一、夹紧装置的组成和要求

1． 夹紧装置的组成

工件在夹具中正确定位后，由夹紧装置将工件夹紧。夹紧装置的组成有：

1）动力装置：产生夹紧动力的装置。

2）夹紧元件：直接用于夹紧工件的元件。

3）中间传力机构：将原动力以一定的大小和方向传递给夹紧元件的机构。

图34－1 夹紧装置的组成

1－气缸2－斜楔3－ 滚子4－压板

在有些夹具中，夹紧元件（例如图34－1中的压板4）往往就是中间传力机构的一部分，难以区分，统称为夹紧机构。

2． 对夹紧装置的要求

1）夹紧过程不得破坏工件在夹具中占有的定位位置。

2）夹紧力要适当，既要保证工件在加工过程 中定位的稳定性，又要防止因夹紧力过大损伤工件表面或使工件产生过大的夹紧变形。

3）操作安全、省力。

4）结构应尽量简 单，便于制造，便于维修。

二、夹紧力的确定

1．夹紧力作用点的选择

1）夹紧力的作用点应正对定位元件或位于定位元件所形成的支承面内

2）夹紧力的作用点应位于工件刚性较好的部位

3）夹紧力作用点应尽量靠近加工表面，使夹紧稳固可靠

图34－2  夹紧力作用点的选择

1－定位元件 2－工件

图 34－3  夹紧力的作用点应位于工件刚性较好的部位

图34－4 夹紧力的作用点应位于靠近加工表面

1－压盖  2－基座

2．夹紧力作用方向的选择

1）夹紧力的作用方向应垂直于工件的主要定位基面

2）夹紧力的作用方向应与工件刚度{zd0}的方向一致，以减小工件的夹紧变形

3）夹紧力作用方向应尽量与工件的切削力、重力等的作用方向一致，这样可以减小夹紧力。

图34－5  夹紧力应垂直于主要定位基面

图 34－6 夹紧力应与工件刚度{zd0}方向一致

3．夹紧力的估算

设计夹具，估算夹紧力是一件十分重要的工作。 夹紧力过大会增大工件的夹紧变形，还会无谓地增大夹紧装置，造成浪费；夹紧力过小工件夹不紧，加工中工件的定位位置将被破坏，而且容易引发安全事故。

在 确定夹紧力时，可将夹具和工件看成一个整体，将作用在工件上的切削力、夹紧力、重力和惯性力等，根据静力平衡原理列出静力平衡方程式，即可求得夹紧力。为 使夹紧可靠，应再乘一安全系数k，粗加工时取k＝2.5～3，精加工时取k＝1.5～2。

加工过程中切削力的作用点、方向和大小可能都在 变化，估算夹紧力时应按最不利的情况考虑。

三、典型夹紧机构

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。在手动夹紧中，斜楔往往和其他机构联合使用。

斜 楔夹紧机构的缺点是夹紧行程小，手动操作不方便。斜楔夹紧机构常用在气动、液压夹紧装置中，此时斜楔夹紧机构不需要自锁。

2．螺旋 夹紧机构

采用螺旋装置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。螺旋夹紧机构可以看作是绕在圆柱表面上的斜面，将它展开就相当于一个斜 楔。

3．偏心夹紧机构

偏心夹紧机构是斜楔夹紧机构的一种变型，它是通过偏心轮直接夹紧工件或与其他元件组 合夹紧工件的。常用的偏心件有圆偏心和曲线偏心，圆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，故一般只在被 夹紧表面尺寸变动不大和切削过程振动较小的场合应用。

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。

5．铰链夹紧机构

铰链夹紧机构是一种增力装置，它具有增力倍数较大、摩擦损失较小的优点，广泛应用于气动夹具中。

6．联动夹紧机构

图34－7双向作用固定式活塞气缸图

1－前盖 2－气缸体 3－活塞杆 4－活塞 5－密封圈 6－后盖

联 动夹紧机构是一种高效夹紧机构，它可通过一个操作手柄或一个动力装置，对一个工件的多个夹紧点实施夹紧，或同时夹紧若干个工件。

四、夹紧 的动力装置

在大批大量生产中，为提高生产率、降低工人劳动强度，大多数夹具都采用机动夹紧装置。驱动方式有气动、液动、气液联合驱动，电 （磁）驱动，真空吸附等多种形式。

1．气动夹紧装置

气动夹紧装置以压缩空气作为动力源推动夹紧机构夹紧工 件。常用的气缸结构有活塞式和薄膜式两种。

活塞式气缸按照气缸装夹方式分类有固定式、摆动式和回转式三种，按工作方式分类有单向作用和双 向作用两种，应用最广泛的是双作用固定式气缸。

2．液压夹紧装置

液压夹紧装置的结构和工作原理基本与气动 夹紧装置相同，所不同的是它所用的工作介质是压力油。与气压夹紧装置相比，液压夹紧具有以下优点：

① 传动力大，夹具结构相对比较小；

② 油液不可压缩，夹紧可靠，工作平稳；

③ 噪声小。它的不足之处是须设置专门的液压系统，应用范围受限制。

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