塑料成形工艺与模具设计2

2-3工件的夹紧一、定位与夹紧的区别二、夹紧装置的组成和设计要求三、确定夹紧力的原则四、常见的夹紧机构五、夹紧方案设计及夹紧力计算举例定位与夹紧的区别：定位是限制工件的不定度，使工件在机床上（或夹具中）获得加工所要求的正确位置。夹紧是使工件在外力作用下不能运动，以便在加工过程中保持原有的位置。夹紧并不意味着工件的所有不定度都被限制。思考：定位与夹紧的关系一、定位与夹紧的区别夹紧装置：工件定位后将其固定，使其在加工过程中保持定位位置不变的装置，称为夹紧装置。（一）夹紧装置的组成：（两个部分组成）1、动力源：产生夹紧作用力手动夹紧：人力提供动力源机动夹紧：以气动、液动、电动等提供动力源。2、夹紧机构：是接受和传递作用力的机构，包括中间递力机构和夹紧元件。中间递力机构的作用：a、改变夹紧力方向；b、改变夹紧力大小；c、提供自锁功能。二、夹紧装置的组成和设计要求二、夹紧装置的组成和设计要求（二）夹紧装置的设计要求1、夹紧力不应破坏定位；夹得稳2、足以抵抗加工中的各种力和振动；3、工件不应发生过度变形；4、有足够的夹紧行程；5、具有自锁性；6、结构简单、易于操作。夹得快二、夹紧装置的组成和设计要求夹得牢夹紧力的确定：大小、方向、作用点（一）夹紧力的方向1、夹紧力的方向应垂直于主要定位基准面主要定位基准面面积大、精度高、限制不定度数目多，二者垂直，有利于准确定位。三、确定夹紧力的原则多向施力与一力多用：三、确定夹紧力的原则2、夹紧力的方向应有利于减小夹紧力三、确定夹紧力的原则（二）夹紧力的作用点（选择原则）1、所选作用点，应保证定位稳定，不破坏定位三、确定夹紧力的原则2、应尽量减小夹紧变形措施：增大受力面积，合理布置作用点三、确定夹紧力的原则三、、确确定定夹夹紧紧力力的的原原则则夹紧紧力力作作用用点点的的位位置置三、、确确定定夹夹紧紧力力的的原原则则径向向夹夹紧紧轴向向夹夹紧紧三、、确确定定夹夹紧紧力力的的原原则则3、、作作用用点点尽尽量量靠靠近近切切削削部部位位，，以以防防止止工工件件产产生生振振动动和和变变形形，，也也可可设设辅辅助助支支承承三、确确定夹夹紧力力的原原则（三））夹紧紧力的的大小小夹紧力力太小小，不不足以以抵抗抗加工工中的的各种种力；；夹紧力力太大大，易易造成成工件件、夹夹具的的较大大变形形。估算夹夹紧力力的方方法：：首先将将工件件视为为分离离体，，分析析作用用在工工件上上的各各种力力；再根据据力系系平衡衡条件件，确确定保保持工工件平平衡所所需的的最小小夹紧紧力；；最后将将乘以以一合合适的的安全全系数数，以以此作作为所所需的的夹紧紧力。。W0=KW一般安安全系系数K=1.5-3粗加工工K=2.5-3精加工工K=1.5-2三、确确定夹夹紧力力的原原则[例1]车车削端端面三、确确定夹夹紧力力的原原则[例1]车车削端端面三、确确定夹夹紧力力的原原则[例2]钻钻孔三、确确定夹夹紧力力的原原则[例3]铣铣平面面三、确确定夹夹紧力力的原原则常用夹夹紧机机构：：斜楔楔、螺螺旋、、圆偏偏心、、铰链链、定定心对对中、、联动动夹紧紧机构构。斜楔夹夹紧机机构1、作作用原原理及及夹紧紧力四、常常见的的夹紧紧机构构斜楔受受力：：Q：外外力;W’：：工件件对斜斜楔的的作用用力，，由夹夹紧反反力W、摩摩擦力力Fμμ2合成；；N’：：夹具具对斜斜楔的的作用用力，，由反反力N、摩摩擦力力Fμμ1合成。。四、常常见的的夹紧紧机构构根据静静力平平衡方方程：：ΣX=0Q-N’’sin(α+φ1)-W’sinφ2=0-----1ΣY=0N’’cos(α+φ1)-W’’cosφφ2=0-----2W=W’cosφ2=N’’cos(αα+φφ1)W’=W/cosφφ2N’=W/cos(α+φ1)将结果果代入入1式式，则则：Q-Wtg(α+φ1)-Wtgφ2=0得：W=Q/[tan(αα+φφ1)+tanφφ2]由于αα、φφ1、φφ2均很小小，且且一般般取φφ1=φφ2=φ,则近似似有：：W=Q/(tanα+2tanφ)一般情情况下下，取取φ1=φφ2=4ºº-6º，，αα=6º-10º四、常常见的的夹紧紧机构构2、结结构特特点（1））自锁锁性：：外力力Q消消失后后，机机构在在摩擦擦力作作用下下，仍仍能夹夹紧工工件的的能力力。四、常常见的的夹紧紧机构构斜楔具具有自自锁性性的受受力分分析：：其铅垂垂方向向的受受力需需满足足：斜楔自自锁条条件为为：楔楔角小小于斜斜楔与与工件件及斜斜楔与与夹具具体之之间的的摩擦擦角之之和。。一般φφ1=φφ2=6ºº，因因此此取αα<=12º实际取取α=6ºº，这这时tan6ºº=0.1=1/10四、常常见的的夹紧紧机构构（2））斜楔楔能改改变原原始作作用力力的方方向（3））斜楔楔具有有增力力作用用：其增力力比为为：ip=W/Q=1/[tan(α+φ1)+tanφφ2]α越小小，增增力比比越大大。（4））斜楔楔夹紧紧行程程小：：α越大大，夹夹紧行行程越越大，，但自锁锁性越越差。。双升角角斜楔楔具有有较大大的夹紧行行程，，又具具有自自锁性性。四、常常见的的夹紧紧机构构（5））斜楔楔夹紧紧的效效率低低：可可加用用滚子子四、常常见的的夹紧紧机构构带滚子子斜楔楔夹紧紧的夹夹紧力力计算算：四、常见见的夹紧紧机构3、斜楔楔夹紧机机构适用用范围斜楔夹紧紧机构增增力比小小，效率率低下，，多用于于机动夹夹紧机构构中。螺旋夹紧紧机构1、作用用原理及及典型结结构：相相当于将将斜楔绕绕在圆柱柱体上，，作用原原理与斜斜楔夹紧紧相似。。四、常见见的夹紧紧机构2、夹紧紧力的计计算四、常见见的夹紧紧机构螺杆在三三个力矩矩作用下下，处于于平衡状状态：四、常见见的夹紧紧机构其它类型型螺纹的的螺杆夹夹紧力计计算：四、常见见的夹紧紧机构3、适用用范围：：结构简简单、夹夹紧可靠靠、增力力比大、、行程不不受限制制，多用用于手动动夹紧。。例：四、常见见的夹紧紧机构当结构尺尺寸受限限制时，，可采用用钩形压压板机构构：四、常见见的夹紧紧机构钩形压板板机构夹夹紧力计计算：四、常见见的夹紧紧机构偏心夹紧紧机构偏心夹紧紧机构靠靠偏心轮轮回转时时回转半半径变大大而产生生夹紧作作用。1垫板2手手柄3偏心心轮4轴5压压板结构简单单，操作作方便，，动作迅迅速；自锁性能能比较差差，增力力比较小小；常用用于切削削平稳而而切削力力不大的的场合。四、常见见的夹紧紧机构四、常见见的夹紧紧机构四、常见见的夹紧紧机构四、常见见的夹紧紧机构铰链夹紧紧机构四、常见见的夹紧紧机构铰链夹紧紧机构四、常见见的夹紧紧机构铰链夹紧紧机构结构简单单，扩力力比大且且摩擦损损失小，，适用于于多点和和多件加加紧，在在气压和和液压中中广泛应应用四、常见见的夹紧紧机构定心、对对中夹紧紧机构特点：定定位、夹夹紧同时时实现定位元件件同时又又是夹紧紧元件用于以中中心线、、对称面面为工序序基准的的场合可分为两两种类型型：1、按定定位夹紧紧元件的的等速移移动或转转动原理理实现定定心、对对中夹紧紧2、按定定位、夹夹紧元件件均匀弹弹性变形形原理实实现定心心夹紧四、常见见的夹紧紧机构1、按定定位夹紧紧元件的的等速移移动或转转动原理理实现定定心、对对中夹紧紧四、常见见的夹紧紧机构四、常见见的夹紧紧机构2、按定定位、夹夹紧元件件均匀弹弹性变形形原理实实现定心心夹紧四、常见见的夹紧紧机构四、常见见的夹紧紧机构四、常见见的夹紧紧机构四、常见见的夹紧紧机构联动夹紧紧机构：：用于同同时有几几个点对对进行夹夹紧或同同时夹紧紧几个工工件的场场合1、多点点夹紧机机构四、常见见的夹紧紧机构浮动夹紧紧机构四、常见见的夹紧紧机构2、多件件夹紧机机构（1）平平行式多多件夹紧紧四、常见见的夹紧紧机构四、常见见的夹紧紧机构（2）对对向式和和复合式式多件夹夹紧四、常见见的夹紧紧机构四、常见见的夹紧紧机构（3）依依次连续续式多件件夹紧四、常见见的夹紧紧机构3、夹紧紧与其它它动作联联动四、常见见的夹紧紧机构四、常见见的夹紧紧机构四、常见见的夹紧紧机构（一）工工序加工工要求：：可采用用粗、精精双轴转转盘铣床床五、夹紧紧方案设设计及夹夹紧力计计算举例例（二）定定位夹紧紧方案五、夹紧紧方案设设计及夹夹紧力计计算举例例（三）夹紧紧力计算及及夹紧元件件的确定：：加工中切切削力是变变化的，应应按最不利利的情况确确定夹紧力力五、夹紧方方案设计及及夹紧力计计算举例铣刀处于O1位置时的铣铣削力为：：支反力简化化为R1、、R2，摩擦因数数取μ=0.3，则则：五、夹紧方方案设计及及夹紧力计计算举例得：取安全系数数K=2.5，则：：最终，选用用直径150mm的的气缸，当当气体压力力为0.5MPa时，可可以产生8584N的拉力。。五、夹紧方方案设计及及夹紧力计计算举例单向作用活活塞式气缸缸五、夹紧方方案设计及及夹紧力计计算举例双向作用活活塞式气缸缸五、夹紧方方案设计及及夹紧力计计算举例薄膜式气缸缸五、夹紧方方案设计及及夹紧力计计算举例增压器工作作原理五、夹紧方方案设计及及夹紧力计计算举例气动增压器器五、夹紧方方案设计及及夹紧力计计算举例气动增压器器原理图五、夹紧方方案设计及及夹紧力计计算举例定位元件与与导引元件件之间的位位置要求五、夹紧方方案设计及及夹紧力计计算举例接头零件五、夹紧方方案设计及及夹紧力计计算举例接头零件铣槽工序定位方案五、夹紧方方案设计及及夹