5一弹簧；6一固定螺钉；7一骑缝螺钉 第6章 机床夹具设计原理
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6.3.2.2 螺旋夹紧装置
而为了减少夹压的辅助时间和提高生产率，采用多位或多件夹 紧装置，如图6.43。
图6．52 多位及多件夹紧装置 （a）l一活节螺栓；2一球面带肩螺钉；3一锥形垫圈；4一球头支承；5一铰链板
6一圆柱销；7一球头支承钉；8一弹簧；9一转动压板；10一六角扁螺母 （b）1、2一摆动压块
如何解决螺旋夹紧装置夹紧点受限及夹紧缓慢、效率低？
第6章 机床夹具设计原理
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6.3.2.2 螺旋夹紧装置
（3）螺旋与压板的组合夹紧装置
为了在工件最合适的位置和方向上进行夹紧，生产中经常采 用图6.50的结构。
图6．50 螺旋压板组合夹紧装置
在图6.50(a)、(b)、(c)三种装置中，若要求对工件产生的夹紧
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太原理工大学 机械工程学院 2013-7-19
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第6章 机床夹具设计原理
（第九讲）主讲 姚新改
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6.3.2.2 螺旋夹紧装置
6.3.2.2 螺旋夹紧装置
螺旋夹紧装置是从楔块夹紧装置转化而来的，相当于把楔块绕 在圆柱体上，转动螺旋时即可夹紧工件。如图为单螺旋夹紧机构。
p
（a）
（b）
图6．54 圆偏心夹紧原理
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6.3.2.3 偏心夹紧装置
(2) 圆偏心的自锁条件
根据楔块自锁条件，为安全起见，可不考虑偏心轮孔与支 承轴间的摩擦，于是可得到圆偏心的自锁条件为：
2e / D f 2 或 D/e 2
f2
(6.55) (6.56)
(6.49)
因为螺旋升角小于楔块升角，而L大于r中和r1，所以螺旋夹紧
装置的传力系数远比楔块夹紧装置的大（65~140）。
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6.3.2.2 螺旋夹紧装置
由于螺旋夹紧装置结构简单，制造容易，夹紧行程大， 传力系数大，自锁性能好，所以广泛用于手动夹紧。但夹紧 缓慢，效率低。
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6.3.2.3 偏心夹紧装置
(5) 圆偏心夹紧的传力系数
L
iP tan 1 tan2
(6.69)
圆偏心最大升角α p＝8.13°，而螺旋升角为2°～4°，又因在
一般情况下ρ＞r中，因此圆偏心夹紧的传力系数远小于螺旋夹紧
的传力系数（12~14）。
具有曲线斜边的楔块
从图中看出，斜 面上各点的斜率(即升 角)是变化的。
在P点(展开图为
90°的点)附近变化较 小。
（b） 图6．54 圆偏心夹紧原理
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6.3.2.3 偏心夹紧装置
为使偏心轮工作稳定可靠，常取P点左右夹角为30°～45°
度的一段圆弧为工作部分，也就是弧APB为60°～90°。
偏心轮的材料，一般可选用20钢或20Cr钢，工作表面渗碳 淬火至HRC55～60，表面粗糙度值Ra为0.8μm。
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偏心夹紧的特点：
6.3.2.3 偏心夹紧装置
（1）圆偏心夹紧时的夹紧力小； （2）自锁性能不是很好，且夹紧行程小。 （3）圆偏心夹紧机构是一种快速夹紧机构。
图6．47 螺旋夹紧装置 1一夹紧手柄；2一螺纹衬套；3一防转螺钉；4一夹具体；5一浮动压块；6一工件
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6.3.2.2 螺旋夹紧装置
图6.48为两种标准压块结构。
图6．48 标准浮动压块
有关压块、螺杆、手柄的结 构及尺寸已有标准，设计时可参 考《机床夹具设计手册》。
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多件夹紧视频1
6.3.2.2 螺旋夹紧装置
多件夹紧视频2
多件夹紧的共同特点是：用一个原始力对数个点或数个工 件同时进行夹紧。为了避免工件因尺寸或形状误差而出现夹紧 不牢或破坏夹紧机构的现象，在压块两边各连接摆动压板，可 以摆动来补偿各自夹压的两个工件的直径尺寸公差。
Ol，回转中心为O，偏心距为e，虚线圆为基圆，其直径为D－2e，
圆偏心就相当于绕在基圆盘上的楔块。★
基园
偏心轮顺时针转动时， 楔块楔进基圆盘和工件中间， 使工件得以夹紧。
偏心轮
（a） 图6．54 圆偏心夹紧原理 第6章 机床夹具设计原理
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6.3.2.3 偏心夹紧装置
若将偏心轮的工作部分弧展开，就可得到一个具有曲线斜边的 楔块，如图所示。
力Q相同，那么所需要施加的原始力P的大小和方向是不同的。
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6.3.2.2 螺旋夹紧装置
图6.51为钩形螺旋压板，它使夹具结构紧凑，且已规格化，选 用时可查《夹具设计手册》。
受偏载形成力 矩，力臂一般
不应太大
图6．51 螺旋钩形压板组合夹紧装置 1一基座；2一钩形压板；3一夹紧螺母；4一双头螺柱；
6.3.2.2 螺旋夹紧装置
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图6．47 螺旋夹紧装置
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（1） 螺杆夹紧力计算
6.3.2.2 螺旋夹紧装置
如图6.49 所示，工件处 于夹紧状态时， 根据力的平衡、 力矩的平衡可 算得夹紧力Q： ★
图6．49 螺旋夹紧力计算
Q

r中
tan
PL
1
r1
tan 2
(6.48)
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6.3.2.3 偏心夹紧装置
6.3.2.3 偏心夹紧装置
偏心夹紧装置是将楔块包在圆盘上，旋转圆盘使工件得以夹紧。 偏心夹紧经常与压板联合使用，如图6.53。
图6．53 偏心夹紧装置 第6章 机床夹具设计原理
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6.3.2.3 偏心夹紧装置
常用的偏心轮：圆偏心和曲线偏心
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(3) 圆偏心夹紧行程
6.3.2.3 偏心夹紧装置
圆偏心转过角度β，其夹紧行程为：
S e sin
(6.59)
设计夹紧行程S时，考虑工 件尺寸公差T，装卸工件必要的 间隙C间，夹紧机构的变形、磨 损等行程储备量为C贮,则
S T C间 C贮 (6.63)
曲线偏心有阿基米德曲线或对数曲线，这两种曲线的优 点是升角变化均匀或不变，可使工件夹紧稳定可靠，但制造 困难，故使用较少。
圆偏心由于制造容易，因而使用较广。 下面主要介绍圆偏心夹紧装置的原理及特性。
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6.3.2.3 偏心夹紧装置
(1) 圆偏心夹紧原理
圆偏心夹紧原理见图6. 54，圆偏心轮直径为D，几何中心为
形状有关。
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6.3.2.2 螺旋夹紧装置
（2）螺旋夹紧的自锁性能和传力系数 楔块夹紧装置的自锁条件为α ≤11.5°～17°，而螺旋夹紧装
置的螺旋升角(a＝2°～4°)很小，故自锁性能好。 传力系数为：
ip

Q P

r中
tan
L
1
r1
tan 2
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6.3.2.2 螺旋夹紧装置
Q

r中
tan
PL
1
r1
tan 2
(6.48)
式中 ： α ——螺旋升角，一般为α =2°～4°； φ 1——螺母与螺杆间的摩擦角； φ 2 ——工件与螺杆头部(或压块)间的摩擦角；
r中——螺旋中径的一半 r1——摩擦力矩计算半径。其数值与螺杆头部或压块的
（b） 图6．54 圆偏心夹紧原理
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6.3.2.3 偏心夹紧装置
(4) 圆偏心夹紧力计算
圆偏心夹紧实际上是斜楔夹紧的一种变形，假设一升角 为α 的楔块，根据楔块夹紧力计算公式：
Q

tan
PL
1
tan2
(6.67 )
式中：ρ——支承轴（回转中心）至夹紧点的距离。
偏心夹紧多用于切削力小，无振动，工件尺寸公差不大 的场合，但是圆偏心夹紧机构是一种快速夹紧机构。
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6.3.2 常用的夹紧装置
谢 谢！
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6.3.2.2 螺旋夹紧装置
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