UG专用夹具设计 教学课件 ppt 作者 张士军 第3单元 夹紧与分度对定机构的设计
82页1、第3单元 夹紧与分度对定机构的设计,3.1 夹紧机构的组成及设计原则和要点 3.2 斜楔夹紧机构 3.3 螺旋夹紧机构 3.4 凸轮夹紧机构 3.5 联动夹紧机构 3.6 定心夹紧机构 3.7 分度对定机构,3.1 夹紧机构的组成及设计原则和要点,3.1.1 夹紧机构的组成 工件定位后,将工件固定并使其在加工过程中保持定位位置不变的机构,称为夹紧机构。夹紧机构一般由三个部分组成,即动力源、传力机构和夹紧元件。本书主要讲述手动夹紧机构。 1.动力源 动力源是产生夹紧作用力的装置,分为手动夹紧力源和机动夹紧力源两大类。手动夹紧的动力源来自人力,即依靠操作者的手工操作施加力量。机动夹紧的力源来自气动、液压、气液联动、电磁、真空等动力施加的力量。 2.传力机构,3.1 夹紧机构的组成及设计原则和要点,传力机构是介于动力源和夹紧元件之间传递动力的装置。传力机构的作用是改变作用力的大小和作用力的方向,并具有使夹紧元件在夹紧状态下保持可靠的自锁性能。传力机构的具体形式有许多种,如斜楔夹紧机构、螺旋夹紧机构、偏心夹紧机构、铰链夹紧机构、杠杆夹紧机构、定心夹紧机构等。 3.夹紧元件 夹紧元件是直接与工件
2、接触并完成夹紧作用的执行元件。 3.1.2 夹紧机构的设计原则 夹紧机构在加工过程中的夹紧效果会直接影响工件的加工精度、加工表面质量和生产效率。在夹紧机构的设计中,应遵循以下原则。 1.工件要可靠固定,3.1 夹紧机构的组成及设计原则和要点,在夹紧过程中,不能改变工件定位的正确位置。夹紧后,工件不能因加工过程中的各种因素而发生变动。 2.工件不发生变形 夹紧机构产生的夹紧力大小要适中,既要保证可靠地夹紧,又不要使工件在夹紧过程中发生变形现象。 3.工件不产生振动 夹紧机构的设计要充分考虑工件的刚性,特别是断续切削的加工,要在可能产生振动的部位尽可能增加辅助支承,并使夹紧部位尽量靠近加工表面。 4.保证生产效率 夹紧机构的操作要方便、省力、使用性能好。在结构设计上要注意缩短辅助操作时间,提高生产效率。,3.1 夹紧机构的组成及设计原则和要点,5.经济实用 在保证可靠安全夹紧的前提下,夹紧装置的设计要便于制造和维护,尽可能地降低制造成本。 3.1.3 夹紧机构的设计要点 设计夹紧机构时,其设计要点在于夹紧力的确定。夹紧力的确定包括夹紧力的方向、夹紧力的作用点和夹紧力的大小三个要素。 1.夹
3、紧力的方向 (1)夹紧力的方向应利于定位稳定,主夹紧力应垂直并面向主要定位基准。 (2)夹紧力的方向应利于避免工件变形,将受力面选在刚性较好的部位。,3.1 夹紧机构的组成及设计原则和要点,(3)夹紧力的方向应利于夹紧操作,尽可能与切削力、重力等各种力的方向重合。 2.夹紧力的作用点 (1)夹紧力的作用点应放置在定位元件的支承范围内,尽可能使夹紧点与支承点对应。 (2)夹紧力的作用点应选在工件刚性较好的部位,尽可能地减少工件的变形。 (3)夹紧力的作用点应靠近加工表面,尽可能降低加工中的振动现象,提高工件定位的稳定性。 3.夹紧力的大小,3.1 夹紧机构的组成及设计原则和要点,夹紧力的大小要适当,在保证夹紧可靠的前提下,尽可能减小夹紧力。从理论上讲,夹紧力的大小应与加工中产生的作用力(或力矩)相平衡。由于夹紧力的大小与工艺系统的刚度、设备环境、夹紧力的传递效率等因素相关,计算起来十分复杂,在实际设计中,通常采用估算法、类比法和试验法来确定。,3.2 斜楔夹紧机构,3.2.1 滑动式斜楔夹紧机构 1.单面滑动式斜楔夹紧机构 单面滑动式斜楔夹紧机构如图31所示。从图中可以看出,该机构主要的
4、元件为圆柱斜楔、摆动压爪和带有滑道的夹具体。其夹紧过程是,将工件放置在夹具体的钳口处,并与右侧挡口面接触;正向旋转紧固螺钉,推动圆柱斜楔左移,在斜面所产生的作用力下使摆动压爪上端夹紧工件。当反向旋转紧固螺钉时,在弹簧的作用下,使摆动压爪逆时针转动,推动圆柱斜楔右移,工件呈放松状态,即可将工件取下。该机构比较简洁,结构紧凑,操作省力,使用可靠。,3.2 斜楔夹紧机构,图3-1 单面滑动式斜楔夹紧机构,2.双面滑动式斜楔夹紧机构,3.2 斜楔夹紧机构,双面滑动式斜楔夹紧机构如图32所示。从图中可以看出,该机构主要的元件为斜楔压块和带有斜面的夹具体。其夹紧过程是,将工件放置在夹具体的底部平面上,并与左侧挡块接触;拧紧螺母使斜楔压块向下移动,产生向下的作用力,将工件夹紧。当松开螺母时,可将斜楔压块右移,工件呈放松状态,即可将工件取下。该机构十分简洁,使用的元件很少,操作方便。,图3-2 双面滑动式斜楔夹紧机构,3.2 斜楔夹紧机构,3.2.2 滚动式斜楔夹紧机构 1.单面滚动式斜楔夹紧机构 单面滚动式斜楔夹紧机构如图33所示。从图中可以看出,该机构主要的元件为圆柱斜楔、摆动压爪、滚轮和带有滚道
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