机床夹具设计课件4

机床机床夹具具设计课件件44.1 4.1 夹紧夹紧夹紧夹紧装置的装置的装置的装置的组组组组成成成成4.2 4.2 夹紧夹紧夹紧夹紧装置的基本要求装置的基本要求装置的基本要求装置的基本要求4.3 4.3 夹紧夹紧夹紧夹紧力确定的基本原力确定的基本原力确定的基本原力确定的基本原则则则则4.4 4.4 减小减小减小减小夹紧变夹紧变夹紧变夹紧变形的方法形的方法形的方法形的方法4.5 4.5 基本基本基本基本夹紧夹紧夹紧夹紧机构机构机构机构2024/6/28夹具设计教学课件4.1 4.1 夹紧夹紧夹紧夹紧装置的装置的装置的装置的组组组组成成成成1、动力装置力装置 根据根据夹紧装置的装置的动力源大致可分力源大致可分为两种：手两种：手动夹紧机构、气（液、机构、气（液、电、磁）磁）动夹紧机构。机构。2024/6/28夹具设计教学课件手手动夹紧机构机构4.1 4.1 夹紧夹紧夹紧夹紧装置的装置的装置的装置的组组组组成成成成2024/6/28夹具设计教学课件气气动夹紧机构机构4.1 4.1 夹紧夹紧夹紧夹紧装置的装置的装置的装置的组组组组成成成成2024/6/28夹具设计教学课件电磁磁夹紧机构机构4.1 4.1 夹紧夹紧夹紧夹紧装置的装置的装置的装置的组组组组成成成成2024/6/28夹具设计教学课件2、夹紧部分部分 接接受受和和传递原原始始作作用用力力使使之之变为夹紧力力并并执行行夹紧任任务的的部部分分，一一般般由由下下列列机构机构组成：成：（1）接受原始作用力的机构。）接受原始作用力的机构。（2）中）中间传力机构。力机构。（3）夹紧元件。元件。4.1 4.1 夹紧夹紧夹紧夹紧装置的装置的装置的装置的组组组组成成成成2024/6/28夹具设计教学课件夹紧装置的装置的组成成4.1 4.1 夹紧夹紧夹紧夹紧装置的装置的装置的装置的组组组组成成成成2024/6/28夹具设计教学课件4.2 4.2 夹紧夹紧夹紧夹紧装置的基本要求装置的基本要求装置的基本要求装置的基本要求1、使用、使用过程中不能破坏工件定位程中不能破坏工件定位时获得的正确位置；得的正确位置；2、紧力的大小适当。力的大小适当。3、使用性好（、使用性好（动作迅速、操作方便、省力安全）。作迅速、操作方便、省力安全）。4、工、工艺性好（性好（结构构简单、易于制造）。、易于制造）。2024/6/28夹具设计教学课件4.3 4.3 确定确定确定确定夹紧夹紧夹紧夹紧力的基本原力的基本原力的基本原力的基本原则则则则 （1）夹紧力力的的方方向向应有有助助于于定定位位稳定定，且且主主夹紧力力应朝朝向向主主要定位基面。要定位基面。1、夹紧夹紧力的方向力的方向2024/6/28夹具设计教学课件夹紧力力应指向主要定位基面指向主要定位基面a)工序工序简图；b)、c)错误；d)正确正确4.3 4.3 确定确定确定确定夹紧夹紧夹紧夹紧力的基本原力的基本原力的基本原力的基本原则则则则2024/6/28夹具设计教学课件（2）夹紧力的方向力的方向应有利于减小有利于减小夹紧力。力。夹紧力方向与力方向与夹紧力大小的关系力大小的关系 4.3 4.3 确定确定确定确定夹紧夹紧夹紧夹紧力的基本原力的基本原力的基本原力的基本原则则则则2024/6/28夹具设计教学课件4.3 4.3 确定确定确定确定夹紧夹紧夹紧夹紧力的基本原力的基本原力的基本原力的基本原则则则则2024/6/28夹具设计教学课件（3）夹紧力的方向力的方向应是工件是工件刚度度较高的方向高的方向（使工件的（使工件的变形尽可能小）。形尽可能小）。4.3 4.3 确定确定确定确定夹紧夹紧夹紧夹紧力的基本原力的基本原力的基本原力的基本原则则则则2024/6/28夹具设计教学课件2、夹紧夹紧力的作用点力的作用点 （1）夹紧力的作用点力的作用点应靠近定位元件的几何靠近定位元件的几何中心或落在定位元件的中心或落在定位元件的支承范支承范围内。内。4.3 4.3 确定确定确定确定夹紧夹紧夹紧夹紧力的基本原力的基本原力的基本原力的基本原则则则则2024/6/28夹具设计教学课件（2）夹紧力的作用点力的作用点应选在工件在工件刚度度较高的部位高的部位。4.3 4.3 确定确定确定确定夹紧夹紧夹紧夹紧力的基本原力的基本原力的基本原力的基本原则则则则2024/6/28夹具设计教学课件（3）夹紧力的作用点力的作用点应尽量靠近加工表面。尽量靠近加工表面。4.3 4.3 确定确定确定确定夹紧夹紧夹紧夹紧力的基本原力的基本原力的基本原力的基本原则则则则2024/6/28夹具设计教学课件4.3 4.3 确定确定确定确定夹紧夹紧夹紧夹紧力的基本原力的基本原力的基本原力的基本原则则则则2024/6/28夹具设计教学课件3、夹紧夹紧力的大小力的大小 理理论上，上，夹紧力的大小力的大小应与作用在工件上的其它力（力矩）相平衡；而与作用在工件上的其它力（力矩）相平衡；而实际上，上，夹紧力的大小力的大小还与工与工艺系系统的的刚度、度、夹紧机构的机构的传递效率等因素有关，效率等因素有关，计算算是很复是很复杂的。因此，的。因此，实际设计中常采用估算法、中常采用估算法、类比法和比法和试验法确定所需的法确定所需的夹紧力。力。4.3 4.3 确定确定确定确定夹紧夹紧夹紧夹紧力的基本原力的基本原力的基本原力的基本原则则则则2024/6/28夹具设计教学课件估算法估算法将将夹具和工件看成一个具和工件看成一个刚体，根据工件受力情况，按静力平衡原理体，根据工件受力情况，按静力平衡原理计算出算出理理论夹紧力，最后再乘以安全系数作力，最后再乘以安全系数作为实际所需所需夹紧力。力。4.3 4.3 确定确定确定确定夹紧夹紧夹紧夹紧力的基本原力的基本原力的基本原力的基本原则则则则2024/6/28夹具设计教学课件4.4 4.4 减小减小减小减小夹紧变夹紧变夹紧变夹紧变形的方法形的方法形的方法形的方法2024/6/28夹具设计教学课件1、合理确定、合理确定夹紧夹紧力的方向、作用点和大小。力的方向、作用点和大小。4.4 4.4 减小减小减小减小夹紧变夹紧变夹紧变夹紧变形的方法形的方法形的方法形的方法2024/6/28夹具设计教学课件 2、在可能条件下采用机、在可能条件下采用机动夹紧动夹紧，并使各接触面上所受的，并使各接触面上所受的单单位位压压力相等。力相等。4.4 4.4 减小减小减小减小夹紧变夹紧变夹紧变夹紧变形的方法形的方法形的方法形的方法2024/6/28夹具设计教学课件3、提高工件和、提高工件和夹夹具元件的装具元件的装夹刚夹刚度度。（1）对对于于刚刚度差的工件，度差的工件，采用浮采用浮动夹动夹具装置或增具装置或增设设辅辅助支承。助支承。4.4 4.4 减小减小减小减小夹紧变夹紧变夹紧变夹紧变形的方法形的方法形的方法形的方法2024/6/28夹具设计教学课件（2）注意减小或防止）注意减小或防止夹具元件具元件变形形对加工精度的影响加工精度的影响。4.4 4.4 减小减小减小减小夹紧变夹紧变夹紧变夹紧变形的方法形的方法形的方法形的方法2024/6/28夹具设计教学课件4.5 4.5 基本基本基本基本夹紧夹紧夹紧夹紧机构机构机构机构（一）斜楔（一）斜楔夹紧夹紧机构机构 采用斜楔作采用斜楔作为传为传力元件或力元件或夹紧夹紧元件的元件的夹紧夹紧机构称机构称为为斜楔斜楔夹紧夹紧机构。机构。2024/6/28夹具设计教学课件1、夹紧力力计算算2、增力比、增力比计算算3、行程比、行程比4、自、自锁条件条件5、升角、升角的的选择6、结构特点构特点7、适用范、适用范围斜楔斜楔夹紧机构机构4.5 4.5 基本基本基本基本夹进夹进夹进夹进机构（一）机构（一）机构（一）机构（一）斜楔斜楔斜楔斜楔夹紧夹紧夹紧夹紧机构机构机构机构2024/6/28夹具设计教学课件1、夹紧力力计算算4.5 4.5 基本基本基本基本夹进夹进夹进夹进机构（一）机构（一）机构（一）机构（一）斜楔斜楔斜楔斜楔夹紧夹紧夹紧夹紧机构机构机构机构2024/6/28夹具设计教学课件2、增力比、增力比计算算斜楔的夹紧力与原始作用力之比称为增力比，即：在不考虑摩擦影响时，理想增力比为：4.5 4.5 基本基本基本基本夹进夹进夹进夹进机构（一）机构（一）机构（一）机构（一）斜楔斜楔斜楔斜楔夹紧夹紧夹紧夹紧机构机构机构机构2024/6/28夹具设计教学课件3、行程比、行程比 工件所要求的夹紧行程h与斜楔相应移动的距离s之比称为行程比。4.5 4.5 基本基本基本基本夹进夹进夹进夹进机构（一）机构（一）机构（一）机构（一）斜楔斜楔斜楔斜楔夹紧夹紧夹紧夹紧机构机构机构机构2024/6/28夹具设计教学课件4、自、自锁条件条件4.5 4.5 基本基本基本基本夹进夹进夹进夹进机构（一）机构（一）机构（一）机构（一）斜楔斜楔斜楔斜楔夹紧夹紧夹紧夹紧机构机构机构机构2024/6/28夹具设计教学课件5、升角、升角的的选择 根据自根据自锁条件和条件和对增力比与增力比与夹紧行程的行程的综合考合考虑。手手动夹紧时：一般取：一般取68；自自锁的机的机动夹紧：取：取12，不需要自，不需要自锁的机的机动夹紧（用气（用气压或液或液压装置装置驱动的斜楔），取的斜楔），取1535。4.5 4.5 基本基本基本基本夹进夹进夹进夹进机构（一）机构（一）机构（一）机构（一）斜楔斜楔斜楔斜楔夹紧夹紧夹紧夹紧机构机构机构机构2024/6/28夹具设计教学课件双斜面斜楔夹紧机构4.5 4.5 基本基本基本基本夹进夹进夹进夹进机构（一）机构（一）机构（一）机构（一）斜楔斜楔斜楔斜楔夹紧夹紧夹紧夹紧机构机构机构机构2024/6/28夹具设计教学课件6、结构特点构特点（1）斜楔具有自）斜楔具有自锁锁性；性；（2）斜楔能改）斜楔能改变夹紧变夹紧作用力的方向；作用力的方向；（3）斜楔具有）斜楔具有扩扩力作用；力作用；（4）斜楔的）斜楔的夹紧夹紧行程很小；行程很小；（5）斜楔）斜楔夹紧夹紧效率低。效率低。7、适用范、适用范围（1）毛坯）毛坯质量量较高；（高；（2）机）机动夹紧装置。装置。4.5 4.5 基本基本基本基本夹进夹进夹进夹进机构（一）机构（一）机构（一）机构（一）斜楔斜楔斜楔斜楔夹紧夹紧夹紧夹紧机构机构机构机构2024/6/28夹具设计教学课件（二）螺旋（二）螺旋（二）螺旋（二）螺旋夹紧夹紧机构机构机构机构2、典型、典型结构形式构形式（1）简单螺旋螺旋夹紧机构；机构；（2）螺旋）螺旋压板板夹紧机构。机构。1、定、定义 采用螺杆作中采用螺杆作中间传力元件的力元件的夹紧机构机构统称称为螺旋螺旋夹紧机构。螺旋机构。螺旋夹紧机构中所机构中所用的螺旋，用的螺旋，实际上相当于把斜楔上相当于把斜楔绕在在圆柱体上，因此它的柱体上，因此它的夹紧作用原理与斜楔是作用原理与斜楔是一一样的。的。2024/6/28夹具设计教学课件（1）简单螺旋螺旋夹紧机构机构4.5 4.5 基本基本基本基本夹进夹进夹进夹进机构（二）螺旋机构（二）螺旋机构（二）螺旋机构（二）螺旋夹紧夹紧夹紧夹紧机构机构机构机构2024/6/28夹具设计教学课件摆动压块4.5 4.5 基本基本基本基本夹进夹进夹进夹进机构（二）螺旋机构（二）螺旋机构（二）螺旋机构（二）螺旋夹紧夹紧夹紧夹紧机构机构机构机构2024/6/28夹具设计教学课件（2）螺旋）螺旋压板板夹紧机构机构4.5 4.5 基本基本基本基本夹进夹进夹进夹进机构（二）螺旋机构（二）螺旋机构（二）螺旋机构（二）螺旋夹紧夹紧夹紧夹紧机构机构机构机构2024/6/28夹具设计教学课件 压紧件件压紧件主要用于将工件压紧在夹具体上，以保证工件定位后的正确位置，并使工件在切削力的作用下位置保持不变。压紧件的类型较多，用途广泛，适当使用可以改善夹具的压紧结构，提高效率。4.5 4.5 基本基本基本基本夹紧夹紧夹紧夹紧机构（二）螺旋机构（二）螺旋机构（二）螺旋机构（二）螺旋夹紧夹紧夹紧夹紧机构机构机构机构2024/6/28夹具设计教学课件紧固固件件紧固件在夹具系统中所占的比例较大，数量约占一半以上，主要用于连接夹具系统中的各类元件及紧固被加工工件。4.5 4.5 基本基本基本基本夹紧夹紧夹紧夹紧机构（二）螺旋机构（二）螺旋机构（二）螺旋机构（二）螺旋夹紧夹紧夹紧夹紧机构机构机构机构2024/6/28夹具设计教学课件工件的夹紧4.5 4.5 基本基本基本基本夹紧夹紧夹紧夹紧机构（二）螺旋机构（二）螺旋机构（二）螺旋机构（二）螺旋夹紧夹紧夹紧夹紧机构机构机构机构2024/6/28夹具设计教学课件3、结构特点构特点（1）结构构简单；（2）扩力比大；力比大；（3）自）自锁性能好；性能好；（4）行程不受限制；）行程不受限制；（5）夹紧动作慢。作慢。4、适用范、适用范围手手动夹具上用得最多的一种具上用得最多的一种夹紧机构机构。4.5 4.5 基本基本基本基本夹紧夹紧夹紧夹紧机构（二）螺旋机构（二）螺旋机构（二）螺旋机构（二）螺旋夹紧夹紧夹紧夹紧机构机构机构机构2024/6/28夹具设计教学课件5、快速装卸机构、快速装卸机构4.5 4.5 基本基本基本基本夹紧夹紧夹紧夹紧机构（二）螺旋机构（二）螺旋机构（二）螺旋机构（二）螺旋夹紧夹紧夹紧夹紧机构机构机构机构2024/6/28夹具设计教学课件（三）偏心（三）偏心（三）偏心（三）偏心夹紧夹紧机构机构机构机构2、偏心件形式、偏心件形式（1）圆偏心；偏心；（2）曲）曲线偏心。偏心。1、定、定义 用偏心件直接或用偏心件直接或间接接夹紧工件的机构工件的机构为偏心偏心夹紧机构。机构。2024/6/28夹具设计教学课件圆偏心夹紧机构 4.5 4.5 基本基本基本基本夹进夹进夹进夹进机构（三）偏心机构（三）偏心机构（三）偏心机构（三）偏心夹紧夹紧夹紧夹紧机构机构机构机构2024/6/28夹具设计教学课件3、圆偏心偏心轮的工作特性的工作特性4.5 4.5 基本基本基本基本夹进夹进夹进夹进机构（三）偏心机构（三）偏心机构（三）偏心机构（三）偏心夹紧夹紧夹紧夹紧机构机构机构机构2024/6/28夹具设计教学课件（1）圆偏心偏心轮的升角的升角式中，e 偏心距；偏心轮回转角度（）；D 偏心轮直径，4.5 4.5 基本基本基本基本夹进夹进夹进夹进机构（三）偏心机构（三）偏心机构（三）偏心机构（三）偏心夹紧夹紧夹紧夹紧机构机构机构机构2024/6/28夹具设计教学课件（2）圆偏心偏心轮的工作段的工作段 圆偏心偏心轮工作工作时，主要要考，主要要考虑有效有效夹紧力的力的变化化值大小、有效大小、有效夹紧行程大小行程大小和可靠自和可靠自锁几个基本条件，而自几个基本条件，而自锁是由偏心是由偏心轮的的结构条件来决定。所以，在有限构条件来决定。所以，在有限的的夹紧转角范角范围内要得到尽可能大的内要得到尽可能大的夹紧行程，往往成行程，往往成为圆偏心偏心轮工作曲工作曲线段段选择的主要原的主要原则。4.5 4.5 基本基本基本基本夹进夹进夹进夹进机构（三）偏心机构（三）偏心机构（三）偏心机构（三）偏心夹紧夹紧夹紧夹紧机构机构机构机构2024/6/28夹具设计教学课件 045曲线段90180曲线段45135曲线段曲线升程很小，夹紧行程有限，一般不采用。曲线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。有效夹紧行程较大，适合于夹紧方向尺寸误差较大的工件的夹紧。4.5 4.5 基本基本基本基本夹进夹进夹进夹进机构（三）偏心机构（三）偏心机构（三）偏心机构（三）偏心夹紧夹紧夹紧夹紧机构机构机构机构2024/6/28夹具设计教学课件（3）圆偏心偏心轮的自的自锁条件条件4.5 4.5 基本基本基本基本夹进夹进夹进夹进机构（三）偏心机构（三）偏心机构（三）偏心机构（三）偏心夹紧夹紧夹紧夹紧机构机构机构机构2024/6/28夹具设计教学课件（四）定心（四）定心（四）定心（四）定心夹紧夹紧机构机构机构机构 当工件被加工面以中心要素（当工件被加工面以中心要素（轴线、中心平面等）、中心平面等）为工序基准工序基准时，为使基准重合使基准重合以减少定位以减少定位误差，需采用定心差，需采用定心夹紧机构。机构。定心定心夹紧机构具有定心和机构具有定心和夹紧两种功能，如卧式两种功能，如卧式车床的三爪自定心卡床的三爪自定心卡盘即即为最常用最常用的典型的典型实例。例。2024/6/28夹具设计教学课件 定心定心夹紧机构按其定心作用原理有两种机构按其定心作用原理有两种类型：型：一一种种是是依依靠靠传动机机构构使使定定心心夹紧元元件件等等速速移移动，从从而而实现定定心心夹紧，如如螺螺旋旋式式、杠杠杆杆式、楔式机构等；式、楔式机构等；另另一一种种是是利利用用薄薄壁壁弹性性元元件件受受力力后后产生生均均匀匀的的弹性性变形形（收收缩或或扩张），来来实现定定心心夹紧，如，如弹簧筒簧筒夹、膜片卡、膜片卡盘、波、波纹套、液性塑料等。套、液性塑料等。4.5 4.5 基本基本基本基本夹进夹进夹进夹进机构（四）定心机构（四）定心机构（四）定心机构（四）定心夹紧夹紧夹紧夹紧机构机构机构机构2024/6/28夹具设计教学课件1、螺旋式定心、螺旋式定心夹紧机构机构图10.29 螺旋式定心夹紧机构4.5 4.5 基本基本基本基本夹进夹进夹进夹进机构（四）定心机构（四）定心机构（四）定心机构（四）定心夹紧夹紧夹紧夹紧机构机构机构机构2024/6/28夹具设计教学课件2、杠杆式定心、杠杆式定心夹紧机构机构4.5 4.5 基本基本基本基本夹进夹进夹进夹进机构（四）定心机构（四）定心机构（四）定心机构（四）定心夹紧夹紧夹紧夹紧机构机构机构机构2024/6/28夹具设计教学课件3、楔式定心、楔式定心夹紧机构机构4.5 4.5 基本基本基本基本夹进夹进夹进夹进机构（四）定心机构（四）定心机构（四）定心机构（四）定心夹紧夹紧夹紧夹紧机构机构机构机构2024/6/28夹具设计教学课件4、弹簧筒簧筒夹式定心式定心夹紧机构机构4.5 4.5 基本基本基本基本夹进夹进机构（四）定心机构（四）定心机构（四）定心机构（四）定心夹紧夹紧机构机构机构机构2024/6/28夹具设计教学课件谢谢