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1、
第三十四講 工件在夾具中的夾緊
一、夾緊裝置的組成和要求
1.夾緊裝置的組成
工件在夾具中正確定位后,由夾緊裝置將工件夾緊。夾緊裝置的組成有:
?1〕動力裝置:產(chǎn)生夾緊動力的裝置。
?2〕夾緊元件:直接用于夾緊工件的元件。
?3〕中間傳力機構(gòu):將原動力以一定的大小和方向傳遞給夾緊元件的機構(gòu)。
圖34-1 夾緊裝置的組成
1-氣缸2-斜楔3-滾子4-壓板
在有些夾具中,夾緊元件〔例如圖34-1中的壓板4〕往往就是中間傳力機構(gòu)的一局部,難以區(qū)分,統(tǒng)稱為夾緊機構(gòu)。
2.對夾緊裝置的要求
1〕夾緊過程不得破壞工件在夾具中占有的定位位置。2〕夾緊力要
2、適當(dāng),既要保證工件在加工過程中定位的穩(wěn)定性,又要防止因夾緊力過大損傷工件外表或使工件產(chǎn)生過大的夾緊變形。
3〕操作平安、省力。
4〕結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡單,便于制造,便于維修。
二、夾緊力確實定
1.夾緊力作用點的選擇
?1〕夾緊力的作用點應(yīng)正對定位元件或位于定位元件所形成的支承面內(nèi)
?2〕夾緊力的作用點應(yīng)位于工件剛性較好的部位
?3〕夾緊力作用點應(yīng)盡量靠近加工外表,使夾緊穩(wěn)固可靠
圖34-2? 夾緊力作用點的選擇
1-定位元件 2-工件
圖34-3? 夾緊力的作用點應(yīng)位于工件剛性較好的部位
圖34-4 夾緊力的作用點應(yīng)位于靠近加工外表
1-壓蓋? 2-基座
2.
3、夾緊力作用方向的選擇
?1〕夾緊力的作用方向應(yīng)垂直于工件的主要定位基面
?2〕夾緊力的作用方向應(yīng)與工件剛度最大的方向一致,以減小工件的夾緊變形
?3〕夾緊力作用方向應(yīng)盡量與工件的切削力、重力等的作用方向一致,這樣可以減小夾緊力。
圖34-5 ?夾緊力應(yīng)垂直于主要定位基面
圖34-6 夾緊力應(yīng)與工件剛度最大方向一致
3.夾緊力的估算
設(shè)計夾具,估算夾緊力是一件十分重要的工作。夾緊力過大會增大工件的夾緊變形,還會無謂地增大夾緊裝置,造成浪費;夾緊力過小工件夾不緊,加工中工件的定位位置將被破壞,而且容易引發(fā)平安事故。
在確定夾緊力時,可將夾具和工件看成一個整體,將作用在工件上的切
4、削力、夾緊力、重力和慣性力等,根據(jù)靜力平衡原理列出靜力平衡方程式,即可求得夾緊力。為使夾緊可靠,應(yīng)再乘一平安系數(shù)k,粗加工時取k=2.5~3,精加工時取k=1.5~2。
加工過程中切削力的作用點、方向和大小可能都在變化,估算夾緊力時應(yīng)按最不利的情況考慮。
三、典型夾緊機構(gòu)
1.斜楔夾緊機構(gòu)
斜楔是夾緊機構(gòu)中最為根本的一種形式,它是利用斜面移動時所產(chǎn)生的力來夾緊工件的,常用于氣動和液壓夾具中。在手動夾緊中,斜楔往往和其他機構(gòu)聯(lián)合使用。
斜楔夾緊機構(gòu)的缺點是夾緊行程小,手動操作不方便。斜楔夾緊機構(gòu)常用在氣動、液壓夾緊裝置中,此時斜楔夾緊機構(gòu)不需要自鎖。
2.螺旋夾緊機構(gòu)
采用螺旋裝置
5、直接夾緊或與其他元件組合實現(xiàn)夾緊的機構(gòu),統(tǒng)稱螺旋夾緊機構(gòu)。螺旋夾緊機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單,容易制造。由于螺旋升角小,螺旋夾緊機構(gòu)的自鎖性能好,夾緊力和夾緊行程都較大,在手動夾具上應(yīng)用較多。螺旋夾緊機構(gòu)可以看作是繞在圓柱外表上的斜面,將它展開就相當(dāng)于一個斜楔。
3.偏心夾緊機構(gòu)
偏心夾緊機構(gòu)是斜楔夾緊機構(gòu)的一種變型,它是通過偏心輪直接夾緊工件或與其他元件組合夾緊工件的。常用的偏心件有圓偏心和曲線偏心,圓偏心夾緊機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單,夾緊迅速等優(yōu)點;但它的夾緊行程小,增力倍數(shù)小,自鎖性能差,故一般只在被夾緊外表尺寸變動不大和切削過程振動較小的場合應(yīng)用。
4.定心夾緊機構(gòu)
定心夾緊機構(gòu)能夠在實現(xiàn)定心作用的
6、同時,又起著將工件夾緊的作用。定心夾緊機構(gòu)中與工件定位基面相接觸的元件,既是定位元件,又是夾緊元件。
5.鉸鏈夾緊機構(gòu)
鉸鏈夾緊機構(gòu)是一種增力裝置,它具有增力倍數(shù)較大、摩擦損失較小的優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于氣動夾具中。
6.聯(lián)動夾緊機構(gòu)
圖34-7雙向作用固定式活塞氣缸圖
1-前蓋 2-氣缸體 3-活塞桿 4-活塞 5-密封圈 6-后蓋
聯(lián)動夾緊機構(gòu)是一種高效夾緊機構(gòu),它可通過一個操作手柄或一個動力裝置,對一個工件的多個夾緊點實施夾緊,或同時夾緊假設(shè)干個工件。
四、夾緊的動力裝置
在大批大量生產(chǎn)中,為提高生產(chǎn)率、降低工人勞動強度,大多數(shù)夾具都采用機動夾緊裝置。驅(qū)動方式有氣動、液動、
7、氣液聯(lián)合驅(qū)動,電〔磁〕驅(qū)動,真空吸附等多種形式。
1.氣動夾緊裝置
氣動夾緊裝置以壓縮空氣作為動力源推動夾緊機構(gòu)夾緊工件。常用的氣缸結(jié)構(gòu)有活塞式和薄膜式兩種。
活塞式氣缸按照氣缸裝夾方式分類有固定式、擺動式和回轉(zhuǎn)式三種,按工作方式分類有單向作用和雙向作用兩種,應(yīng)用最廣泛的是雙作用固定式氣缸。
2.液壓夾緊裝置
液壓夾緊裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理根本與氣動夾緊裝置相同,所不同的是它所用的工作介質(zhì)是壓力油。與氣壓夾緊裝置相比,液壓夾緊具有以下優(yōu)點:
①??? 傳動力大,夾具結(jié)構(gòu)相比照擬?。?
② 油液不可壓縮,夾緊可靠,工作平穩(wěn);
③ 噪聲小。它的缺乏之處是須設(shè)置專門的液壓系統(tǒng),應(yīng)用范圍受限制。