机床夹具典型夹紧机构

    将工件定位后的位置固定下来称为夹紧，夹紧的目的是保持工件在定位中所获得的正确位置，使其在外力（夹紧力、切削力、离心力等外力）作用下，不发生移动和振动。

图 9-33 液压夹紧的铣床夹具

1 －压板　 2 －铰链臂　 3 －活塞杆　 4 －液压缸　 5 －活塞

1 . 夹紧装j的组成

    夹紧装置由两个基本部分组成。

（ 1 ）动力装置

    夹紧力的来源于人力或者某种动力装置。用人力对工件进行夹紧称为手动夹紧。用各种动力装置产生夹紧作用力进行夹紧称为机动夹紧。常用的动力装置有：液压、气动、电磁、电动和真空装置等。

（ 2 ）夹紧机构

    一般把夹紧元件和中间传递机构和成为夹紧机构。

1 ）中间传递机构 它是在动力装置与夹紧元件之间，传递夹紧力的机构。其主要作用有：改变作用力的方向和大小；夹紧工件后的自锁性能，保证夹紧可靠，尤其在手动夹具中。

2 ）夹紧元件 是执行元件，它直接与工件接>，最终完成夹紧任务。

    图 9-33 所示 是液压夹紧的铣床夹具 。其中，液压缸 4 、活塞 5 、活塞杆 3 组成了液压动力装置，铰链臂 2 和压板 1 等组成了铰链压板夹紧机构，压板 1 是 夹紧元件。

2 . 对夹紧装置的基本要求

（ 1 ）能保证工件定位后占据的正确位置。

（ 2 ）夹紧力的大小要适当、稳定。既要保证工件在整个加工过程中的位置稳定不变，振动小，又要使工件不产生过大的夹紧变形。夹紧力稳定可减少夹紧误差。

（ 3 ）夹紧装置的复杂程度与生产类型相适应。工件的生产批量越大，允许设计越复杂、效率越高的夹紧装置。

（ 4 ）工艺性好，使用性好。其结构应尽量简单，便于制造和维修；尽可能使用标准夹具零部件；操作方便、安全、省力。

    设计夹具的夹紧机构时，所需夹紧力的确定包括夹紧力的作用点、方向、大小三要素。

1 . 夹紧力的方向

（ 1 ）夹紧力的方向应有助于定位，不应破坏定位。

图 9-34 夹紧力的方向朝向主要定位面

    只有一个夹紧力时，夹紧力应垂直于主要定位支承或使各定位支承同时受夹紧力作用 。

    图 9-34 所示 为夹紧力朝向主要定位面的示 例。图 a 中，工件以左端面与定位元件的 面接触，限制工件的三个自由度；底面与 面接触，限制工件的二个自由度；夹紧力朝向主要定位面 ，有利于保证 孔与左i面的垂直度要求 。 图ｂ中，夹紧力朝向Ｖ形块的Ｖ形面，使工件装夹稳定可靠 。

图 9-35 分别加力和一力两用

图 9-36 夹紧力与切削力、重力的关系

    图 9-35 所示是一力两用和使各定位基面同时受夹紧力作用的情况。图 a 对第一定位基面施加 ， 对第二定位基面施加 ；图 b、 c 所示施加 代替 、 ，使两定位基面同时受到夹紧力的作用 。

用几个夹紧力分别作用时，主要夹紧力应朝向主要定位支承面，并注意夹紧力的动作顺序。如三平面组合定位， ， 是主要夹紧力，朝向主要定位支承面，应最后作用； 、 应先作用 。

（ 2 ）夹紧力的方向应方便装夹和有利于减小夹紧力，最好与切削力、重力方向一致。

图 9-36 所 示为夹紧力与切削力、重力的关系：

图 a 夹紧力 与重力 、切削力 方向一致，可以不夹紧或用很小的夹紧力4 ；

图 b 夹紧力 与切削力 垂直，夹紧力较小： ；

图 c 夹紧力 与切削力 成夹角 ，夹紧力较大：

图 d 夹紧力 与切削力 、重力 垂直，夹紧力最大： 

图 e 夹紧力 与切削力 、重力反向，夹紧力较大： 

    由上述匚隹芍图 a 、 b 应优先选用，图 c 、 e 次之，图ｄ最差，应尽量避免使用。上面公式中的 为工件与支承间的摩擦系数。

3 . 夹紧力的大小

    夹紧力的大小必须适当。过小，工件在加工过程中发生移动，破坏定位；过大，使工件和夹具产生o紧变形，影响加工质量。

    理论上，夹紧力应与工件受到切削力、离心力、惯性力及重力等力的作用平衡；实际上，夹紧力的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传递效率等有关。切削力在加工过程中是变化的，因此夹紧力只能进行o略的估算。

估算夹紧力时，应找出对夹紧最不利的瞬时状态，略去次要因素，考虑主要因素在力系中的影响。通常将夹具和工件看成一个刚性系统，建立切削力、夹紧力 、（大型工件）重力、（高速运动工件）惯性力、（高速旋转工件）离心力、支承力以及摩擦力静力平衡条件，计算出理论夹紧力 。则实际夹紧力 为

（ 9-17 ）

式中 —— 安全系数，与加工性质（粗、精加工）、切削特点（连续、断续切削）、夹紧力来源（手动、机动夹紧）、刀具情况有关。一般取 ；粗加工时， ；精加工时， 。

生产中还经常用类比法（或试验）确定夹紧力。