常用夹紧器装置技巧总结

夹紧装置的种类和形式很多，选择时需要满足加工方法、工件所需夹紧力大小、工件结构和状态、生产率等方面的要求，因此，在设计夹紧机构的具体参数时，要了解各种基本夹紧机构力源类型和大小、自锁性能、夹紧行程、扩力比等工作特点。考虑本书的篇幅，以下重点介绍斜楔、螺旋、偏心等常用的基本夹紧机构，它们都是根据斜面夹紧原理来夹紧工件的。

1）斜楔夹紧机构

图6.35所示为几种斜楔夹紧装置夹紧工件的实例。图6.35（a）是工件上钻互相垂直的两个孔（ϕ8F8和ϕ5F8）。工件装入后，锤击斜楔大端，夹紧工件。加工完成后，锤击小头，松开工件。

图6.35　斜楔夹紧机构

1—夹具体；2—斜楔；3—工件

斜楔夹紧机构的优点是结构简单、有一定的扩力作用，可以方便地改变力的方向。其缺点是行程比较长、夹紧力小且费时费力，夹紧效率低。所以，生产实践中单独应用的不多，一般情况下是将斜楔与其他机构联合使用。图6.35（b）是将斜楔与滑柱压板组合而成的机动夹紧装置。图6.35（c）是由端面斜楔与压板组合而成的手动夹紧装置。

当工件完成夹紧后撤除夹紧源动力后，夹紧机构能够依靠摩擦力的作用，仍能保持对工件的夹紧状态的现象称为自锁。当用斜楔手动夹紧工件时，应使斜楔具有自锁功能，即斜楔的斜面升角应小于斜楔与工件和斜楔与夹具体之间的摩擦角之代数和，如图6.35（c）所示。

2）螺旋夹紧机构

直接采用螺旋副或采用螺旋与其他元件组合的运动副实现夹紧的机构，称为螺旋夹紧机构。它是从斜楔夹紧机构转化而来的，相当于将斜楔斜面绕在圆柱体上，转动螺旋时即可夹紧工件。螺旋夹紧机构的扩力比可达80以上，螺旋线长、升角小，所以自锁性好、结构简单、制造方便、适应性强，夹紧力和夹紧行程大，是应用最广泛的一种夹紧装置。但是夹紧动作慢、操作强度大，所以在机动夹紧装置中较少应用。它一般又包括简单螺旋夹紧装置、螺旋压板夹紧装置等。

（1）简单螺旋夹紧装置

图6.36（a）所示是用螺钉直接压在工件表面上，接触面积小、压强大，螺钉转动时，可能会损伤工件已加工表面，或带动工件旋转。为克服这一缺点的方法，图6.36（b）在螺钉头部装上摆动压块5。手动转动手柄，使压紧螺钉1向下移动，通过摆动压块5将工件6夹紧。摆动压块既可增大夹紧接触面积，又能防止压紧螺钉旋转时带动工件偏转破坏定位和损伤工件表面。

图6.36　简单螺旋夹紧装置

图6.37　适应快速装夹的压紧结构

1—螺旋轴；2—手柄；3—摆动压块(www.xing528.com)

为克服简单螺旋夹紧装置夹紧动作慢、工件装卸费时的缺点，工程上对其压紧结构件进行了很多改进，如图6.37所示的为几种常用的适应快速装夹的螺旋压紧结构形式。图6.37（a）中使用了开口垫圈，且所用螺母的外径小于工件的内孔，当装夹时，螺母只需拧松几扣螺纹，即可抽出开口垫圈，卸掉工件。图6.37（b）中采用了结构特别的快卸螺母，卸掉工件时，将螺母旋松并向右摆动即可直接卸掉螺母，实现快速装夹。图6.37（c）中螺旋轴1上的直槽连着螺旋槽，先推动手柄2使摆动压块3的运动以平动形式迅速靠近工件，继而螺旋转动手柄2，即可夹紧工件并自锁。

（2）螺旋压板夹紧装置

螺旋压板夹紧结构形式是在螺旋夹紧装置中变化最多、应用最为广泛的。图6.38是螺旋压板夹紧装置的4种典型结构。图6.38（a）、（b）为移动式压板，图6.38（c）、（d）为回转式压板。

图6.38　螺旋压板夹紧装置

在实际应用中，简单螺旋夹紧机构还常与杠杆压板机构构成螺旋压板组合夹紧机构，如图6.39所示。

扩力比又称扩力系数，是指在夹紧力源装置的动力P作用下，夹紧机构所能产生的夹紧力Q与P的比值，用符号ip表示，即：

扩力比反映了夹紧机构的扩力效果。图6.39（a）的扩力比最小，图6.39（b）次之，图6.39（c）最大。实际设计时，在满足工件结构需要的前提下，要注意合理布置杠杆的受力臂长短比例，寻求最省力、最方便的方案。

图6.39　螺旋压板组合夹紧装置

3）偏心夹紧机构

偏心夹紧机构是靠偏心件回转时其半径逐渐增大而直接或间接夹紧工件产生夹紧力来夹紧工件的。偏心夹紧机构的夹紧原理与斜楔夹紧机构基本相似，只是斜楔夹紧的楔角不变，而偏心夹紧的楔角是变化的。

偏心夹紧的优点是操作方便，夹紧迅速，结构紧凑；缺点是夹紧行程小，夹紧力小，自锁性能差。因此常用于切削力不大、夹紧行程较小、振动较小的场合。

常用的偏心件是偏心轮和偏心轴，偏心轮又分圆偏心轮和曲线偏心轮。圆偏心件的外形为圆，制造方便，应用最广；常用的曲线偏心为阿基米德曲线或对数曲线，这两种的优点是曲线升角变化均匀或不变，可使工件夹紧过程稳定可靠，但制造困难，只适用于一些对夹紧动态过程有特殊要求的场合。

偏心夹紧机构常与压板联合使用，图6.40是偏心夹紧装置的应用实例。图6.40（a）、（b）用的是偏心轮，而图6.40（c）偏心轴式和图6.40（d）偏心叉式，使用较少。

工程上除了上述三类常见的夹紧装置外，还有联动夹紧装置和定心夹紧装置等，其结构和使用场合可参阅相关的夹具设计手册。