工件定位和机床夹具.ppt

作业：分析下列定位系统，并回答提出的问题（4-18——4-21，P137） 解：工件的两个极限位置分别出现在外圆与平面尺寸最大、最小时。分析时可这样考虑：设平面尺寸一定，考虑外圆尺寸变化引起的孔心位置变化（δ′=OO′）；设外圆尺寸一定，考虑平面尺寸变化引起的孔心位置变化（ δ″=O″O′）;合成后得到δ。 作业：p138：4-22（c、d、e）、4-26 　一、夹紧装置的组成和设计要求 使工件在定位后被固定，并在加工过程中保持位置不变的装置称为夹紧装置。夹紧装置设计是夹具设计中最有难度的工作。 第五节 工件的夹紧及夹紧装置 1.夹紧装置的组成 （1）动力装置 产生夹紧力的动力源，所产生的力为原始动力。 若夹紧装置的夹紧力来自人力的，称为手动夹紧； 若夹紧力来自气动、液压和电力等动力源，称为机动夹紧。 (2)中间传力机构 变原始动力为夹紧力的传力环节。如铰链杠杆、斜楔等。它们的作用主要有三个：①改变夹紧力大小②改变夹紧力方向③实现目锁。 (3)夹紧元件：夹紧元件是执行夹紧的最终元件，如各种螺钉、压板等，它们是直接与工件接触的。 2．夹紧机构应满足的要求： 1)夹紧时应保证工件的定位，而不能破坏工件的定位。 2)夹紧力大小应适宜,要保证工件在加工过程中位置不变,同时还不能使工件产生大的变形和表面损伤等。 3)应根据生产类型设计相应的夹紧机构。尽量做到结构简单，操作安全，省力、方便，提高工作效率。 4)为防止夹紧后自动脱开，夹紧机构须具备良好的自锁性能。 3、夹紧力的确定原则 夹紧力:大小、方向和作用点三个要素. (1)夹紧力作用点的确定原则 夹紧元件与工件表面的接触位置即为夹紧力作用点 1)夹紧力应落在支承元件上或几个支承元件所形成的支承平面之内。 2）夹紧力应落在工件刚性较好的部位上，这对刚性差的工件尤为重要。 3)为提高夹紧的可靠性，防止和减少工件的振动，夹紧力应尽可能靠近加工面。 (2)夹紧力的方向 1)垂直于工件的主要定位基面 (限制自由度最多或定位精度要求高的定位面)，以保证加工精度。 保证平行度 保证垂直度 2）应选择所需夹紧力较小的方向。 (3) 夹紧力大小的确定 1）、平衡计算法：一般只考虑切削力（或切削力矩），根据能量或力（力矩）平衡原理，求出理论夹紧力Fc ，实际夹紧力可取为： 粗加工取K＝2.5~3， 精加工取K＝1.5~2。 夹紧力三要素的确定，是一个综合性问题，必须考虑工件的结构特点、加工工艺方法、定位元件的结构和布置等多种因素。 2）、经验类比法：根据经验确定 二、几种常用典型夹紧机构 1．斜楔夹紧机构：利用楔块的斜面将楔块的推力转变为夹紧力，从而夹紧工件。 夹紧力计算： 摩擦角 （f—摩擦系数） 自锁条件： （水平方向） 水平 特点： 1)斜楔机构具有增力作用。 一般增力比为:ic=Fc/Fex≈3; 2）夹紧行程增大多少倍，夹紧力就增加多少倍;（思考：为什么？） 3）斜楔机构的自锁条件：α≤ φ1 +φ2 一般铁的摩擦系数为0.1~0.15,取φ1 =φ2 = 5~7°,故α≤10~14°;为了安全可靠,取α= 5~7°。 4）简单斜楔机构操作不便（例如需敲击），常与其他机构结合使用(见后图）。 常用材料：通常用20钢渗碳，淬硬58~62HRC 偏心轮、凸轮、螺旋均为楔块的变形. 2．螺旋夹紧机构 工作原理：类似楔块。 特点： 结构简单，增力大（扩力比ic=60——100）。 夹紧可靠,能保证自锁。 夹紧动作慢,适合手动夹紧。 分类：分简单螺旋夹紧机构、螺旋压板夹紧机构两类。 简单螺旋夹紧机构 螺旋压板夹紧机构 受力分析 摩擦半径 的值可见p113图4-49- 夹紧特点： 结构简单，制造方便。 夹紧迅速，操作灵活。 受偏距影响，夹紧行程小，增力小，自锁能力差。 适合夹紧力小、振动小的场合。 自锁条件：D/e ≥14~20 3．偏心夹紧机构 工作原理：利用转动中心与几何中心偏移的圆盘或轴作为夹紧元件。 工作表面：P点附近±30°的范围EF段 原理：在基圆与工件之间楔入斜楔 夹紧力分析 忽略 扩力比： 当ρ=0.5Dcosαp，μ=0.15，L=（2~2.5）D，tan αp =1/7时，ic=12 自锁条件： 夹紧行程： 设：B点、C点分别为夹紧最大极限尺寸工件、最小极限尺寸工件时工件与圆盘的接触点，则夹紧行程为： 其它的设计计算： 偏心轮直径取D=14e~20e. 手柄长取L=(2~2.5)D. 偏心轮材料：20钢或20Cr；表面渗碳淬火55~60HRC，磨光、发蓝（碱液高温浸泡，防腐）。 设计圆偏心轮的大体过程是： 1)根据T、S1~S3确定夹紧行程h。 2)根据h确定偏心量e（β1≤30,