夹紧机构PPT幻灯片课件

,*,106,机床夹具设计,*,工件的夹紧,1,工件的夹紧1,前面所学的主要内容（定位）：,工件在夹具中的定位,1.,零件技术要求分析,2.,分析必须要限制哪些自由度（理论应限自由度分析）,3.,定位方案设计（组合定位所限自由度分析）,4.,定位误差分析,这次课的重点：,1.,夹紧的概念、目的,2.,夹紧装置的组成和要求,3.,夹紧力的大小、方向、作用点,4.,减小夹紧变形的措施,2,前面所学的主要内容（定位）：2,保证工件定位时确定的正确位置,防止工件在切削力、离心力、惯性力、重力等作用下产生位移和振动。,目,的,组,成,（,1,）,力源装置：,手动装置,气压装置、液压装置气、液增压装置、电动装置、磁力装置、真空装置,（,2,）,中间传力机构,1,）改变作用力的方向；,2,）改变作用力的大小；,3,）使夹紧实现自锁。,（,3,）,夹紧元件,一、夹紧概述,3,保证工件定位时确定的正确位置,防止工件在切削力、离心力,工件不移动原则；,工件不变形原则；,工件不振动原则；,安全、省力、方便；,要求,(1),主要在粗加工时考虑，要求,(2),、,(3),主要在精加工时考虑,对,夹,紧,装,置,的,基,本,要,求,4,工件不移动原则；对4,(1),有助于定位稳定,，且主要夹紧力应垂直主要定位面；,(2),有利于,减小,夹紧力,(3),夹紧力的方向应,是工件刚性较好,的方向。,二、夹紧力的方向和作用点和大小,方,向,作,用,点,(1),夹紧力的作用点应,落在定位元件的支承范围内,(2),应选在工件,刚性较好的部位,(3),应尽量,靠近加工表面,。,5,(1)有助于定位稳定，且主要夹紧力应垂直主要定位面；二、夹紧,大,小,(1),计算,:,根据切削力大小，计算确定,并乘以安全系数,K,6,大(1)计算:根据切削力大小，计算确定,并乘以安全系数K 6,大,小,表,4-1,安全系数,K,0,K,4,的数值,(2),经验对比法。,一般精加工,K =,1.5,2,，粗加工,K =,2.5,3,。,7,大表4-1 安全系数K0 K4的数值(2)经验对比法。一般,表,4-3,常见夹紧形式所需的夹紧力计算公式,8,表4-3常见夹紧形式所需的夹紧力计算公式8,9,9,(1),分散着力点和增加压紧件接触面积。,三、减小夹紧变形的方法,10,(1)分散着力点和增加压紧件接触面积。三、减小夹紧变形的方,(1),分散着力点和增加压紧件接触面积。,11,(1)分散着力点和增加压紧件接触面积。11,(2),在可能条件下采用机动夹紧，并使各接触面上所受的单位压力相等。,12,(2)在可能条件下采用机动夹紧，并使各接触面上所受的单位压力,(3),提高工件和夹具元件的装夹刚度,。,13,(3)提高工件和夹具元件的装夹刚度。13,14,14,15,15,16,16,典型夹紧机构,17,典型夹紧机构17,上次课的主要内容：,1.,夹紧的目的,2.,夹紧装置的组成和要求,3.,夹紧力的大小、方向、作用点,这次课的重点：,1.,斜楔夹紧机构的作用原理和受力分析,2.,斜楔夹紧机构的特点和结构,3.,螺旋夹紧机构的特点,4.,螺旋压板夹紧机构,5.,偏心夹紧机构,18,上次课的主要内容：18,一、斜楔夹紧机构,采用斜楔作为传力元件或夹紧元件的夹紧机构称为斜楔夹紧机构。,什,么,是,斜,楔,夹,紧,机,构,如动画,。,19,一、斜楔夹紧机构采用斜楔作为传力元件或夹紧元件的夹紧机构称为,一、斜楔夹紧机构,20,一、斜楔夹紧机构20,一、斜楔夹紧机构,21,一、斜楔夹紧机构21,夹紧力的计算,F,（,X,）,=0,Q=F,1,+R,x,F,1,=wtg,1,R,x,=wtg(,+,2,),Q,=wtg,1,+wtg(,+,2,),设,1,=,2,=,，,很小时，,w,-,斜楔对工件的夹紧力；,-,斜楔升角；,Q-,加在斜楔上的作用力；,1,-,斜楔与工件间的摩擦角；,2,-,斜楔与夹具体间的摩擦角。,一、斜楔夹紧机构,22,夹紧力的计算F（X）=0 Q=F1+RxF1=wtg,自锁条件,F,1,R,x,F,1,=wtg,1,R,x,=wtg(,-,2,),又,、,1,、,2,很小,tg,1,1,tg(,-,2,),-,2,1,-,2,1,+,2,斜楔自锁条件：,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。,为安全可靠，手动时取,=,6,8,，机动时,(,气动、液动,),可不考虑自锁,取,=,15,30,。,一、斜楔夹紧机构,23,自锁条件F1RxF1=wtg1 Rx=wtg(-,斜,楔,受,力,分,析,一、斜楔夹紧机构,24,斜一、斜楔夹紧机构24,斜,楔,的,自,锁,条,件,一、斜楔夹紧机构,25,斜一、斜楔夹紧机构25,斜,楔,夹,紧,的,特,点,增力比,行程比,优缺点与应用,优点：结构简单，易于制造，具有良好的自锁性，并有增力作用。,缺点：是增力比小，夹紧行程小，且动作慢,应用：在机动夹紧机构中应用较广。,一、斜楔夹紧机构,26,斜增力比行程比优缺点与应用优点：结构简单，易于制造，具有良,斜,楔,夹,紧,的,结,构,图,1,图,2,动画,1,动画,2,动画,3,动画,4,一、斜楔夹紧机构,27,斜图1一、斜楔夹紧机构27,二、,螺旋,夹紧机构,慨,念,特,点,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。,结构简单、容易制造，而且自锁性好，夹紧力大，是夹具上用得最多的一种夹紧机构。,28,二、螺旋夹紧机构慨特由螺钉、螺母、垫圈、压板等元件组成的夹紧,用螺钉直接夹压工件，其表面易夹伤且在夹紧过程中使工件可能转动,。,动画,1,动画,2,结,构,单个螺旋,夹紧机构,二、,螺旋夹紧机构,29,用螺钉直接夹压工件，其表面易夹伤且在夹紧过程中使工件可能转动,是在螺钉头部装上图,3-28,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，压块不会随螺钉一起转动。,图,3-28,二、,螺旋,夹紧机构,30,是在螺钉头部装上图3-28所示的摆动压块。当摆动压块与工,如图,3-28,所示，,A,型的端面是光滑的，用于夹紧已加工表面；,B,型的端面有齿纹，用于夹紧毛坯面。当要求螺钉只移动不转动时，可采用图,c(GB,T217391),所示结构,图,160,二、,螺旋,夹紧机构,31,如图3-28 所示，A型的端面是光滑的，用于夹紧已加,由于螺旋可以看作是绕在圆柱体上的斜楔，因此，螺钉,(,或螺母,),夹紧力的计算与斜楔相似。,图,1,一,62,是夹紧状态下螺杆的受力情况。图中,为工件对螺杆的摩擦力，分布在整个接触面上， 计算时可视为集中在半径为 的圆周上。 称为当量摩擦半径，它与接触形式有关,(,见表,3,一,6),。,为螺孔对螺杆的摩擦力，也分布在整个接触面上，计算时可视为集中在螺纹中径处 。 根据力矩平衡条件,二、,螺旋,夹紧机构,32,由于螺旋可以看作是绕在圆柱体上的斜楔，因此，螺钉(或,得,式中 一一夹紧力,(N),； 一一作用力,(N),；,L,一一作用力臂,(mm),；,一一螺纹中径,(mm),； 一一螺纹升角,( ),； 一一螺纹处 摩擦角,( ),； 一一螺杆端部与工件间的摩擦角,( ),；,一一螺杆端部与工件间的当量摩擦半径,(mm),。,二、,螺旋,夹紧机构,33,得,结,构,螺旋压板夹紧机构,它们是利用杠杆原理来实现夹紧作用的，由于这三种夹紧机构的夹紧点、支点和原动力作用点之间的相对位置不同，因此杠杆比各异，夹紧力也不同。,动画,1,动画,2,动画,3,动画,4,二、,螺旋,夹紧机构,34,结螺旋压板夹紧机构它们是利用杠杆原理来实现夹紧作用的，由于这,35,35,球面垫圈,36,球面垫圈36,钩形压板，其结构紧凑，很适应夹具上安装夹紧机构位置受到限制的场合,自调式压板，它能适应工件高度由,0-200mm,范围内的变化，其结构简单，使用方便。,二、,螺旋,夹紧机构,37,钩形压板，其结构紧凑，很适应夹具上安装夹紧机构位置受到限制的,结,构,螺旋快速装卸机构,二、,螺旋,夹紧机构,38,结螺旋快速装卸机构二、螺旋夹紧机构38,结,构,螺旋快速装卸机构,二、,螺旋,夹紧机构,39,结螺旋快速装卸机构二、螺旋夹紧机构39,40,40,结,构,螺旋快速装卸机构,动画,1,动画,2,动画,3,动画,4,动画,5,二、,螺旋,夹紧机构,41,结螺旋快速装卸机构动画1 动画2 动画3 动画4 动画5二,手,柄,的,选,用,二、,螺旋,夹紧机构,42,手二、螺旋夹紧机构42,上次课的主要内容：,1.,斜楔夹紧机构的作用原理和受力分析,2.,斜楔夹紧机构的特点和结构,3.,螺旋夹紧机构的特点,4.,螺旋压板夹紧机构,这次课的重点：,1.,偏心夹紧机构的特点,2.,偏心夹紧机构的原理,3.,联动夹紧机构的结构和设计要点,43,上次课的主要内容：43,三、偏心夹紧机构,慨,念,结,构,用偏心件直接或间接夹紧工件的机构，称为偏心夹紧机构,图,6.33,（,a) (b) (c),动画,1,动画,2,动画,3,动画,4,44,三、偏心夹紧机构慨结用偏心件直接或间接夹紧工件的机构，称为偏,（）优点：偏心夹紧机构操作方便、夹紧迅速,（）缺点：是夹紧力和夹紧行程都较小。,（）应用：一般用于切削力不大、振动小、没有离心力影响的加工中,优,缺,点,和,应,用,三、偏心夹紧机构,45,（）优点：偏心夹紧机构操作方便、夹紧迅速优三、偏心夹紧机,夹,紧,原,理,和,几,何,特,征,三、偏心夹紧机构,46,夹三、偏心夹紧机构46,夹,紧,原,理,和,几,何,特,征,三、偏心夹紧机构,（,a,）偏心轮的楔角 （,b,）偏心轮的位移曲线,47,夹三、偏心夹紧机构（a）偏心轮的楔角,相当于一个弧形禊，最大夹紧行程,2e ,各点升角,不是一个常数。最短最长夹紧半径处,=0,，在他们中间，,=max,。,夹,紧,原,理,和,几,何,特,征,三、偏心夹紧机构,48,相当于一个弧形禊，最大夹紧行程2e ,各点升角不是一个常数,自,锁,条,件,三、偏心夹紧机构,49,三、偏心夹紧机构49,偏,心,距,的,确,定,三、偏心夹紧机构,50,偏三、偏心夹紧机构50,（,1,）由于圆偏心的夹紧力小，自锁性能又不是很好，所以只适用于切削负荷不大，又无很大振动的场合。,（,2,）为满足自锁条件，其夹紧行程也相应受到限制，一般用于夹紧行程较小的情况。,（,3,）一般很少直接用于夹紧工作，大多是与其它夹紧机构联合使用。,适,用,范,围,三、偏心夹紧机构,51,（1）由于圆偏心的夹紧力小，自锁性能又不是很好，所以只适用于,四、联动夹紧机构,慨,念,利用一个原始作用力实现单件或多件的多点、多向同时夹紧的机构，称为联动夹紧机构。,结,构,图,1,联动夹,紧机构,图,2,联动夹紧机构,单件联动夹紧机构,多件联动夹紧机构,与其它动作联动的夹紧机构,52,四、联动夹紧机构慨利用一个原始作用力实现单件或多件的多点、多,图,3.23,单件同向联动夹紧机构,单件联动夹紧机构,1,、单件联动夹紧机构,四、联动夹紧机构,53,图3.23单件同向联动夹紧机构 单件联动夹紧机构1、单件联,(2),单件对向联动夹紧机构,四、联动夹紧机构,54,(2)单件对向联动夹紧机构四、联动夹紧机构54,(3),单件互垂力或斜交力联动夹紧机构,图,3.25,互垂力或斜交力联动夹紧机构,四、联动夹紧机构,55,(3)单件互垂力或斜交力联动夹紧机构 图3.25互垂力或斜交,、多件联动夹紧机构,(1),多件平行联动夹紧机构,四、联动夹紧机构,56,、多件联动夹紧机构 (1)多件平行联动夹紧机构四、联动夹紧,四、联动夹紧机构,57,四、联动夹紧机构57,四、联动夹紧机构,58,四、联动夹紧机构58,(2),多件连续夹紧机构,四、联动夹紧机构,59,(2)多件连续夹紧机构 四、联动夹紧机构59,(3),对称式多件联动夹紧机构,四、联动夹紧机构,60,(3)对称式多件联动夹紧机构四、联动夹紧机构60,(3),对称式多件联动夹紧机构,四、联动夹紧机构,61,(3)对称式多件联动夹紧机构四、联动夹紧机构61,(4),复合式多件联动夹紧机构,四、联动夹紧机构,62,(4)复合式多件联动夹紧机构四、联动夹紧机构62,四、联动夹紧机构,63,四、联动夹紧机构63,四、联动夹紧机构,64,四、联动夹紧机构64,3,、与其它动作联动的夹紧机构,(1),先定位后夹紧的联动机构,四、联动夹紧机构,65,3、与其它动作联动的夹紧机构 (1)先定位后夹紧的联动机构四,(2),夹紧与移动压板联动机,66,(2)夹紧与移动压板联动机66,(3),夹紧与辅助支承联动机构,67,(3)夹紧与辅助支承联动机构67,68,68,（,1,）两个夹紧点之间必须有,浮动环节,（,2,）限制工件数量,（,3,） 联动夹紧机构的中间传力杠杆应力求增力，以免使驱动力过大；并要避免采用过多的杠杆，力求结构简单紧凑，提高工作效率，保证机构可靠的工作。,（,4,）设置必要的复位环节，保证复位准确，松夹装卸方便。,（,5,）要保证联动夹紧机构的系统刚度。,（,6,）正确处理夹紧力方向和工件加工面之间的关系，避免工件在定位、夹紧时的逐个积累误差对加工精度的影响。,设,计,要,点,四、联动夹紧机构,69,（1）两个夹紧点之间必须有浮动环节四、联动夹紧机构69,上次课的主要内容：,1.,偏心夹紧机构的原理和特点,2.,联动夹紧机构的结构和设计要点,这次课的重点：,1.,定心夹紧机构的概念和原理,2.,定心夹紧机构的结构,3.,夹紧机构的力源装置,70,上次课的主要内容：70,五、定心夹紧机构,慨,念,（,1,）当工件被加工面以中心要素,(,轴线、中心平面等,),为工序基准时，为使基准重合以减少定位误差，就须采用定心夹紧机构。,（）定心夹紧机构具有定心,(,对中,),和夹紧两种功能 。如卧式车床的,三爪自定心卡盘,即为最常用的典型实例。,71,五、定心夹紧机构慨（1）当工件被加工面以中心要素(轴线、中心,五、定心夹紧机构,结,构,定心夹紧机构按其定心作用原理有两种类型，（）一种是,依靠,传动机构,使定心夹紧元件同时作等速移动，从而实现,定心夹紧,如螺旋式、杠杆式、楔式机构等,；,（）另一种,利用薄壁弹性元件受力后产生,均匀地弹性变形,（收缩或扩张），来实现定心夹紧,。如弹簧筒夹、膜片卡盘、波纹套、液性塑料等。,72,五、定心夹紧机构结定心夹紧机构按其定心作用原理有两种类型，（,(1),螺旋式定心夹紧机构,图,3.34,螺旋式定心夹紧机构,1,、,5,滑座；,2,、,4,V,形块钳口；,3,调节杆；,6,双向螺杆,73,(1)螺旋式定心夹紧机构图3.34螺旋式定心夹紧机构73,(2),杠杆式定心夹紧机构,图,3.36,杠杆作用的定心卡盘,1,拉杆；,2,滑套；,3,钩形杠杆；,4,轴销；,5,夹爪,74,(2)杠杆式定心夹紧机构图3.36杠杆作用的定心卡盘74,(3),楔式定心夹紧机构,75,(3)楔式定心夹紧机构75,图,3.37,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,(4),弹簧筒夹式定心夹紧机构,76,图3.37弹性夹头和弹性心轴(4)弹簧筒夹式定心夹紧机构76,图,3.38,波纹套定心心轴,1,螺母；,2,波纹套；,3,垫圈；,4,工件；,5,支承圈,(5),波纹套定心夹紧机构,77,图3.38波纹套定心心轴(5) 波纹套定心夹紧机构 7,图,3.39,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,(6),液性塑料定心夹紧机构,78,图3.39液性塑料定心夹紧机构(6) 液性塑料定心夹紧机构,1,、气动夹紧装置,优点：,传送、分配方便，干净；,缺点：,尺寸较大，有排气噪声，夹紧力小,。,2,、液压夹紧装置,优点：,装置紧凑，工作平稳，无噪声；,缺点：,成本高。,3,、气液联合夹紧装置（气液增压器）,具有气动、液动的优点。,4,、其它动力夹紧装置,真空夹紧（非导磁材料） 电磁夹紧,其它（重力、惯性力、弹性力等）,109,六、夹紧机构的动力装置,79,1、气动夹紧装置 109六、夹紧机构的动力装置79,一、夹紧,概述,80,一、夹紧概述80,二、夹紧力的方向和作用点和大小,81,二、夹紧力的方向和作用点和大小81,二、夹紧力的方向和作用点和大小,82,二、夹紧力的方向和作用点和大小82,二、夹紧力的方向和作用点和大小,83,二、夹紧力的方向和作用点和大小83,二、夹紧力的方向和作用点和大小,84,二、夹紧力的方向和作用点和大小84,二、夹紧力的方向和作用点和大小,85,二、夹紧力的方向和作用点和大小85,保证定位稳定可靠,避免支承反力与夹紧力构成力偶,二、夹紧力的方向和作用点和大小,86,保证定位稳定可靠,避免支承反力与夹紧力构成力偶二、夹紧力的方,工件的夹紧,2.,夹紧力的方向和作用点和大小,87,工件的夹紧2.夹紧力的方向和作用点和大小87,二、夹紧力的方向和作用点和大小,88,二、夹紧力的方向和作用点和大小88,敲入斜楔,1,上行夹紧工件,2,加工完毕后，锤击斜楔,1,的小头，松开工件,斜楔夹紧机构,1,斜楔,2,滑柱,3,浮动压板,4,工件,一、斜楔夹紧机构,89,敲入斜楔1上行夹紧工件2斜楔夹紧机构一、斜楔夹紧机构89,一、斜楔夹紧机构,90,一、斜楔夹紧机构90,一、斜楔夹紧机构,91,一、斜楔夹紧机构91,一、斜楔夹紧机构,92,一、斜楔夹紧机构92,一、斜楔夹紧机构,93,一、斜楔夹紧机构93,一、斜楔夹紧机构,94,一、斜楔夹紧机构94,二、螺旋夹紧机构,95,二、螺旋夹紧机构95,减力增加行程,改变夹紧,力方向,增力减小行程,二、螺旋夹紧机构,96,减力增加行程改变夹紧增力减小行程二、螺旋夹紧机构96,三、偏心夹紧机构,下压手柄,1,时，圆偏心轮,2,绕轴,3,旋转，将圆柱面压在垫板,4,上，反作用力又将轴,3,抬起，推动压板,5,压紧工件,97,三、偏心夹紧机构下压手柄1时，圆偏心轮2绕轴3旋转，将圆柱面,三、偏心夹紧机构,98,三、偏心夹紧机构98,四、联动夹紧机构,99,四、联动夹紧机构99,四、联动夹紧机构,100,四、联动夹紧机构100,四、联动夹紧机构,101,四、联动夹紧机构101,四、联动夹紧机构,102,四、联动夹紧机构102,五、定心夹紧机构,l,夹爪,2,夹爪工作面,3,工件,4,刀具,103,五、定心夹紧机构l夹爪 103,五、定心夹紧机构,104,五、定心夹紧机构104,五、定心夹紧机构,105,五、定心夹紧机构105,l,夹具体,2,弹性筒夹,3,内锥套,4,螺母,五、定心夹紧机构,106,l夹具体2弹性筒夹 3内锥套 4螺母 五、定心夹,