夾緊裝置設計課件

第四章夾緊裝置設計

第一節(jié)夾緊裝置的組成和基本要求

第二節(jié)確定夾緊力的基本原則

第三節(jié)常用的典型夾緊機構

第四節(jié)常用夾具元件第四章夾緊裝置設計第一節(jié)夾緊裝置的組成和基本要求第一節(jié)夾緊裝置的組成和基本要求一、夾緊裝置的組成夾緊裝置由三部分組成，如圖2-16所示。

1.動力裝置動力裝置是產生夾緊作用力的裝置。通常是指機動夾緊時所用的氣動、液壓、電動等動力裝置。

2.夾緊元件夾緊元件是夾緊裝置的最終執(zhí)行元件。通過它和工件受壓面的直接接觸而完成夾緊動作。

3.中間傳動機構中間傳動機構是介于力源和夾緊元件之間的傳力機構，它將原動力以一定的大小和方向傳遞給夾緊元件。如鉸鏈杠桿機構、斜楔機構等。下一頁返回第一節(jié)夾緊裝置的組成和基本要求一、夾緊裝置的組成下一頁返回第一節(jié)夾緊裝置的組成和基本要求二、夾緊裝置的基本要求

1.夾緊時不破壞工件在夾具中占有的正確位置。

2.夾緊力要適當，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表面及產生夾緊變形。

3.夾緊機構操作安全、省力，夾緊迅速

4.夾緊機構的復雜程度、工作效率應與生產類型相適應。結構應盡量簡單，便于制造與維修。

5.具有良好的自鎖性能上一頁返回第一節(jié)夾緊裝置的組成和基本要求二、夾緊裝置的基本要求上一頁返第二節(jié)確定夾緊力的基本原則一、夾緊力作用點夾緊力作用點是指夾緊時，夾緊元件與工件表面的接觸位置。它對工件夾緊的穩(wěn)定性和變形有很大影響。

1.夾緊力的作用點應落在支承元件上或幾個支承元件所形成的支承平面內，以保證確定定位的工件位置不被破壞

2.夾緊力的作用點應落在工件剛性較好的部位上，這對剛性差的工件尤為重要

3.夾緊力的作用點應盡可能靠近加工面，這樣可以增加夾緊力的可靠性，防止和減少工件的振動。下一頁返回第二節(jié)確定夾緊力的基本原則一、夾緊力作用點下一頁返回第二節(jié)確定夾緊力的基本原則二、夾緊力的方向夾緊力的方向與工件定位基準所處的位置，以及工件所受外力的作用方向等有關。

1.夾緊力的作用方向應垂直于工件的主要定位基準，以保證加工精度。

2.夾緊力的作用方向應有利于減少所需的夾緊力的大小。下一頁上一頁返回第二節(jié)確定夾緊力的基本原則二、夾緊力的方向下一頁上一頁返回第二節(jié)確定夾緊力的基本原則三、夾緊力的大小夾緊力的大小，對工件裝夾的可靠性、工件和夾具的變形、夾緊裝置的復雜程度等都有很大的影響。計算夾緊力，通常將夾具和工件看成一個剛性系統以簡化計算。然后根據工件受切削力、夾緊力(大型工件還應考慮重力、高速運動的工件還應考慮慣性力等)后達到靜力平衡條件，計算出理淪夾緊力FJ0，再乘以安全系數K，作為實際所需的夾緊力F，即:

考慮到切削力的變化和工藝系統變形等因素，一般在粗加工時取K=2.53,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，估算夾緊力時應按最不利的情況考慮。上一頁返回第二節(jié)確定夾緊力的基本原則三、夾緊力的大小上一頁返回第三節(jié)常用的典型夾緊機構一、斜楔夾緊機構斜楔是夾緊機構中最基本的一種形式，它是利用斜面移動時所產生的壓力來夾緊工件。在生產中，直接使用楔塊楔緊工件的情況比較少。在手動夾緊中，楔塊往往和其他機構聯合使用，通常在氣動和液壓夾具中廣泛應用。

圖2-20為楔式鉸鏈夾緊機構。當楔塊2向左移動(在A-A劉面中)時，連板3同時帶動兩螺栓5向下移動，于是兩壓板4同時將工件壓緊。

圖2-21為楔式聯動夾緊機構下一頁返回第三節(jié)常用的典型夾緊機構一、斜楔夾緊機構下一頁返回第三節(jié)常用的典型夾緊機構二、螺旋夾緊機構

1.單螺旋夾緊機構

圖2-22(a)是最簡單的螺旋夾緊機構，螺釘頭部直接壓緊工件表面。這種機構在使用時容易壓壞工件表面，而且擰動螺釘時容易使工件產生轉動，破壞原來的定位，一般應用較少。圖2-22(b)中，螺桿3的頭部通過活動的壓塊1與工件表面接觸，在擰動螺桿時，壓塊不隨螺桿轉動，而只做軸向移動，可防止在夾緊時帶動工件轉動，并避免壓壞工件表面。采用襯套2可以提高夾緊機構的使用壽命，當螺紋磨損時也可通過更換件2，迅速恢復螺旋夾緊功能。

2.螺旋壓板夾緊機構

圖2-23為螺旋壓板夾緊機構。

3.快速夾緊機構

圖2-24為快速夾緊機構下一頁上一頁返回第三節(jié)常用的典型夾緊機構二、螺旋夾緊機構下一頁上一頁返回第三節(jié)常用的典型夾緊機構四、定心夾緊機構定心夾緊機構能夠在實現定心(定位基準與工序基準重合于工件對稱中心或對稱平面)作用的同時，起到將工件夾緊的作用。定心夾緊機構中與工件定位基準相接觸的元件，既是定位元件，又是夾緊元件。定心夾緊機構是利用定位一夾緊元件的等速移動或均勻彈性變形的方式，來消除定位尺寸偏差對工件定心或對中的不利影響。因此，其基本類型可分為機械定心夾緊機構和彈性定心夾緊機構。下一頁上一頁返回第三節(jié)常用的典型夾緊機構四、定心夾緊機構下一頁上一頁返回第三節(jié)常用的典型夾緊機構1.機械定心夾緊機構一般三爪卡盤、雙頂尖、等距移動雙V形塊等均為機械定心夾緊機構圖2-26(a)所示為利用斜楔實現機械定心夾緊機構的形式。工作時推動錐體2向右移動，使三個卡爪1同時仲出，對工件內孔進行定心夾緊

2.彈性定心夾緊機構彈性定心夾緊機構常用于裝夾軸、套類工件。圖2-26(b)所示為用于工件以內孔為定位基面的彈簧心軸。旋轉螺母4時，錐體1和錐套3迫使彈性簡夾2上的簧瓣定心漲開，從而將工件定心夾緊。下一頁上一頁返回第三節(jié)常用的典型夾緊機構1.機械定心夾緊機構下一頁上第三節(jié)常用的典型夾緊機構

五、鉸鏈夾緊機構鉸鏈夾緊機構是一種增力機構，它具有增力倍數較大，摩擦損失較小的優(yōu)點，但自鎖性較差，廣泛應用于氣動夾具中。

圖2-27所示為鉸鏈夾緊機構，當拉桿1向左移動時，拉桿上的斜面通過鋼球4推動推桿3使兩壓板2將工件夾緊。六、常用典型夾緊機構圖例

表2-29列出了較為常用的典型夾緊機構。上一頁返回第三節(jié)常用的典型夾緊機構五、鉸鏈夾緊機構上一頁返回第四節(jié)常用夾具元件

一、夾緊件

1.螺母夾具中使用的螺母標準件主要有:帶肩六角螺母、球面帶肩螺母、菱形螺母等。

2.螺釘夾具中使用的螺釘標準件主要有:固定手柄壓緊螺釘、階形螺釘、內六角圓柱頭螺釘等。

3.墊圈夾具中使用的墊圈標準件主要有:轉動墊圈、球面墊圈、錐面墊圈、快換墊圈等。下一頁返回第四節(jié)常用夾具元件

一、夾緊件下一頁返回第四節(jié)常用夾具元件

4.壓塊夾具中使用的光面壓塊標準件。

5.壓板夾具中使用的壓板標準件主要有:移動壓板、轉動壓板、偏壓輪用壓板、平壓板、直壓板、鉸鏈壓板、回轉壓板、鉤形壓板等。

6.偏心輪夾具用標準圓偏心輪參見表2-50，標準偏心輪用墊板參見表2-51。7.支座夾具用標準鉸鏈支座見表2-52。8.快速夾緊裝置夾具用標準快速夾緊裝置參見表2-53下一頁上一頁返回第四節(jié)常用夾具元件

4.壓塊下一頁上一頁返回第四節(jié)常用夾具元件

9.操作件及其他標準元件夾具常用標準操作件有滾花把手、星形把手等。本書還列出了夾具常用的其他標準元件，如導板,鉸鏈軸、圓柱螺旋壓縮彈簧、法蘭式氣缸、膜片式氣缸等。上一頁返回第四節(jié)常用夾具元件

9.操作件及其他標準元件上一頁返回圖2-16夾緊裝置返回圖2-16夾緊裝置返回圖2-20楔式鉸鏈夾緊機構返回圖2-20楔式鉸鏈夾緊機構返回圖2-21楔式聯動夾緊機構返回圖2-21楔式聯動夾緊機構返回圖2-22單螺旋夾緊機構返回圖2-22單螺旋夾緊機構返回圖2-23螺旋壓板夾緊機構返回圖2-23螺旋壓板夾緊機構返回圖2-24快速夾緊機構返回圖2-24快速夾緊機構返回圖2-26定心夾緊機構返回圖2-26定心夾緊機構返回圖2-27鉸鏈夾緊機構返回圖2-27鉸鏈夾緊機構返回表2-29常用典型夾緊機構下一頁返回表2-29常用典型夾緊機構下一頁返回表2-29常用典型夾緊機構下一頁上一頁返回表2-29常用典型夾緊機構下一頁上一頁返回表2-29常用典型夾緊機構下一頁上一頁返回表2-29常用典型夾緊機構下一頁上一頁返回表2-29常用典型夾緊機構下一頁上一頁返回表2-29常用典型夾緊機構下一頁上一頁返回表2-29常用典型夾緊機構下一頁上一頁返回表2-29常用典型夾緊機構下一頁上一頁返回表2-29常用典型夾緊機構下一頁上一頁返回表2-29常用典型夾緊機構下一頁上一頁返回表2-29常用典型夾緊機構下一頁上一頁返回表2-29常用典型夾緊機構下一頁上一頁返回表2-29常用典型夾緊機構下一頁上一頁返回表2-29常用典型夾緊機構下一頁上一頁返回表2-29常用典型夾緊機構下一頁上一頁返回表2-29常用典型夾緊機構下一頁上一頁返回表2-29常用典型夾緊機構下一頁上一頁返回表2-29常用典型夾緊機構下一頁上一頁返回表2-29常用典型夾緊機構下一頁上一頁返回表2-29常用典型夾緊機構下一頁上一頁返回表2-29常用典型夾緊機構下一頁上一頁返回表2-29常用典型夾緊機構下一頁上一頁返回表2-29常用典型夾緊機構下一頁上一頁返回表2-29常用典型夾緊機構下一頁上一頁返回夾緊裝置設計課件表2-29常用典型夾緊機構下一頁上一頁返回表2-29常用典型夾緊機構下一頁上一頁返回表2-29常用典型夾緊機構上一頁返回表2-29常用典型夾緊機構上一頁返回表2-50圓偏心輪返回表2-50圓偏心輪返回表2-51偏心輪用墊板返回表2-51偏心輪用墊板返回表2-52鉸鏈支座返回下一頁表2-52鉸鏈支座返回下一頁表2-52鉸鏈支座返回上一頁表2-52鉸鏈支座返回上一頁表2-53快速夾緊裝置返回下一頁表2-53快速夾緊裝置返回下一頁表2-53快速夾緊裝置返回下一頁上一頁表2-53快速夾緊裝置返回下一頁上一頁表2-53快速夾緊裝置返回上一頁表2-53快速夾緊裝置返回上一頁第四章夾緊裝置設計

第一節(jié)夾緊裝置的組成和基本要求

第二節(jié)確定夾緊力的基本原則

第三節(jié)常用的典型夾緊機構

第四節(jié)常用夾具元件第四章夾緊裝置設計第一節(jié)夾緊裝置的組成和基本要求第一節(jié)夾緊裝置的組成和基本要求一、夾緊裝置的組成夾緊裝置由三部分組成，如圖2-16所示。

1.動力裝置動力裝置是產生夾緊作用力的裝置。通常是指機動夾緊時所用的氣動、液壓、電動等動力裝置。

2.夾緊元件夾緊元件是夾緊裝置的最終執(zhí)行元件。通過它和工件受壓面的直接接觸而完成夾緊動作。

3.中間傳動機構中間傳動機構是介于力源和夾緊元件之間的傳力機構，它將原動力以一定的大小和方向傳遞給夾緊元件。如鉸鏈杠桿機構、斜楔機構等。下一頁返回第一節(jié)夾緊裝置的組成和基本要求一、夾緊裝置的組成下一頁返回第一節(jié)夾緊裝置的組成和基本要求二、夾緊裝置的基本要求

1.夾緊時不破壞工件在夾具中占有的正確位置。

2.夾緊力要適當，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表面及產生夾緊變形。

3.夾緊機構操作安全、省力，夾緊迅速

4.夾緊機構的復雜程度、工作效率應與生產類型相適應。結構應盡量簡單，便于制造與維修。

5.具有良好的自鎖性能上一頁返回第一節(jié)夾緊裝置的組成和基本要求二、夾緊裝置的基本要求上一頁返第二節(jié)確定夾緊力的基本原則一、夾緊力作用點夾緊力作用點是指夾緊時，夾緊元件與工件表面的接觸位置。它對工件夾緊的穩(wěn)定性和變形有很大影響。

1.夾緊力的作用點應落在支承元件上或幾個支承元件所形成的支承平面內，以保證確定定位的工件位置不被破壞

2.夾緊力的作用點應落在工件剛性較好的部位上，這對剛性差的工件尤為重要

3.夾緊力的作用點應盡可能靠近加工面，這樣可以增加夾緊力的可靠性，防止和減少工件的振動。下一頁返回第二節(jié)確定夾緊力的基本原則一、夾緊力作用點下一頁返回第二節(jié)確定夾緊力的基本原則二、夾緊力的方向夾緊力的方向與工件定位基準所處的位置，以及工件所受外力的作用方向等有關。

1.夾緊力的作用方向應垂直于工件的主要定位基準，以保證加工精度。

2.夾緊力的作用方向應有利于減少所需的夾緊力的大小。下一頁上一頁返回第二節(jié)確定夾緊力的基本原則二、夾緊力的方向下一頁上一頁返回第二節(jié)確定夾緊力的基本原則三、夾緊力的大小夾緊力的大小，對工件裝夾的可靠性、工件和夾具的變形、夾緊裝置的復雜程度等都有很大的影響。計算夾緊力，通常將夾具和工件看成一個剛性系統以簡化計算。然后根據工件受切削力、夾緊力(大型工件還應考慮重力、高速運動的工件還應考慮慣性力等)后達到靜力平衡條件，計算出理淪夾緊力FJ0，再乘以安全系數K，作為實際所需的夾緊力F，即:

考慮到切削力的變化和工藝系統變形等因素，一般在粗加工時取K=2.53,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，估算夾緊力時應按最不利的情況考慮。上一頁返回第二節(jié)確定夾緊力的基本原則三、夾緊力的大小上一頁返回第三節(jié)常用的典型夾緊機構一、斜楔夾緊機構斜楔是夾緊機構中最基本的一種形式，它是利用斜面移動時所產生的壓力來夾緊工件。在生產中，直接使用楔塊楔緊工件的情況比較少。在手動夾緊中，楔塊往往和其他機構聯合使用，通常在氣動和液壓夾具中廣泛應用。

圖2-20為楔式鉸鏈夾緊機構。當楔塊2向左移動(在A-A劉面中)時，連板3同時帶動兩螺栓5向下移動，于是兩壓板4同時將工件壓緊。

圖2-21為楔式聯動夾緊機構下一頁返回第三節(jié)常用的典型夾緊機構一、斜楔夾緊機構下一頁返回第三節(jié)常用的典型夾緊機構二、螺旋夾緊機構

1.單螺旋夾緊機構

圖2-22(a)是最簡單的螺旋夾緊機構，螺釘頭部直接壓緊工件表面。這種機構在使用時容易壓壞工件表面，而且擰動螺釘時容易使工件產生轉動，破壞原來的定位，一般應用較少。圖2-22(b)中，螺桿3的頭部通過活動的壓塊1與工件表面接觸，在擰動螺桿時，壓塊不隨螺桿轉動，而只做軸向移動，可防止在夾緊時帶動工件轉動，并避免壓壞工件表面。采用襯套2可以提高夾緊機構的使用壽命，當螺紋磨損時也可通過更換件2，迅速恢復螺旋夾緊功能。

2.螺旋壓板夾緊機構

圖2-23為螺旋壓板夾緊機構。

3.快速夾緊機構

圖2-24為快速夾緊機構下一頁上一頁返回第三節(jié)常用的典型夾緊機構二、螺旋夾緊機構下一頁上一頁返回第三節(jié)常用的典型夾緊機構四、定心夾緊機構定心夾緊機構能夠在實現定心(定位基準與工序基準重合于工件對稱中心或對稱平面)作用的同時，起到將工件夾緊的作用。定心夾緊機構中與工件定位基準相接觸的元件，既是定位元件，又是夾緊元件。定心夾緊機構是利用定位一夾緊元件的等速移動或均勻彈性變形的方式，來消除定位尺寸偏差對工件定心或對中的不利影響。因此，其基本類型可分為機械定心夾緊機構和彈性定心夾緊機構。下一頁上一頁返回第三節(jié)常用的典型夾緊機構四、定心夾緊機構下一頁上一頁返回第三節(jié)常用的典型夾緊機構1.機械定心夾緊機構一般三爪卡盤、雙頂尖、等距移動雙V形塊等均為機械定心夾緊機構圖2-26(a)所示為利用斜楔實現機械定心夾緊機構的形式。工作時推動錐體2向右移動，使三個卡爪1同時仲出，對工件內孔進行定心夾緊

2.彈性定心夾緊機構彈性定心夾緊機構常用于裝夾軸、套類工件。圖2-26(b)所示為用于工件以內孔為定位基面的彈簧心軸。旋轉螺母4時，錐體1和錐套3迫使彈性簡夾2上的簧瓣定心漲開，從而將工件定心夾緊。下一頁上一頁返回第三節(jié)常用的典型夾緊機構1.機械定心夾緊機構下一頁上第三節(jié)常用的典型夾緊機構

五、鉸鏈夾緊機構鉸鏈夾緊機構是一種增力機構，它具有增力倍數較大，摩擦損失較小的優(yōu)點，但自鎖性較差，廣泛應用于氣動夾具中。

圖2-27所示為鉸鏈夾緊機構，當拉桿1向左移動時，拉桿上的斜面通過鋼球4推動推桿3使兩壓板2將工件夾緊。六、常用典型夾緊機構圖例

表2-29列出了較為常用的典型夾緊機構。上一頁返回第三節(jié)常用的典型夾緊機構五、鉸鏈夾緊機構上一頁返回第四節(jié)常用夾具元件

一、夾緊件

1.螺母夾具中使用的螺母標準件主要有:帶肩六角螺母、球面帶肩螺母、菱形螺母等。

2.螺釘夾具中使用的螺釘標準件主要有:固定手柄壓緊螺釘、階形螺釘、內六角圓柱頭螺釘等。

3.墊圈夾具中使用的墊圈標準件主要有:轉動墊圈、球面墊圈、錐面墊圈、快換墊圈等。下一頁返回第四節(jié)常用夾具元件

一、夾緊件下一頁返回第四節(jié)常用夾具元件

4.壓塊夾具中使用的光面壓塊標準件。

5.壓板夾具中使用的壓板標準件主要有:移動壓板、轉動壓板、偏壓輪用壓板、平壓板、直壓板、鉸鏈壓板、回轉壓板、鉤形壓板等。

6.偏心輪夾具用標準圓偏心輪參見表2-50，標準偏心輪用墊板參見表2-51。7.支座夾具用標準鉸鏈支座見表2-52。8.快速夾緊裝置夾具用標準快速夾緊裝置參見表2-53下一頁上一頁返回第四節(jié)常用夾具元件

4.壓塊下一頁上一頁返回第四節(jié)常用夾具元件

9.操作件及其他標準元件夾具常用標準操作件有滾花把手、星形把手等。本書還列出了夾具常用的其他標準元件，如導板,鉸鏈軸、圓柱螺旋壓縮彈簧、法蘭式氣缸、膜片式氣缸等。上一頁返回第四節(jié)常用夾具元件

9.操作件及其他標準元件上一頁返回圖2-16夾緊裝置返回圖2-16夾緊裝置返回圖2-20楔式鉸鏈夾緊機構返回圖2-20楔式鉸鏈夾緊機構返回圖2-21楔式聯動夾緊機構返回圖2-21楔式聯動夾緊機構返回圖2-22單螺旋夾緊機構返回圖2-22單螺旋夾緊機構返回圖2-23螺旋壓板夾緊機構返回圖2-23螺旋壓板夾緊機構返回圖2-24快速夾緊機構返回圖2-24快速夾緊機構返回圖2-26定心夾緊機構返回圖2-26定心夾緊機構返回圖2-27鉸鏈