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机床夹具设计 机床夹具设计 1 机床夹具概述 2 工件在夹具中的定位 3 工件在夹具中的夹紧 4 夹具在机床上的定位、对刀和分度 5 各类机床夹具的结构特点 6 可调夹具及组合夹具设计 7 机床夹具的设计方法及步骤 3 工件在夹具中的夹紧 工件在夹具中的装夹是由定位和夹紧这两个过程 紧密联系在一起的。定位问题在上一章讨论过，其目 的在于解决工件的定位方法和保证必要的定位精度。 仅仅定好位，在大多数场合下，还不能进行加工。只 有进而在夹具上设置相应的夹紧装置对工件实行夹 紧，才能完成工件在夹具中装夹的全部任务。 面部分）为HRC52~62,尾部（薄壁和导向部）为 HRC32~45。 其工作面要经过精磨，夹持表面最 好在装配后再精磨一次。 3.3.6联动夹紧机构 在夹紧机构设计中，有时需要对一个工件上 的几个点或对多个工件同时进行夹紧。此时，为 了减少工件裝夹时间，简化结构，常常采用各种 联动夹紧机构。这种机构要求从一处施力，可同 时在几处（或几个方向上）对一个或几个工件同 时进行夹紧。 （1）作用原理 螺旋夹紧机构中所用的螺旋，实际上相当于把斜楔绕在圆柱体上，因此它的夹紧作用原理与斜楔是一样的。不过这里是通过转动螺旋，使绕在圆柱体上的斜楔高度发生变化来夹紧工件的。 （2）螺旋夹紧结构特点 1）结构简单，自锁性好，夹紧可靠； 2）扩力比约为 80,远比斜楔夹紧力大； 3）自锁性能好； 4）夹紧行程不受限制； 5）夹紧动作慢，辅助时间长，效率低 （3）夹紧力计算 可以从斜楔的夹紧力计算公式直接导出螺旋夹紧力的计算公式： FJ——沿螺旋轴线作用的夹紧力（N）；Fs——作用在板手上的力； L——作用力的力臂（mm）； d0——螺纹中径（mm）； α——螺纹升角（o） ——螺纹副的当量摩擦角（o） ——螺杆（或螺母）端部与工件（或压块）的摩擦角（o）； r’—— 螺杆（或螺母）端部与工件（或压块）的当量摩擦半径（mm）。 （4）适用范围 由于螺旋夹紧机构具有结构简单、制造容 易、夹紧可靠、扩力比大、夹紧行程不受限制 等特点，所以在手动夹紧装置中被广泛使用。 螺旋夹紧机构的缺点是动作慢。为提高其 工作效率，常采用一些快撤装置。 偏心夹紧机构是一种快速动作的夹紧机构，它的工作效率较高，在夹具设计中应用的也比较广泛。常用的偏心轮有两种形式，即：圆偏心和曲线偏心。曲线偏心采用阿基米德螺旋线或对数螺旋线作为轮廓曲线。曲线偏心虽有升角变化均匀等优点，但因制造复杂，故而用得较少；而圆偏心则因结构简单、制造容易，所以在生产中得到广泛应用。以下主要介绍圆偏心夹紧机构。 2006年4月26日第8次课16学时 3.3.3 圆偏心夹紧机构 常见的偏心轮—压板夹紧机构 （1）作用原理 如图所示为三种简单的偏心夹紧机构。其 中图（a）直接利用偏心轮夹紧工件，图（b） 和图（c）为偏心压板夹紧机构。 偏心夹紧机构靠偏心轮回转时回转半径变 大而产生夹紧作用，其原理和斜楔工作时斜面 高度由小变大而产生的楔紧作用是一样的。实 际上，可将偏心轮视为一楔角变化的斜楔。 将下图（a）所示的圆偏心轮展开，可得到图 （b）所示的图形，其楔角可用下面的公式求 出： 式中： α——偏心轮的楔角（0）； e——偏心轮的偏心量（mm）； R——偏心轮的半径（mm）； γ——偏心轮作用点（图a中的X点）与起始点（图a中的0点）之间的圆弧所对应的圆心角（0）。 当γ=900时，α接近最大值 （2）结构特点 1）偏心轮上各点的升角是变化的； 但各点升角不等， M、N处 升角为为0， P处升角最大。 如果我们知道偏心轮工作时其夹紧点的确切 位置，那就可以使偏心轮在该点的升角小于摩擦 角Φ来保证其自锁。但一般偏心轮的工作点并不 确定，尤其是圆偏心机构，其工作点可以在某一 定范围内变化；因此要保证能自锁，必须使其 αmax≤Φ,则其它各点的升角便都小于摩擦角。 2）偏心轮的自锁条件 根据斜楔自锁条件： ，此时Φ1 和Φ2分别为轮周作用点处与转轴处的摩擦角。 忽略转轴处的摩擦，并考虑最不利的情况，可得 到偏心夹紧的自锁条件 或 式中 μ1——轮周作用点处的摩擦系数； D——偏心轮的直径。 一般μ1=0.1~0.