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工件在夹具中的夹紧

在实际设计中,确定基本夹紧力大小的方法有两种:经 验类比法和分析计算法。
采用分析计算法计算夹紧力时,实质上是解静力平衡的问 题:
首先以零件作受力体进行受力分析,受力分析时,一般只 考虑切削力和零件夹紧力;
然后建立静力平衡方程,求出理论夹紧力FL;
最后还要考虑到实际加工过程的动态不稳定性,需要将理 论夹紧力再乘上一个安全系数K,就得出零件加工所需要的 实际夹紧力Fj,即 Fj=KFL (K—安全系数)
第三节 工件在夹具中的加紧
1.夹紧装置的组成及要求
组 (1)动力装置 成 (2)中间传力机构
(3)夹紧元件 1)改变作用力的方向;
作 2)改变作用力的大小; 用 3)使夹紧实现自锁。
基 1)夹紧时不破坏工件定位后的正确位置; 稳
本 2)夹紧力大小要适当;

要 3)夹紧动作要迅速、可靠;

求 4)结构紧凑,易于制造与维修。
形成的支承面内 3)夹紧力作用点应尽可能靠近加工表面
(3)夹紧力大小的确定原则
夹紧力的大小主要影响零件定位的可靠性、零件的夹紧变 形以及夹紧装置的结构尺寸和复杂性。因此,夹紧力的大小 应当适中。
(1)辅助(定位)夹紧力的大小一般以能保证零件可靠 定位即可。
(2)附加夹紧力应能保证零件局部刚性、避免加紧变 形为基本原则。
3 镗床夹具
(1)镗套的种类 1)单支承前引导 2)单支承后引导 3)前后双支承引导 4)双支承后引导
a) 适合于加工孔径大于60mm,长径比小于1的通孔。 b)和c) 主要用于盲孔或孔径小于60mm的通孔。
要求镗杆与机床主轴采用浮动联接,镗孔的精度完全出 夹具来保证,而不受机床精度的影响。用于加工长径比大 于1.5的长孔或同轴度要求较高的几个短孔。
(c)由于钻削力矩小,钻小 孔时夹具常不固定。
(2) 钻套
确定钻头、铰刀等刀具的轴线位置,防止刀具在加工中发 生偏斜。结构分为固定式、可换式、快换式和特殊。
1)固定式 钻套导向部分高度尺寸H越大刀具的导向性越好 钻模板较薄时采用有肩钻套。 孔径小、精度要求较高时,H取较大值。 于排屑,钻套下端与被加工工件间应留有适当距离h。
(2) 镗套
分为固定式镗套和回转式镗套两类。
1)固定式: 外形尺寸较小,且位置精度较高。缺点是易于磨损,多 用于速度较低的场合。
2)回转式镗套
a)内滚式镗套 镗杆相对于导向滑套回转,并连同导向滑套一起相对于镗
套移动。镗套精度较好,但尺寸较大,因此多用于后导向。 b)外滚式镗套
镗刀杆与镗套间只有相对移动而无相对转动。镗套尺寸 较小,应用较多。镗速高。
(3)其它夹紧机构 1)螺旋压板夹紧机构
2)螺旋定心夹紧机构
3)联动夹紧机构
4)多件夹紧机构
(4构
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1)偏心夹紧机构:偏心夹紧的实质还是斜楔的作用。
偏心夹紧斜楔角αx :sinxDe/2si1n8(00x)
偏心轮的工作转角一般小于90o,常用工作段φx: 45o~135o:升角大,夹紧力较小,但夹紧行程大 90o~180o:升角由大到小,夹紧力增大,但夹紧行程小。
2 铣床夹具
切削力较大,断续切削,易振动,夹紧力要大和 较好的自锁性,受力元件要有足够的强度和刚性。
• 便于调整刀具,要设置对刀装置。对刀块和刀具 之间要放对刀塞尺,以避免刀具与对刀块直接接 触,而碰伤刀刃获对刀块。
• 采用导向键与机床工作台T形槽相配合来实现夹 具在机床上的定位,要使夹具上定位元件工作面 与铣削运动方向有一准确位置。
偏心夹紧机构自锁条件:
2)圆偏心夹紧的夹紧力
用于切削力小,无振动,工件尺寸公差不大的 场合。
(5)夹紧动力装置
气动、液压、电磁、真空等 气—液压组合夹紧
第六节 典型机床夹具
1 钻床夹具 (1)钻夹具的特点
(a)钻床夹具用钻套引导钻 头,防止钻头偏斜,用钻模 板固定钻套,保证钻孔正确 位置;
(b)夹具放在工作台上,钻 孔时钻头回转和进给,夹具 和工件不动;
一般Φ1 =Φ2 =Φ =5~7°, 故当α<10~14°时自锁, 一般取α=6~8°
以斜楔为研究对象,夹紧时 根据静力平衡原理,有
FQ = F1+ FRX F1 = FJ tanΦ1 FRX = FJ tan(α+Φ2) FJ = FQ / [tanΦ1+tan(α+Φ2)]
设Φ1 =Φ2 =Φ,当α≤10°,
2)可换式 3)快换式
用于工件的一次装夹中,顺序进行钻孔、扩孔、铰孔或 攻螺纹等多个工步加工时,使用不同孔径的钻套来引导刀具。
4)特殊钻套(自行设计) (3) 钻模板及钻模
1) 固定式钻模板及固定式钻模 2) 铰链式钻模板及盖板式钻模 3) 回转式钻模板及回转式钻模
4) 悬挂式钻模板及滑柱式钻模
5) 翻转式钻模
可用下式近似计算 FJ = FQ / ( tanα+2Φ)
斜楔夹紧的特点:
1)有增力作用,扩力比 i = FJ / FQ ,约等于3; 2)夹紧行程小,h/s =tanα,故 h 远小于 s ; 3)结构简单,但操作不方便。
主要用于机动夹紧,且毛坯质量较高的场合。
(2)螺旋夹紧机构
螺旋夹紧特点: 1)结构简单,自锁性好,夹紧可靠; 2)扩力比约为80,远比斜楔夹紧力大; 3)夹紧行程不受限制; 4)夹紧动作慢,辅助时间长,效率低
2.夹紧力的确定
必须合理确定夹紧力的三要素:大小、方向和作用点 (1)夹紧力方向的确定 1)主要夹紧力方向应垂直于主要定位面 保证定位准确、
可靠; 2)夹紧力的作用方向应使所需夹紧力最小 尽量与切削力、 重力方向一致
3)夹紧力的作用方向应使工件变形尽可能小
(2)夹紧力作用点的确定
1)夹紧力应作用在刚度较好部位 2)夹紧力作用点应正对支承元件或位于支承元件
一般取K=1.5~3,一般精加工k= 1.5~2,粗加工k = 2.5~3。
3.常用夹紧机构
(1)斜楔夹紧机构
夹紧力FQ去除,斜楔受到F1、
FRX作用,要能自锁,必须满 足下式 F1 >FRX
F1 = FJ tanΦ1 FRX = FJ tan(α-Φ2) tanΦ1 > tan(α-Φ2) 即 Φ1 > (α -Φ2) 或 α<Φ1 +Φ2 自锁条件:压力角(斜楔升角) 小于摩擦角
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