夹紧力的分析与估算

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夹紧力计算

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4.1.2 夹紧力计算及夹紧气缸的设计之阿布丰王创作1、夹紧力的计算工件资料为AS9U3,年夜平面加工余量为 1.5mm,采纳硬质合金端铣刀加工,切削力查参考文献〔1〕可根据如下公式计算:式中:Fz ---铣削力(N)a f ---每齿进给量(mm/r)a w ---铣削宽度(mm)K FZ ---铣削力修正系数d 0---铣刀外径(mm)a p ---铣削深度(mm)z---•铣刀齿数确定各参数值: (1).铣刀外径d 0=315mm ;(2).铣刀齿数Z =16;(3).每齿进给量af 是铣刀每转一个刀齿时铣刀对工件的进量: a f =Vf/(z ·n)=360/(16×720)=0.031mm/r(4).铣削深度a p 对端铣刀是指平行于铣刀轴线丈量的被铣削层尺寸:a p =1.5mm(5).铣削宽度a w 对端铣刀是指垂直于铣刀轴线丈量的被切削层尺寸:a w =240mmFZw q 0V w y f X P X F Z K n d Za a a c 25.0F f F F f F F⋅⋅⋅⋅⋅⋅⨯=⋅(6). 修正系数K FZ取1.6;由表查得: c F=7750 x F=1.0 y F=0.75u F=1.1 w F=0.2 q F=1.3Fz=276.5N=28Kg(7). 理论所需夹紧力计算确定平安系数:总的平安系数k=k1·k2·k3·k4k1---- 一般平安系数;k1取1.7; k2----加工状态系数;由于是精加工,所以k2取1;k3----刀具钝化系数; k3取1.4;k4----断续切削系数; k4取1.2;∴ k=1.7×1×1.4×1.2≈3W=k·p=3×28kg=84kg2. 气缸的选择Q=W/(i·η1·n)=84/(0.8×0.8×3)=44kg 由气缸传动的计算公式:Q=P·(πD2/4)·η式中: P--压缩空气压力=6atm=6kg/cm2η--气缸摩擦系数,取0.8i—压板与工件的摩擦系数,取0.8n—夹紧气缸个数,本夹具为3D--气缸直径(cm)D=34.2cm通过以上理论计算,可以选择直径为50mm的气缸.可是,考虑到由于铣削过程中每个刀齿的不连续切削,作用于每个刀齿的切削力年夜小及方向随时都在变动,致使在铣削过程中发生较年夜的振动,因此,夹具需有足够的夹紧力.另外还考虑到工厂所供压缩空气压力不稳定,零件加工余量发生变动,零件资料缺陷,以及其它不成预见性因素的影响,为平安可靠起见,选择直径为63mm的气缸. 4.2 铣正面工装定位精度计算定位误差是由基准位移误差和基准不重和误差组成的.下面对工序尺寸31.85±0.075的定位误差进行分析计算.4.2.1 基准直线位移误差△x1定位孔尺寸为φ园柱定位销尺寸为φ因工件定位后处于垂直状态,由于自重定位孔与定位销总是双方向接触,所以基准直线位移误差为:△x1=04.2.2 基准角位移误差△x2由图可知2-ΦL414.6mm定位时因零件自身重量,使得两定位孔移动方向相同.∴ tg△θ=(x2max-x1max)/(2L)式中:△θ----两定位孔同向移动时,定位基准的转角x2max----定位孔与菱形销之间的最年夜配合间隙x1max----定位孔与圆柱销之间的最年夜配合间隙L ----两定位孔中心距菱形销尺寸为φ定位孔尺寸为φ∴x2max=0.022+0.028+0.045=0.95mmx1max=0.022+0.028=0.05mmtg△θ=(x2max-x1max)/(2L)=(0.95-0.05)/(2X414.6)=0.54×10-4△θ=0.003°加工面(长240)两端角位移误差△x2'为:240×sin△θ=0.013mm4.2.3 基准不重合误差△B由工序简图可知,定位基准是由底平面B和2-φ.而工序尺寸31.83±0.4的工序基准为φ.所以基准不重合误差△B=0mm.定位误差△D=△x1+△x2+△B=0+0.013+0=0.013mm由于0.013mm<<±0.075mm,故能很好地满足加工精度求.4.3 铣正面工装设计4.3.1 铣削力的计算工件资料为铸造铝合金.侧平面加工余量为1mm.•采纳硬质合金端铣刀加工.切削力可根据如下公式计算:式中:Fz ---铣削力(N)a f---每齿进给量(mm/r)a w---铣削宽度(mm)K FZ---铣削力修正系数d0---铣刀外径(mm)a p---铣削深度(mm)z---•铣刀齿数确定各参数值: 1、铣刀外径d0=125mm;2、铣刀齿数Z=8;3、每齿进给量af是铣刀每转一个刀齿时铣刀对工件的进量:a f=v f/(z·n)=638/(8×1120)=0.071mm/r4.铣削深度a p对端铣刀是指平行于铣刀轴线丈量的被铣削层尺寸:a p=1mm5.铣削宽度a w对端铣刀是指垂直于铣刀轴线丈量的被切削层尺寸:a w=70mm6.修正系数K FZ取1.6;由表查得: c F=7750 x F=1.0 y F=0.75u F=1.1 w F=0.2 q F=1.3=168N=17Kg4.3.2 铣削夹具底板强度校核1、夹具底板受力分析底板资料采纳45钢,其屈服极限σs=245N/mm2,平安系数ns=1.5•.故其许用应力[σ]=σs/ n s=245/1.5=163N/mm2许用剪切应力[τ]=0.6[σ]=0.6×163N/mm2=98N/mm2底板受力情况如下图所示:图4.3 底板受力图(1)支承反力计算如下:根据公式可知:RB=P=168N(2)弯矩计算如下:已知:P:168N L:420mmMB=-PL=-168×0.42=-70.56N.m(3)底板转角计算如下:已知:P:168N L:420mm E:200GPa I:364583mm4θA=-168×4202/(2×200×364583) =0.00108°2、由上图可知:(1)夹具底所接受的最年夜弯矩:Qmax=168NMmax=168×0.42=70.56N.m(2)对截面尺寸进行校核弯曲正应力:Wz=bh2/6=280×252/6=1.75×105mm3σmax=Mmax/Wz=70.56×103/(1.75×105)=40.32×10-2 N/mm2因为:σmax=40.32×10-2 N/mm2<[σ]=163N/mm2另:底板受力转角仅为0.00108°,故可忽略,不予考虑.所以:底板所选截面280×25完全满足强度要求.第三章夹具设计3.1选择工序工艺过程为2.3.2中的方案三,选择工序60粗铣G面的夹具设计,在此工序前顶面B,底面F,左正面E已经加工完毕,加工要求保证距E面尺寸106.9mm.3.2确定定位方案和定位元件辅助定位面选择左正面E(限制两个自由度),定位元件选择支承板A10×90(GB2226-80),螺钉头处有1~2mm的间隙,切屑落进不容易清除,宜用于正面或顶面的支承.图3.2 B型支承板3.3切削力及夹紧力的分析计算3.3.1切削力的计算本工序为用硬质合金端铣刀粗铣G面,根据手册[1],铣削切削力的计算公式为:(3.1)注:式中 F—铣削力(N);mm);mm/z);d—铣刀直径(mm);mm);z—铣刀的齿数.其中所以F=490×8=1108N3.3.2夹紧力的计算根据手册[1],夹紧力的计算公式为:(3.2)(3.3)式中N);F—切削力(N);K—平安系数;.根据[1]表17-10、表17-则K=1.2×1.2×1.2×1.0×1.0×1.0×1.0=1.7根据[7]表则=9418N每个气缸可提供的夹紧力为7000N,则2F=14000N>9418N,可满足要求.3.4定位误差的分析验算夹具的主要功能是用来保证工件加工概况的位置精度,影响位置精度精度的主要因素有三个方面:(1)工件在夹具中的装置误差,它包括定位误差和夹紧误差.(2)夹具在机床上的对定误差,指夹具相对刀具或相对机床成形运动的位置误差.(3)加工过程中呈现的误差,它包括机床的几何精度、运动精度,机床、刀具、工件和夹具组成的工艺系统加工时的受力变形、受热变形,磨损,调整,丈量中的误差,以及加工成形原理上的误差等.第三项一般不容易估算,前两项和不年夜于工件允许的三分之二为合格..根据[1]表17-9,(H-h)(3.4)如图3.1:图3.3其中º,则×(98-51)×tan0.1º=0.16mm根据手册[1],加工精度品级IT=8,根据《几何量公差与检测》[8]附表3-2,公差为0.54mm,在允许的范围内.。

10孔加工工序夹紧力计算

10孔加工工序夹紧力计算

10孔加工工序夹紧力计算夹紧力是指在加工过程中,为了保证工件与夹具之间的紧密连接所施加的力量。

夹紧力的大小对于工件的加工精度和夹具的稳定性都有着重要的影响。

下面将介绍10孔加工工序夹紧力的计算方法。

首先,我们需要确定过程中所需施加的夹紧力数值。

夹紧力的大小取决于以下几个因素:1.工件材料的性质:不同材料的硬度和强度不同,对应的夹紧力也会有所不同。

一般来说,材料越硬,夹紧力越大。

2.工件的尺寸和形状:大尺寸和复杂形状的工件需要更大的夹紧力来保持稳定性。

而小尺寸和简单形状的工件则可以使用较小的夹紧力。

3.加工过程中的切削力:切削力是指在加工过程中切削刀具对工件的作用力。

切削力越大,夹紧力也应相应增加。

4.夹具的类型和结构:不同类型和结构的夹具对应的夹紧力也会有所不同。

一般来说,夹具越牢固,夹紧力越大。

考虑到以上因素,我们可以采用以下的近似计算方法:夹紧力=材料硬度系数×工件面积×切削力系数×安全系数具体计算步骤如下:1.确定材料硬度系数。

材料硬度系数是根据工件材料的硬度值确定的,可以参考相关资料来获取。

一般来说,材料硬度系数在0.8-1.2之间。

2.计算工件面积。

根据工件的尺寸和形状,计算工件的表面积。

如果工件是不规则形状的,则可以近似计算为矩形或圆形的面积。

3.确定切削力系数。

切削力系数是根据加工过程中切削力值确定的,可以通过切削力计算公式或实测获得。

一般来说,切削力系数在0.6-0.8之间。

4.设定安全系数。

安全系数是为了考虑实际加工过程中的一些不确定因素,一般选择1.2-1.5之间的值。

最后,将以上计算得到的值代入夹紧力计算公式中,即可得到夹紧力的大小。

需要注意的是,以上计算方法仅是一种近似计算方法,具体的夹紧力大小还需要结合实际情况进行调整和优化。

例如,根据夹具的稳定性要求和加工的精度要求,可以适当增加安全系数,或者采用更牢固的夹具结构来提高夹紧力的稳定性和可靠性。

冶金吊具参数化计算机辅助设计中摩擦式夹钳夹紧力的分析与计算

冶金吊具参数化计算机辅助设计中摩擦式夹钳夹紧力的分析与计算

冶金吊具参数化计算机辅助设计中摩擦式夹钳夹紧力的分析与计算冶金吊具是一种结构精巧、使用方便、节省人力和能源的取物装置,用于许多高温、高湿、和人员不易接近的场合,除某些由动力驱动外,许多冶金吊具是靠机构本身重量产生起重物所需夹紧力。

在公司生产的吊具中,为数不少的是摩擦式机械夹钳,根据起重物的重量和大小及其他相关参数来确定夹钳机构的主要几何参数时,必须对机构进行夹紧力的计算和调整,由于用户对夹钳功能要求的多样性,随着吊起重物的增加,夹钳的自重和本身结构尺寸将越来越大,这在许多使用夹钳的场合无法容忍。

因此,通过摩擦式夹钳夹持力的分析与计算,通过计算机辅助设计、计算,来优化设计夹钳的结构尺寸参数和运动受力参数,使用户达到最满意的效果。

在我厂近年所开发吊具参数化计算机辅助设计系统中,对夹钳夹紧力计算均采用了公式计算, 以下是该计算公式的推导:进行判别,最后完成夹紧力的效核计算。

如果效核通不过,则可分析(26)式,可知有两个方面加以改进:一是改变夹钳钳口的材料及形状即增大摩擦系数来增加夹持力,这一点在实际操作中条件是有限的。

二是改变机构的几何尺寸。

如果是通过第二方面来改变夹钳机构的几何尺寸来增加夹持力,可从(16)式分析得知:可改变的项有两项,(1)杆长比L2/L4, (2)角度(3)对于杆长L2、L6,它受机构行程及整个结构的制约,在夹取物板坯尺寸参数确定下来以后, L6尺寸就基本确定下来,变化值己不大了,杆长L1基本上受杆长L2 及角度Q确定而确定,变化值也不大,角度c(由于机构结构的制约,变化值范围值较小,所以调整量不大,所以可以改变项实际上只有L2/L4o因此,如夹紧力效核通不过,可以增加L2或减少L4,但值得注意的是增加L2会增加整个夹钳的高度方向,并且使起重机有效起升高度减少,同时也增加了夹钳的宽度,而减少了L4,则会减少夹钳的开口度,并且使夹持有效高度减少。

并且单某一参数改变时,必需根据整个机构各杆间的相互制约关系进行调整,例如增加L2,则应同时按比例增加L1和适当调整角度,这样才能保正机构运动完整合理。

夹紧力计算

夹紧力计算

创作编号:GB8878185555334563BT9125XW创作者: 凤呜大王*4.1.2 夹紧力计算及夹紧气缸的设计1、夹紧力的计算工件材料为AS9U3,大平面加工余量为1.5mm ,采用硬质合金端铣刀加工,切削力查参考文献〔1〕可根据如下公式计算: •式中:Fz ---铣削力(N)a f ---每齿进给量(mm/r) a w ---铣削宽度(mm) K FZ ---铣削力修正系数 d 0---铣刀外径(mm) a p ---铣削深度(mm) z ---•铣刀齿数 确定各参数值:(1).铣刀外径d 0=315mm ; (2).铣刀齿数Z =16;(3).每齿进给量af 是铣刀每转一个刀齿时铣刀对工件的进量:a f =V f /(z ·n)=360/(16×720)=0.031mm/r(4).铣削深度a p 对于端铣刀是指平行于铣刀轴线测量的被铣削层尺寸:a p =1.5mm(5). 铣削宽度a w 对于端铣刀是指垂直于铣刀轴线测量的被切削层尺寸:FZw q 0V wy fX PX FZ K nd Za a a c 25.0F fFFfFF⋅⋅⋅⋅⋅⋅⨯=⋅a w =240mm(6). 修正系数K FZ 取1.6;由表查得: c F =7750 x F =1.0 y F =0.75u F =1.1 w F =0.2 q F =1.31.00.75 1.11.30.277501.50.031240160.25 1.6315720ZF ⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯Fz=276.5N=28Kg(7). 理论所需夹紧力计算 确定安全系数:总的安全系数k =k1·k2·k3·k4k 1---- 一般安全系数; k 1取1.7;k 2----加工状态系数; 由于是精加工,所以k 2取1; k 3----刀具钝化系数; k 3取1.4; k 4----断续切削系数; k 4取1.2; ∴ k =1.7×1×1.4×1.2≈3 W =k ·p =3×28kg =84kg 2. 气缸的选择Q=W/(i ·η1·n )=84/(0.8×0.8×3)=44kg 由气缸传动的计算公式: Q=P·(πD2/4)·η式中: P--压缩空气压力=6atm =6kg/cm2η--气缸摩擦系数,取0.8i —压板与工件的摩擦系数,取0.8n —夹紧气缸个数,本夹具为3D--气缸直径(cm)D ==D=34.2cm通过以上理论计算,可以选择直径为50mm 的气缸。

v型块夹紧所需夹紧力

v型块夹紧所需夹紧力

V型块夹紧所需夹紧力摘要本文将探讨V型块夹紧所需夹紧力的相关概念和影响因素。

首先介绍V型块夹紧的定义和应用领域,然后详细解释夹紧力的概念以及其对夹紧效果的影响。

接下来,将深入探讨夹紧力的计算方法,并分析几个影响夹紧力的因素。

最后,总结几个优化夹紧力的方法。

1. 引言V型块夹紧是一种常用的夹紧方式,广泛应用于工业生产中对零件进行固定和定位。

夹紧力是V型块夹紧的重要参数,对夹紧效果起着至关重要的作用。

本文将深入探讨夹紧力的概念、计算方法和影响因素。

2. V型块夹紧的定义和应用领域2.1 V型块夹紧的定义V型块夹紧是利用锥形面上的摩擦力,对工件进行夹紧和定位的一种方式。

通过调整夹紧力,可以实现对工件的稳定夹持,并保证加工质量和精度。

2.2 V型块夹紧的应用领域V型块夹紧广泛应用于机械制造、汽车制造、航空航天等领域。

例如,在机械制造中,V型块夹紧可用于夹紧轴、齿轮、连杆等零件,确保加工过程中的稳定性和准确性。

3. 夹紧力的概念和影响因素3.1 夹紧力的定义夹紧力是指夹紧装置对工件施加的力。

夹紧力的大小直接影响到夹紧装置的稳定性和工件的固定程度。

3.2 夹紧力对夹紧效果的影响夹紧力过小会导致工件松动,不稳定甚至脱离夹紧装置,造成加工质量差和安全隐患;夹紧力过大则会对工件表面产生过大的应力,可能引起变形或破坏。

因此,合适的夹紧力对于确保加工质量和工件安全至关重要。

4. 夹紧力的计算方法4.1 部件的夹紧面积计算夹紧力的首要步骤是确定夹紧面积。

夹紧面积取决于夹紧装置的形式和工件的几何形状。

一般来说,夹紧面积越大,夹紧力越大。

4.2 夹紧力的计算公式夹紧力的计算可通过以下公式得出:夹紧力 = 摩擦系数 * 夹紧面积 * 夹紧压力4.3 摩擦系数的选择摩擦系数是夹紧力计算中的重要参数之一,它决定了夹紧面的摩擦力大小。

摩擦系数的选择应根据工件材料和夹紧面材料的摩擦性能进行匹配。

4.4 夹紧力的单位夹紧力的单位通常为牛顿(N)或千克力(Kgf),具体选择取决于实际需求。

夹紧力计算

夹紧力计算

盛年不重来,一日难再晨。

及时宜自勉,岁月不待人。

4.1.2 夹紧力计算及夹紧气缸的设计1、夹紧力的计算工件材料为AS9U3,大平面加工余量为1.5mm ,采用硬质合金端铣刀加工,切削力查参考文献〔1〕可根据如下公式计算: •式中:Fz ---铣削力(N)a f ---每齿进给量(mm/r) a w ---铣削宽度(mm) K FZ ---铣削力修正系数 d 0---铣刀外径(mm) a p ---铣削深度(mm) z ---•铣刀齿数 确定各参数值:(1).铣刀外径d 0=315mm ; (2).铣刀齿数Z =16;(3).每齿进给量af 是铣刀每转一个刀齿时铣刀对工件的进量:a f =V f /(z ·n)=360/(16×720)=0.031mm/r(4).铣削深度a p 对于端铣刀是指平行于铣刀轴线测量的被铣削层尺寸:a p =1.5mm(5). 铣削宽度a w 对于端铣刀是指垂直于铣刀轴线测量的被切削层尺寸:a w =240mm(6). 修正系数K FZ 取1.6;由表查得: c F =7750 x F =1.0 y F =0.75u F =1.1 w F =0.2 q F =1.3FZw q 0V wy fX PX FZ K nd Za a a c 25.0F fFFfFF⋅⋅⋅⋅⋅⋅⨯=⋅1.00.751.11.30.277501.50.031240160.25 1.6315720ZF ⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯Fz=276.5N=28Kg(7). 理论所需夹紧力计算 确定安全系数:总的安全系数k =k1·k2·k3·k4k 1---- 一般安全系数; k 1取1.7;k 2----加工状态系数; 由于是精加工,所以k 2取1; k 3----刀具钝化系数; k 3取1.4; k 4----断续切削系数; k 4取1.2; ∴ k =1.7×1×1.4×1.2≈3 W =k ·p =3×28kg =84kg 2. 气缸的选择Q=W/(i ·η1·n )=84/(0.8×0.8×3)=44kg 由气缸传动的计算公式: Q=P·(πD2/4)·η式中: P--压缩空气压力=6atm =6kg/cm2 η--气缸摩擦系数,取0.8i —压板与工件的摩擦系数,取0.8n —夹紧气缸个数,本夹具为3 D--气缸直径(cm)D ==D=34.2cm通过以上理论计算,可以选择直径为50mm 的气缸。

第九讲夹紧力的分析与估算

第九讲夹紧力的分析与估算
一、夹紧力的方向和作用点的确定
1)夹紧力应朝向主要限位面,对工件只施 加一个夹紧力,或施加几个方向相同的夹紧力 时,夹紧力的方向应尽可能朝向主要限位面。 如图1—52a所示,工件被镗的孔与左端面有 一定的垂直度要求。
图1—52
工件以孔的左端面与定位元件的A面接触,限制三个自由度;
以底面与B面接触,限制两个自由度;夹紧力朝向主要限位面A。
上一讲内容提要:
工件以V形导轨面定位 工件以燕尾导轨面定位 工件以渐开线齿形面定位 夹紧装置的组成 对夹紧装置的基本要求
本讲主要内容:
夹紧力的方向和作用点的确定 夹紧力大小的估算
本讲重点和难点:
夹紧力方向和作用点的确定 夹紧力大小的估算
第八节 夹紧力的确定
确定夹紧力的方向、作用点和大小时,要分析工件的结构特点、 加工要求、切削力和其它外力作用工件的情况,以及定位元件的结构 和布置方式。
设置止推销后,工件不可能斜向移动了,对夹紧最不利的瞬
时状态是铣刀切入全深、切削力达到最大时,工件绕0点转动,形
成切削力矩FP L ,需用夹紧力FJ1、FJ2 产生的摩擦力矩F1L1、F2L2
与之平衡,建立静平衡方程如下:
F 1 L 1F 2 L 2F PL F J1f1L 1F J2f2L 2F P L
b)
c)
图1—54
4)夹紧力作用点应靠近工件的加工表面。
如图1—55所示。 在拨叉上铣槽,由于主要夹紧力的作用 点距加工表面较远,故在靠近加工表面的地
方设置了辅助支承,增加了夹紧力 F J 。
这样,不仅提高了工件的装夹刚性,还 可减少加工时工件的振动。
图1—55
二、夹紧力大小的估算
加工过程中,工件受到切削力、离心力、惯性力及重力的作 用。

夹紧力计算

夹紧力计算

上海德珂斯机械自动化技术有限公司Tuenkers Machinery & Automation Technology Co., Ltd, Shanghai夹紧器夹紧力计算上海德珂斯机械自动化技术有限公司Tuenkers Machinery & Automation Technology Co., Ltd, Shanghai1.压块垂直夹紧时,此时夹紧力处于垂直方向, 其受力分析如下:夹紧力Fs 压块M缸径 5bar气压夹紧力矩L40夹紧力Fs50120Nm 160Nm63380Nm80600NmFs =有效夹紧力 L=夹紧点与转动轴中心距离当压块垂直夹紧时,夹紧力方向与力矩切线方向相同,此时产生的夹紧力最大,计算公式如下: Fs= M ÷ L举例: 当L=200mm时,缸径63mm. 夹紧力Fs=380Nm ÷0.2m=1900N上海德珂斯机械自动化技术有限公司Tuenkers Machinery & Automation Technology Co., Ltd, Shanghai2.压块水平夹紧时,此时夹紧力处于水平状方 向,其受力分析如下:夹紧力Fs压块M L2L1 Fs α FFs =有效夹紧力 L1=夹紧点与转动轴中心距离 F=切向力缸径 5bar气压夹紧力矩M40120Nm50160Nm63380Nm80600Nm当压块水平夹紧时,其有效夹紧力会相对减小,计算公式如下: Cos α =L2 ÷ L1 F= M ÷ L1 Fs= F × Cos α举例: 当L1=200mm,L2=100mm时,缸径63mm。

F=380Nm÷0.2=1900N Fs=F × Cos α=1900N×(100÷200)=950N上海德珂斯机械自动化技术有限公司Tuenkers Machinery & Automation Technology Co., Ltd, Shanghai谢谢!上海德珂斯机械自动化技术有限公司Tuenkers Machinery & Automation Technology Co., Ltd, Shanghai。

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图1—55
例如,图1—56为铣削加工示意图,试 估算所需的夹紧力。
由于是小型工件,工件重力略去不计。 因为压板是活动的,压板对工件的摩擦力 也略去不计。
不设置止推销时,对夹紧最不利的瞬 时状态是铣刀切入全深、切削力 FP 达到
最用与大夹之时紧平,力衡工,FJ件建1、可立F能静J2 沿平产衡F生P方的的程摩方:擦向力移动F1,、F需2
设 FJ1 FJ2 FJ理
f1f2 f
F 则 F J 理 fL 1 L 2 F P L
J理
FPL f (L1L2)
考虑安全系数,每块压板需给工件的夹紧力(N)是:
F FpLK J需 f (L1L2)
式中L——切削力作用方向至挡销的距离, L1、L 2 ——两支承钉至挡销的距离。
安全系数可按下式计算
设置止推销后,工件不可能斜向移动了,对夹紧最不利的瞬
时状态是铣刀切入全深、切削力达到最大时,工件绕0点转动,形
成切削力矩FP L ,需用夹紧力FJ1、FJ2 产生的摩擦力矩F1L1、F2L2
与之平衡,建立静平衡方程如下:
F 1 L 1F 2 L 2F PL F J1f1L 1F J2f2L 2F P L
如图1—55所示, 夹紧力作用点靠近加工表面略去次要因
素在力系中的影响。估算步骤如下:
1)建立理论夹紧力 F J理 与主要最大切削
力 FP 的静平衡方程:
FJ理 FP
2)实际需要的夹紧力 FJ需 ,应考虑安全系数
(见表1—8),FJ需KFJ理
3)校核夹紧机构产生的夹紧力 F J 是否满足
条件:
FJ FJ需
这样做,有利于保证孔与左端面的垂直度要求。如果夹紧力改朝B面,则由于工件左端面与底面
的夹角误差,夹紧时将破
坏工件的定位,影响孔与
左端面的垂直度要求。
再如图1—52b所示,
夹紧力朝向主要限位面
——V形块的V形面,使 工件的装夹稳定可靠。
图1—52
如果夹紧力改朝B面,则由于工件圆柱面与端面的垂直度误差, 夹紧时,工件的圆柱面可能离开V形块的V形面。这不仅破坏了定位, 影响加工要求,而且加工时工件容易
对工件施加几个方向不同的夹紧力时,朝向主要限位面的夹紧力 应是主要夹紧力。
2)夹紧力的作用点 应落在定位元件的支承 范围内。 如图1—53所示。
图1—53
夹紧力的作用点落到了定位元件的支承范围之外,夹紧时将破 坏工件的定位,因而是错误的。
3)夹紧力的作用点应落在工件刚性较 好的方向和部位。这一原则对刚性差的工 件特别重要。
图1—56
F1F2 FP
FJ1f1FJ2f2FP
设 FJ1 FJ2 FJ理 f1f2 f
则 2fFJ理FP
F FP J理 2 f
考虑安全系数,每块压板需给工件的夹紧力(N)为
F KFP J需 2 f
式中 F P ——最大切削力(N);
F J ——每块压板的夹紧力(N)
f ——工件与定位元件间的摩擦因数; K ——安全系数。
b)
c)
图1—54
4)夹紧力作用点应靠近工件的加工表面。
如图1—55所示。 在拨叉上铣槽,由于主要夹紧力的作用 点距加工表面较远,故在靠近加工表面的地
方设置了辅助支承,增加了夹紧力 F J 。
这样,不仅提高了工件的装夹刚性,还 可减少加工时工件的振动。
图1—55
二、夹紧力大小的估算
加工过程中,工件受到切削力、离心力、惯性力及重力的作 用。
如图1—54a)所示。 薄壁套的轴向刚性比径向好,用卡爪 径向夹紧,工件变形大,若沿轴向施加夹 紧力,变形就会小得多。
a) 图1—54
夹紧图1—54b所示薄壁箱体时,夹紧力不应作用在箱体的顶 面,而应作用在刚性好的凸边上。
箱体没有凸边时,如图 1—54c所示。
将单点夹紧改为三点夹 紧,使着力点落在刚性较好 的箱壁上,并降低了着力点 的压强,减小了工件的夹紧 变形。
上一讲内容提要:
工件以V形导轨面定位 工件以燕尾导轨面定位 工件以渐开线齿形面定位 夹紧装置的组成 对夹紧装置的基本要求
本讲主要内容:
夹紧力的方向和作用点的确定 夹紧力大小的估算
本讲重点和难点:
夹紧力方向和作用点的确定 夹紧力大小的估算
第八节 夹紧力的确定
确定夹紧力的方向、作用点和大小时,要分析工件的结构特点、 加工要求、切削力和其它外力作用工件的情况,以及定位元件的结构 和布置方式。
KK0K1K2K3
各种因素的安全系数见表1—8。 通常情况下,取K=1.5~2.5, 当夹紧力与切削力方向相反时,取K=2.5~3。 各种典型切削方式所需夹紧力的静平衡方程式可参看“夹具手册”
本讲小结:
夹紧力的方向 作用点的确定 夹紧力大小的估算
理论上,夹紧力的作用应与上述力(矩)的作用平衡; 实际上,夹紧力的大小还与工艺系统的刚性、夹紧机构的传 递效率等有关。 切削力的大小在加工过程中是变化的,因此,夹紧力的计算 是个很复杂的问题,只能进行粗略的估算。 估算时应找出对夹紧最不利的瞬时状态,估算此状态下所需 的夹紧力。并只考虑主要因素在力系中的影响,
一、夹紧力的方向和作用点的确定
1)夹紧力应朝向主要限位面,对工件只施 加一个夹紧力,或施加几个方向相同的夹紧力 时,夹紧力的方向应尽可能朝向主要限位面。 如图1—52a所示,工件被镗的孔与左端面有 一定的垂直度要求。
图1—52
工件以孔的左端面与定位元件的A面接触,限制三个自由度;
以底面与B面接触,限制两个自由度;夹紧力朝向主要限位面A。
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