定心夾緊機(jī)構(gòu)是一種同時實(shí)現(xiàn)對工件定心定位和夾緊的夾緊機(jī)構(gòu)。工件在夾緊過程中，利用定位夾緊元件的等速移動或均勻彈性變形來消除定位副制造不準(zhǔn)確或定位尺寸偏差對定心的影響，使這些誤差或偏差能均勻而對稱地分配在工件的定位基準(zhǔn)面上。定心夾緊機(jī)構(gòu)按工作原理可分為等距移動定心夾緊機(jī)構(gòu)和彈性變形定心夾緊機(jī)構(gòu)。

中文名

定心夾緊機(jī)構(gòu)

外文名

centering clamping mechanism

功能

實(shí)現(xiàn)對工件定心定位和夾緊

運(yùn)用領(lǐng)域

機(jī)械

原理

利用元件等距移動或均勻彈性變形

特點(diǎn)

定位、定心和夾緊結(jié)合的夾緊機(jī)構(gòu)

給定定義

定心夾緊機(jī)構(gòu)又稱為自動定心夾緊機(jī)構(gòu)，是指將工件的定位、定心和夾緊結(jié)合在一起的夾緊機(jī)構(gòu)。定心夾緊機(jī)構(gòu)的工作原理是利用定位元件和夾緊元件的等距移動或均勻的彈性變形方式，消除定位元件與工件定位基準(zhǔn)面的不準(zhǔn)確性和定位尺寸偏差的影響。

主要特點(diǎn)

定心夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是定位與夾緊由同一(或同組)元件完成，即利用該元件等速趨近(或退離)某一對稱軸線或?qū)ΨQ平面，或利用該元件的均勻彈性變形，完成對工件的定位夾緊或松開。

由于采用定心夾緊裝置時，對稱軸線、對稱平面或?qū)ΨQ中心線是工件的定位基準(zhǔn)，因而可使定位基準(zhǔn)不產(chǎn)生位移，基準(zhǔn)位移誤差為零。同時對稱軸線、對稱平面或?qū)ΨQ中心線又是工件的工序基準(zhǔn)，則定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，基準(zhǔn)不重合誤差為零，總的定位誤差為零。正是由于這些特點(diǎn)，能使工件的定位基準(zhǔn)不變，定位基準(zhǔn)不產(chǎn)生位移，從而實(shí)現(xiàn)定心夾緊的作用。因此，定心夾緊機(jī)構(gòu)主要適用于幾何形狀對稱并以對稱軸線、對稱平面或?qū)ΨQ中心線為工序基準(zhǔn)的工件的定位夾緊。

主要分類

定心夾緊機(jī)構(gòu)按照其定心作用原理來分有兩種類型：一種是依靠傳動機(jī)構(gòu)使定心夾緊元件同時做等速移動，從而實(shí)現(xiàn)定心夾緊；另一種是依靠定心夾緊元件本身做均勻的彈性變形，從而實(shí)現(xiàn)定心夾緊。

等距移動

等距移動定心夾緊機(jī)構(gòu)，是指通過內(nèi)聯(lián)動裝置使原始作用力均衡地分散到每個定位(夾緊)元件上，使工件實(shí)現(xiàn)同時定位和夾緊。等距移動定心夾緊的要點(diǎn)是，不僅要使各個夾緊(定位)元件對工件的夾緊力保持相等，還要使各個夾緊(定位)元件的空問運(yùn)動保持精確的等距移動，這樣才能保證自動定位夾緊的目的。內(nèi)聯(lián)動裝置的形式有多種，按其對夾緊元件的驅(qū)動方式分為螺旋等距移動定心夾緊機(jī)構(gòu)、凸輪等距移動定心夾緊機(jī)構(gòu)、偏移滾柱等距移動定心夾緊機(jī)構(gòu)和斜楔等距移動定心夾緊機(jī)構(gòu)。

螺旋等距移動定心夾緊機(jī)構(gòu)

螺旋等距移動定心夾緊機(jī)構(gòu)

螺旋等距移動定心夾緊機(jī)構(gòu)，是利用螺桿和螺母之間的螺旋運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)夾緊元件的同時移動和夾緊動作。該機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、工作行程大、傳動聯(lián)系比較精確的特點(diǎn)；但操作起來比較費(fèi)時，效率不高。由于它制造容易，維護(hù)成本也較低，因此，在很多的定心夾緊機(jī)構(gòu)中經(jīng)常采用。比較典型的螺旋等距移動定心夾緊機(jī)構(gòu)如圖所示。

該機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是，驅(qū)動左右兩個鉗口的是左右兩個螺桿，這兩個螺桿通過聯(lián)動銷連接在一起，形成一根左端是右螺紋，右端是左螺紋的驅(qū)動螺桿。當(dāng)正向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動螺桿時，通過安裝在左右鉗口上的左螺套和右螺套，使左右鉗口同時向中間移動，并借助V形鐵和墊鐵同時對工件進(jìn)行定位和夾緊。當(dāng)反向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動螺桿時，左右兩個鉗口會同時向相反方向移動，使工件呈放松狀態(tài)，即可將工件取下。

凸輪等距移動定心夾緊機(jī)構(gòu)

凸輪等距移動定心夾緊機(jī)構(gòu)

凸輪等距移動定心夾緊機(jī)構(gòu)，是利用凸輪的兩個偏心曲面在旋轉(zhuǎn)中產(chǎn)生的偏心距位移來實(shí)現(xiàn)夾緊元件的同時移動和夾緊動作的。該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)比較簡單，操作方便快捷，工作效率高；但工作行程短，定位精度較低，凸輪的制造相對復(fù)雜。通常應(yīng)用于加工批量大、加工精度要求不太高的小型工件的夾具中。比較典型的凸輪等距移動定心夾緊機(jī)構(gòu)，如圖所示。

該機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是，順時針轉(zhuǎn)動操縱手柄，使凸輪順時針旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動上面的卡爪繞卡爪軸逆時針轉(zhuǎn)動，下面的卡爪繞卡爪軸順時針轉(zhuǎn)動，從而在工件的四個夾緊點(diǎn)處將工件夾緊。當(dāng)逆時針轉(zhuǎn)動操縱手柄時，使凸輪逆時針旋轉(zhuǎn)，在彈簧的作用下，使上下兩個卡爪的鉗口張開，工件呈放松狀態(tài)，即可將工件取下。

偏移滾柱等距移動定心夾緊機(jī)構(gòu)

偏移滾柱等距移動定心夾緊機(jī)構(gòu)

偏移滾柱等距移動定心夾緊機(jī)構(gòu)，是利用安裝在偏槽心軸上的3個滾柱對空心工件內(nèi)壁產(chǎn)生的摩擦力來實(shí)現(xiàn)定位和夾緊的。該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)十分簡單，占用空間小，操作省力，但只適用于車床夾具中，且只能是空心的回轉(zhuǎn)體工件。由于是依靠3個滑動滾柱的偏移及對工件內(nèi)壁所產(chǎn)生的摩擦力使工件夾緊，因此，要求刀具切削工件時所產(chǎn)生的切削力只能是一個旋轉(zhuǎn)方向。比較典型的偏移滾柱等距移動定心夾緊機(jī)構(gòu)，如圖所示。

該機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是，將工件裝入整個夾具體中，順時針轉(zhuǎn)動工件，依靠摩擦使3個滾柱分別向偏槽心軸的3個缺口槽狹窄處偏移，使工件內(nèi)孔壁、滾柱和偏槽心軸三者牢牢地卡在一起，從而將工件夾緊。由于在車削過程中所產(chǎn)生的切削力矩也是順時針方向的，因此在工件的加工過程中，對工件的夾緊作用會始終保持。加工完畢則逆時針轉(zhuǎn)動工件，在摩擦力的作用下會使3個滾柱分別向偏槽心軸的3個缺口槽開闊處移動，使它們脫離工件的內(nèi)孔壁，工件呈放松狀態(tài)，即可將工件取下。

斜楔等距移動定心夾緊機(jī)構(gòu)

斜楔等距移動定心夾緊機(jī)構(gòu)

斜楔等距移動定心夾緊機(jī)構(gòu)，是利用安裝在心軸螺桿上的6個卡爪對空心回轉(zhuǎn)體工件的內(nèi)壁進(jìn)行定位和夾緊的。6個卡爪的內(nèi)表面與心軸螺桿和緊固螺套的圓錐面緊密接觸，當(dāng)兩個圓錐體同時向中間移動時推動6個卡爪向外擴(kuò)張，就將工件的內(nèi)表面漲緊。該機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)對比偏移滾柱等距移動定心夾緊機(jī)構(gòu)稍復(fù)雜些，但由于在兩個具有一定距離的橫截面上裝有6個卡爪，因此，可以裝夾比較長的空心回轉(zhuǎn)體工件。比較典型的斜楔等距移動定心夾緊機(jī)構(gòu)，如圖所示。

該機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是，將工件裝入整個夾具體中，擰緊緊固螺套，其本身的錐體將右邊的3個卡爪張開；同時心軸螺桿右移，將左邊的3個卡爪張開，使工件自動定心并夾緊。旋松緊固螺套時，心軸螺桿左移，6個卡爪呈放松狀態(tài)，即可將工件取下。

彈性變形

彈性變形定心夾緊機(jī)構(gòu)，是利用彈性元件受力后的均勻變形實(shí)現(xiàn)對工件的定位和夾緊的。彈性變形夾緊的要點(diǎn)是，彈性元件要具有良好的彈性和回復(fù)性能，且制造的精度要求較高，以保證精確的定位和可靠的夾緊。根據(jù)彈性元件的不同，彈性夾頭變形定心夾緊機(jī)構(gòu)分為彈性夾頭定心夾緊機(jī)構(gòu)、碟形簧片定心夾緊機(jī)構(gòu)、液體塑料定心夾緊機(jī)構(gòu)和波紋套定心夾緊機(jī)構(gòu)。

彈性夾頭定心夾緊機(jī)構(gòu)

彈性夾頭定心夾緊機(jī)構(gòu)，是利用安裝在夾具體或心軸上的彈性夾頭受力所產(chǎn)生的彈性變形實(shí)現(xiàn)對工件的定位和夾緊的。此類機(jī)構(gòu)按夾緊工件的外徑和內(nèi)徑不同，分為外夾式彈性夾頭定心夾緊機(jī)構(gòu)和內(nèi)夾式彈性夾頭定心夾緊機(jī)構(gòu)。

外夾式彈性夾頭定心夾緊機(jī)構(gòu)

(1)外夾式彈性夾頭定心夾緊機(jī)構(gòu)

外夾式彈性夾頭定心夾緊機(jī)構(gòu)如圖所示。該機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是，順時針轉(zhuǎn)動操縱桿，緊固螺母在與夾具體外螺紋的配合下拉動彈性夾頭向下移動，使其外圓錐面受到夾具體內(nèi)圓錐面的擠壓，從而使彈性夾頭向內(nèi)收縮將工件夾緊。逆時針轉(zhuǎn)動操縱桿時，緊固螺母被旋松，彈性夾頭向外擴(kuò)張使工件放松，即可將工件取下。

內(nèi)夾式彈性夾頭定心夾緊機(jī)構(gòu)

(2)內(nèi)夾式彈性夾頭定心夾緊機(jī)構(gòu)

內(nèi)夾式彈性夾頭定心夾緊機(jī)構(gòu)如圖所示。該機(jī)構(gòu)由于采用工件的內(nèi)孔定位，通常用于車床夾具中。其的特點(diǎn)是，旋緊緊固螺母，推動錐套向左移動，使彈簧夾頭右端的卡爪向外擴(kuò)張；同時也推動了彈性夾頭的向左移動，使得左端的卡爪也向外擴(kuò)張，從而在兩處對工件進(jìn)行夾緊。當(dāng)旋松緊固螺母時，其彈性夾頭由于本身所具有的剛性作用產(chǎn)生收縮，錐套向右移動，彈性夾頭也向右移動，其左右兩端的卡爪向內(nèi)收縮，使工件呈放松狀態(tài)，即可將工件取下。

碟形簧片定心夾緊機(jī)構(gòu)

碟形簧片定心夾緊機(jī)構(gòu)是利用安裝在夾具體或心軸上的碟形簧片，在外力作用下發(fā)生外徑脹大，內(nèi)徑縮小的變形，實(shí)現(xiàn)對工件的定位和夾緊的。此類機(jī)構(gòu)按夾緊工件的外徑和內(nèi)徑不同，分為外夾式碟形簧片定心夾緊機(jī)構(gòu)和內(nèi)夾式碟形簧片定心夾緊機(jī)構(gòu)。

外夾式碟形簧片定心夾緊機(jī)構(gòu)

(1)外夾式碟形簧片定心夾緊機(jī)構(gòu)

外夾式碟形簧片定心夾緊機(jī)構(gòu)如圖所示。該機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是，將工件插入碟形簧片中并靠緊定位墊圈，旋緊螺套推動擋環(huán)向左移動，會擠壓碟形簧片向內(nèi)徑收縮，從而使工件以外徑定位并夾緊。當(dāng)旋松螺套時，在碟形簧片彈性回復(fù)力的作用下推動擋環(huán)右移，同時碟形簧片的內(nèi)徑擴(kuò)張，使工件呈放松狀態(tài)，即可將工件取下。

內(nèi)夾式碟形簧片定心夾緊機(jī)構(gòu)

(2)內(nèi)夾式碟形簧片定心夾緊機(jī)構(gòu)

內(nèi)夾式碟形簧片定心夾緊機(jī)構(gòu)如圖所示。該機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是，將工件插入碟形簧片中并靠緊定位環(huán)套，旋緊緊固螺母推動擋環(huán)向左移動，會擠壓碟形簧片向外徑擴(kuò)張，從而使工件以內(nèi)徑定位并夾緊。當(dāng)旋松緊固螺母時，在碟形簧片彈性回復(fù)力的作用下推動擋環(huán)右移，同時碟形簧片的外徑收縮，使工件呈放松狀態(tài)，即可將工件取下。

液體塑料定心夾緊機(jī)構(gòu)

液體塑料定心夾緊機(jī)構(gòu)是利用安裝其上的薄壁套和型腔中的液體塑料實(shí)現(xiàn)對工件的定位和夾緊的。當(dāng)通過螺旋的進(jìn)給運(yùn)動，使柱塞壓縮型腔中的液體塑料，而液體塑料所產(chǎn)生的壓力又使薄壁套發(fā)生變形，從而將工件進(jìn)行表面定位和夾緊。此類機(jī)構(gòu)按夾緊工件的內(nèi)外表面不同，分為外夾式液體塑料定心夾緊機(jī)構(gòu)和內(nèi)夾式液體塑料定心夾緊機(jī)構(gòu)。

外夾式液體塑料定心夾緊機(jī)構(gòu)

(1)外夾式液體塑料定心夾緊機(jī)構(gòu)

外夾式液體塑料定心夾緊機(jī)構(gòu)如圖所示。該機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是，將工件插入薄壁套的定位孔中，旋緊柱塞螺釘，當(dāng)柱塞向型腔進(jìn)給時，會使型腔中的液體塑料產(chǎn)生壓力，并擠壓薄壁套發(fā)生變形，使其夾緊工件的外徑表面，從而將工件同時定位和夾緊。

(2)內(nèi)夾式液體塑料定心夾緊機(jī)構(gòu)

內(nèi)夾式液體塑料定心夾緊機(jī)構(gòu)

內(nèi)夾式液體塑料定心夾緊機(jī)構(gòu)如圖所示。該機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是，將工件插入薄壁套的定位柱面上，旋緊柱塞螺釘，當(dāng)柱塞向型腔進(jìn)給時，使型腔中的液體塑料產(chǎn)生壓力，并擠壓薄壁套發(fā)生變形，使其夾緊工件的內(nèi)徑表面，同時將工件定位和夾緊。當(dāng)旋松柱塞螺釘時，型腔中的液體塑料壓力變小，薄壁套在彈性作用下回復(fù)到自由狀態(tài)，使工件呈放松狀態(tài)，即可將工件取下。

波紋套定心夾緊機(jī)構(gòu)

波紋套定心夾緊機(jī)構(gòu)

波紋套定心夾緊機(jī)構(gòu)是利用安裝其上的波紋套在軸向受力時發(fā)生彈性變形實(shí)現(xiàn)對工件的定位和夾緊的。通常是采用螺旋進(jìn)給運(yùn)動，使波紋套在軸向受到作用力，從而在徑向發(fā)生彈性變形，即外徑脹大，從內(nèi)徑對工件進(jìn)行定位和夾緊。由于波紋套結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，一般只作為內(nèi)定心夾緊使用。波紋套定心夾緊機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是定位精度高，裝夾快捷，但作為定位基準(zhǔn)的工件內(nèi)孔尺寸精度要求比較高，且長度與內(nèi)徑比要大，通常將此類機(jī)構(gòu)作為車床的夾具使用。典型的以內(nèi)徑定位和夾緊的波紋套定心夾緊機(jī)構(gòu)，如圖所示。

該機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是，將工件插入波紋套的定位柱面上，旋緊緊固螺母，推動墊圈左移，使波紋套發(fā)生彈性變形，即軸向壓縮而外徑脹大，將工件從內(nèi)表面定位和夾緊。當(dāng)旋松緊固螺母時，波紋套沒有了軸向壓力，在彈性作用下回復(fù)到自由狀態(tài)，使工件呈放松狀態(tài)，即可取下工件。