第三章-工件在夾具中的夾緊.ppt

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1、第三章　工件在夾具中的夾緊1.夾緊裝置的組成及基本要求工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的裝置，稱為夾緊裝置。（1）動(dòng)力源（2）夾緊機(jī)構(gòu)夾緊裝置的組成中間遞力機(jī)構(gòu)夾緊元件1）改變作用力的方向；2）改變作用力的大?。?）使夾緊實(shí)現(xiàn)自鎖。中間遞力機(jī)構(gòu)的作用：設(shè)計(jì)夾具時(shí)應(yīng)考慮的問題1.夾緊力（三要素：大小、方向、作用點(diǎn)）2.傳力方式（手動(dòng)、氣動(dòng)、液力、電力等）3.夾緊機(jī)構(gòu)（增力、快速、機(jī)動(dòng)等）2.對(duì)夾緊裝置的基本要求1）夾緊應(yīng)有利于工件的定位而不能破壞工件在定位時(shí)所獲得的正確位置；2）夾緊力大小應(yīng)適當(dāng)，使夾緊作用可靠，

2、而且能夠自鎖。3）夾緊后工件的變形應(yīng)盡可能小，不能因夾緊變形而影響加工精度。4）夾緊機(jī)構(gòu)的操作要方便、迅速、省力、安全。3-2夾緊力的確定必須合理確定夾緊力的三要素：大小、方向和作用點(diǎn)(1)夾緊力方向的確定1）主要夾緊力方向應(yīng)垂直于主要定位面夾緊力方向?qū)︾M孔位置精度的影響2）夾緊力的作用方向應(yīng)使所需夾緊力最小3）夾緊力的作用方向應(yīng)使工件變形盡可能小二、夾緊力的作用點(diǎn)1）夾緊力應(yīng)作用在剛度較好部位2）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)正對(duì)支承元件或位于支承元件形成的支承面內(nèi)薄壁件的夾緊3）夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡可能靠近加工表面三、夾緊力大小的估算加工過程中，

3、工件受到切削力、離心力、慣性力及重力等的作用，理論上夾緊力的作用應(yīng)與上述力(力矩)的作用相平衡。但是切削力的大小和方向在加工過程中是變化的，因此夾緊力的大小只能進(jìn)行粗略的估算。估算的方法如下。1)找出對(duì)夾緊最不利的瞬時(shí)狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力。2)為了簡(jiǎn)便，只考慮主要因素在力系中的影響，略去次要因素在力系中的影響。3)根據(jù)工件狀態(tài)，列出力(力矩)的平衡方程式，解出夾緊力的大小，還應(yīng)適當(dāng)考慮安全系數(shù)。夾緊力的大小，對(duì)于保證定位穩(wěn)定、夾緊可靠，確定夾緊裝置的結(jié)構(gòu)尺寸，都有著密切的關(guān)系。夾緊力的大小要適當(dāng)。夾緊力過小則夾緊不牢靠，

4、在加工過程中工件可能發(fā)生位移而破壞定位，其結(jié)果輕則影響加工質(zhì)量，重則造成工件報(bào)廢甚至發(fā)生安全事故。夾緊力過大會(huì)使工件變形，也會(huì)對(duì)加工質(zhì)量不利。夾緊力的大小根據(jù)切削力、工件重力的大小、方向和相互位置關(guān)系具體計(jì)算，并乘以安全系數(shù)K，一般精加工K=1.5～2，粗加工K=2.5～3。1.根據(jù)加工簡(jiǎn)圖，確定對(duì)工件夾緊的最不利的瞬時(shí)狀態(tài)。鉆削力P使工件壓向定位面，有利于工件夾緊，而鉆削扭矩M將使工件繞中心旋轉(zhuǎn)，當(dāng)鉆頭的刃帶進(jìn)入切削時(shí)，產(chǎn)生的鉆削扭矩最大，此時(shí)應(yīng)為工件夾緊的最不利情況。2.按靜力平衡原理列出平衡式并計(jì)算夾緊力W由圖可知，鉆削扭矩

5、M有使工件產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)的趨勢(shì)，這需要由夾緊力W在夾緊點(diǎn)所產(chǎn)生的摩擦阻力矩及由鉆削力P和夾緊力W所產(chǎn)生的支承反力在工件和定位面間產(chǎn)生的摩擦阻力矩相平衡，即有平衡式：M1-夾緊力在壓板與工件接觸面間所引起的摩擦阻力矩,N?mM2-由于切削力P和夾緊力W的作用，工件與定位支承面所產(chǎn)生的摩擦阻力矩,N?m因壓板為活動(dòng)件，故M1的值可忽略不計(jì)，即M1=0夾緊力W和鉆削軸向力P是均勻作用在圓環(huán)形支承面上，設(shè)D和d為工件定位基面的內(nèi)外圓直徑，則得單位面積上得壓力為：圓環(huán)形支承面上所產(chǎn)生得摩擦阻力矩按定積分原理求得，在支承面上取一圓環(huán)微面積積分得：實(shí)

6、際夾緊力為：3-3夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)（1）斜楔夾緊機(jī)構(gòu)工作原理：利用楔塊的斜面將楔塊的推力轉(zhuǎn)變?yōu)閵A緊力，從而夾緊工件。以斜楔為研究對(duì)象，夾緊時(shí)根據(jù)靜力平衡原理，有Q=F?2+Wtg(?+?1)F?2=Wtan?2WW?NQ2F?2F?11N?Q=Wtan?2+Wtg(?+?1)?1=?2=?，當(dāng)?≤11°，可用下式近似計(jì)算WW?N2F?2F?11N?夾緊力Q去除，斜楔受到F1、N等作用，要能自鎖，必須滿足下式F?2＞N?sin(?-?1)一般?1=?2=?=5～7°，故當(dāng)?＜10～14°時(shí)自鎖，一般取?=6～8°F?2=Wtan?2W=

7、N?cos(?-?1)Wtg?2＞W(wǎng)tg(?-?1)即Φ2＞(?-?1)或?＜?1＋?24）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但操作不方便。主要用于機(jī)動(dòng)夾緊，且毛坯質(zhì)量較高的場(chǎng)合。斜楔夾緊的特點(diǎn)：2）有增力作用，擴(kuò)力比i=W/Q，約等于3；3）夾緊行程小,h/s=tanα，故h遠(yuǎn)小于s；1）能改變夾緊力作用力的方向；5）夾緊效率低夾持原則：1.楔塊夾緊工件后應(yīng)能自鎖，α≤φ1+φ2為自鎖條件2.一般鋼鐵的摩擦系數(shù)為0.1～0.15，取φ1=φ2=5～7°，故α≤10～14°3.為了安全可靠，取α=5～7°楔塊材料：通常用20鋼滲碳，淬硬58~62HRC（

8、2）螺旋夾緊機(jī)構(gòu)螺旋夾緊裝置是從楔塊夾緊裝置轉(zhuǎn)化而來的,相當(dāng)于把楔塊繞在圓柱體上,轉(zhuǎn)動(dòng)螺旋時(shí)即可夾緊工作.螺旋夾緊特點(diǎn)：1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，自鎖性好，夾緊可靠；2）擴(kuò)力比約為80,遠(yuǎn)比斜楔夾緊力大；3）夾緊行程不受限制；4）夾緊動(dòng)作慢，輔助時(shí)間長(zhǎng)，效率低