工件在夹具中的夹紧
第三章 工件在夹具中的夹紧
F1 F2
1 F 2
F ( L1 L2 ) 2 FR L
F 2 FR L ( L1 L2 )
2 K FR L F K ( L1 L2 )
3-3 夹紧机构设计
（1）斜楔夹紧机构
工作原理：利用楔块的斜面将楔块的推力转变 为夹紧力，从而夹紧工件。
1.根据加工简图，确定对工件夹紧的最不利的瞬时状 态。钻削力P使工件压向定位面，有利于工件夹紧，而钻 削扭矩M 将使工件绕中心旋转，当钻头的刃带进入切削时， 产生的钻削扭矩最大，此时应为工件夹紧的最不利情况。
2.按静力平衡原理列出平衡式并计算夹紧力W
由图可知，钻削扭矩M有使工件产生转动的趋势，这 需要由夹紧力W在夹紧点所产生的摩擦阻力矩及由钻削力P 和夹紧力W所产生的支承反力在工件和定位面间产生的摩 擦阻力矩相平衡，即有平衡式：
N
N
H1
Q // H 2 F 2
W H1
Q // Q / cos
H2
F1 F2
Q//
F 2 W tg 2
H 2 H1 tg( 1 ) W tg( 1 )
W
W
Q / cos W tg ( 1 ) tg 2
1 acrtg artg0.15 8032 /
1/ acrtg(1.15tg1 ) 90 47 /
80 62 W 2024 .48 N 0 / 0 / 10.86 tg (2 56 9 47 ) W N 2 sin 2 D M 夹＝（N B N C WA ) 2 1 W D 2024 .48 0.18 0.1 1 ＝ 1 ＝ 1 0 2 sin 2 sin 45 2 ＝43.99 N m
第十二课 3-1夹紧装置
夹紧装置一般由三部分组成，即力源装置、中间递力 结构、夹紧元件。
夹紧元件
力源装置 中间递 （气动、液压、电动） 力装置
二、夹紧装置的组成——中间递力装置
夹紧元件
中间递 力装置
中间递力装置：人力或力源装 置产生的原始作用力转变为夹 紧作用力。
1、改变夹紧作用力的方向 左图：将气缸的水平作用力通过斜 楔、压板转变为垂直方向的夹紧力。
选用情况
0° ～ 45° 曲线的升程很小，通常不能快速趋近工件。 一般不采用
90° ～180°
前半段升程迅速增大，有利于快速趋近工 件； 后半段楔升角逐渐减小，曲线平缓， 有利于得到大 而稳定的有效夹紧力，且 自锁性良好。但在接近 180°时升程为零， 容易发生咬死。
常用
升程迅速增大，但后半部曲线楔升角较大， 适合于夹紧 不 利于有效夹紧，而且楔升角的变化值 方向尺寸误 45° ～ 135° 也大，工件厚度稍加变化，夹紧性能就有 差较大的工 较大差异，夹紧力和自 锁性的变化都较 件的夹紧。 大。
3．偏心夹紧机构
偏心轮一般有圆偏心轮和曲线偏心轮。
圆偏心轮有什么重要特性？ 圆偏心轮的重要特性是：直径为 D，偏心距为
e 的圆偏心轮工作表面上各点的升角是连续变化的 值，轮缘上最大楔升角αmax = arcsin（ 2e/D）。
3．偏心夹紧机构 圆偏心轮工件段的选择
圆偏心轮工作 曲线段的选择
曲线段特点
3．偏心夹紧机构 圆偏心轮的工作自锁应满足的条件：
偏心轮与工件间的摩擦系数常取μ1=0.1~0.15 ψ1——偏心轮与工件间的摩擦角。
圆偏心轮保证自锁的结构条件：
定心夹紧机构的自动定心原理是什么？
答：它是利用夹紧元件的等速移动或均匀弹性变形，使工 件中心线或对称面不产生位 移，实现定心夹紧作用。它通 过中间递力机构，如螺旋、 斜楔、 杠杆等 使夹紧元件等速 移动，实现定心夹紧作用。
工件定位与夹紧
第3章工件定位与夹紧一．简答题：3-1．工件在夹具中定位、夹紧的任务是什么？定位：把工件装好，就是在机床上使工件相对于刀具及机床有正确的位上加工置。
工件只有在这个位置上接受加工，才能保证被加工表面达到所要求的各项技术教育要求。
夹紧：把工件夹牢，就是指定位好的工件，在加工过程中不会受切削力、离心力、冲击、振动等外力的影响而变动位置。
3-2．一批工件在夹具中定位的目的是什么？它与一个工件在加工时的定位有何不同？3-3．何谓重得定位与欠定位？重复定位在哪些情况下不允许出现？欠定位产生的后果是什么？欠定位：按照加工要求应该限制的自由度没有被限制的定位称为欠定位。
欠定位是不允许的。
因为欠定位保证不了加工要求。
重复定位：工件的一个或几个自由度被不同的定位元件重复限制的定位称为过定位。
当过定位导致工件或定位元件变形，影响加工精度时，应该严禁采用。
但当过定位并不影响加工精度，反而对提高加工精度有利时，也可以采用。
3-4．辅助支承起什么作用？使用应注意什么问题？生产中，由于工件形状以及夹紧力、切削力、工件重力等原因可能使工件在定位后还产生变形或定位不稳定。
常需要设置辅助支承。
辅助支承是用来提高工件的支承刚度和稳定性的，起辅助作用，决不允许破坏主要支承的主要定位作用。
各种辅助支承在每次卸下工件后，必须松开，装上工件后再调整和锁紧。
由于采用辅助支承会使夹具结构复杂，操作时间增加，因此当定位基准面精度较高，允许重复定位时，往往用增加固定支承的方法增加支承刚度3-5．选择定位基准时，应遵循哪些原则？定位时据以确定工件在夹具中位置的点、线、面称为定位基准。
定位基准有粗基准和精基准之分。
零件开始加工时，所有的面均未加工，只能以毛坯面作定位基准，这种以毛坯面为定位基准的，称为粗基准，以后的加工，必须以加工过的表面做定位基准，以加工过表面为定位基准的称精基准。
在加工中，首先使用的是粗基准，但在选样定位基准时，为了保证零件的加工精度，首先考虑的是选择精基准，精基准选定以后，再考虑合理地选择粗基准。
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。
数控机床技术中的工件夹紧方式与调整方法
数控机床技术中的工件夹紧方式与调整方法数控机床是一种高精度、高效率的加工设备，在现代制造业中具有重要的地位。
而在数控机床的加工过程中，工件的夹紧是一个至关重要的环节。
本文将对数控机床技术中常见的工件夹紧方式以及夹紧调整方法进行介绍和分析。
工件夹紧是指将工件固定在机床上，使其能够在加工过程中保持稳定的姿态，从而确保加工质量和加工效率。
在数控机床中，常见的工件夹紧方式主要有机械夹紧、气动夹紧和液压夹紧。
机械夹紧是一种常见且简单的夹紧方式，通过夹紧螺杆、夹具等机械装置来固定工件。
机械夹紧具有结构简单、成本低等优点，适用于一些简单的工件夹紧。
然而，机械夹紧也存在一些缺点，例如夹紧力不容易控制，夹紧面积小等，限制了其在一些复杂工件上的应用。
气动夹紧是通过气体压缩来产生夹紧力的一种夹紧方式。
气动夹紧具有夹紧力可调、夹具换位快等优点，使其在一些对夹紧力要求较高的工件加工中得到广泛应用。
然而，气动夹紧也存在一些缺点，例如夹具结构复杂、容易受环境温度变化影响等。
液压夹紧是使用压缩液体来产生夹紧力的一种夹紧方式。
液压夹紧具有夹紧力可调、夹紧面积大等优点，特别适用于对夹紧力要求较高的工件加工。
液压夹紧的主要缺点是液压系统的复杂性和维护成本较高。
在数控机床加工中，调整工件夹紧是确保加工质量的重要环节。
常见的夹紧调整方法主要有手动调整和自动调整。
手动调整是指在加工过程中，操作工人通过调整夹具、螺旋杆等手动装置来实现工件夹紧力的调整。
手动调整的优点是操作简单、灵活性强，适用于一些加工要求不高的工件。
然而，手动调整也存在人为差异大、调整难以精确等缺点，限制了工件加工的精度和稳定性。
自动调整是通过数控系统控制夹具、液压系统等自动装置来实现工件夹紧力的调整。
自动调整的优点是可精确控制夹紧力、提高加工精度和稳定性，适用于对加工质量要求较高的工件。
然而，自动调整也存在系统复杂、投资成本高等缺点。
为了实现工件的稳定夹紧和高精度加工，常常采用多种夹紧方式的组合。
3第三章工件在夹具中的夹紧
3、圆偏心夹紧的自锁条件 P点夹紧时能自锁，则可保证其余 各点均可自锁 自锁条件 αp ≤ Φ1＋Φ2 tanαp=2e/D≈αp 为安全起见取Φ1 =0 2e/D ≤Φ2≈μ2, 取μ2=0.1~0.15, D/e≥14～20自锁, D/e叫偏心轮的偏心特性，表示偏心轮 的工作可靠性
(4) 弹簧筒夹式定心夹紧机构
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
(5) 波纹套定心夹紧机构
波纹套定心心轴 1螺母；2波纹套；3垫圈；4工件；5支承圈
(6) 液性塑料定心夹紧机构
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
六、 联动夹紧机构 单件多位（联动）夹紧机构 多件多位（联动）夹紧机构
4、有效工作区域：一般常选下面两种工作区域： 1) β=±30°～±45°，为P点左右，楔角变化 小，工作较稳定，α大自锁性能差； 2) β=－15°～75°，楔角变化大，工作不稳 定，但夹紧时α小，自锁性能好。
e
L
P
B1 A
C贮 C间
A1
ρ
α Q 1x
α α
Q P C 垫块
工件
B Q1
T
图 6 . 47 圆偏心轮的设计
应用：广泛用在手动夹紧中。
图a)减力增大行程
图b)改变力向
图c) 增力减小行程
图3.18
万能可调节压板
三、圆偏心夹紧机构
工作原理：利用转动中心与几何中心偏移的圆盘 或轴作为夹紧元件 夹紧特点： • 结构简单，制造方便，夹紧迅速，操作灵活，行 程小，增力小，自锁能力差。适合夹紧力小、振 动小的场合。
五、 定心、对中夹紧机构
夹紧原理与典型的夹
单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了演示发布的良好效果，请言简意赅地阐述您的观点。您的内容已经简明扼要，字字珠玑，但信息却千丝万缕、错综复杂，需要用更多的文字来表述；但请您尽可能提炼思想的精髓，否则容易造成观者的阅读压力，适得其反。正如我们都希望改变世界，希望给别人带去光明，但更多时候我们只需要播下一颗种子，自然有微风吹拂，雨露滋养。恰如其分地表达观点，往往事半功倍。当您的内容到达这个限度时，或许已经不纯粹作用于演示，极大可能运用于阅读领域；无论是传播观点、知识分享还是汇报工作，内容的详尽固然重要，但请一定注意信息框架的清晰，这样才能使内容层次分明，页面简洁易读。如果您的内容确实非常重要又难以精简，也请使用分段处理，对内容进行简单的梳理和提炼，这样会使逻辑框架相对清晰。
间隙配合刚性心轴
夹紧力的方向
夹紧力的方向应尽量与工件受到的切削力、重力等的方向一致，以减小夹紧力 。 图:夹紧力的方向对夹紧力大小的影响
夹紧力的方向
动画
夹紧力的方向应与工件刚度最大的方向一致，以减小工件变形 。由于工件在不同方向上刚性不同，因此对工件在不同方向施加夹紧力时所产生的变形也不同。
夹紧力的作用点
螺旋夹紧装置
螺旋夹紧装置是从楔块夹紧装置转化而来的，相当于把楔块绕在圆柱体上，转动螺旋时即可夹紧工件。 标准浮动压块 1--夹紧手柄；2--螺纹衬套；3--防转螺钉 4--夹具体；5--浮动压块；6--工件
螺旋夹紧装置
a.移动压板 b.转动压板 c.翻转压板
螺杆夹紧力计算
夹紧力的大小
式中： ――理论计算的夹紧力；
――安全系数，一般取 1.5～3.0
（粗加工时，K =2.5~3.0 ; 精加工时，K＝1.5～2.0）
焊接件夹紧方式
焊接件夹紧方式
在焊接过程中，夹紧是非常重要的一个环节。
它能够保持被焊接的工件的稳定性，防止它们在焊接时移动或扭曲。
同时，夹紧也能够确保焊接过程中的精度和质量。
常见的焊接件夹紧方式包括以下几种：
1. 机械夹紧：使用机械夹具将被焊接的工件固定在一起，防止它们移动或扭曲。
这种夹紧方式适用于大型工件和需要高精度的焊接任务。
2. 磁性夹紧：使用磁性夹具将工件夹紧在一起，防止它们移动或扭曲。
这种夹紧方式适用于小型工件和需要高精度的焊接任务。
3. 弹性夹紧：使用弹性夹具将工件夹紧在一起，防止它们移动或扭曲。
这种夹紧方式适用于中小型工件和一般的焊接任务。
4. 真空夹紧：通过在工件周围创建真空环境，将工件夹紧在一起，防止它们移动或扭曲。
这种夹紧方式适用于特殊的焊接任务，如高温和高压环境下的焊接。
总的来说，正确选择和使用夹紧方式对于焊接质量和效率都非常重要。
焊接操作者应该在选择夹紧方式时根据工件的大小、形状和需求来进行选择，并注意夹紧力的大小和均匀性。
- 1 -。
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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，
楔往往和其他机构联合使用。
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。
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
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。
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。
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
4．定心夹紧机构
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。
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。 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。
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
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。
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。
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。
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
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;③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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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。
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
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。
（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