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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）動力源（2）夾緊機構(gòu)夾緊裝置的組成中間遞力機構(gòu)夾緊元件1）改變作用力的方向；2）改變作用力的大小；3）使夾緊實現(xiàn)自鎖。中間遞力機構(gòu)的作用：設計夾具時應考慮的問題1.夾緊力（三要素：大小、方向、作用點）2.傳力方式（手動、氣動、液力、電力等）3.夾緊機構(gòu)（增力、快速、機動等）2.對夾緊裝置的基本要求1）夾緊應有利于工件的定位而不能破壞工件在定位時所獲得的正確位置；2）夾緊力大小應適當，使夾緊作用可靠，
2、而且能夠自鎖。3）夾緊后工件的變形應盡可能小，不能因夾緊變形而影響加工精度。4）夾緊機構(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(1)夾緊力方向的確定1）主要夾緊力方向應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使所需夾緊力最小3）夾緊力的作用方向應使工件變形盡可能小二、夾緊力的作用點1）夾緊力應作用在剛度較好部位2）夾緊力作用點應正對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）夾緊力作用點應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行粗略的估算。估算的方法如下。1)找出對夾緊最不利的瞬時狀態(tài)，估算此狀態(tài)下所需的夾緊力。2)為了簡便，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，還應適當考慮安全系數(shù)。夾緊力的大小，對于保證定位穩(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。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，重則造成工件報廢甚至發(fā)生安全事故。夾緊力過大會使工件變形，也會對加工質(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)加工簡圖，確定對工件夾緊的最不利的瞬時狀態(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)，當鉆頭的刃帶進入切削時，產(chǎn)生的鉆削扭矩最大，此時應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)動的趨勢，這需要由夾緊力W在夾緊點所產(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因壓板為活動件，故M1的值可忽略不計，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
6、際夾緊力為：3-3夾緊機構(gòu)設計（1）斜楔夾緊機構(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。以斜楔為研究對象，夾緊時根據(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?≤11°，可用下式近似計算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?＜10～14°時自鎖，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)簡單，但操作不方便。主要用于機動夾緊，且毛坯質(zhì)量較高的場合。斜楔夾緊的特點：2）有增力作用，擴力比i=W/Q，約等于3；3）夾緊行程小,h/s=tanα，故h遠小于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）螺旋夾緊機構(gòu)螺旋夾緊裝置是從楔塊夾緊裝置轉(zhuǎn)化而來的,相當于把楔塊繞在圓柱體上,轉(zhuǎn)動螺旋時即可夾緊工作.螺旋夾緊特點：1）結(jié)構(gòu)簡單，自鎖性好，夾緊可靠；2）擴力比約為80,遠比斜楔夾緊力大；3）夾緊行程不受限制；4）夾緊動作慢，輔助時間長，效率低
