機床夾具--斜楔夾緊機構 設計

簡介

機床夾具--斜楔夾緊機構 設計

從加緊裝置的組成來看,不論採用何種動力源,外加的原始作用力要轉化為加緊力,都必須通過加緊機構。常用的加緊機構有斜楔夾緊機構、螺旋夾緊機構、偏心夾緊機構、

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一、夾具的概念及分類 1. 夾具的概念 根據機械加工工藝規程的要求,在機械加工中,用來正確地確定工件及刀具的相對位置,並且合適而迅速地將它們夾緊的一種機床附加裝置稱為機床夾具,一般簡稱為夾具。 2. 夾具的分類 通用夾具 專用夾具 拼裝夾具

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二、夾具的結構組成 1.定位裝置 2.夾緊裝置   應用最為普遍的是以斜楔夾緊機構、螺旋夾緊機構和偏心夾緊機構。 螺旋夾緊機構 3.夾具體   夾具體是整個夾具的基礎和骨架。

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三、夾具的作用 1. 保證工件加工精度,穩定整批工件的加工質量。 2. 提高勞動生產率。 3. 改善工人的勞動條件。 4. 降低對操作工人的技術等級要求。 L形板(對刀塊)、V形塊、削邊銷等元件構成了夾具的定位裝置。 底板則為夾具體。 浮動壓頭、鉸鏈壓板、轉動螺桿和螺母等元件構成了夾具的夾緊裝置。

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第二節 夾具的要求和設計前期準備

一、夾具的要求 1. 保證工件的加工精度要求 2. 提高機械加工生產效率 3. 降低工件的生產成本 4. 具有良好的工藝性

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二、夾具設計的前期準備 1.準備設計資料 2.進行實際調查 3.工件圖樣分析 4. 確定定位基準 (1)基準概念 基準——用來確定工件上幾何要素間的幾何關係所依據的點、線、面。 (2)基準分類 設計基準——設計圖樣上所採用的基準。 工藝基準——在工藝過程中所採用的基準。 帶肩固定鑽套 1)工序基準 2)定位基準 在夾具的設計和應用中,主要涉及工序基準和定位基準。

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圖3-36為幾種斜楔夾緊機構夾緊工件的實例。圖3-36a是在工件上鑽互相垂直的

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的兩組孔。工件裝入後,錘擊斜楔大頭,夾緊工件。加工完成後,錘擊小頭,鬆開工件。由於用斜楔直接夾緊工件夾緊力小且費時費力,所以,生產時間中單獨應用的不多,一般情況下是將斜楔與其他機構聯合使用。圖3-36b是將斜楔與滑柱壓板組合而成的機動夾緊機構,圖3-36c是由端面斜楔與壓板組合而成的手動夾緊機構。

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1-夾具體;2-斜楔;-工件

α1、α2-斜楔升角

圖3-36 斜楔夾緊機構

(1)斜楔的夾緊力計算:斜楔夾緊工件時的受力情況如圖3-37a所示,在原始作用力FQ的作用下,斜楔受到以下各力的作用:工件對斜楔的反作用力(斜楔對工件的夾緊力的反力)

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;和由此產生的摩擦力

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;夾具體對它的反作用力

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和由此產生的摩擦力

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。根據靜力平衡原理

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所以


式中

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——斜楔升角;

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——斜楔與夾具體之間的摩擦角。

由於斜楔、工件、夾具體一般為金屬件,所以,它們之間的摩擦角比較接近。若

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,當

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時,可用下式近似計算


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增力系數

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是指夾緊力與原始作用力之比。它是衡量夾緊機構的重要指標,對斜楔夾緊機構,其增力系數為


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一般

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,若

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代入上式得

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。可見,在原始作用力不大的情況下,斜楔產生的夾緊力是不大的。

(2)斜楔的自鎖條件:所謂自鎖是指當原始作用力撤銷以後斜楔仍處於加緊工件的狀態,圖3-37b為原始作用力撤銷後斜楔的受力情況。從圖中可以看出,要保持自鎖,必要滿足下列條件

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代入上式

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由於正切函數在

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範圍內為增函數,所以

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因此,斜楔的自鎖條件是:斜楔的升角必須小於其兩工作表面處(斜楔與工件、斜楔與夾具之間)的摩擦角之和。


(3)斜楔的夾緊行程:斜楔的夾緊行程是指夾壓工件的行程

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,由圖3-37c所示,

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是斜楔夾緊工件過程中移動的距離,則


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行程擴大系數

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也是衡量夾緊機構的重要指標,對斜楔夾緊家機構,其係數為

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從以上分析可以看出,斜楔升角

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是設計斜楔夾緊機構的重要參數,但它對衡量斜楔夾緊機構的重要指標的影響是不同的。

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越小,其增力系數

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越大,自鎖性能越好,但夾緊行程擴大系數

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越小,這是斜楔夾緊機構的一個重要特性。因此,在選擇升角

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時,必須同時考慮機構的增力、夾緊行程和自鎖三方面的問題。為保證自鎖和具有適當的夾緊行程,一般

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角不得大於

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。如果機構要求自鎖而又要求有較大的夾緊行程時,可以採用雙升角的斜楔,如圖3-36b所示。斜楔升角大的一段用來使機構迅速趨近工件,而斜楔升角小的一段用來夾緊工件。

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圖3-37 斜楔受力分析

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