工件在夹具中的夹紧

工件在夹具中的夹紧 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望2.2.夹紧力的确定夹紧力的确定必须合理确定夹紧力的三要素：必须合理确定夹紧力的三要素：大小、方向和作用点大小、方向和作用点 (1)(1)(1)(1)夹紧力方向的确定夹紧力方向的确定夹紧力方向的确定夹紧力方向的确定 1 1 1 1）主要夹紧力方向应垂直于主要定位面）主要夹紧力方向应垂直于主要定位面）主要夹紧力方向应垂直于主要定位面）主要夹紧力方向应垂直于主要定位面 保证定位准确、保证定位准确、可靠；可靠；2 2 2 2）夹紧力的作用方向应使所需夹紧力最小）夹紧力的作用方向应使所需夹紧力最小）夹紧力的作用方向应使所需夹紧力最小）夹紧力的作用方向应使所需夹紧力最小 尽量与切削力、尽量与切削力、重力方向一致重力方向一致 3 3 3 3）夹紧力的作用方向应使工件变形尽可能小）夹紧力的作用方向应使工件变形尽可能小）夹紧力的作用方向应使工件变形尽可能小）夹紧力的作用方向应使工件变形尽可能小 ()夹紧力作用点的确定夹紧力作用点的确定 1 1 1 1）夹紧力应作用在刚度较好部位）夹紧力应作用在刚度较好部位）夹紧力应作用在刚度较好部位）夹紧力应作用在刚度较好部位 2 2 2 2）夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件）夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件）夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件）夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件 形成的支承面内形成的支承面内形成的支承面内形成的支承面内3 3 3 3）夹紧力作用点应尽可能靠近加工表面）夹紧力作用点应尽可能靠近加工表面）夹紧力作用点应尽可能靠近加工表面）夹紧力作用点应尽可能靠近加工表面 ()夹紧力大小的确定原则夹紧力大小的确定原则 夹紧力的大小主要影响零件定位的可靠性、零件的夹紧夹紧力的大小主要影响零件定位的可靠性、零件的夹紧变形以及夹紧装置的结构尺寸和复杂性。因此，夹紧力的大变形以及夹紧装置的结构尺寸和复杂性。因此，夹紧力的大小应当适中。小应当适中。（1 1）辅助）辅助(定位定位)夹紧力的大小一般以能保证零件可靠夹紧力的大小一般以能保证零件可靠定位即可。定位即可。（2 2）附加夹紧力应能保证零件局部刚性、避免加紧变）附加夹紧力应能保证零件局部刚性、避免加紧变形为基本原则。形为基本原则。在实际设计中，确定基本夹紧力大小的方法有两种：在实际设计中，确定基本夹紧力大小的方法有两种：经经验类比法验类比法和和分析计算法分析计算法。采用分采用分析析计算计算法法计算计算夹夹紧力紧力时，时，实实质上是质上是解解静静力力平平衡衡的的问题：问题：首首先先以零件作以零件作受力体受力体进行进行受力受力分分析析，受力受力分分析析时，一时，一般般只只考虑考虑切削切削力力和零件夹和零件夹紧力紧力；然后然后建建立立静静力力平平衡衡方程，求出理方程，求出理论论夹夹紧力紧力FL；最后最后还还要要考虑考虑到到实际实际加工过程的动加工过程的动态态不不稳稳定性，需要将定性，需要将理理论论夹夹紧力再紧力再乘乘上一个安上一个安全全系数系数K，就，就得得出零件加工所需要出零件加工所需要的的实际实际夹夹紧力紧力Fj，即，即 Fj=KFL （K安安全全系数）系数）一一般般取取K=1.53，一般精一般精加工加工k=1.52 2，粗加工，粗加工k=2 2.53。3.3.常用夹紧机构常用夹紧机构（1）斜楔夹紧机构）斜楔夹紧机构以斜楔为研究对象，夹紧时以斜楔为研究对象，夹紧时根据静力平衡原理，有根据静力平衡原理，有 FQ=F1+FRX F1=FJ tan1 FRX=FJ tan(2)FJ=FQ/tan1tan(2)设设1=2=，当当10，可用下式近似计算可用下式近似计算FJ=FQ/(tan2)夹紧力夹紧力FQ去除，斜楔受到去除，斜楔受到F1、FRX作用，要能自锁，必须满作用，要能自锁，必须满足下式足下式 F1 FRX F1=FJ tan1 FRX=FJ tan(2)tan1 tan(2)即即 1 (2)或或 1 2自锁条件：自锁条件：压力角压力角(斜楔升角斜楔升角)小于摩擦角小于摩擦角一般一般1=2=57，故当故当1014时自锁，时自锁，一般取一般取=68 斜楔夹紧的特点：斜楔夹紧的特点：1 1）有增力作用，扩力比）有增力作用，扩力比 i=FJ/FQ，约等于约等于3 3；2 2）夹紧行程小）夹紧行程小,h/s=tan，故，故 h 远小于远小于 s；3 3）结构简单，但操作不方便。）结构简单，但操作不方便。主要用于机动夹紧，且毛坯质量较高的场合。主要用于机动夹紧，且毛坯质量较高的场合。（2）螺旋夹紧机构）螺旋夹紧机构螺旋夹紧特点：螺旋夹紧特点：1 1）结构简单，自锁性好，夹紧可靠；）结构简单，自锁性好，夹紧可靠；2 2）扩力比约为扩力比约为80,80,远比斜楔夹紧力大；远比斜楔夹紧力大；3 3）夹紧行程不受限制；）夹紧行程不受限制；4 4）夹紧动作慢，辅助时间长，效率低）夹紧动作慢，辅助时间长，效率低（3）其它夹紧机构）其它夹紧机构1）螺旋压板夹紧机构）螺旋压板夹紧机构2）螺旋定心夹紧机构）螺旋定心夹紧机构3）联动夹紧机构）联动夹紧机构4）多件夹紧机构）多件夹紧机构（4）偏心夹紧机构）偏心夹紧机构常见的偏心轮常见的偏心轮压板夹紧机构压板夹紧机构偏心夹紧机构自锁条件：偏心夹紧机构自锁条件：偏心夹紧斜楔角偏心夹紧斜楔角x x：偏心轮的工作转角一般小于偏心轮的工作转角一般小于90o，常用工作段，常用工作段x：45o135o：升角大，夹紧力较小，但夹紧行程大升角大，夹紧力较小，但夹紧行程大 90o180o：升角由大到小，夹紧力增大，但夹紧行程小。升角由大到小，夹紧力增大，但夹紧行程小。1）偏心夹紧机构：）偏心夹紧机构：偏心夹紧的实质还是斜楔的作用。偏心夹紧的实质还是斜楔的作用。2 2）圆偏心夹紧的夹紧力）圆偏心夹紧的夹紧力 用于切削力小，无振动，工件尺寸公差不大的用于切削力小，无振动，工件尺寸公差不大的场合。场合。（5）夹紧动力装置）夹紧动力装置气动、液压、电磁、真空等气动、液压、电磁、真空等气气液压组合夹紧液压组合夹紧第六节第六节 典型机床夹具典型机床夹具 1 1 1 1 钻床夹具钻床夹具钻床夹具钻床夹具(1)(1)(1)(1)钻夹具的特点钻夹具的特点钻夹具的特点钻夹具的特点 （a a a a）钻床夹具用钻套引导钻头，钻床夹具用钻套引导钻头，钻床夹具用钻套引导钻头，钻床夹具用钻套引导钻头，防止钻头偏斜，用钻模板固防止钻头偏斜，用钻模板固防止钻头偏斜，用钻模板固防止钻头偏斜，用钻模板固定钻套，保证钻孔正确位置定钻套，保证钻孔正确位置定钻套，保证钻孔正确位置定钻套，保证钻孔正确位置；（b b b b）夹具放在工作台上，钻孔）夹具放在工作台上，钻孔）夹具放在工作台上，钻孔）夹具放在工作台上，钻孔时钻头回转和进给，夹具和时钻头回转和进给，夹具和时钻头回转和进给，夹具和时钻头回转和进给，夹具和工件不动；工件不动；工件不动；工件不动；（c c c c）由于钻削力矩小，钻小孔）由于钻削力矩小，钻小孔）由于钻削力矩小，钻小孔）由于钻削力矩小，钻小孔时夹具常不固定。时夹具常不固定。时夹具常不固定。时夹具常不固定。(2)(2)(2)(2)钻套钻套钻套钻套 确定钻头、铰刀等刀具的轴线位置，防止刀具在加工中发确定钻头、铰刀等刀具的轴线位置，防止刀具在加工中发确定钻头、铰刀等刀具的轴线位置，防止刀具在加工中发确定钻头、铰刀等刀具的轴线位置，防止刀具在加工中发生偏斜。结构分为固定式、可换式、快换式和特殊。生偏斜。结构分为固定式、可换式、快换式和特殊。生偏斜。结构分为固定式、可换式、快换式和特殊。生偏斜。结构分为固定式、可换式、快换式和特殊。钻套导向部分高度尺寸钻套导向部分高度尺寸钻套导向部分高度尺寸钻套导向部分高度尺寸H H越大刀具的导向性越好越大刀具的导向性越好越大刀具的导向性越好越大刀具的导向性越好钻模板较薄时采用有肩钻套。钻模板较薄时采用有肩钻套。钻模板较薄时采用有肩钻套。钻模板较薄时采用有肩钻套。孔径小、精度要求较高时，孔径小、精度要求较高时，孔径小、精度要求较高时，孔径小、精度要求较高时，H H取较大值。取较大值。取较大值。取较大值。1 1）固定式）固定式）固定式）固定式于排屑，钻套下端与被加工工件间应留有适当距离于排屑，钻套下端与被加工工件间应留有适当距离于排屑，钻套下端与被加工工件间应留有适当距离于排屑，钻套下端与被加工工件间应留有适当距离h h。2 2）可换式）可换式）可换式）可换式3 3）快换式）快换式）快换式）快换式 用于工件的一次装夹中，顺序进行钻孔、扩孔、铰孔或用于工件的一次装夹中，顺序进行钻孔、扩孔、铰孔或攻螺纹等多个工步加工时，使用不同孔径的钻套来引导刀具。攻螺纹等多个工步加工时，使用不同孔径的钻套来引导刀具。4 4）特殊钻套（自行设计）特殊钻套（自行设计）特殊钻套（自行设计）特殊钻套（自行设计）(3)(3)(3)(3)钻模板及钻模钻模板及钻模钻模板及钻模钻模板及钻模1)1)1)1)固定式钻模板及固定式钻模固定式钻模板及固定式钻模固定式钻模板及固定式钻模固定式钻模板及固定式钻模2)2)2)2)铰链式钻模板及盖板式钻模铰链式钻模板及盖板式钻模铰链式钻模板及盖板式钻模铰链式钻模板及盖板式钻模3)3)3)3)回转式钻模板及回转式钻模回转式钻模板及回转式钻模回转式钻模板及回转式钻模回转式钻模板及回转式钻模4)4)4)4)悬挂式钻模板及滑柱式钻模悬挂式钻模板及滑柱式钻模悬挂式钻模板及滑柱式钻模悬挂式钻模板及滑柱式钻模5)5)5)5)翻转式钻模翻转式钻模翻转式钻模翻转式钻模 2 2 铣床夹具铣床夹具 切削力较大，断续切削，易振动，夹紧力要大和切削力较大，断续切削，易振动，夹紧力要大和较好的自锁性，受力元件要有足够的强度和刚性。较好的自锁性，受力元件要有足够的强度和刚性。便于调整刀具，要设置便于调整刀具，要设置对刀装置对刀装置。对刀块和刀具。对刀块和刀具之间要放对刀塞尺，以避免刀具与对刀块直接接之间要放对刀塞尺，以避免刀具与对刀块直接接触，而碰伤刀刃获对刀块。触，而碰伤刀刃获对刀块。采用导向键与机床工作台采用导向键与机床工作台T形槽相配合来实现夹形槽相配合来实现夹具在机床上的定位，要使夹具上定位元件工作面具在机床上的定位，要使夹具上定位元件工作面与铣削运动方向有一准确位置。与铣削运动方向有一准确位置。3 镗床夹具镗床夹具（1 1）镗套的种类）镗套的种类）镗套的种类）镗套的种类 1）单支承前引导）单支承前引导 2）单支承后引导）单支承后引导 3）前后双支承引导）前后双支承引导 4）双支承后引导）双支承后引导a)适合于加工孔径大于适合于加工孔径大于60mm，长径比小于，长径比小于1的通孔。的通孔。b)和和c)主要用于盲孔或孔径小于主要用于盲孔或孔径小于60mm的通孔。的通孔。要求镗杆与机床主轴采用浮动联接，镗孔的精度完全出要求镗杆与机床主轴采用浮动联接，镗孔的精度完全出夹具来保证，而不受机床精度的影响。用于加工长径比大夹具来保证，而不受机床精度的影响。用于加工长径比大于于1.51.5的长孔或同轴度要求较高的几个短孔。的长孔或同轴度要求较高的几个短孔。（2 2 2 2）镗套镗套镗套镗套分为固定式镗套和回转式镗套两类。分为固定式镗套和回转式镗套两类。1）固定式：外形尺寸较小，且位置精度较高。缺点是易于磨损，多用于速度较低的场合。2）回转式镗套）回转式镗套a a）内滚式镗套）内滚式镗套 镗杆相对于导向滑套回转，并连同导向滑套一起相对于镗镗杆相对于导向滑套回转，并连同导向滑套一起相对于镗套移动。镗套精度较好，但尺寸较大，因此多用于后导向。套移动。镗套精度较好，但尺寸较大，因此多用于后导向。b b）外滚式镗套）外滚式镗套 镗刀杆与镗套间只有相对移动而无相对转动。镗套尺寸较镗刀杆与镗套间只有相对移动而无相对转动。镗套尺寸较小，应用较多。镗速高。小，应用较多。镗速高。4 车床夹具车床夹具特点和要求特点和要求特点和要求特点和要求 （1）结构紧凑，尺寸小，重量轻，重心尽可能靠结构紧凑，尺寸小，重量轻，重心尽可能靠近回转轴线，减小惯性力。近回转轴线，减小惯性力。（2）应有平衡措施，消除回转不平衡引起的振动现）应有平衡措施，消除回转不平衡引起的振动现象，一般设计平衡块的位置可调，便于调整。象，一般设计平衡块的位置可调，便于调整。（3）为了操作安全，夹具尽可能避免尖角或突出部）为了操作安全，夹具尽可能避免尖角或突出部位，必要时回转部分外面应加防护罩。位，必要时回转部分外面应加防护罩。（4）夹具与机床主轴定位面间必须有良好的配合和）夹具与机床主轴定位面间必须有良好的配合和可靠的联接。可靠的联接。5 组合夹具组合夹具