夹紧装置

加工过程中防止工件位移的装置

在夹具中，用以防止工件在加工过程中产生位移或振动的装置，称为夹紧装置。在设计夹紧装置时应考虑下列要求：

简介

夹紧装置有三种功能：开启和闭合模具，顶出塑件，在注射时有足够的力保持模具闭合，以抵抗模具里熔体的压力。单位零件投影面积所需的锁模力通常为30～70MPa（约2～5t/in2）在填充期间产生的压力和由于零件收缩产生在型芯上的力可能会导致零件粘贴，因而导致两个半模分离困难。初始开模力的大小取决于填充压力、材料零件几何尺寸（深度和脱模斜度），约等于名义夹紧力的10%～20%。

有两种常见的夹紧设计类型：

1）铰链或肘节夹紧装置：该设计利用铰链的机械特性来提供在材料注射期间所需要的锁模力。机械肘节夹紧的关闭和开启速度快，且比其他夹紧装置成本低。主要的缺点是夹紧力不能精确控制，因为这个原因，它只适用于小型机器。

2）液压夹紧装置：它们使用液体压力来打开和关闭夹具，并产生在材料注射期间，所需要的锁模力。这种设计类型的优点是可靠性高和夹紧力可控制精确。缺点是与肘节夹紧装置相比，液压系统相对较慢，且价格昂贵。

模具打开后，塑件倾向于收缩和粘在模具型芯上（通常是离注射装置最远的半模），必须借助一个模具系统提供的顶出板来脱模。

夹紧装置的组成及其设计要求

组成

夹紧装置一般由三部分组成，如图所示。

1）动力源装置

动力源装置是产生夹紧作用力的装置，分为两类：手动夹紧和机动夹紧。手动夹紧比较费时费力，因此实际生产中大多采用机动夹紧，如气动、电动、液压、电磁、真空等夹紧动力装置。上图中的汽缸l就是动力源装置。

2）夹紧元件

夹紧元件是与工件直接接触实施夹紧的执行元件。上图中的压板3就是夹紧元件。

3）中间传力机构

中间传力机构是介于动力源装置和夹紧元件之间的传递动力的机构。它把动力源产生的力传递给夹紧元件。中间传力机构在夹紧装置中起到以下三方面的作用。

①中间传力机构在传力过程中，可以改变力的大小。

②中间传力机构在传力过程中，可以改变力的方向。

③具有一定的自锁功能。如果夹紧力消失，该功能可以保证整个夹紧装置始终保持可靠的夹紧状态。上图中的杠杆2就是中间传力机构。

设计要求

夹紧装置的夹紧效果将直接影响工件的加工质量、生产效率、粗糙度和劳动强度等方面。为此，设计夹紧装置时应遵循下列基本要求。

①夹紧过程中，工件不可以移动。夹紧装置应保证工件各定位面的定位可靠，不改变工件定位后所占据的正确位置。

②应尽量减小工件的夹紧变形。这就要求夹紧力大小要适当，在保证工件加工所需夹紧力大小的同时，不产生加工精度所不允许的变形。

③夹紧装置必须可靠、安全。这就要求夹紧装置要有足够的夹紧行程，同时具有可靠的自锁功能。

④夹紧装置必须实用、经济。这就要求夹紧装置的夹紧动作要迅速，操作要方便、省力，同时应便于制造、维修，尽量采用标准化元件。

分类

夹紧装置的分类按夹紧力的来源分类，可分为：手动夹紧、机动夹紧及自动夹紧。机动夹紧是指，气压及箕空夹紧、液压传动夹紧及电磁夹紧等。自动夹紧是指，夹紧力是利用机床运动部分来自动操纵的。

按夹紧机构的繁简情况分类，可分为简单夹紧机构和复合夹紧机构。简单夹紧机构叉可分为螺旋夹紧、斜楔夹紧、偏心夹紧、凸轮夹紧、杠杆夹紧及弹簧夹紧等等。复合夹紧机构叉可分为杠杆螺旋机构、斜楔螺旋机构、杠杆偏心机构、斜楔偏心机构等等。

凡由一个简单机构和杠杆（压板）所组成的复合夹紧，都称为压板；凡在简单原始传力机构（或机械传动装置）与夹紧接触点之间，有增力装置的，通称为有增力机构的夹紧。

按夹紧机构在夹紧工件时一次所能夹紧工件的数量来分，可分为单件夹紧、双件夹紧和多件夹紧。

夹紧机构还有自锁的和不自锁的两类。自锁的如螺旋、斜楔和偏心等夹紧机构，不自锁的如弹簧和杠杆等夹紧机构。

快速夹紧装置

下图所示的装配工字梁的胎具，有十多个螺旋夹紧器。使用时，需要一个个地去拧紧或松开，十分费时，所以不适应大量生产的要求。如果利用压缩空气作动力推动压杆，就可以很快地实现夹紧和松开工件的动作。同样，利用电磁的吸引力，也可以达到快速吸紧工件的目的。

气动夹紧器是利用压缩空气为动力去夹紧工件的一种装置。它又分活塞气缸式、薄膜气缸式和软管式三种。

活塞气缸又叫风缸，种类较多。下图示出一种是双向的气缸示意图，它从两面供气。工作时压缩空气从右边通入气缸，使活塞同活塞杆一起向左推进。工作结束后，将压缩空气从左边通入气缸，右边排气，使活塞和活塞杆一起向右推进，恢复到工作前的位置

下图所示是薄膜式气缸（又叫气压室）的结构。在缸内的橡皮膜1起到图上中活塞的作用。当压缩空气由管接头2进入气缸时，推动橡皮膜1而带动推杆3移动，由它去推动夹紧机构而夹紧工件。当压缩空气停止进入气缸而处于回气时，在弹簧4、5的作用下，使橡皮膜1及推杆3朝反方向移动而将工件松开。薄膜式气缸的优点是省气、体积小、成本低。缺点是联杆行程短。

气缸可以和杠件、斜楔、铰链、偏心轮等机构组合成复合式的快速夹紧器。图62示出和杠杆铰链联合夹紧工件的方案示意图。

下图所示是软管式夹紧器，当压缩空气通入软管时，软管胀起而推动夹紧机构，从而把工件夹紧。图中a是直压式，b是压板（杠杆）式。这种夹紧器是在需要沿直线上多点压紧的情况下使用。因夹紧力小，所以在薄板装配和焊接时使用较多。

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