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夹具设计

机床夹具典型夹紧机构

时间:2014-06-08 23:30:19   作者:未知   来源:网络文摘   阅读:3073   评论:0
一、工件的夹紧
    将工件定位后的位置固定下来称为夹紧,夹紧的目的是保持工件在定位中所获得的正确位置,使其在外力(夹紧力、切削力、离心力等外力)作用下,不发生移动和振动。
一、夹紧装置的组成及基本要求
机床夹具典型夹紧机构
图 9-33 液压夹紧的铣床夹具
1 -压板  2 -铰链臂  3 -活塞杆  4 -液压缸  5 -活塞
1 . 夹紧装置的组成
    夹紧装置由两个基本部分组成。
( 1 )动力装置
    夹紧力的来源于人力或者某种动力装置。用人力对工件进行夹紧称为手动夹紧。用各种动力装置产生夹紧作用力进行夹紧称为机动夹紧。常用的动力装置有:液压、气动、电磁、电动和真空装置等。
( 2 )夹紧机构
    一般把夹紧元件和中间传递机构和成为夹紧机构。
1 )中间传递机构 它是在动力装置与夹紧元件之间,传递夹紧力的机构。其主要作用有:改变作用力的方向和大小;夹紧工件后的自锁性能,保证夹紧可靠,尤其在手动夹具中。
2 )夹紧元件 是执行元件,它直接与工件接触,最终完成夹紧任务。
    图 9-33 所示 是液压夹紧的铣床夹具 。其中,液压缸 4 、活塞 5 、活塞杆 3 组成了液压动力装置,铰链臂 2 和压板 1 等组成了铰链压板夹紧机构,压板 1 是 夹紧元件。
2 . 对夹紧装置的基本要求
( 1 )能保证工件定位后占据的正确位置。
( 2 )夹紧力的大小要适当、稳定。既要保证工件在整个加工过程中的位置稳定不变,振动小,又要使工件不产生过大的夹紧变形。夹紧力稳定可减少夹紧误差。
( 3 )夹紧装置的复杂程度与生产类型相适应。工件的生产批量越大,允许设计越复杂、效率越高的夹紧装置。
( 4 )工艺性好,使用性好。其结构应尽量简单,便于制造和维修;尽可能使用标准夹具零部件;操作方便、安全、省力。
二、夹紧力的确定
    设计夹具的夹紧机构时,所需夹紧力的确定包括夹紧力的作用点、方向、大小三要素。
1 . 夹紧力的方向
( 1 )夹紧力的方向应有助于定位,不应破坏定位。
机床夹具典型夹紧机构
图 9-34 夹紧力的方向朝向主要定位面
    只有一个夹紧力时,夹紧力应垂直于主要定位支承或使各定位支承同时受夹紧力作用 。
    图 9-34 所示 为夹紧力朝向主要定位面的示 例。图 a 中,工件以左端面与定位元件的 机床夹具典型夹紧机构面接触,限制工件的三个自由度;底面与 机床夹具典型夹紧机构面接触,限制工件的二个自由度;夹紧力朝向主要定位面 机床夹具典型夹紧机构,有利于保证 孔与左端面的垂直度要求 。 图b中,夹紧力朝向V形块的V形面,使工件装夹稳定可靠 。
机床夹具典型夹紧机构
图 9-35 分别加力和一力两用
机床夹具典型夹紧机构
图 9-36 夹紧力与切削力、重力的关系
    图 9-35 所示是一力两用和使各定位基面同时受夹紧力作用的情况。图 a 对第一定位基面施加 机床夹具典型夹紧机构, 对第二定位基面施加 机床夹具典型夹紧机构;图 b、 c 所示施加 机床夹具典型夹紧机构代替 机床夹具典型夹紧机构、 机床夹具典型夹紧机构,使两定位基面同时受到夹紧力的作用 。
用几个夹紧力分别作用时,主要夹紧力应朝向主要定位支承面,并注意夹紧力的动作顺序。如三平面组合定位, 机床夹具典型夹紧机构, 机床夹具典型夹紧机构是主要夹紧力,朝向主要定位支承面,应最后作用; 机床夹具典型夹紧机构、 机床夹具典型夹紧机构应先作用 。
( 2 )夹紧力的方向应方便装夹和有利于减小夹紧力,最好与切削力、重力方向一致。
图 9-36 所 示为夹紧力与切削力、重力的关系:
图 a 夹紧力 机床夹具典型夹紧机构与重力 机床夹具典型夹紧机构、切削力 机床夹具典型夹紧机构方向一致,可以不夹紧或用很小的夹紧力: 机床夹具典型夹紧机构
图 b 夹紧力 机床夹具典型夹紧机构与切削力 机床夹具典型夹紧机构垂直,夹紧力较小: 机床夹具典型夹紧机构
图 c 夹紧力 机床夹具典型夹紧机构与切削力 机床夹具典型夹紧机构成夹角 机床夹具典型夹紧机构,夹紧力较大:
机床夹具典型夹紧机构
图 d 夹紧力 机床夹具典型夹紧机构与切削力 机床夹具典型夹紧机构、重力 机床夹具典型夹紧机构垂直,夹紧力最大: 机床夹具典型夹紧机构
图 e 夹紧力 机床夹具典型夹紧机构与切削力 机床夹具典型夹紧机构、重力反向,夹紧力较大: 机床夹具典型夹紧机构
    由上述分析可知图 a 、 b 应优先选用,图 c 、 e 次之,图d最差,应尽量避免使用。上面公式中的 机床夹具典型夹紧机构为工件与支承间的摩擦系数。
3 . 夹紧力的大小
    夹紧力的大小必须适当。过小,工件在加工过程中发生移动,破坏定位;过大,使工件和夹具产生夹紧变形,影响加工质量。
    理论上,夹紧力应与工件受到切削力、离心力、惯性力及重力等力的作用平衡;实际上,夹紧力的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。切削力在加工过程中是变化的,因此夹紧力只能进行粗略的估算。
估算夹紧力时,应找出对夹紧最不利的瞬时状态,略去次要因素,考虑主要因素在力系中的影响。通常将夹具和工件看成一个刚性系统,建立切削力、夹紧力 机床夹具典型夹紧机构、(大型工件)重力、(高速运动工件)惯性力、(高速旋转工件)离心力、支承力以及摩擦力静力平衡条件,计算出理论夹紧力 机床夹具典型夹紧机构。则实际夹紧力 机床夹具典型夹紧机构
机床夹具典型夹紧机构( 9-17 )
式中 机床夹具典型夹紧机构—— 安全系数,与加工性质(粗、精加工)、切削特点(连续、断续切削)、夹紧力来源(手动、机动夹紧)、刀具情况有关。一般取 机床夹具典型夹紧机构;粗加工时, 机床夹具典型夹紧机构;精加工时, 机床夹具典型夹紧机构
生产中还经常用类比法(或试验)确定夹紧力。

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