《夾具數字化設計》課件-3.5.1-1夾緊裝置概述

1夾具數字化設計夾緊裝置概述2課程導入夾緊裝置通過施加夾緊力對工件進行夾緊。那么如何選擇夾緊力方向、作用點？如何估算工件加工所需夾緊力的大小呢？這就是本次課學習的內容。3夾緊的目的是把工件壓緊、夾牢在定位元件上，使其在外力的作用下不移動，保持已占據的正確位置。夾緊機構是把工件在夾具中壓緊、夾牢的裝置。夾緊裝置的要求工件不移動原則工件不變形原則自動化、復雜化程度與生產綱領相一致工件不振動原則安全、方便、省力夾緊裝置的基本要求4典型夾緊裝置由三部分組成，即力源裝置、中間傳力機構、夾緊元件，如圖所示。夾緊裝置的組成氣壓夾緊裝置的組成1一氣缸；2一斜楔；3一滾子；4一壓板；5一工件力源裝置：這是產生夾緊作用力的核心部分。動力源裝置可以分為手動夾緊和機動夾緊兩大類。中間傳力機構：它將力源產生的夾緊力傳給夾緊元件，然后由夾緊元件最終完成對工件的夾緊。夾緊元件：它是實現夾緊的最終執(zhí)行元件，通過它和工件直接接觸而完成夾緊工件。5夾緊力是矢量，包含力的大小、方向、作用點三個要素。夾緊力的三要素夾緊力用字母Fw表示，其圖示可用帶箭頭線段表示，長短表示力的大小，箭頭所指方向為夾緊力的方向，作用點為箭頭所指處。夾緊力夾緊力確定的總體要求：穩(wěn)、牢、小。6夾緊力的方向

夾緊力的方向主要和工件的定位基準以及工件所受外力的作用方向有關。確定方向時應遵循以下原則：（一）夾緊力應垂直于主要定位基準面在夾緊力作用下，應保證工件主要定位基準面與定位元件可靠接觸。夾緊力垂直于定位基準面夾緊力方向不當7夾緊力的方向（二）夾緊力的方向應有利于減小夾緊力當夾緊力和切削力、工件重力同向時，加工過程中所需的夾緊力最小。圖3-2-3夾緊力與切削力、重力反向8夾緊力的方向（三）夾緊力施加的方向應是工件剛度較高的方向盡可能可避免工件發(fā)生嚴重變形。圖3-2-4夾緊力方向9夾緊力作用點選擇

夾緊力作用點選擇，主要影響工件夾緊時的定位穩(wěn)定性和夾緊后的剛性。確定作用點時應遵循以下原則：（一）夾緊力的作用點應落在支承元件上或落在幾個支承所形成的支承面內夾緊力的作用點落在幾個支承所形成的支承面內時，應盡可能靠近支承面的幾何中心，這樣可使夾緊力均勻地分布在定位基準面和定位元件的整個接觸面上。圖3-2-5夾緊力作用點的選擇10夾緊力作用點選擇

(二）夾具力的作用點應位于工件剛性較好的部位可以減小工件的夾緊變形。圖3-2-6夾緊力作用點應位于工件剛性好的部位11夾緊力作用點選擇（三）夾具力的作用點應盡量靠近加工表面可以減小切削力對夾緊點的力矩，減小工件加工時的振動或彎曲變形。圖3-2-6夾緊力作用點應盡量靠近加工表面12夾緊力大小確定

工件夾緊時所需夾緊力的大小，不僅與加工時作用在工件上的切削力相關，同時還工件的定位方案等因素有關，夾緊力大小的精確計算是很復雜的。因此，實際設計中常采用估算法、類比法和試驗法來確定所需的夾緊力。試驗法：通過切削試驗，來進一步驗證夾緊力。估算法：靜力平衡原理計算出理論夾緊力，再乘以安全系數。即，FWK=KFW

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類比法：與生產部門中相類似切削條件的夾緊裝置的應用情況相比較，來大致確定所需夾緊裝置的主要規(guī)格。式中，FW—按工件受靜力平衡所需要的夾緊力；FWK—實際夾緊力；K——安全系數。K一般取1.5~3；用于粗加工取K=2.5~3，用于精加工取K=1.5~2。13小試牛刀

如下圖所示，主切削力為Fz，工件與三爪之間摩擦系數為f,加工工件較短，求車削時所需的夾緊力。1一三爪自定心卡盤；2一工件；3一車刀圖3-2-7車削加工工件圖解：根據靜力平衡條件:當d≈d0時,【思路】依據FWK=KFW，應用靜力平衡原理，先求FW，再考慮安全系數K,再求FWK。考慮安全系數,每個卡爪實際所需夾緊力：切削力產生的力矩：夾緊力產生的力矩：3fFWd03fFWd0=FZd3fFW=FZ

FZd14課堂小結夾緊力的三要素選擇夾緊力的方向選擇夾緊力作用點估算夾緊力大小力的大小力的方向力的作用點應垂直于主要定位基準面應有利于減小夾緊力應是工件剛度較高的方向應盡可能靠近支承面的幾何中心應位于工件剛性較好的部位應盡量靠近加工表面估算法實驗法類比法15實驗改進

加工參數