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典型夹紧机构优化设计

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:图3-37 为较简单的螺旋夹紧机构,图3-37a)为螺钉夹紧,螺钉头部直接压紧工件表面,螺钉转动时易划伤工件表面,且易使工件产生转动,破坏工件的定位。图3-37螺旋夹紧机构a)螺钉夹紧;b)螺钉加活动压块夹紧;c)螺母夹紧 1—活动压块;2—衬套;3—螺钉螺旋夹紧机构结构简单,容易制造。图3-43 是多件联动夹紧机构实例。

典型夹紧机构优化设计

1.斜楔夹紧机构

斜楔是夹紧机构中最为基本的一种形式,它是利用斜面移动时所产生的力来夹紧工件的,常用于气动和液压夹具中。图3-36a)为一钻床夹具,它用移动斜楔1 产生的力夹紧工件2,取斜楔1 为分离体,分析其所受的作用力,如图3-36b)所示,根据静力平衡条件,可得斜楔夹紧机构的夹紧力为

式中 FQ—作用在斜楔上的作用力;

α—斜楔升角;

φ1—斜楔与工件间的摩擦角

φ2—斜楔与夹具体间的摩擦角。夹紧机构一般都要求自锁,即在去除作用力FQ后,夹紧机构仍能保持对工件的夹紧,斜楔自锁条件为

图3-36 斜楔夹紧

a)钻床夹具;b)斜楔受力分析
1—斜楔;2—工件

2.螺旋夹紧机构

采用螺旋直接夹紧或与其他元件组合实现夹紧的机构,统称螺旋夹紧机构。螺旋夹紧机构可以看作绕在圆柱表面上的斜面,将它展开就相当于一个斜楔。

图3-37 为较简单的螺旋夹紧机构,图3-37a)为螺钉夹紧,螺钉头部直接压紧工件表面,螺钉转动时易划伤工件表面,且易使工件产生转动,破坏工件的定位。图3-37b)在螺钉3的头部增加活动压块1 与工件表面接触,拧螺钉时,压块不随螺钉转动,并且增大了承压面积,通过更换衬套2 可提高夹紧机构的使用寿命。图3-37c)为螺母夹紧,适用于夹紧毛坯表面。

图3-37 螺旋夹紧机构

a)螺钉夹紧;b)螺钉加活动压块夹紧;c)螺母夹紧
1—活动压块;2—衬套;3—螺钉

螺旋夹紧机构结构简单,容易制造。由于螺旋升角小,螺旋夹紧机构的自锁性能好,夹紧力和夹紧行程都较大,在手动夹具上应用较多。图3-38 为螺旋压板夹紧机构。拧动螺母1通过压板4 压紧工件表面。采用螺旋压板组合夹紧时,由于被夹紧表面的高度尺寸有误差,压板位置不可能一直保持水平,在螺母端面和压板之间设置球面垫圈和锥面垫圈,可防止在压板倾斜时,螺栓不致因受弯矩作用而损坏。

3.偏心夹紧机构

偏心夹紧机构(图3-39)是利用偏心轮回转半径逐渐增大而产生夹紧作用的,其原理和斜楔工作时斜面高度由小变大而产生的斜楔作用相同。偏心夹紧机构具有结构简单、夹紧迅速等优点;但它的夹紧行程小,增力倍数小,自锁性能差,常用于切削平稳、切削力不大的场合。

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图3-38 螺旋压板夹紧机构

1—螺母;2—球面垫圈;3—锥面垫圈;4—压板

图3-39 偏心夹紧机构

4.定心夹紧机构

定心夹紧机构能够在实现定心作用的同时,又起着将工件夹紧的作用。定心夹紧机构中与工件定位基面相接触的元件,既是定位元件,又是夹紧元件。

定心夹紧机构从工作原理可分为依靠定心夹紧机构等速移动实现定心夹紧和依靠定心夹紧机构产生均匀弹性变形实现定心夹紧两种类型。图3-40 为一螺旋定心夹紧机构,螺杆3 的两端分别有螺距相等的左、右螺纹,转动螺杆,通过左、右螺纹带动两个V 形块1 和2 同步向中心移动,从而实现工件的定心夹紧。叉形件7 可用来调整对称中心的位置。

图3-40 螺旋定心夹紧机构

1,2—V 形块;3—螺杆;4,5,6,8,9,10—螺钉;7—叉形件

图3-41a)为工件以外圆柱面定位的弹簧夹头,旋转螺母4,其内螺孔端面推动弹性夹头2 向左移动,锥套3 内锥面迫使弹性夹头2 上的簧瓣向里收缩,将工件夹紧。图3-41b)为工件以内孔定位的弹簧心轴,旋转带肩螺母8 时,其端面向左推动锥套7 迫使弹性夹头6 上的簧瓣向外涨开,将工件定心夹紧。

图3-41 弹性定心夹紧机构

a)弹簧夹头;b)弹簧心轴
1—夹具体;2,6—弹性夹头;3,7—锥套;4,8—螺母;5—锥度心轴

5.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,为减少装夹时间,简化机构,常采用各种联动夹紧机构。图3-42 是联动夹紧机构实例,图3-42a)是实现相互垂直的两个方向的夹紧力同时作用的联动夹紧机构;图3-42b)是实现相互平行的两个夹紧力同时作用的联动夹紧机构。图3-43 是多件联动夹紧机构实例。

图3-42 联动夹紧机构

图3-43 多件联动夹紧机构

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