可快速调节夹紧装置
质量功能配置下的快速夹紧装置概念设计
第８卷第０期 ２ Ｏ ０ ２年３月 计算机集成制造系统ｃＩＭｓ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍｓ ＶｏＩ＿８ ＮＯ．３ Ｍａｒ．０ ０ ０ ２
文章编号：１００６—５９１１（２００２）０３—０２３９—０４
质量功能配置下的快速夹紧装置概念设计
苑彩云，檀润华，曹东兴，段国林
（河北工业大学ＣＡＤ／ＣＡＭ及ＲＰＭ研究所．天津３００１３０）
摘要：质量功能配置对保证产品质量提供了一种可行的方法＝运用质量功能配置方法对一种快速央紧装置 建立了需求质量与质量要素、功能与需求质量、功能与机构配置表．确定出各参数的权重，进行模糊评价．从而完成 了概念设计。 美键词：质量功能配置：快速央紧装置；概念设计 中固分类号：Ｆ４０６．３ ＴＨ１２ 文献标识码：Ａ
０引言
产品设计是包含创新活动的复杂过程，为了顺 利实现这一过程，一般是将它分解为产品定义、概念 设计、技术设计、详细设计四个阶段，又可进一步将
其分解为更为详细的阶段－ ，或将技术设计作为概 念设计的一部分，将设计过程分为三个阶段 ］。各 设计阶段已有不同的设计方法可供选择，新的设计 方法还在不断出现 。 质量功能配置（Ｑｕａｌｌｔｙ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔ， ＱＦＤ）可在设计的各个阶段首选 ］，为保证产品质 量提供了一种可行方法。ＱＦＤ在７０年代由日本学 者提出，目前，已在日本、美国等很多国家应用，并已 取得了成功的经验 ，在我国也有应用“＿。 。ＱＦＤ
最初是将用户需求与一组广义设计参数或质量要素 通过质量屋（Ｈｏｕｓｅ ｏｆ Ｑｕａｌｈｙ，ＨＯＱ）或扩展的质 量屋（Ｅｘｔｅｎｄ Ｈｏｕｓｅ ｏｆ Ｑｕａｌｉｔｙ，ＥＨＯＱ）Ｅ Ｌ６］相联系，
明确用户需求与广义设计参数间的关系，使设计一 开始就有明确的目标。目前，ＱＦＤ已用于设计和制 造全过程的质量控制。
１质■功能配置方法
美国ＡＳＩ定义ＱＦＤ方法作为一种系统，是用 来将用户需求转换成为从研究到产品布置、加工、市
夹具设计简介
夹具设计简介
1导言
夹具是指在生产操作中对工件起定位，控制和支撑作用的固定装置。夹具再生产制造工程中是必备的，因为它在自动化生产和检查的过程中是非常必须的。
1.1夹具的组成要素
一般来说，所有的固定装置包括下列内容：
·定位装置
定位装置通常是一个固定的夹具组成部分。它是用来确定和控制工件在夹具中的位置并限制工件的自由度。在工件的形状和表面发生重大变化的情况下定位装置可以调节。
·夹紧装置
夹紧装置是夹具的一种力量稳固装置。夹紧装置施加的力和工件所受的其他外力的共同作用下使工件在夹具中牢牢固定。
·支撑装置
支撑是夹具固定或可调的一个固定组成部分。当预期作用下施加夹紧和加工力量使工件发生严重的部分位移或偏移，支撑力增加并作用于工件下方，以防止或限制工件变形。支撑超过了工件所需时，应使工件确定位移的部分符合定位和夹紧装置。
·夹具机构
夹具机构或工具的机构，是夹具的重要的结构性因素。他保持上述内容空间之间的装夹关系，即定位，夹紧装置，支撑和机床共同通过夹具机构来完成工件的加工。
1.1横向数控机床普遍使用的夹具机构
1.2夹具在制造中的重要性
现代制造业的目标是实现高生产率，减少单位成本。这就需要提高设备的效率，既提高装夹与拆卸的效率加快生产周期时间。
如果t是加工一个工件所需要的总时间，然后Q=t1是单位时间内生产的件数，或者生产速度。
考虑到总生产时间通常组成为：t=tm+th，tm 为实际加工时间，th为装夹和拆卸时间，因此生产速度给出了：
（1.1） 每单位时间的生产。
假设Qt是理想的生产速度，即某一加工操作没有处理时间损失，因此我们有
现在 （1.2）
这一参数
可称为生产效率。
使用固定装置具有双重好处。它消除加工操作开始之前的个人标记，定位和经常检查从而节省了相当多的时间。此外，使用固定装置通过简化定位和夹紧的任务节省了运营商的劳动力，并可能取代熟练劳动力和半熟练劳动力，因此节省了大量劳动力成本同时也提高了生产速度。
夹紧装置的原理和作用
夹紧装置的原理和作用
夹紧装置是一种用于固定、夹紧或锁定两个物体之间的装置。其原理是利用一定的力或力矩，通过机械结构将夹紧力传递到被夹物体，以达到固定或夹紧的效果。
夹紧装置的作用主要有以下几个方面：
1. 固定物体：夹紧装置可以将两个物体固定在一起，使其保持相对位置和稳定性。例如，夹紧螺母用于固定螺栓和螺母，使其不易松动。
2. 夹紧物体：夹紧装置可以通过施加一定的夹紧力，将两个物体夹紧在一起，以增加它们之间的摩擦力或阻力。例如，钳子用于夹紧工件，以便进行加工或装配。
3. 保护物体：夹紧装置还可以起到保护作用，防止物体的移动或损坏。例如，钳子可以防止工件滑动或下落，保护操作者的安全。
4. 传递力量：夹紧装置可以通过传递力或力矩，使被夹紧的物体可以承受外部载荷或力矩的作用。例如，夹紧机构可以通过夹紧轴承或齿轮，使其能够承受较大的转矩。
总之，夹紧装置通过施加力或力矩，将两个物体固定或夹紧在一起，以实现固定、夹紧、保护和传递力量的作用。不同的夹紧装置具有不同的原理和适用范围，可以根据具体应用需求进行选择。
工件夹紧装置的使用步骤
工件夹紧装置的使用步骤
工件夹紧装置是一种常见的机械装置，广泛应用于机械加工和制造过程中。它主要用于固定工件，以确保工件在加工过程中的稳定性和精度。下面是工件夹紧装置的使用步骤。
第一步：准备工作
在使用工件夹紧装置之前，需要对工作区进行准备。首先，确保工件夹紧装置的表面和工作台面干净。清除表面上的杂物和灰尘，以免对夹紧装置的精度和工作效果产生不良影响。此外，检查夹紧装置的固定螺丝和其他零部件是否紧固，确保装置的可靠性和安全性。
第二步：选择合适的夹具
根据工件的形状和尺寸，选择合适的夹具。夹具应能够有效地固定工件，并确保工件在加工过程中的稳定性。夹具的选择应考虑工件的形状、材质和加工要求等因素。确保夹具的切合度良好，以便夹紧工件时不会产生滑动或变形。
第三步：调整夹紧装置
将夹具放置在工件夹紧装置上，并根据工件的尺寸和形状进行调整。调整夹紧装置是为了确保夹具与工件紧密贴合，并在加工过程中保持工件的稳定性。根据工件的形状和加工需求，使用夹紧装置上的调节螺丝或手柄进行微调，直到夹具与工件之间的间隙消除为止。确保夹具能够紧密夹住工件，但同时不会对工件造成损坏。
第四步：固定工件
当夹紧装置调整好后，将工件放置在夹具上，确保工件与夹具表面接触良好。使用夹紧装置上的螺丝或手柄，逐步将夹具固定在工件上。确保夹紧力均匀分布，以免对工件产生过大的应力。在固定夹具时，要避免过度紧固，以免压力过大导致工件变形或破坏。 第五步：检查夹紧效果
将工件夹紧后，进行检查以确保夹紧效果良好。检查工件是否被牢固夹住，没有明显的晃动或松动现象。使用手轻轻摇动工件，确保工件与夹具之间没有明显的空隙或松动。此外，还可以使用测量工具进行测量，以验证工件的位置和夹紧力的准确性。
第六步：开始加工
在完成夹紧步骤和检查后，可以开始加工工件了。根据加工工艺和要求，使用适当的工具和设备进行加工操作。在加工过程中，要保持夹紧装置的稳定性和工件的安全性。如有需要，可以在加工过程中调整夹具的位置和夹紧力，以确保加工效果的准确性和质量。
几种夹具设计常用机构
我们在组装车间手工装配线经常可以看到一些常用的机构的应用。通过使用这些机构，来实现零件的定位、夹紧以及装配，最终达到工艺装配要求。下面简述几种常见的机构，并以实际使用的各种工艺装置作简单说明。
按夹具的使用功能分三种类型进行介绍。
1定位夹紧机构
在继电器零部件组装时，往往需要将夹具的定位型腔打开，便于快速取放零件。零
件放置到位后，定位夹紧机构快速对零部件进行精确定位和夹紧，为随后的装配动作提
供定位保证。
1）偏心轮
偏心轮夹紧机构是一种快速动作的夹紧机构，一般
采用手柄进行操作。结构简单，制造容易。如图（一）
所示，扳动手柄，带动滑块左右移动，从而实现夹紧。
因需要员工手工扳动手柄进行夹紧，增加员工劳动强
度。所以，这种结构已逐渐由其他方式替代。
图（一）偏心夹紧机构
2）螺旋机构
螺旋机构是利用转动螺旋副实现夹紧压块的移动，来实现夹紧功能。
图（二）是左右螺旋机构的集合使用。
转动手轮，带动丝杠（左右旋）转动，左右
夹紧块平行移动，可以确保零件定位夹紧的
同心位置。这种机构夹紧动作慢，辅助时间
长，工作效率较低，使用场合有局限性。
应用实例：通用搅胶装置
磁路铆接强度检测夹具图（二）螺旋机构3）杠杆机构
杠杆机构在工艺装置夹具中广泛得到应用。可以实现零件定位夹紧、增力放大、
受力方向的转换等。
图（三）利用杠杆的摆动位置对继电器底座进行定位夹紧，夹紧的力度由弹簧决
定，可根据需要进行调整。夹具在装配工位时处于夹紧状态，确保零件的定位夹紧。
完成装配动作后，夹具返回，利用工装的斜面接触杠杆的末端，使杠杆绕支点转动，
夹具的夹紧功能得到释放，故而松开底座，方便零件的取放。这种夹紧结构非常适
合在工装中使用。
图（三）杠杆夹紧机构
4）平面四杆机构
图（四）为四杆机构的一个应用实例。
使用操作时，按下手柄，利用机构的
运动特点，左右夹块会按要求左右滑
动，将夹具打开。放入工件后，松开
手柄，夹具在拉簧的作用下复位（拉
簧未画出），实现工件的夹紧。
这种夹具适用于单件的手工操作，可
液压卡盘的夹紧行程
液压卡盘的夹紧行程
液压卡盘是一种广泛应用于工业领域的夹紧装置，它通过液压力将工件夹紧在夹具上，使得工件能够稳定地进行加工或其他操作。液压卡盘的夹紧行程是指夹盘夹紧工件时的移动距离，也是夹盘在夹紧过程中的变化过程。
液压卡盘的夹紧行程对于工件的夹紧效果起着至关重要的作用。一般来说，夹紧行程的大小需要根据工件的尺寸和形状来确定。夹紧行程过小可能无法夹住工件，而夹紧行程过大则容易导致工件变形或损坏。因此，在使用液压卡盘时，需要根据具体的工件情况来调整夹紧行程，以确保夹紧效果的最佳化。
液压卡盘的夹紧行程是通过液压系统来控制的。液压系统通过控制阀门的开关，调节液压油的流量和压力，从而控制夹盘的夹紧行程。在夹紧行程的调节过程中，需要注意调节阀门的灵敏度和稳定性，以确保夹盘能够精确地夹紧工件，同时避免由于夹紧行程调节不当而引起的工件损坏。
液压卡盘的夹紧行程一般分为两个阶段：快速夹紧和缓慢夹紧。快速夹紧阶段是指夹盘迅速接近工件并与之接触，以确保夹盘与工件之间的接触面积最大化。而缓慢夹紧阶段是指夹盘在接触工件后，通过缓慢移动来实现夹紧效果。这种分阶段的夹紧行程可以有效避免夹盘与工件之间的碰撞和损坏，同时提高夹紧效果和工作效率。
在使用液压卡盘时，需要根据工件的具体要求和加工过程中的需求来确定夹紧行程的大小和调节方式。同时，还需要注意夹盘的稳定性和夹紧力的均衡性，以确保工件能够安全、稳定地进行加工。液压卡盘的夹紧行程是保证夹紧效果和工作质量的重要因素，只有合理调节和控制夹紧行程，才能发挥液压卡盘的最佳性能。
四种实用快速夹紧装置
四种实用快速夹紧装置
你们有没有遇到过这样的情况？比如在做手工的时候，想把一些小零件固定住，可是它们老是乱动，这可真让人头疼！别担心，今天我就来给你们介绍四种特别实用的快速夹紧装置，有了它们，这些问题就都能轻松解决！
一、夹子。
夹子，那可是我们生活中最常见的一种夹紧装置！它就像一个小小的“嘴巴”，能把东西紧紧地“咬住”。比如说，我们在整理书本的时候，要是有很多张纸需要放在一起，这时候夹子就派上用场。把夹子轻轻一夹，纸张就乖乖地待在一起，不会到处乱飞。再比如说，我们在晾衣服的时候，夹子可以夹住衣服的一角，让衣服稳稳地挂在晾衣绳上，不会被风吹跑。夹子的种类也有很多，有大的、小的，还有各种各样可爱的形状，就像有的夹子做成了小兔子的样子，特别可爱。
二、弹簧夹。
弹簧夹，就像一个有魔力的小帮手。它里面有个小小的弹簧，这个弹簧可厉害！当我们把东西放在弹簧夹中间的时候，弹簧就会自动收紧，把东西夹得紧紧的；当我们想把东西拿出来的时候，只要轻轻一按两边，弹簧就会松开。比如说，我们在画画的时候，有时候需要把画纸固定在画板上，这时候弹簧夹就能发挥大作用。把画纸的边缘放进弹簧夹里，它就会牢牢地夹住画纸，这样我们画画的时候，画纸就不会乱动，我们就能专心地画出漂亮的画。
三、吸盘夹。
吸盘夹可有意思！它有一个圆圆的吸盘，就像章鱼的吸盘一样，能紧紧地吸在光滑的表面上。比如说，我们在浴室里洗澡的时候，想要挂个小毛巾，可是墙上没有地方挂怎么办？这时候吸盘夹就来帮忙。把吸盘夹按在浴室的瓷砖上，它就会牢牢地吸住，然后把小毛巾挂在上面，是不是很方便？还有，在厨房里，我们也可以用吸盘夹把调料瓶固定在橱柜的玻璃门上，这样拿取调料的时候就很方便，而且吸盘夹拿下来的时候也不会在门上留下痕迹。 四、快速夹钳。
快速夹钳就像是一个大力士，它能夹住比较大、比较重的东西。比如说，我们在做木工的时候，要把一块木板固定住，这时候快速夹钳就能大显身手。把夹钳的一端放在木板的一边，另一端放在另一边，然后轻轻一拧把手，夹钳就会紧紧地夹住木板，这样我们就可以放心地对木板进行加工。等加工完了，再把把手拧松，木板就可以拿下来。快速夹钳在很多地方都能用到，就像修理自行车的时候，也可以用它来固定零件。
轴夹紧装置图例
夹具设计师手册丨轴夹紧装置图例
本周为大家带来的是轴夹紧装置图例
轴夹紧
轴夹紧可包括只在一个位置将轴夹紧；当轴转动或纵向移动时，在任意位置将轴夹紧；当轴只许纵向移动而不许转动时，在任意位置将轴夹紧；当轴只许转动而不许纵向移动时，在任意位置使轴分度。轴夹紧还可设计成便于对可拆轴的更换。
图1
(在任意位置对轴作快速夹紧、松开以及拆装。把轴拆下时，须防止夹紧凸轮转动。)
图2
（将轴稳固夹紧在任意位置）
图3
A可容易地松开并取下。这种结构说明一个位置的轴夹紧。 （在由纵向调整而无转动的条件下锁紧）
图4
把A上的键插入槽内，将轴锁紧于它的转动位置两端中的任一端。
（轴分度）
图5
（旋转调整并锁紧）
图6
用扳手把轴转动后，手柄顺时针转动，迫使三个滚柱进入轴和三个凸轮之间的楔形处。B是滚柱的隔离圈。
图7
C和轴用键连按，C包括有三个滚柱用的凸抡D。B为三个滚住的隔离圈(见侧视图)，并具有一个可与手柄接合的六角形外表面。在轴和C达到固定位置后，推下手柄，使B推动三个滚柱。滚柱则楔进三个平面凸轮D的平面和A孔之间，从而使轴锁紧。 （空转轴锁紧）
图8
（单点固定锁紧）
图9
可以选用的锁紧方法
A. 用扳手
B. 用手
C. 用手柄
这种具有块速调整和锁紧作用的制动器是为了在轴上使用而设计的。此结构的一半可装在架中，使这个装置作为一项轴锁紧的固定没施。
（可调制动器）
四种实用快速夹紧装置 2
在机床加工中，采用结 构筒单，使甩调整方便可靠 的快速夹紧装置，可缩短工 件加工辅助工作时间 提高 劳动生产效率。下面介绍四 种快蘧夹紧装置。 （一）一个施力 点的快速夹紧装置 敬走刀加－ｒ＇－十或几 个工作需几丝夹紧时，采甩 图１和图２一个夹紧螺母或 螺杆的夹紧装置是可取的。 它可以使类紧力由一点均匀 传递到各个夹紧娃，尤其当 操作者不易接近某一夹紧件 的情况下，使甩该夹紧装置 就显得更为方便。 囝ｌ是甩拧紧夹紧螺母曲方法，把相等的夹紧力 沿水平方向分配到三个压板上 使三个彼此分隔的工 件被夹紧在各自的定位面上。松开夹紧螺母，在压缩 弹簧作用下，三个压板迅速打开，便可卸下工件。 一
目１ １一压扳 ２ ｛．６一工件；３一压簧； ５一挥扦；７一尧紧螺母；ｅ一珥秆 图２采用的蔗一个杠杆装置，通过莲臂将相等的 夹紧力分酎到一对压板上，把同一工件垂直地 紧在 定位面上。装置在压板尾部榴中各装了一个支承，可 防止压扳转动和承受夹紧分力，确保装置使甩可靠。
田２ １一点承；２一压板；３一压簧 ●一工件： ５一话节螺社；６一是害｝螺母；卜釉 ；８一莲臂 盘： （＝）手动凸轮快速夹紧装置 凸轮夹紧为机床夹具夹紧装置提供了一种简单 高教夹紧工忭并蘸自锁的方法，翻３～６是几种凸轱魄 速夹紧装置的结柯 图３有一个套在括节螺桂上由压缩弹赞托起柏压 扳，凸轮安装在话节螺挂头部，并与一对球面垫龋接 触，可绕轴销自由旋转。当下压手柄时，凸轮半径增 太，驱动雎板快速压紧工件。上提手柄，凸轮半径减 小，主夹紧力消失，压缩弹簧撑开压板，便可卸下工 件。
曰３ ｌ一压板；２－－压簧；３一活节姆拴：４一轴锖； 搴一凸匏 ６一手柄：７一工件：８一球 垫簿 ｇ一点乖 图４所示结构与图３基率相似，不同的是将凸轮移 到了压板尾部，即凸轮不是直接作用在压板上，面显作 用在支承座上。所以，位子压扳中间的一套施压霉件 并不超压紧作甩，仅对压顿超支承．稚限 作用，故使 甩时不应将螺母拧得过紧，要保证压板有一定括动问 髂。下压手柄对，凸轮半径增太将压板尾都措起，压 缩弹簧受压，压板头部就垂直向下压紧工件。上提手 柄，凸轮半径减小，主夹紧力消失，压缮弹簧将压摄 头部甜起，ｆＴＩ】可卸下工件
常见夹紧机构-对工装夹具人员非常有帮助的一份资料
常见夹紧机构
夹紧机构的种类很多，这里只简单介绍其中一些典型装置。
（1）斜楔夹紧机构
图 4.52所示是一些斜楔夹紧实例。斜楔夹紧机构是利用斜面的楔紧作用，将外力传递给工件，完成工件的夹紧。当楔块的升角 α 在 6 0 ~10 0 时具有自锁性能。但自锁的稳定性较差，主要用于夹紧机构中来改变力的方向。
（ 2）螺旋夹紧机构
螺旋夹紧机构结构简单、容易制造，而且螺旋相当于一个斜楔缠绕在圆柱体的表面形成的；由于其升角小（ 3 0 左右）则螺旋机构具有较好的自锁性能，获得的夹紧力大，是应用最广泛的一种夹紧机构。如图 4.53、4.56所示
1）单个螺旋夹紧机构 如图4.53（a）（b）中直接用螺钉或螺母夹紧工件的机构。螺钉头部直接压在工件表面上，可能会损伤工件或带动工件旋转。为克服这一缺点在其头部加装浮动压块，以增加接触面积，减少损伤。如图4.54所示
夹紧动作慢使这一机构的另一缺点。通常采用一些快速结构，如快卸垫圈、快换螺母、快速机构等，如图 4.55所示。
2）螺旋压板夹紧机构 图4.56是螺旋压板夹紧机构的几种典型结构，其在夹紧机构中广泛的使用。
3）钩形压板夹紧机构 图4.57是螺旋钩形压板夹紧机构的一些结构，其特点是结构紧凑，使用灵活、方便。
（3）偏心夹紧机构
它是利用偏心间直接或间接夹紧工件的机构。偏心夹紧分圆偏心和曲线偏心两种，其特点是结构简单、操作方便、夹紧迅速，缺点是夹紧力小，夹紧行程短，用于振动小、切削力不大的场合。图 4.58是几种典型的偏心夹紧机构的实例，图4.59是圆偏心轮的几种结构。
（4）联动夹紧机构 是利用机构的组合完成单件或多件的多点、多向同时夹紧的机构。它可以实现多件加工、减少辅助时间、提高生产效率、减轻工人的劳动强度等。