机床夹具设计与制造第三章课件.ppt

1、第三章专用夹具夹学紧件和装置的结构及其选用第一节夹紧装置的组成和基本要求第二节夹紧方式(夹紧力)的确定第三节常见的夹紧装置第四节定位和夹紧装置设计示例第一节夹紧装置的组成和基本要求一、夹紧装置的组成图-夹紧装置的组成第一节夹紧装置的组成和基本要求图-铣槽气动夹具斜面推杆滚子杠杆压板定位支承工件活塞气缸管道第一节夹紧装置的组成和基本要求()力源部分对于力源(或称原始作用力)来自于机械或电力的一般称为传动机构。()夹紧部分即接受和传递原始作用力使之变为夹紧力并执行夹紧任务的部分。)接受原始作用力的机构，如图-中的斜面推杆和活塞。)改变夹紧力的大小、方向的中间递力机构，如图-中的滚子、杠杆。)直接与

2、工件接触的零件，称为夹紧件，如图-中的压板。二、对夹紧装置的基本要求正、牢、简、快第二节夹紧方式(夹紧力)的确定一、夹紧力方向的选择()主要夹紧力应朝向主要限位基面图-中为两种典型施力情况，其中为夹具，为工件。图-夹紧力方向的选择第二节夹紧方式(夹紧力)的确定()夹紧力应尽可能与工件重力、切削力同向这一条对减小夹紧力是很有利的，同时又能简化夹紧装置结构和便于操作。图-夹紧力与重力、切削力的关系第二节夹紧方式(夹紧力)的确定图-、三力方向垂直第二节夹紧方式(夹紧力)的确定图-与、G力方向相反二、夹紧力着力点的确定原则第二节夹紧方式(夹紧力)的确定()着力点必须使夹紧力作用在定位件所形成的限位支承

3、面内，以利于工件定位在图-中，图-的着力点处于三定位支承销组成的三角形内，使工件定位后不离开支承销；图-、中夹紧力不在支承面内，这样夹紧力和支承反力构成力偶，将使工件倾斜或移动，从而破坏定位。图-夹紧力着力点的选定第二节夹紧方式(夹紧力)的确定()为防止工件变形，着力点应位于工件刚度较大处或变集中的载荷为匀布载荷图-着力点与工件刚性的关系第二节夹紧方式(夹紧力)的确定()着力点应适当接近加工部位夹紧力的着力点靠近加工部位可提高夹紧的刚性，防止或减少工件产生振动。图-着力点应靠近加工表面第二节夹紧方式(夹紧力)的确定*三、夹紧力大小和夹紧误差的分析.夹紧力大小的分析()车削夹紧力的估算车削轴类工

4、件时在自定心卡盘中装夹。图-车削加工的夹紧力分析第二节夹紧方式(夹紧力)的确定表-各种因素的安全系数值表-考虑影响的安全系数值()铣削夹紧力的分析图-所示为铣削平面的加工示意图。第二节夹紧方式(夹紧力)的确定图-铣削加工的夹紧力第二节夹紧方式(夹紧力)的确定图-钻削加工的夹紧力()钻削加工夹紧力的分析图-所示为钻削加工受力示意图。第二节夹紧方式(夹紧力)的确定表3-3不同支承面的摩擦因数f值.工件在夹具中的夹紧误差分析()工件的弹性变形这种变形主要造成加工面的形状误差，如图-所示轴承座的装夹情况，它在夹具定位支承板上定位，若夹紧力施于顶部而垂直于主要定位基面，当过大时，在镗孔完毕松夹之后，弹性

5、变形恢复，但所镗的孔将产生圆度误差。第二节夹紧方式(夹紧力)的确定图-轴承座的夹紧误差()定位副的接触变形接触变形是由于定位副的两个接触表面的形状误差和表面粗糙度所造成的。第三节常见的夹紧装置一、斜楔夹紧装置图-斜楔夹紧装置夹具体斜楔工件第三节常见的夹紧装置.斜面自锁原理及斜楔自锁条件图-斜面自锁原理.斜楔夹紧力的分析第三节常见的夹紧装置图-斜楔受力分析.斜楔的扩力比与夹紧行程二、螺旋夹紧装置第三节常见的夹紧装置.单个螺旋夹紧装置(图-)图-单个螺旋夹紧装置第三节常见的夹紧装置图-各种浮动压块第三节常见的夹紧装置图-快速螺旋夹紧装置第三节常见的夹紧装置图-螺杆受力分析第三节常见的夹紧装置表-螺

6、杆端部的摩擦半径(单位：)表-单个螺旋夹紧的许用夹紧力.典型螺旋压板夹紧装置第三节常见的夹紧装置表-螺旋压板施力方式.特殊结构的螺旋压板装置第三节常见的夹紧装置图-万能自调压板第三节常见的夹紧装置图-特殊结构的螺旋压板第三节常见的夹紧装置图-自动回转钩形压板三、偏心夹紧装置.圆偏心夹紧原理及其特性图-常见的偏心夹紧装置第三节常见的夹紧装置第三节常见的夹紧装置图-圆偏心特性第三节常见的夹紧装置图-偏心轮工作段的选择)由至一段圆弧为工作段。)选取相对于点左右对称的一段圆弧()为工作段。第三节常见的夹紧装置.圆偏心轮的自锁条件.圆偏心夹紧力的计算图-圆偏心夹紧力第三节常见的夹紧装置表-手动偏心轮的夹

7、紧力第三节常见的夹紧装置图-标准偏心轮的结构四、定心夹紧装置第三节常见的夹紧装置图-定心夹紧装置()按定心夹紧组件等速移动原理工作的装置如图-所示为齿条传动的虎钳式定心夹紧装置，常在打中心孔机床上使用。第三节常见的夹紧装置图-虎钳式定心夹紧装置第三节常见的夹紧装置图-圆锥滑块定心夹紧装置第三节常见的夹紧装置图-偏心式自动定心夹紧装置示意图()按定心夹紧组件均匀弹性变形原理工作的装置这类装置的共第三节常见的夹紧装置同特点是利用薄壁弹性零件受力后的均匀弹性变形来实现定心夹紧作用，其定心精度比前一类高，适用于精加工中采用。1)弹性筒夹定心夹紧装置。图-弹性夹头和胀胎夹具体弹性筒夹锥套螺母第三节常见的

8、夹紧装置图-弹性筒夹2)波纹套定心夹紧装置。第三节常见的夹紧装置图-波纹套弹性心轴3)膜片卡盘。第三节常见的夹紧装置图-膜片卡盘工作原理第三节常见的夹紧装置图-膜片卡盘结构夹具体膜片卡爪工件(齿轮)滚柱保持器预胀环顶杆第三节常见的夹紧装置表-膜片卡盘主要结构参数4)液性介质弹性定心夹紧装置。第三节常见的夹紧装置图-液性介质弹性定心夹紧装置)液性塑料夹头)以油液作传力介质的弹性心轴夹具体加压螺钉柱塞密封圈薄壁弹性套止动螺钉螺钉端盖螺塞钢球、校准径向和轴向圆跳动的调整螺钉过渡盘第三节常见的夹紧装置图-薄壁套的典型结构第三节常见的夹紧装置图-薄壁套的尺寸关系第三节常见的夹紧装置表-薄壁套的壁厚(单位

9、：)表-薄壁套两端尺寸、尺寸(单位：)第三节常见的夹紧装置表3-11液性塑料配方第三节常见的夹紧装置图-介质通道及柱塞位置的选择a)、c)不正确b)、d)正确五、联动夹紧装置第三节常见的夹紧装置.多点联动夹紧装置图-两力同向单件联动夹紧装置第三节常见的夹紧装置图-夹紧力互相垂直的压板第三节常见的夹紧装置图-应用浮动压块的多点联动夹紧.多件联动夹紧装置第三节常见的夹紧装置()平行夹紧如图-所示，各夹紧力互相平行，从理论上说，分配到各工件上的夹紧力应相等(即各夹紧力/，为被夹紧的工件数，为总夹紧力)，但是由于工件定位基面尺寸偏差的存在，若采用刚性压板，则各工件所受的夹紧力必有差异，甚至有的工件夹不

10、紧。()依次连续夹紧如图-所示为铣削小轴上扁平面的夹具，工件以圆柱面和下端的凹槽在形块和支承板上定位。图-四力交叉的单件联动夹紧手柄偏心轮夹具体、压板滑柱钢制垫片拉簧定向键柱塞第三节常见的夹紧装置图-平行夹紧装置第三节常见的夹紧装置()对向式多件夹紧图-为对向夹紧两个工件示例。图-依次连续夹紧的夹具第三节常见的夹紧装置()复合式多件夹紧这种联动夹紧是上述几种方式的综合应用，例如图-为液压驱动的各夹紧力既平行又相交叉的多件夹紧装置。图-对向双面夹紧工件第三节常见的夹紧装置图-交叉平行式多件联动夹紧.设计联动夹紧装置应注意的问题)联动夹紧一般要求有较大的总夹紧力，故机构的刚性非常重要。第三节常见的

11、夹紧装置)对中间递力机构中的杠杆应力求增力作用，并避免采用过多的杠杆。)为保证夹紧可靠和各工件获得基本一致的夹紧力，联动夹紧装置必须设置必要的浮动环节，并使其有足够的浮动量；同时要适当限制被夹紧工件的数目。六、机械增力机构.斜楔-滚子增力机构图-带滚子的斜楔增力机构第三节常见的夹紧装置.铰链增力机构图-铰链杠杆增力夹具配气阀管道气缸活塞活塞杆铰链杠杆压板第三节常见的夹紧装置图-铰链杠杆增力机构示意图第三节常见的夹紧装置表-2不同倾角的杠杆作用力及末端行程.图-的结构，杠杆末端行程为表中值的两倍。.图-的结构，各端行程与单杠杆机构相同。4.末端行程S是指杠杆末端的最小位移量，以保证夹紧有效。第三

12、节常见的夹紧装置图-单作用双臂铰链杠杆增力机构七、电磁夹紧装置第三节常见的夹紧装置图-双作用双臂铰链杠杆增力机构第三节常见的夹紧装置图-电磁无心磨夹具支承座(两块)支承件(两件)磁极铁心线圈线框出线管接头过渡盘第三节常见的夹紧装置图-电磁无心磨工作原理第四节定位和夹紧装置设计示例图-拨叉图.定位方案分析第四节定位和夹紧装置设计示例图-拨叉定位方案分析第四节定位和夹紧装置设计示例图-防转挡销的位置.定位误差的分析第四节定位和夹紧装置设计示例()对尺寸(.)的定位误差采用图-的定位方案时，面既是工序基准，又是加工尺寸的定位基准，故，y，于是。()槽侧面与?孔轴线的垂直度的定位误差图-铣拨叉槽时的定

13、位误差第四节定位和夹紧装置设计示例.夹紧方案分析图-拨叉夹紧方案分析第四节定位和夹紧装置设计示例图-拨叉的装夹方案钩形压板螺母开口垫圈长圆柱销辅助支承螺钉窄长支承板防转挡销夹具体复习思考题.夹紧装置一般由哪些部分组成?它们的作用是什么?.对夹紧装置的基本要求有哪些?使用不良的夹紧装置将会产生什么后果?.工件在夹具中夹紧的目的是什么?夹紧与定位有何区别?.选择夹紧力的方向和着力点应注意哪些原则?用简图举出几个夹紧力方向和着力点不恰当的例子，说明其可能产生的后果。.试分析图-中各夹紧力的方向和着力点是否合理，为什么?如何改进?图-第题图第四节定位和夹紧装置设计示例.工件在夹具中被夹紧时，会产生哪些

14、变形?这些变形会造成工件增加哪些加工误差?如何减少这些误差?.斜楔夹紧装置必须解决哪三个问题?怎样解决这些问题?.表3-6所示螺旋压板三种施力方式中，若改成不等臂杠杆时，试推导其夹紧力的计算公式。.圆偏心夹紧装置使用在哪些场合?.圆偏心轮有什么重要特性?设计圆偏心轮时，如何选择工作段?其自锁条件是什么?.列表比较斜楔、螺旋、偏心三种夹紧装置的增力原理、扩力比、夹紧力大小、自锁条件、重要特性、使用性能特点及共同点。.自动定心装置的工作原理是怎样的?典型的自动定心装置有哪几种?各应用在哪些场合?第四节定位和夹紧装置设计示例.弹性筒夹的锥度与和它相配的锥体的锥度为何不相等?.设计液性塑料定心夹紧装置的主要问题是什么?试设计工件定位孔径为?70，长度的薄壁套，包括薄壁套的结构形式、壁厚及其他结构尺寸(绘草图)。15.试述液性介质通道(含浇冒口)的设计要点。16.液性塑料的主要原料有哪几种？各有何作用？7.试画出多点和多件联动夹紧装置简图，各举一例，并用箭头标明夹紧力的传递方向。8.分析图-铰链杠杆增力气动铣床夹具的夹紧机构增力原理。第四节定位和夹紧装置设计示例图-钢套工件9.试说明电磁无心磨夹具的工作原理及结构特点。第四节定位和夹紧装置设计示例20.试设计图-钢套工件钻?mm孔的定位、夹紧与导向件，用草图表达定位、导向、夹紧方案。