第二章 機(jī)床夾具設(shè)計20130505

機(jī)械制造工藝學(xué)機(jī)電工程學(xué)院第二章2機(jī)床夾具設(shè)計2.1概述2.2工件的定位2.3工件的夾緊

2.4夾具的其它元件及裝置2.5典型機(jī)床夾具設(shè)計要求2.6專用夾具設(shè)計方法與步驟2.1概述2.1.1工件的安裝

安裝是將工件在機(jī)床上或夾具中定位并夾緊的過程。

定位是指確定工件在機(jī)床或夾具占有正確位置的過程。

夾緊是指工件定位后將其固定，使其在加工過程中保持定位位置不變的操作。在各種不同的機(jī)床上加工時，一般可采用如下幾種安裝方法。

1.直接安裝2.找正安裝

3.夾具安裝圖2-1找正裝夾方法

直接安裝是將工件的定位基準(zhǔn)面直接靠緊在機(jī)床的裝夾面上進(jìn)行定位，然后將工件夾緊。如：平磨工作臺，等。

找正安裝是先將工件夾持在機(jī)床上，然后使機(jī)床緩慢運(yùn)動，再利用劃針或百分表在工件表面上劃過的軌跡來調(diào)整工件，使工件處于正確的位置，然后夾緊。

夾具是機(jī)床的附加裝置，其上備有專門的定位元件和夾緊裝置，加工工件可以在夾具上迅速而準(zhǔn)確地安裝。夾具在機(jī)床上已預(yù)先調(diào)整好位置，故工件通過夾具相對于機(jī)床就占據(jù)了正確的位置。2.1概述

直接找正安裝精度高，效率低，對工人技術(shù)水平高。毛坯孔加工線找正線

劃線找正安裝精度不高，效率低，多用于形狀復(fù)雜的鑄件。

對于形狀復(fù)雜、重、大的鑄、鍛件，往往先在待加工處劃線，然后裝上機(jī)床，再按所劃的線進(jìn)行找正定位。劃線工序費(fèi)時費(fèi)力、效率低、精度差，故主要應(yīng)用于單件小批生產(chǎn)。2.1概述

工件在夾具上裝夾（滾齒夾具）

精度和效率均高，在批量生產(chǎn)上廣泛采用。2.1概述2.1.2夾具的組成

1．定位元件：起定位作用，保證工件在機(jī)床上或夾具中占有正確的位置。

2．夾緊裝置：將工件夾緊，保證工件定位后的正確位置不變。

3．導(dǎo)向元件和對刀裝置：保證刀具加工時的正確位置，對于鉆、

鏜等孔加工刀具用導(dǎo)向元件。對于銑刀、刨刀等用對刀裝置。

4．連接元件：用來保證夾具和機(jī)床之間的相對位置，如銑床夾具的定位鍵，車床卡盤類夾具有過渡盤等。

5．夾具體：它是夾具的基礎(chǔ)件，將上述各元件連成一個整體。

6．其它元件：如對刀裝置、對定裝置、分度機(jī)構(gòu)、起重吊環(huán)、排屑裝置、機(jī)械傳動裝置等。2.1概述圖2-2銑床夾具圖2-3鉆床夾具2.1概述2.1.3夾具的作用及分類

1.夾具的作用

（1）保證加工精度

夾具與機(jī)床、工件與夾具的相對位置均已確定，從而使工件在加工中的位置精度得到保證，且精度穩(wěn)定；

（2）提高生產(chǎn)率

減少了劃線、找正、多次對刀、調(diào)刀等輔助時間，生產(chǎn)率提高；（3）減輕勞動強(qiáng)度

如用氣動、液壓、電動等夾具，動作迅速、簡單、省力；

（4）擴(kuò)大機(jī)床的工藝范圍如在車床上安裝鏜模夾具，可以進(jìn)行箱體孔系加工；在銑床上加轉(zhuǎn)臺和分度裝置，可加工有等分要求的零件。2.1概述2.夾具的分類（1）按夾具的使用范圍來分1）通用夾具：三爪、四爪卡盤，平口鉗等。2）專用夾具：為某一工件特定工序?qū)ｉT設(shè)計的夾具。3）通用可調(diào)整夾具及成組夾具：夾具的部分元件可以更換，部分裝置可以調(diào)整，以適應(yīng)同一組（類）零件的加工。有一定的柔性。4）組合夾具：由一套預(yù)先制造好的標(biāo)準(zhǔn)元件組合而成。根據(jù)工件的工藝要求，組裝成各種專用夾具。使用后，元件可拆開、洗凈后存放，待需要時重新組裝。適用于新產(chǎn)品試制和單件小批生產(chǎn)。5）隨行夾具：在自動線或柔性制造系統(tǒng)中使用的夾具。2.1概述三爪卡盤四爪卡盤回轉(zhuǎn)工作臺萬向平口鉗通用夾具示例分度頭2.1概述

組合夾具實(shí)例2.1概述（2）按使用機(jī)床劃分可分為鉆床夾具、銑床夾具、車床夾具、磨床夾具等（3）按用途來分可分為機(jī)床夾具、裝配夾具、檢驗夾具等（4）按夾緊力源劃分可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、真空夾具、電動夾具等氣動虎鉗液壓夾具2.1概述2.1.4工件在夾具中加工時加工誤差的組成

工件的加工誤差是指工件加工后的實(shí)際幾何參數(shù)(尺寸、形狀、相互位置)偏離理想幾何參數(shù)的大小。采用夾具安裝加工工件時，產(chǎn)生的加工誤差由三部分因素產(chǎn)生。

1.工件安裝誤差

包括工件在夾具中的定位誤差和夾緊誤差。

2.夾具對定誤差包括夾具相對刀具位置的對刀誤差和夾具相對機(jī)床切削成形運(yùn)動的誤差。

3.加工過程誤差

包括工藝系統(tǒng)幾何精度、受力變形、受熱變形及磨損等因素造成的誤差。2.1概述

為保證零件加工精度，必須使上述各誤差之和小于或等于零件的相應(yīng)公差T

，即

此式稱為加工誤差不等式。通?？纱致缘仄骄峙?，各項均在公差要求的1/3之內(nèi)，并給過程誤差留有余地：也可綜合考慮，按Z移動，X、Y軸旋轉(zhuǎn)自由度2.2工件的定位圖2-4六點(diǎn)定位原理XZY

任何一個物體在空間直角坐標(biāo)系中都有6個自由度——用表示。Y移動，Z軸轉(zhuǎn)動自由度X移動自由度2.2.1六點(diǎn)定位原理2.2工件的定位

工件在空間的六個自由度，可以用合理設(shè)置的六個支承點(diǎn)與其保持接觸來限制，從而使工件在空間得到確定位置的方法，稱為六點(diǎn)定位原理。

工件的定位通常有如下幾種情況：

1.完全定位

工件的六個自由度完全被限制的定位。如六方體零件在中的定位。

2.不完全定位（部分定位）

允許有一個或幾個自由度不被限制的定位．稱為不完全定位。在實(shí)際生產(chǎn)中，工件被限制的自由度數(shù)一般不少于三個。

2.2工件的定位ZYXa）限制3個自由度ZYXb）限制5個自由度ZYXc）限制6個自由度d）ZYX限制2個自由度e）ZYX限制4個自由度f）ZYX限制5個自由度XZYa）2.2工件的定位3.欠定位

按工序的加工要求，工件應(yīng)該限制的自由度而未被限制的定位，稱為欠定位。欠定位是絕對不允許的。B欠定位b）B正確定位2.2工件的定位4.過定位

工件的同一自由度被重復(fù)限制的定位，稱為過定位或稱重復(fù)定位、超定位。過定位應(yīng)盡量避免，消除過定位一般有兩種方法：其一是改變定位元件結(jié)構(gòu)，以消除重復(fù)限制的自由度；其二是提高定位基面之間及夾具定位元件工作表面之間的位置精度，以減小或消除過定位引起的誤差。過定位是否允許，要視具體情況而定：

1）如果工件的定位面經(jīng)過機(jī)械加工，且形狀、尺寸、位置精度均較高，則過定位是允許的。有時還是必要的，合理的過定位不僅不會影響加工精度，還會起到加強(qiáng)工藝系統(tǒng)剛度和增加定位穩(wěn)定性的作用。

2）反之，如果工件的定位面是毛坯面，或雖經(jīng)過機(jī)械加工，但加工精度不高，這時過定位一般是不允許的，因為它可能造成定位不準(zhǔn)確，或定位不穩(wěn)定，或發(fā)生定位干涉等情況。2.2工件的定位過定位分析（桌子與三角架）2.2工件的定位b）ZYYXa）ZYXY2.2工件的定位刀柄與傳統(tǒng)刀柄結(jié)構(gòu)刀柄傳統(tǒng)刀柄1:107:24拉桿刀柄主軸拉桿漲套主軸刀柄過定位應(yīng)用2.2工件的定位過定位討論如圖示，齒輪坯以內(nèi)孔和一小端面定位，車削外圓和大端面。加工后檢測發(fā)現(xiàn)大端面與內(nèi)孔垂直度超差。試分析原因，提出改進(jìn)意見。A0.02A間隙配合剛性心軸2.2工件的定位

過定位引起夾緊變形2.2工件的定位橡膠墊2.2工件的定位解決過定位的措施：以教材圖2-6（b）為例圖2-7改善過定位的措施2.2工件的定位思考：①不完全定位就是欠定位?

②過定位不一定就是完全定位?

③多于六個定位點(diǎn)的定位一定是過定位?

※常見的典型定位元件分析，見教材表2-12.2工件的定位2.2.2典型的定位方式及定位元件

1．工件以平面定位

箱體、床身、機(jī)座、支架類零件的加工，常以平面為定位基準(zhǔn)。圖2—8(a)為粗基準(zhǔn)定位，采用支承釘；圖2—8(b)為精基準(zhǔn)定位，采用支承板。圖2-8平面定位2.2工件的定位(1)主要支承

在工件定位時起主要的支承作用，有如下幾種：

①固定支承在夾具中定位支承點(diǎn)的位置固定不變的定位元件。根據(jù)工件上定位平面的不同，可選取圖2—9所示的支承釘或支承板。圖2-9各類固定支承A型支承釘——平頭，已加工表面B型支承釘——球頭，未加工表面C型支承釘——網(wǎng)紋，要求摩擦大的側(cè)面A型支承板——結(jié)構(gòu)簡單、難于清理積屑，多用于側(cè)面；B型支承板——易于清理積屑，廣泛用于平面定位。2.2工件的定位②可調(diào)支承在夾具中定位支承點(diǎn)的位置可調(diào)節(jié)的定位元件。圖2—l0所示即為常用的幾種可調(diào)支承?？烧{(diào)支承一般只對一批毛坯調(diào)整一次。圖2-10各種可調(diào)支承2.2工件的定位③自位支承定位支承點(diǎn)的位置在工件定位過程中，隨工件定位基準(zhǔn)位置變化而自動與之適應(yīng)的定位元件。圖2—11所示即為經(jīng)常采用的自位支承結(jié)構(gòu)。定位基面不連續(xù)、臺階面、有角度誤差時，或多個支承組合只限制一個自由度而提高支承剛度，可采用自位支承。圖2-11自位支承2.2工件的定位(2)輔助支承

在工件定位時只起提高工件支承剛性或輔助定位作用的定位元件稱為輔助支承。圖2—12所示為輔助支承的結(jié)構(gòu)。圖2-12輔助支撐導(dǎo)向?qū)蛐泵?.2工件的定位思考辨析：輔助支承與可調(diào)支承的區(qū)別

輔助支承有些結(jié)構(gòu)與可調(diào)支承相近，但有區(qū)別?？烧{(diào)支承起定位作用，而輔助支承不起定位作用，不限制自由度?？烧{(diào)支承是先調(diào)整，而后定位，最后夾緊工件；輔助支承是先定位，夾緊工件，最后調(diào)整輔助支承。2.2工件的定位2.工件以孔定位

當(dāng)工件上的孔為定位基準(zhǔn)時，即采用這種定位方式，其基本特點(diǎn)是定位孔和定位元件之間處于配合狀態(tài)。常用的定位元件是各種心軸和定位銷。

(1)心軸定位

①小錐度心軸這類心軸外圓表面錐度為1:1000一1:5000，定心精度高達(dá)0.005—0.01mm，要求工件定位孔有較高的精度。工件安裝是從小端楔入，楔緊后孔表面產(chǎn)生局部彈性變形，使其與心軸在長度LK上產(chǎn)生過盈配合，保證工件定位后不傾斜。同時工件不需再夾緊。如圖2—13所示。圖2-13小錐度心軸2.2工件的定位②剛性的心軸

對套類工件，常用剛性心軸作定位元件，如圖2—14所示。剛性心軸由導(dǎo)向部分1、定位部分2及傳動部分而組成。

導(dǎo)向部分的作用是使工件能快速正確地套在心軸的定位部分上，其直徑尺寸按間隙配合選取。心軸兩端設(shè)有頂尖孔，一端銑扁，可插入撥盤方孔，也可設(shè)計成帶有莫氏錐柄的結(jié)構(gòu)，使用時直接插入主軸前錐孔內(nèi)。圖2—14(a)和圖2—14(b)為過盈配合，采用基孔制r、s、u，定心精度高。圖2—14(c)為間隙配合，采用基孔制h、g、f，裝卸方便。圖2-14剛性心軸其它心軸：彈性心軸、液性塑料心軸，在完成定位的同時也夾緊了工件。使用方便、結(jié)構(gòu)復(fù)雜。2.2工件的定位(2)定位銷圖2—15所示為常用的固定式定位銷的幾種典型結(jié)構(gòu)。圓孔尺寸較小時選用圖(a)所示結(jié)構(gòu)；圓孔尺寸較大時選用圖(b)所示結(jié)構(gòu)；當(dāng)工件同時以圓孔和端面組合定位時，選用圖(c)所示結(jié)構(gòu)。定位銷上端部有較長倒角，便于工件裝卸。直徑部分與定位孔配合，按基孔制g或f制造。尾柄部分與夾具體過盈配合。圖2-15固定式定位銷2.2工件的定位圖2-16可換式定位銷及錐面定位銷長圓柱銷限制四個自由度；短圓柱銷限制二個自由度；短削邊銷限制一個自由度；錐面定位銷限制三個自由度。2.2工件的定位箱體類零件加工時的一面二銷定位以加工好的一個面及其面上的兩個工藝孔作為定位基準(zhǔn)。平面限制三個自由度，一個短圓柱銷限制二個自由度，另一個是菱形銷(或削邊銷)，限制一個自由度，實(shí)現(xiàn)完全定位。短圓柱銷菱形銷2.2工件的定位一面二銷定位的設(shè)計按下述步驟進(jìn)行：已知條件為D1min、D2min孔距及公差L±TL工

。①確定兩銷中心距及公差L±TL夾其中TL夾=(1/3～1/5)TL工

②確定圓銷直徑d1max及其公差

d1max＝D1min，配合選H7/g6或H7/f6。③確定菱形銷直徑d2max、寬度b及公差查表2—2選定b，按下式計算出菱形銷與孔配合最小間隙△2min，再計算菱形銷直徑。

△2min=b(TL夾+TL工)/D2min

d2max

＝D2min－△2min

菱形銷公差可按H7/g6選取。22.2工件的定位3.工件以外圓定位

工件以外圓表面定位主要有兩種形式。一種是定心定位，常用各種自定心卡盤和彈簧夾頭以及定位套；另一種是支承定位，常用支承板和V型塊。(1)定位套

圖2—18所示為各種定位套。圖(a)所示為短定位套和長定位筒，其內(nèi)孔分別限制二個自由度和四個自由度。圖(b)為錐面定位套，限制三個自由度。圖(c)為便于裝卸工件的半圓定位套，限制的自由度視其長短而定。圖2-18各種類型定位套2.2工件的定位(2)支承板

工件以外圓表面的側(cè)母線定位時，常采用支承板，此時屬支承定位。支承板與側(cè)母線接觸長限制二個自由度，接觸短限制—個自由度，如圖2—19所示。圖2-19支承板對工件外圓表面定位2.2工件的定位(3)V形塊

工件外圓以V形塊定位是最常見的定位方式一。V形塊兩斜面夾角有60°、90°、120°等，其中90°V形塊應(yīng)用最廣泛。V形塊定位的優(yōu)點(diǎn)是對中性好，可用于非完整外圓柱表面定位。長V形塊或兩個短V形塊組合限制四個自由度；短V形塊則限制二個自由度，常見的V形塊結(jié)構(gòu)型式見圖2—20所示。圖2-20常見V形塊的結(jié)構(gòu)形式2.2工件的定位4.工件以錐面定位圖2—21所示為錐孔套簡在錐度心軸上定位磨外圓及精密齒輪在錐度心軸上定位進(jìn)行滾齒加工的情況，此時錐形心軸將限制工件的五個自由度。相當(dāng)于長心軸+小平面圖2—22(a)所示為軸類零件以頂尖孔在頂尖上定位的情況，左端固定頂尖限制三個自由度，右端可移動頂尖只限制二個自由度。為提高工件軸向定位精度，可采用圖2—22(b)所示的固定頂尖套和活動頂尖的結(jié)構(gòu)，此時左端活動頂尖只限制二個自由度，固定頂尖套限制沿軸向移動的一個自由度。圖2-21長圓錐孔在錐度心軸上的定位圖2-22工件上頂尖孔在頂尖上的定位主要定位基準(zhǔn)，限制X、Y、Z自由度次基準(zhǔn)，與主基準(zhǔn)一起限制X、Y自由度限制5個自由度2.2工件的定位2.2.3定位誤差的分析與計算

1.定位誤差的概念及組成

定位誤差是指由于定位不準(zhǔn)確造成的某一工序的工序基準(zhǔn)在工序尺寸方向上相對于其理想位置的最大位移量。

(1)基準(zhǔn)位置誤差圖2-23平面定位的基準(zhǔn)位置誤差2.2工件的定位

圖2—23(a)所示工件在相應(yīng)垂直的三個平面內(nèi)定位。對于工件上的第二定位基準(zhǔn)B面，則由于與A面有角度偏差±△α，將造成此定位基準(zhǔn)的位置誤差δ位置和角度誤差δ角度。其值可由圖示幾何關(guān)系求得

定位基準(zhǔn)本身的最大位置變動量在工序尺寸方向上造成的誤差即為基準(zhǔn)位置誤差。2.2工件的定位(2)基準(zhǔn)不重合誤差

基準(zhǔn)不重合誤差是由于定位基準(zhǔn)和工序基準(zhǔn)不重合造成的工序基準(zhǔn)在工序尺寸方向上的最大位置變動量。2.2工件的定位2.定位誤差的計算

(1)定位誤差只產(chǎn)生在用調(diào)整法加工的條件下，按試切法加工時，則不存在定位誤差；

(2)定位誤差是由于工件定位不準(zhǔn)而產(chǎn)生的加下誤差。其產(chǎn)生原因為基準(zhǔn)位置變動和基準(zhǔn)不重合。但兩部分并不一定都存在；

(3)定位誤差計算可按其定義，畫出工件定位時的兩種極端位置，再通過幾何關(guān)系直接求得，也可根據(jù)

δ定位=δ位置+δ不重計算得到。但要注意，δ定位是δ位置和δ不重的幾何和。2.2工件的定位3.幾種定位誤差的計算

(1)工件上圓孔與剛性心軸或定位銷間隙配合，定位元件水平或垂直放置。圖2—25(a)所示，在套類工件上銑鍵槽，保證工序尺寸H1、H2和H3，現(xiàn)分析計算采用定位銷定位時的定位誤差。圖2-25套類工件銑鍵槽工序簡圖及定位誤差分析2.2工件的定位鍵槽的對稱度誤差多大？如果銷與孔是過盈配合，定位誤差是多少？2.2工件的定位(2)工件以外圓表面在V形塊中定位圖2—26(a)所示，在一軸類工件上銑鍵槽，要求鍵槽與外圓中心線對稱，并保證工序尺寸H1

、H2或H3，現(xiàn)分別計算各工序尺寸的定位誤差。圖2-26軸類工件銑鍵槽工序簡圖及定位誤差分析上母線變動下母線變動2.2工件的定位工序尺寸H1的定位誤差分析如圖2—26(b)所示，圖中1和2為一批工件在V形塊中定位的兩種極端位置，根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知工序尺寸H2的定位誤差分析如圖2—26(c)所示，圖中1及2為一批工件在V形塊中定位的兩個極端位置，根據(jù)圖示幾何關(guān)系可知工序尺寸H3的定位誤差分析如圖2—26(d)所示，圖中1及2為一批工件在V形塊上定位的兩種極端位置，極據(jù)圖示幾何關(guān)系可知2.2工件的定位

圖2—27所示為工件以一面二孔定位的情況，夾具采用一面二銷。工件底面A為第一定位基準(zhǔn)限制三個自由度，孔O1用短圓銷定位限制二個自由皮，孔O2用短削邊銷定位限制一個自由度。圖2-27長方體工件在夾具中的一面兩銷上定位(3)工件以一面二孔組合定位長削邊銷限制幾個自由度？2.2工件的定位圖2-28兩銷位定位基準(zhǔn)的位置誤差和角度誤差橫向縱向2.2工件的定位

由于與定位銷配合間隙及兩孔、兩銷中心距誤差將引起基準(zhǔn)位置誤差。如圖2—28(a)所示，當(dāng)O1孔徑最大、d1銷徑最小，且考慮兩孔中心距誤差，根據(jù)圖示的兩種極端位置（即極值情況）可知式中

——工件上內(nèi)孔D1公差

——夾具上短圓銷d1公差

——工件內(nèi)孔O1與銷最小配合間隙

——工件兩孔中心矩公差2.2工件的定位

如圖2—28(b)所示，當(dāng)工件O2孔徑最大，削邊銷d2直徑最小，根據(jù)圖示的兩種極端位置可求得兩孔中心連線O1O2的角度誤差，即式中——工件上內(nèi)孔D2公差

——夾具上短圓銷d2公差

——工件內(nèi)孔O2與削邊銷最小配合間隙

——兩孔、兩銷中心矩什么情況下，產(chǎn)生最大的角度誤差？2.3工件的夾緊2.3.1夾緊裝置的組成及設(shè)計要求

1.夾緊裝置的組成

(1)夾緊機(jī)構(gòu)接受和傳遞動力源的原始作用力，使其變?yōu)閵A緊力的中間機(jī)構(gòu)和夾緊元件稱為夾緊機(jī)構(gòu)，包括中間傳力機(jī)構(gòu)和夾緊元件。中間傳力機(jī)構(gòu)作用：改變原始力大?。ㄔ隽Γ桓淖冊剂Ψ较?；具有自鎖性能

(2)動力源人力、氣動、液動、電磁、電動等。

2.夾緊裝置的設(shè)計要求

(1)應(yīng)保證定位準(zhǔn)確．而不能破壞定位；

(2)夾緊后工件與夾具的變形應(yīng)在允許的范圍內(nèi)；

(3)夾緊機(jī)構(gòu)安全可靠，有足夠的剛度和強(qiáng)度，手動夾緊應(yīng)自鎖，夾緊行程要足夠；

(4)結(jié)構(gòu)簡單、制造和操作方便、快速和省力。2.3工件的夾緊2.3.2夾緊力的確定夾緊力包括方向、作用點(diǎn)和大小三個要素，這是夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計中首先要解決的問題。

1．夾緊力方向的確定

(1)夾緊力方向應(yīng)有利于工件的準(zhǔn)確定位，一般應(yīng)朝向主要定位基準(zhǔn)。如圖2—29所示。2.3工件的夾緊

(2)夾緊力方向應(yīng)與工件剛度大的方向一致，以減小工件夾緊變形，如圖2—30所示。

(3)夾緊力的方向盡可能與切削力方向、重力方向等一致，以減小夾緊力。圖2—31(a)所示情況是合理的，圖2—31(b)則不盡合理。圖2-31夾緊力與切削力的方向2.3工件的夾緊2．夾緊力作用點(diǎn)的選擇

(1)夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)作用在支承元件所形成的支承面內(nèi)，圖2—32所示兩種情況均破壞了定位。

(2)夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)位于工件剛性較好的部位，如圖2—33(a)所示情況可造成工件底部較大變形，改進(jìn)后情況如圖(b)所示。

(3)夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近加工表面,以提高切削部分的剛度和抗振性，如圖2—34所示夾具，在切削部位增加了輔助支承和輔助夾緊。圖2-32夾緊力作用點(diǎn)的位置2.3工件的夾緊圖2-33夾緊力的作用點(diǎn)與工件變形圖2-34輔助支承和輔助夾緊2.3工件的夾緊3．夾緊力大小的估算在估算夾緊力時，可將夾具和工件看成一個剛性系統(tǒng)．并視工件在切削力、夾緊力、重力和慣性力作用下，處于靜力平衡，然后列出平衡方程式，即可求出理論夾緊力。為使夾緊可靠，再乘以安全系數(shù)K，即可得到實(shí)際所需的夾緊力。K值在粗加工時取2.5—3，精加工時取1.5—2。由于在加工過程中，切削力的作用點(diǎn)、方向和大小可能都在變化，因此應(yīng)按最不利情況考慮。O點(diǎn)圖2-35臥式銑床上銑平面時工件受力情況

圖2-35所示中，最不利的情況是開始銑削時，切削力矩FrL會使工件繞O點(diǎn)翻轉(zhuǎn)，與之平衡的是A、B處的摩擦力對O點(diǎn)的力矩。NA=NB=W/2，力矩平衡得：FrL=MFμA+MFμB

MFμA=WμL1/2，MFμB=WμL2/2

解得夾緊力W=———

，實(shí)際夾緊力WO=KW2FrL（L1-L2）μ2.3工件的夾緊2.3.2常用夾緊機(jī)構(gòu)

1.斜楔夾緊機(jī)構(gòu)

斜楔夾緊機(jī)構(gòu)是最基本的夾緊機(jī)構(gòu)，螺旋和偏心夾緊機(jī)構(gòu)都是斜楔夾緊的變形。圖2-36斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的作用原理及受力分析斜楔的楔角手動一般為2.3工件的夾緊

(2)自鎖條件圖2—37(a)所示為自鎖斜楔的一種結(jié)構(gòu)，其楔角一般取1:10。圖2-37自鎖斜楔結(jié)構(gòu)及自鎖條件分析

斜楔的自鎖條件是2.3工件的夾緊

(3)斜楔特點(diǎn)①斜楔可改變原始作用力方向；②斜楔有擴(kuò)力作用，一般擴(kuò)力比

當(dāng)

Q一定時，α越小，擴(kuò)力比越大；③夾緊行程小，夾緊行程與楔角有關(guān)，楔角越小，夾緊行程越??；當(dāng)要求具有較大的夾緊行程，且機(jī)構(gòu)又要求自鎖時，可采用圖2—38所示的雙升角的斜楔結(jié)構(gòu)。圖2-38具有兩個升角的斜楔2.3工件的夾緊④夾緊效率低，因斜楔與工件和夾具體為滑動摩擦，故夾緊效率低。為提高效率，可采用帶滾輪的斜楔夾緊機(jī)構(gòu)，如圖2—39所示。圖2-39帶滾子的斜楔夾緊機(jī)構(gòu)2.3工件的夾緊2．螺旋夾緊機(jī)構(gòu)

螺旋夾緊機(jī)構(gòu)是斜楔夾緊機(jī)構(gòu)的一種轉(zhuǎn)化形式，螺紋相當(dāng)于繞在圓柱體上的楔塊。通過轉(zhuǎn)動螺旋，使繞在圓柱體上的斜楔高度發(fā)生變化來實(shí)現(xiàn)工件夾緊。圖2-40典型螺旋夾緊機(jī)構(gòu)及壓塊結(jié)構(gòu)2.3工件的夾緊

(1)工作原理及夾緊力計算圖2-41螺旋夾緊中的螺桿受力分析M1M2

(2)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)特點(diǎn)

①結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，自鎖性好；

②是增力機(jī)構(gòu)；一般可達(dá)ip=75

③動作慢，效率低，常用于手動夾緊。2.3工件的夾緊(3)螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu)