 夹紧力作用方向应尽量与工件的切 削力、重力等的作用方向一致，这样可以减 小夹紧力。
3．夹紧力的估算 例6-2 设计夹具，估算夹紧力是一件十分重 要的工作。夹紧力过大会增大工件的夹紧 变形，还会无谓地增大夹紧装置，造成浪 费；夹紧力过小工件夹不紧，加工中工件 的定位位置将被破坏，而且容易引发安全 事故。
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。
1—定位元件 2—工件
（2）夹紧力的作用点应位于工件刚性较 好的部位。
（3）夹紧力作用点应尽量靠近加工表面， 使夹紧稳固可靠。
1—压板 2—基座
2．夹紧力作用方向的选择 （1）夹紧力的作用方向应垂直于工件的 主要定位基面。
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。
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。
三、典型夹紧机构 1．斜楔夹紧机构 图 斜楔是夹紧机构中最为基本的一种形式，
它是利用斜面移动时所产生的力来夹紧工件的， 常用于气动和液压夹具中。在手动夹紧中，斜 楔往往和其他机构合使用。
斜楔夹紧机构的缺点是夹紧行程小，手 动操作不方便。斜楔夹紧机构常用在气动、液 压夹紧装置中，此时斜楔夹紧机构不需要自锁。