夹具设计时夹紧力方向的确定

  设计夹紧机构，必须首先合理确定夹紧力的三要素：大小、方向和作用点。

   确定夹紧力作用方向时，应与工件定位基准的配置及所受外力的作用方向等结合起来考虑。其确定原则是：

(1)    夹紧力的作用方向应垂直于主要定位基准面。

图1所示直角支座以A、B面定位镗孔，要求保证孔中心线垂直于A面。为此应选择A面为主要定位基准，夹紧力Q的方向垂直于A面。这样，无论A面与B面有多大的垂直度误差，都能保证孔中心线与A面垂直。否则，如图(b)所示夹紧力方向垂直于B面，则因A、B面间有垂直度误差（α＞90°或α＜90°），使镗出的孔不垂直于A面而可能报废。

    (a)                       (b) 

图1  夹紧力方向对镗孔垂直度的影响

(a) 合理    (b) 不合理

(2) 夹紧力作用方向应使所需夹紧力最小。

这样可使机构轻便、紧凑，工件变形小，对手动夹紧可减轻工人劳动强度，提高生产效率。为此，应使夹紧力Q的方向最好与切削力F、工件的重力G的方向重合，这时所需要的夹紧力为最小。

图2表示了F、G、Q三力不同方向之间关系的几种情况。显然，图（a）最合理，图（f）情况为最差。

（a）            （b）            （c）              （d）               （e）            （f）

图2  夹紧方向与夹紧力大小的关系

（a）最合理  （b）较合理   （c）可行  （d）不合理  （e）不合理  （f）最不合理

 (3) 夹紧力作用方向应使工件变形最小。

由于工件不同方向上的刚度是不一致的，不同的受力表面也因其接触面积不同而变形各异，尤其在夹紧薄壁工件时，更需注意。

如图3所示套筒，用三爪自定心卡盘夹紧外圆，显然要比用特制螺母从轴向夹紧工件的变形大得多。

图3 夹紧力方向与工件刚性关系