夹紧力计算Word下载.docx

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Cf=7750

x

F=1.0

y

f=0.75

UF=1.1

w

f=0.2

q

F=1.3

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•k4

ki----一般安全系数；

ki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i.4；

k4断续切削系数；

k4取1.2；

•••k=1.7x1X1.4X1.2〜3

W=k•p=3X28kg=84kg

2.气缸的选择

Q=W/（i•n1•n）=84/（0.8x0.8x3）=44kg

由气缸传动的计算公式：

Q=P°

（nD2/4）•n

P--压缩空气压力=6atm=6kg/cm2

n--气缸摩擦系数，取0.8

i—压板与工件的摩擦系数,取0.8

n—夹紧气缸个数，本夹具为3

D--气缸直径（cm）

D=34.2cm

通过以上理论计算，可以选择直径为50mm勺气缸。

但是，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大小及方向随时都在变化，致使在铣削过程中产生较大的振动，因此，夹具需有足够的夹紧力。

此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化，零件材料缺陷，以及其它不可预见性因素的影响，为安全可靠起见，选择直径为63mm勺气缸。

4.2铣侧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©

6.04500.022，园柱定位销尺寸为©

6.0450.0；

；

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单方向接触，所以基准直线位移误差为：

4.2.2基准角位移误差厶X2

由图可知2-①6.04500.022孔中心距

L=.1602348.65"

=414.6mm

定位时因零件自身重量，使得两定位孔移动方向相同。

・・tg△B#X2max—Xlma））/（2L）

△0----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大配合间隙

X1max—

-定位孔与圆柱销之间的最大配合间隙

L----

两定位孔中心距

菱形销尺寸为©

60.013，定位孔尺寸为©

6.04500.022

・X2max=0.022+0.028+0.045=0.95mm

X1max—0.022+0.028=0.05mm

tg△&

—（X2max—Ximax）/（2L）—（0.95—0.05）/（2X414.6）

-4

—0.54X10

△0—0.003°

加工面（长240）两端角位移误差厶X2'

为：

240Xsin△&

—0.013mm

4.2.3基准不重合误差厶B

由工序简图可知，定位基准是由底平面B和2—©

6.04500.022孔组成。

而工序尺寸

31.83±

0.4的工序基准为©

6.045o0.022孔。

所以基准不重合误差厶B—0mm

定位误差AD—AX1+△X2+Ab

—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铣侧面工装设计

4.3.1铣削力的计算

工件材料为铸造铝合金。

侧平面加工余量为1mm?

采用硬质合金端铣刀加工。

切削

力可根据如下公式计算：

af---每齿进给量（mm/r）

aw---铣削宽度（mm）

KFZ---铣削力修正系数

d0---铣刀外径（mm）

ap---铣削深度（mm）

铣刀齿数

确定各参数值:

1、铣刀外径do=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:

af=Vf/（zn）=638/（8X1120）=0.071mm/r

4.铣削深度ap对于端铣刀是指平行于铣刀轴线测量的被铣

削层尺寸:

ap=1mm

5.铣削宽度aw对于端铣刀是指垂直于铣刀轴线测量的被切削层尺寸

aw=70mm

6.修正系数Kfz取1.6；

由表查得:

cF=7750xF=1.0yF=0.75

uF=1.1wF=0.2qF=1.3

=168N=17Kg

4.3.2铣削夹具底板强度校核

1、夹具底板受力分析

底板材料采用45钢，其屈服极限cs=245N/mm2安全系数ns=1.5?

2

故其许用应力[c]=cs/ns=245/1.5=163N/mm

22

许用剪切应力[t]=0.6[（T]=0.6x163N/mm=98N/mm

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:

168NL:

420mm

M^=—PL=—168x0.42=一70.56N.m

（3）底板转角计算如下：

-4

P：

420mmE：

200GPaI:

364583mm

9A=—168X420/（2X200X364583）=0.00108°

2、由上图可知：

（1）夹具底所承受的最大弯矩：

Qmax=168N

Mmax=16X0.42=70.56N.m

（2）对截面尺寸进行校核

弯曲正应力：

Wz=bh76=280x252/6=1.75x105mrri

35-22

（Tmax=Mmax/Wz=70.5X10/（1.75X10）=40.32X10N/mm

-222

因为：

cmax=40.32X10N/mm<

[①]=163N/mm

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280X25完全满足强度要求。

第三章夹具设计

3.1选择工序

3.2确定定位方案和定位元件

根据零件结构和工序安排，本工序加工时的主要定位基准（限制三个自由度）有二种方案可供选择：

（1）以顶面B作为主要定位基准。

（2）以底面F作为主要定位基准。

方案一与方案二相比较，方案二的定位面积要大一些，而且与其它工序相适应，可

以在整个工艺过程中采用统一的定位基准。

因此，本工序决定以底面F为主要定位基准。

定位元件选择支承板B10X90（GB2236-80），带有排屑槽，切屑易清除，宜用于底面上的支承。

图3.1B型支承板

辅助定位面选择左侧面E（限制两个自由度），定位元件选择支承板A10X90

（GB2226-80，螺钉头处有1~2mm的^间隙，切屑落进不易清除，宜用于侧面或顶面的支承。

图3.2B型支承板

3.3切削力及夹紧力的分析计算

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：

F=490ap1.0fz0.74d10bD0.90z（3.1）

注：

式中F—铣削力（N）;

ap—铣削深度（mr）；

fz—每齿进给量（mm/力;

d—铣刀直径（m）；

bD—铣削宽度（m）；

z—铣刀的齿数。

其中，ap=2.3mmfz=0.28mm/z,d=160mmbD=78mmz=8，所以

F=490X2.31.0X0.28X160X78X8

=1108N

根据手册［1］，夹紧力的计算公式为：

KF

Fk=」^（3.2）

12

式中Fk—实际所需的夹紧力（N）;

F—切削力（N）;

i—夹紧元件与工件间的摩擦因数;

2—工件与夹具支承面间的摩擦因数;

K—安全系数；

Ko~K6—各种因数的安全系数。

根据［1］表17-10、表17-11，K0=1.2，K1=1.2，K2=1.2，K3=1.0，K4=1.0，K5=1.0，

K6=1.0，则

K=1.2X1.2X1.2X1.0X1.0X1.0X1.0=1.7

根据［7］表18-1,1=0.1,2=0.1，则

1.71108

Fk=

0.10.1

=9418N

每个气缸可提供的夹紧力为

7000N,贝U2F=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表面的位置精度，影响位置精度精度的主要因素有三个方面：

（1）工件在夹具中的安装误差，它包括定位误差和夹紧误差。

（2）夹具在机床上的对定误差，指夹具相对于刀具或相对于机床成形运动的位置误差。

（3）加工过程中出现的误差，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，测量中的误差，以及加工成形原理上的误差等。

第三项一般不易估算，前两项和不大于工件允许的三分之二为合格。

常用符号

（3.4）

表示。

根据［1］表17-9，

d?

wb=2（H-h）tan

如图3.1：

图3.3

其中H=98m，mh=51mm，=0.1o，则

wb=2x（98-51）xtanO.1o

=0.16mm

根据手册［1］，加工精度等级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。