【導(dǎo)讀】的是一批工件，所以定位就專門研究一批工件在專用夾具中的定位。怎樣才算“確定”、“正確”，是本章要講的主要內(nèi)容。由產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員確定。見圖所示鍵槽為加工面，h、L、為三個(gè)方向。夾具定位元件接觸的工件上的點(diǎn)、線、面。定位基準(zhǔn)由工藝人員確定，是工序圖上標(biāo)“”所。件上的要素為對(duì)刀基準(zhǔn)。本門課中涉及尺寸精度獲得的方法一般視為調(diào)整法。準(zhǔn)確，反之稱設(shè)計(jì)、制造不準(zhǔn)確。②用“定位元件”來限制理論上應(yīng)該限制的自由度。2)在分析定位元件起定位作用時(shí)不考慮外力影響，即要分清定位和夾緊的區(qū)別。④各定位元件限制的自由度原則上不允許重復(fù)或干涉。工件重心應(yīng)落在定位元件形成的穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)。

　　

【正文】 中間遞力機(jī)構(gòu)：介于⑴、⑵之間的機(jī)構(gòu)。 作用： 1) 改變夾緊作用力的方向：上例變水平力為垂直力； 2) 改變夾緊作用力的大?。荷侠毙ň哂性隽ψ饔茫? 3) 保證安全自鎖（在夾緊作用力去除后， 仍不松開工件）：上例斜楔具有自鎖性。 2．夾緊裝置的基本要求 (1) 工件不移動(dòng)原則； (2) 工件不變形原則； (3) 工件不振動(dòng)原則； (4) 安全、方便、省力； (5) 自動(dòng)化、復(fù)雜化程度與生產(chǎn)綱領(lǐng)相一致。 要求 (1)主要在粗加工時(shí)考慮，要求 (2)、 (3)主要在精加工時(shí)考慮。 167。 設(shè)計(jì)夾緊裝置的基本準(zhǔn)則 設(shè)計(jì)和選用夾緊裝置的關(guān)鍵是如何正確施加夾緊力 FW，也就是如何確定夾緊力的大小、方向、作用點(diǎn)。 1．與夾緊力方向有關(guān)的準(zhǔn)則 (用箭頭 “ ”表示夾緊力的方向，箭頭指向處為夾緊力作用點(diǎn)，祥細(xì)標(biāo)注形式見附表 1) ⑴ 不能破壞定位精度，如圖 、 所示。 圖 夾緊力的方向應(yīng)有助于定位： a)錯(cuò)誤、 b)正確。 圖 夾緊力應(yīng)指向主要定位基面： b)、 c)錯(cuò)誤， d)正確 結(jié)論：主力向應(yīng)盡量垂直主要定位面 。 (2) 有利減小夾緊力，如圖 所示， F— 切削力， WF — 夾緊力， G— 工件自重。 圖 夾緊力方向與夾緊力大小的關(guān)系 a) F、 FW、 G 三力同向，且指向夾具體 FW 最小 b) F=(G+ FW)f → FW =F/f－ G＝ － G (假設(shè) f= 下同 ) c) F1－ G1=( Fw+G2+ F2)f (假設(shè) G2=G1=、 F1=F2= 下同 ) → FW＝ ( F1－ G1)/f－ G2－ F2 ＝ (－ )/f－ － ＝ － － － ＝ － d) Fw f =F+G→ FW =( F+G)/f＝ ＋ FW 最大 e) (F＋ FW)f＝ G→ FW＝ G/f－ F ＝ － F f) FW =F+G 結(jié)論：切削力應(yīng)盡量傳給夾具體。 (3) 有利減小工件變形，如圖 所示。 結(jié)論：夾緊力的方向應(yīng)是工件剛度較高的方向 。 2．與夾緊力作用點(diǎn)有關(guān)的準(zhǔn)則 ⑴ 保證定位穩(wěn)定可靠 如圖 所示，應(yīng)避免夾緊力與支承反力構(gòu)成力偶。 圖 夾緊力方向與工件剛性的關(guān)系： b)較 a)好 圖 作用點(diǎn)與定位支承點(diǎn)的關(guān)系： b)、 c)、 e)、 g)正確， d)、 f)、 h)錯(cuò)誤。 結(jié)論：夾緊力作用點(diǎn)應(yīng)落在定 位元件支承范圍內(nèi)。 (2) 有利減小變形 如圖 所示，作用點(diǎn)位于工件剛性較好部位；變集中作用力為分散作用力。 圖 作用點(diǎn)應(yīng)在工件剛度高的部位 a)、 c)正確， b)、 d)、 e)錯(cuò)誤。 ⑶ 有利減小振動(dòng)，如圖 所示。 圖 作用點(diǎn)應(yīng)靠近加工面： a)、 c)合理， b)、 d)不合理 結(jié)論：作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近工件加工部位。 當(dāng)作用點(diǎn)只能遠(yuǎn)離加工面時(shí)，可增設(shè)輔助支承，如圖 所示。 圖 增設(shè)輔助支承和輔助夾緊力 1－工件 2－輔助支承 3－刀具 3． 與夾緊力大小有關(guān)的準(zhǔn)則 夾緊力過小→夾緊不可靠→ 工件產(chǎn)生移動(dòng)→破壞定位； 夾緊力過大→工件變形增大→△ jj 增大。 夾緊力大小確定： 理論夾緊力 FW 根據(jù)切削力 F(刀具課講 )大小，按靜力平衡 (力學(xué)課講 )求出； 實(shí)際夾緊力 (FWk)： FWk=KFW (K粗加工 ～ 3；精加工 ～ 2) 4．其它準(zhǔn)則 ⑴ 定位的夾緊力先動(dòng)作，夾緊的夾緊力后動(dòng)作，如圖 所示， P 力先動(dòng)作， F 力后動(dòng)作。 ⑵ 夾緊元件只有在夾緊方向上移動(dòng)，夾緊過程中才不致破壞定位，如圖 所示。 圖 定 位 夾 緊 力 先 動(dòng) 作 圖 a) 較 b) 易破壞定位 1 螺釘 2 螺母 3 壓塊 4 工件 167。 基本夾緊機(jī)構(gòu) ↓ F ↓F P→ 1．斜楔夾緊機(jī)構(gòu) 如圖 所示，錘擊斜楔夾緊和松開工件，原理是楔緊作用。 斜楔夾緊機(jī)構(gòu) 1－斜楔 2－工件 3－夾具體 ⑴ 夾緊力 FW計(jì)算： FQ—夾緊作用力； ? —斜楔升角； 1? 、 2? 摩擦角。受力分析見圖 a)所示，由靜力平衡： F1+FRx= QF 而 F1= FWtg 1? FRx= FWtg(? + 2? ) ∴ FW= FQ /［ tg 1? + tg(? + 2? )］ 圖 斜楔的受力分析 （ 2）結(jié)構(gòu)特點(diǎn) a) 自鎖性：見圖 )所示受力分析，當(dāng)夾緊作用力取掉后，在純摩擦力作用下，仍能保持夾緊的現(xiàn)象。 自鎖條件： F1＞ FRx 即 FW tg 1? ＞ FWtg(? － 2? ) tg 1? ＞ tg(? － 2? ) 當(dāng)角度較小時(shí)有： 1? ＞ ? － 2? ? ＜ 1? ＋ 2? 為自鎖條件 一般 1? 、 2? =6186。 ∴ max? =12186。 一般取 6186?！?8186。 b) 改變作用力方向； c) 增力： Fi = WF / QF =1/［ tg 1? + tg(? + 2? )］ = d) 夾緊行程 h ?。?tg? =h/s=tg6176。 = ∴當(dāng) S=10 時(shí) h=1 ⑶ 應(yīng)用：主要用于機(jī)動(dòng)夾緊，且工件精度較高。 2．螺旋夾緊機(jī)構(gòu)：螺旋相當(dāng)于斜楔繞在圓柱體上形成，所以夾緊工件仍是楔緊作用。 ⑴ 夾緊力計(jì)算：受力分析見圖 所示。 MQ—原始力矩 M1—螺母阻止螺釘轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩 M2—工件阻止螺釘轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩作用下處于平衡 MQ－ M1－ M2＝ 0 MQ = FQ178。 L； M1= 2d / 2178。 FW tg(? + 1? )； M2=r? FW tg 2? FW = FQ L/［ d2/2tg(? + 1? )+r? tg 2? ］ (a) (b) 圖 螺旋夾緊受力分析 FW—— 夾緊力 (N)； FQ—— 原始作用力 (N)； L—— 作用力臂 (mm)； d2—— 螺紋中徑 (mm)； ? —— 螺紋升角 (176。 )； 1? —— 螺螺 紋處摩擦角 (176。 )； 2? — －螺釘端部摩擦角 (176。 )； r′――螺釘端部當(dāng)量摩擦半徑 (mm)。 ⑵ 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 具有斜楔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，而且螺紋升角 ? ≤ 4176。，自鎖性能更好，耐振；夾緊行程不受限制，但夾緊行程大時(shí)，操作時(shí)間長。如圖 所示，常見單個(gè)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。 圖 單個(gè)螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 圖 擺動(dòng)壓塊 1 螺釘 2 螺母 3 壓塊 4 工件 5 螺母 6 墊圈 圖 所示， a) 結(jié)構(gòu)簡單，但易壓傷工件表面，易帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)； b)帶有擺動(dòng)壓塊，克服了 上述不足。圖 所示是常用的幾種擺動(dòng)壓塊，受壓面是光面用 a)、毛面用 b)。 ⑶ 應(yīng)用：廣泛用在手動(dòng)夾緊中。 圖 3. 17 所示為典型螺旋壓板夾緊機(jī)構(gòu) 圖 a)、 b)、 c)為普通螺栓壓板機(jī)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)見圖 d)：壓板 2 前端與工件接觸處做成圓弧面，以免壓傷工件；采用球面墊圈，以適應(yīng)夾緊尺寸變化，否則產(chǎn)生變形，見圖 所示；壓板上開長圓孔，可左右移動(dòng)，便于裝御工件；鎖緊螺母可鎖緊螺桿。圖 a)減力增大行程；圖 b)改變力向；圖 c) 增力減小行程，壓 板 2 左下端做成斜面，控制壓板翻轉(zhuǎn)角度，壓板 2 右下端做成斜面，以 免傷人；圖 e)螺旋鉤形壓板，空間尺寸受限時(shí)用；圖 所示萬能調(diào)節(jié)壓板，工作原理：轉(zhuǎn)軸 3 中開有孔讓雙頭螺栓 1 通過，轉(zhuǎn)軸 3 和壓板 4 通過套蓋 6 裝成整體，可相對(duì)雙頭螺栓 1 上下移動(dòng)，同時(shí)壓板 4 相對(duì)轉(zhuǎn)軸 3 可轉(zhuǎn)動(dòng)，夾緊工件時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)螺母 2 壓轉(zhuǎn)軸 3 傳壓壓板 4 而壓工件，夾緊工件的高度可在 0 與某一極限值之間無級(jí)變化。 (d) (e) 圖 典型螺旋壓板機(jī)構(gòu) 1－工件 2－壓板 3－ T 型槽用螺母 圖 球面墊圈的補(bǔ)償 圖 萬能調(diào)節(jié)壓板 (a) (b) (c) 1 工件 2 壓板 作用使螺栓不致彎曲 1－雙螺栓 2－螺母 3－轉(zhuǎn)軸 4－壓板 5－ T 形槽螺母 6－套蓋 圖 所示快速裝卸螺旋夾緊機(jī)構(gòu)：圖 a)中螺母 5 外徑小于工件內(nèi)孔，當(dāng)松動(dòng)螺母 5時(shí)，可取下開口墊圈 4 而快速裝卸工件；圖 b)中快卸螺母 5 中鉆有光滑斜孔，其直徑略大于螺紋公稱直徑，螺母旋轉(zhuǎn)出一段距離后，就可傾斜取下螺母；圖 c)中松動(dòng)螺釘 7 可轉(zhuǎn)動(dòng)回轉(zhuǎn)壓板 6 而裝卸工件；圖 d)螺桿 1 下端做成 T 形扁舌，松開螺母 5， 90176。轉(zhuǎn)動(dòng)手柄 2，可抽出螺桿 1 而裝卸工件；圖 e)中，螺桿 1 上開有直槽連著螺旋槽，向左快進(jìn)手柄 2 并轉(zhuǎn)動(dòng)可夾緊工件。 圖 快速螺旋夾緊機(jī)構(gòu) 1－螺桿 2－手柄 3－擺動(dòng)壓塊 4－墊圈 5－螺母 6－回轉(zhuǎn)壓板 7－螺釘 3．偏心夾緊機(jī)構(gòu) 見圖 所示，圖 (a)中，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄 1，帶動(dòng)圓偏心輪 2 轉(zhuǎn)動(dòng)，通過壓板 5 夾緊和松開工件。圖 (b)分析，圓偏心輪相當(dāng)于曲線楔繞在基圓上形成，所以夾緊工件仍是楔緊作用。 (a) 1 手柄 2 偏心輪 3 銷 4 墊板 5 壓板 (b) (c) 圖 圓偏心夾緊機(jī)構(gòu) ⑴ 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：見圖 (c) 1O 是幾何中心； O 是回轉(zhuǎn)中心； R 是幾何半徑； r 是回轉(zhuǎn)半徑 (回轉(zhuǎn)中心和切點(diǎn)的連線 ) ；0R 是最小回轉(zhuǎn)半徑； e 是偏心量， e = R－ 0R ；升角 ? 是 r 的垂線和受壓面之間的夾角；回轉(zhuǎn)角 ? 是 1OO 連線與水平線的夾角，兩線重合時(shí)， ? =0，使 r 增大方向 ? 為正，所以 ?在177。 90176。范圍內(nèi)。 ① 夾緊行程 S S=MB－ R0= (M 1O + 1O B)－ R0=(M 1O +R)－ R0＝ (R－ R0) ＋ e sin? = e (1＋ sin? ) 反映了 S 隨 ? 的變化規(guī)律，展開如圖 所示，即為曲線楔的展開圖。 圖 S=e (1＋ sin? )展開圖 討論：當(dāng) ? = － 90176。時(shí)， S=0，當(dāng) ? =90176。時(shí)， S=2e，∴ S 在 0～ 2e 。 ② 升角 ? ：是變化的，也即楔角是變化的。 tg =OM / (M + B)= e cos / (e sin +R) 討論：當(dāng) =177。 90176。時(shí)， cos =0， tg =0，＝ 0 當(dāng) ＝ 0176。時(shí)， cos = sin ? =0， tg? = e / R→ max，max? ≈ e / R ③ 自鎖條件 因?yàn)樾毙ǖ淖枣i條件： ? ≤ 1? ＋ 2? 所以曲線楔的自鎖條件： max? ≤ 1? ＋ 2? ↓ 2? 為轉(zhuǎn)動(dòng)付中的摩擦角，很小可忽略。 max? ≤ 1? →→ 2e / D≤ D/ e ≥ 2 / D≥ 2e / 一般 =～ 自鎖條件： D/ e ≥ 14～ 20 ④ 有效工作區(qū)域：一般常選下面兩種工作區(qū)域 1)β =177。 30176?！?77。 45176。，為 P 點(diǎn)左右，楔角變化小，工作較穩(wěn)定， ? 大自鎖性能差； 2)β =－ 15176?！?75176。，楔角變化大，工作不穩(wěn)定，但夾緊時(shí) ? 小，自鎖性能好。 ⑵ 夾緊力計(jì)算 圓偏心在任一夾緊位置等效