机械制造装备设计-应本-模块五 机床夹具设计.pptVIP

(1)楔块夹紧受力的计算 楔块夹紧的受力分析见图6.37。楔块在原始力P、工件给楔块的作用力Q、夹具体给楔块的作用力R作用下，处于平衡状态。当工件被夹紧时，P、Q、R三力合成，计算出楔块对工件所产生的夹紧力Q为： (2)楔块的自锁条件 当原始力P撤除后，楔块在摩擦力的作用下仍然不会松开工件的现象称为自锁。楔块在力Q、R作用下平衡，此时摩擦力的方向与楔块松开的趋势相反，如图6.37(c)所示自锁的条件应该是： 从公式可以看出，楔块的升角α越小，iP就越大；当原始力P一定时，α越小则夹紧力Q就越大，但同时楔面的工作长度加大致使结构不紧凑，夹紧速度变慢。因此楔块夹紧装置常用在工件尺寸公差较小的机动夹紧装置中。 (4)楔块的尺寸及材料 升角α确定后，其工作长度应满足夹紧要求，其厚度应保证热处理时不变形，小头厚度应大于5mm为宜。 楔块材料一般用20钢或20Cr，渗碳厚度0.8～1.2mm，热处理硬度HRC56～62，工作表面粗糙度值Ra为1.6μm。 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。图5.38为单螺旋夹紧机构。图5.39为两种标准压块结构。 特点： (1)夹紧结构简单，夹紧可靠，在加具中得到广泛应用； (2)夹紧力比斜楔夹紧力大，螺旋夹紧行程不受限制，所 以在手动夹紧中应用极广； (3)螺旋夹紧动作慢，辅助时间长，效率低，在实际生产 中，螺旋压板组合夹紧比单螺旋夹紧应用更为普遍。 (1)螺杆夹紧力计算 如图6.40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： 式中 α——螺旋升角，一般为α=2°～4°； φ1——螺母与螺杆间的摩擦角； φ2 ——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 形状有关，如图5.41所示 (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。 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。 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。 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6.44。常用的偏心轮有圆偏心和曲线偏心。曲线偏心为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。下面介绍圆偏心夹紧装置。 特点： 由于圆偏心夹紧时的夹紧力小，自锁性能不是很好，且夹紧行程小，故多用于切削力小，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。 (1)圆偏心夹紧原理 圆偏心夹紧原理见图6.45，圆偏心轮直径为D，几何中心为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。 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。 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。从图中看出，斜面上各点的斜率(即升角)是变化的，而在P点(展开图为90°的点)附近变化较小。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°。 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式(5.36)，有： 圆偏心夹紧的传力系数 圆偏心最大升角αp＝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。 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。 4 定心夹紧装置 在切削加工中，若工件是以中心线或对称面为工序基准，为使C定＝0，可采用一种保证工件准确定心或对中的装置，使工件的定位和夹紧过程同时