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2023-06-24
常用夹紧装置及优化设计建议
【摘要】：常用的偏心件是偏心轮或偏心轴，图5-31所示为偏心夹紧装置的应用实例。偏心轮的参数已经标准化，具体设计时，有关参数可查阅夹具设计手册。如图5-34所示的几种常见的快速螺旋夹紧装置可以克服这一缺点。在夹紧装置中，结构形式变化最多的是螺旋压板装置。
夹紧装置的种类很多，这里只简单介绍其中一些典型装置，其他实例详见有关手册或图册。
1.斜楔夹紧装置
斜楔夹紧装置是指用斜楔作为传力元件或夹紧元件的夹紧装置。它是利用其斜面的移动所产生的压力夹紧工件的。图5-30（a）所示为直接用斜楔作为夹紧元件的夹紧装置。工件装入后，敲击斜楔大头，夹紧工件。加工完成后，敲击小头，松开工件。由于用斜楔直接夹紧工件的夹紧力小，费时费力，所以在实际生产中很少使用，而常常是将斜楔与其他机构联合起来使用。图5-30（b）所示为斜楔、滑柱、杠杆组合的夹紧装置，它可以用手动，也可以用气动或液动实现夹紧。图5-30（c）所示为端面斜楔、杠杆组合夹紧装置。
2.偏心夹紧装置
用偏心元件直接或间接夹紧工件的夹紧机构，称为偏心夹紧装置。这种机构夹紧动作快，工作效率高，应用较广泛。常用的偏心件是偏心轮或偏心轴，图5-31所示为偏心夹紧装置的应用实例。图5-31（a）用的是偏心轮，图5-31（b）用的是偏心轴，图5-31（c）用的是偏心叉。
图5-30 斜楔夹紧装置
图5-31 偏心夹紧装置
偏心夹紧装置的特点是结构简单、操作方便、夹紧迅速，缺点是夹紧力和夹紧行程小，自锁性差，一般用于切削力不大、振动小、没有离心力影响的加工中。
偏心轮的参数已经标准化，具体设计时，有关参数可查阅夹具设计手册。
3.螺旋夹紧装置
采用螺旋直接夹紧或采用螺旋与其他元件组合实现夹紧工件的机构，称为螺旋夹紧装置。图5-32所示为应用这种机构夹紧工件的实例。它的结构简单，夹紧行程大，尤其具有增力大、自锁性能好的特点，其许多元件都已标准化，适用于手动夹紧，在生产中使用极为普遍。
（1）简单螺旋夹紧机构。图5-32（a）、（b）所示为直接用螺钉或螺母夹紧工件的机构，称为简单螺旋夹紧装置。在图5-32（a）中，螺钉头直接与工件表面接触，可能会损伤工件表面或带动工件转动。克服这一缺点的方法是在螺钉头部装上如图5-33所示的摆动压块。摆动压块的结构已经标准化，可根据夹紧表面进行选择。
图5-32 螺旋夹紧装置
摆动压块的结构有：A 型，其端面是光滑的，用于夹紧已加工表面[图5-33（a）]；B 型，其端面有齿纹，用于夹紧毛坯表面[图5-33（b）]；当夹紧时要求螺钉只移动不转动，可采用如图5-33（c）所示的结构。
图5-33 摆动压块
简单螺旋夹紧装置的主要缺点是夹紧动作慢，工件装卸费时。如图5-32（b）所示的螺母夹紧机构，装卸工件时，要将螺母拧上拧下、费时费力。如图5-34所示的几种常见的快速螺旋夹紧装置可以克服这一缺点。如图5-34（a）所示使用了开口垫圈，夹紧螺母的外径小于工件孔径，松开螺母取下开口垫圈，工件就可以方便地装卸。图5-34（b）采用了快卸螺母，其螺孔内钻有倾斜光孔，其孔径略大于螺纹外径，螺母倾斜沿着光孔套入螺杆，然后将螺母摆正，使之与螺杆旋合，便可夹紧工件。在图5-34（c）中，夹紧轴上开有相连的直槽和螺旋槽，先推动手柄，使摆动压块迅速靠近工件，继而转动手柄，夹紧工件并自锁。在图5-34（d）中，螺杆轴上开有直槽，推动手柄1，使螺杆轴带动摆动压块迅速靠近工件，将手柄2 扳回至图示位置，转动手柄1 带动螺母旋转，因手柄2 的限制，螺母不能右移，致使螺杆带动摆动压块左移，从而夹紧工件；松开时，先反转手柄1，稍微松开后即可扳下手柄2，为手柄1 的快速右移让出空间。
图5-34 快速螺旋夹紧机构
（2）螺旋压板夹紧装置。在夹紧装置中，结构形式变化最多的是螺旋压板装置。此种夹紧装置结构简单，夹紧力和夹紧行程都较大，而且还可以通过压板所形成的杠杆比加以调节，因此，在手动夹紧装置中应用极为广泛。图5-35所示为几种常见螺旋压板夹紧装置的典型结构，图5-35（a）、（b）所示为移动压板式，图5-35（c）、（d）所示为回转压板式。
图5-35 螺旋压板夹紧装置
（3）螺旋钩形压板夹紧装置。图5-36所示为螺旋钩形压板夹紧装置。其特点是结构紧凑，使用方便。螺旋钩形压板夹紧装置的种类很多，使用时可参考有关手册。当钩形压板妨碍工件装卸时，可采用如图5-37所示的自动回转钩形压板。
图5-36 螺旋钩形压板夹紧装置
图5-37 自动回转钩形压板
4.联动夹紧装置
利用单一力源实现单件或多件的多点、多向同时夹紧的机构称为联动夹紧装置。联动夹紧装置便于实现多件加工，故能减少机动时间；又因集中操作，简化了操作程序，可减少动力装置数量、辅助时间和工人劳动强度等，能有效地提高生产率，在大批量生产中应用广泛。
如图5-38所示，多点夹紧机构中有一个重要的浮动机构或浮动元件，在夹紧工件的过程中，若有一个夹紧点接触，该元件就能摆动（图5-38（a））或移动（图5-38（b）），使两个或多个夹紧点都与工件接触，直至最后均衡夹紧。图5-38（c）所示为四点双向浮动夹紧机构，夹紧力分别作用在两个相互垂直的方向上，每个方向各有两个夹紧点，通过浮动元件实现对工件的夹紧，调节杠杆L1、L2 的长度可改变两个方向夹紧力的比例。
图5-38 浮动压头和四点双向浮动夹紧机构
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