工件夹紧机构计算.ppt

2-3 工件的夹紧 一、夹紧装置的组成及设计要求 （一）夹紧装置的组成：（两个部分组成） 1、动力源：手动夹紧：人力提供动力源 机动夹紧：以气动、液动、电动 等提供动力源。 2、夹紧机构：是接受和传递作用力的机构， 包括中间递力机构和夹紧元件 中间递力机构的作用：a、改变夹紧力方向； b、改变夹紧力大小；c 、提供自锁功能。,（二）夹紧装置的设计要求 1、夹紧力不应破坏定位； 2、足以抵抗加工中的各种力和振动； 3、工件不应发生过度变形； 4、有足够的夹紧行程； 5、具有自锁性； 6、结构简单、易于操作。,二、夹紧力的确定： 大小、方向、作用点 （一）夹紧力的方向 1、夹紧力的方向应垂直于主要定位基准面 主要定位基准面面积大、精度高、限制不定度数目多，二者垂直，有利于准确定位。,多向施力与一力多用：,2、夹紧力的方向应有利于减小夹紧力,（二）夹紧力的作用点（选择原则） 1、所选作用点，应保证定位稳定，不破坏定位,2、应尽量减小夹紧变形 措施：增大受力面积，合理布置作用点,3、作用点尽量靠近切削部位，也可设辅助支承,（三）夹紧力的大小 夹紧力太小，不足以抵抗加工中的各种力； 夹紧力太大，易造成工件、夹具的较大变形。 实际夹紧力W0一般为理论夹紧力W乘以安全系 数K，即： W0 =KW 一般安全系数 K=1.53 粗加工 K=2.53 精加工 K=1.52,例1车削端面 工件受力有Fz、Fy、Fx，其中主要是Fz、Fy。,三、夹紧机构设计 常用夹紧机构：斜楔、螺旋、圆偏心、定心对中、联动夹紧机构。 （一）斜楔夹紧机构 1、作用原理及夹紧力,斜楔受力： Q：外力; W：工件对斜楔的作用力，由夹紧反力W、摩擦力F2 合成； N：夹具对斜楔的作用力，由反力N、摩擦力F1 合成。,根据静力平衡方程： X=0 Q-Nsin(+1)-Wsin2=0 -1 Y=0 Ncos(+1)- Wcos2=0 -2 W=Wcos 2=N cos(+1) W=W/cos 2 N=W/cos(+1) 将结果代入1式，则： Q-Wtg(+1)-Wtg2=0 得： W=Q/tg (+1)+ tg2 由于、1 、 2 均很小，且一般取1 = 2 = , 则近似有：W=Q/(tg +2tg ) 一般情况下，取1 = 2 =46， =610,2、结构特点 （1）自锁性：外力Q消失后，机构在摩擦力作用下，仍能夹紧工件的能力。,斜楔具有自锁性的受力分析： 其铅垂方向的受力需满足： 斜楔自锁条件为：楔角小于斜楔与工件及斜楔与夹具体之间的摩擦角之和。 一般 1 = 2 =6， 因此取=12 实际取=6，这时tg 6=0.1=1/10,（2）斜楔能改变原始作用力的方向 （3）斜楔具有增力作用： 其增力比为： ip=W/Q=1 /tg (+1)+ tg2 越小，增力比越大。 （4）斜楔夹紧行程小： 越大，夹紧行程越大， 但自锁性越差。 双升角斜楔具有 较大的夹紧行程， 又具有自锁性。,（5）斜楔夹紧的效率低：可加用滚子,带滚子斜楔夹紧的夹紧力计算：,3、斜楔夹紧机构适用范围 斜楔夹紧机构增力比小，效率低下，多用于机动夹紧机构中。 （二）螺旋夹紧机构 1、作用原理及典型结构：相当于将斜楔绕在圆柱体上，作用原理与斜楔夹紧相似。,2、夹紧力的计算,螺杆在三个力矩作用下，处于平衡状态：,其它类型螺纹的螺杆夹紧力计算：,3、适用范围：结构简单、夹紧可靠、增力比大、行程不受限制，多用于手动夹紧。例：,当结构尺寸受限制时，可采用钩形压板机构：,钩形压板机构夹紧力计算：,