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夾緊力計(jì)算(共11頁)

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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 4.1.2 夾緊力計(jì)算及夾緊氣缸的設(shè)計(jì) 1、夾緊力的計(jì)算 工件材料為AS9U3,大平面加工余量為1.5mm,采用硬質(zhì)合金端銑刀加工,切削力查參考文獻(xiàn)〔1〕可根據(jù)如下公式計(jì)算: 式中:Fz ---銑削力(N) af---每齒進(jìn)給量(mm/r) aw---銑削寬度(mm) KFZ---銑削力修正系數(shù) d0---銑刀外徑(mm) ap---銑削深度(mm) z---銑刀齒數(shù) 確定各參數(shù)值: (1).銑刀外徑d0=315mm; (2).銑刀齒數(shù)Z=16; (3).

2、每齒進(jìn)給量af是銑刀每轉(zhuǎn)一個(gè)刀齒時(shí)銑刀對工件的進(jìn)量: af=Vf/(z·n)=360/(16×720)=0.031mm/r (4).銑削深度ap對于端銑刀是指平行于銑刀軸線測量的被銑削層尺寸: ap=1.5mm (5). 銑削寬度aw對于端銑刀是指垂直于銑刀軸線測量的被切削層尺寸: aw=240mm (6). 修正系數(shù)KFZ取1.6; 由表查得: cF=7750 xF=1.0 yF=0.75 uF=1.1 wF=0.2 qF=1.3 Fz=276.5N=28Kg

3、 (7). 理論所需夾緊力計(jì)算 確定安全系數(shù): 總的安全系數(shù)k=k1·k2·k3·k4 k1---- 一般安全系數(shù); k1取1.7; k2----加工狀態(tài)系數(shù); 由于是精加工,所以k2取1; k3----刀具鈍化系數(shù); k3取1.4; k4----斷續(xù)切削系數(shù); k4取1.2; ∴ k=1.7×1×1.4×1.2≈3 W=k·p=3×28kg=84kg 2. 氣缸的選擇 Q=W/(i·η1·n)=84/(0.8×0.8×3)=44kg 由氣缸傳動(dòng)的計(jì)算公式: Q=P·(πD2/4)·η 式中: P-

4、-壓縮空氣壓力=6atm=6kg/cm2 η--氣缸摩擦系數(shù),取0.8 i—壓板與工件的摩擦系數(shù),取0.8 n—夾緊氣缸個(gè)數(shù),本夾具為3 D--氣缸直徑(cm) D=34.2cm 通過以上理論計(jì)算,可以選擇直徑為50mm的氣缸。但是,考慮到由于銑削過程中每個(gè)刀齒的不連續(xù)切削,作用于每個(gè)刀齒的切削力大小及方向隨時(shí)都在變化,致使在銑削過程中產(chǎn)生較大的振動(dòng),因此,夾具需有足夠的夾緊力。此外還考慮到工廠所供壓縮空氣壓力不穩(wěn)定,零件加工余量發(fā)生變化,零件材料缺陷,以及其它不可預(yù)見性因素的影響,為安全可靠起見,選擇直徑為63mm的

5、氣缸。 4.2 銑側(cè)面工裝定位精度計(jì)算 定位誤差是由基準(zhǔn)位移誤差和基準(zhǔn)不重和誤差組成的。下面對工序尺寸31.85±0.075的定位誤差進(jìn)行分析計(jì)算。 4.2.1 基準(zhǔn)直線位移誤差△x1 定位孔尺寸為φ6.045,園柱定位銷尺寸為φ6.045,因工件定位后處于垂直狀態(tài),由于自重定位孔與定位銷總是單方向接觸,所以基準(zhǔn)直線位移誤差為: △x1=0 4.2.2 基準(zhǔn)角位移誤差△x2 由圖可知2-Φ6.045孔中心距 L==414.6mm 定位時(shí)因零件自身重量,使得兩定位孔移動(dòng)方向相同。 ∴ tg△θ=(x2max-x1max)/(2L) 式

6、中:△θ ----兩定位孔同向移動(dòng)時(shí),定位基準(zhǔn)的轉(zhuǎn)角 x2max----定位孔與菱形銷之間的最大配合間隙 x1max ----定位孔與圓柱銷之間的最大配合間隙 L ----兩定位孔中心距 菱形銷尺寸為φ6,定位孔尺寸為φ6.045 ∴x2max=0.022+0.028+0.045=0.95mm x1max=0.022+0.028=0.05mm tg△θ=(x2max-x1max)/(2L)=(0.95-0.05)/(2X414.6) =0.54×10-4 △θ=0.003

7、° 加工面(長240)兩端角位移誤差△x2'為: 240×sin△θ=0.013mm 4.2.3 基準(zhǔn)不重合誤差△B 由工序簡圖可知,定位基準(zhǔn)是由底平面B和2-φ6.045孔組成。而工序尺寸31.83±0.4的工序基準(zhǔn)為φ6.045孔。所以基準(zhǔn)不重合誤差△B=0mm。 定位誤差△D=△x1+△x2+△B =0+0.013+0=0.013mm 由于0.013mm<<±0.075mm,故能很好地滿足加工精度求。 4.3 銑側(cè)面工裝設(shè)計(jì) 4.3.1 銑削力的計(jì)算 工件材料為鑄造鋁合金。側(cè)平面加工余量

8、為1mm。采用硬質(zhì)合金端銑刀加工。切削力可根據(jù)如下公式計(jì)算: 式中:Fz ---銑削力(N) af---每齒進(jìn)給量(mm/r) aw---銑削寬度(mm) KFZ---銑削力修正系數(shù) d0---銑刀外徑(mm) ap---銑削深度(mm) z---銑刀齒數(shù) 確定各參數(shù)值: 1、銑刀外徑d0=125mm; 2、銑刀齒數(shù)Z=8; 3、每齒進(jìn)給量af是銑刀每轉(zhuǎn)一個(gè)刀齒時(shí)銑刀對工件的進(jìn)量: af=vf/(z·n)=638/(8×112

9、0)=0.071mm/r 4. 銑削深度ap對于端銑刀是指平行于銑刀軸線測量的被銑 削層尺寸: ap=1mm 5. 銑削寬度aw對于端銑刀是指垂直于銑刀軸線測量的被切削層尺寸: aw=70mm 6. 修正系數(shù)KFZ取1.6; 由表查得: cF=7750 xF=1.0 yF=0.75 uF=1.1 wF=0.2 qF=1.3 =168N=17Kg  4.3.2 銑削夾具底板強(qiáng)度校核 1、夾具

10、底板受力分析 底板材料采用45鋼,其屈服極限σs=245N/mm2,安全系數(shù)ns=1.5。 故其許用應(yīng)力[σ]=σs/ ns=245/1.5=163N/mm2 許用剪切應(yīng)力[τ]=0.6[σ]=0.6×163N/mm2=98N/mm2 底板受力情況如下圖所示: 圖4.3 底板受力圖 (1)支承反力計(jì)算如下: 根據(jù)公式可知:RB=P=168N (2)彎矩計(jì)算如下: 已知:P:168N L:420mm MB=-PL=-168×0.42=-70.56N.m (3)底板轉(zhuǎn)角計(jì)算如下: 已知:P:1

11、68N L:420mm E:200GPa I:mm4  θA=-168×4202/(2×200×) =0.00108° 2、由上圖可知: (1)夾具底所承受的最大彎矩: Qmax=168N Mmax=168×0.42=70.56N.m (2)對截面尺寸進(jìn)行校核 彎曲正應(yīng)力:Wz=bh2/6=280×252/6=1.75×105mm3 σmax=Mmax/Wz=70.56×103/(1.75×105)=40.32×10-2 N/mm2 因?yàn)椋害襪ax=40.32×10-2 N/mm2<[σ]=163N/mm2 另:底板受力轉(zhuǎn)角僅為0.00108°,故可忽略,不予考慮。

12、 所以:底板所選截面280×25完全滿足強(qiáng)度要求。 第三章夾具設(shè)計(jì) 3.1選擇工序 工藝過程為2.3.2中的方案三,選擇工序60粗銑G面的夾具設(shè)計(jì),在此工序前頂面B,底面F,左側(cè)面E已經(jīng)加工完畢,加工要求保證距E面尺寸106.9mm. 3.2確定定位方案和定位元件 根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和工序安排,本工序加工時(shí)的主要定位基準(zhǔn)(限制三個(gè)自由度)有二種方案可供選擇: (1)以頂面B作為主要定位基準(zhǔn)。 (2)以底面F作為主要定位基準(zhǔn)。 方案一與方案二相比較,方案二的定位面積要大一些,而且與其

13、它工序相適應(yīng),可以在整個(gè)工藝過程中采用統(tǒng)一的定位基準(zhǔn)。因此,本工序決定以底面F為主要定位基準(zhǔn)。定位元件選擇支承板B10×90(GB2236-80),帶有排屑槽,切屑易清除,宜用于底面上的支承。 圖3.1 B型支承板 輔助定位面選擇左側(cè)面E(限制兩個(gè)自由度),定位元件選擇支承板A10×90(GB2226-80),螺釘頭處有1~2mm的間隙,切屑落進(jìn)不易清除,宜用于側(cè)面或頂面的支承。 圖3.2 B型支承板 3.3切削力及夾緊力的分析計(jì)算 3.3.1切削力的計(jì)算 本工序?yàn)橛糜操|(zhì)合金端銑刀粗銑G面,根據(jù)手冊[1],銑削切削力的計(jì)算公式為:

14、 F=490afdbz (3.1) 注:式中 F—銑削力(N); a—銑削深度(mm); f—每齒進(jìn)給量(mm/z); d—銑刀直徑(mm); b—銑削寬度(mm); z—銑刀的齒數(shù)。 其中,a=2.3mm,f=0.28mm/z,d=160mm,b=78mm,z=8,所以 F=490×2.3×0.28×160×78×8 =1108N 3.3.2夾緊力的計(jì)算 根據(jù)手冊[1],夾緊力的計(jì)算公式為: F=

15、 (3.2) K=KKKKKKK (3.3) 式中 F—實(shí)際所需的夾緊力(N); F—切削力(N); —夾緊元件與工件間的摩擦因數(shù); —工件與夾具支承面間的摩擦因數(shù); K—安全系數(shù); K~K—各種因數(shù)的安全系數(shù)。 根據(jù)[1]表17-10、表17-11,K=1.2,K=1.2,K=1.2,K=1.0,K=1.0,K=1.0, K=1.0,則 K=1.2×1.2×1.2×1.0×1.0×1.0×1.0=1.7 根據(jù)[7]表18-1,=0

16、.1,=0.1,則 F= =9418N 每個(gè)氣缸可提供的夾緊力為7000N,則2F=14000N>9418N,可滿足要求。 3.4定位誤差的分析驗(yàn)算 夾具的主要功能是用來保證工件加工表面的位置精度,影響位置精度精度的主要因素有三個(gè)方面: (1)工件在夾具中的安裝誤差,它包括定位誤差和夾緊誤差。 (2)夾具在機(jī)床上的對定誤差,指夾具相對于刀具或相對于機(jī)床成形運(yùn)動(dòng)的位置誤差。 (3)加工過程中出現(xiàn)的誤差,它包括機(jī)床的幾何精度、運(yùn)動(dòng)精度,機(jī)床、刀具、工件和夾具組成的工藝系統(tǒng)加工時(shí)的受力變形、受熱變形,磨損,調(diào)整,測量中的誤差,以及加工成形原理上的誤差等。 第三項(xiàng)一般不易估算,前兩項(xiàng)和不大于工件允許的三分之二為合格。常用符號表示。根據(jù)[1]表17-9, =2(H-h)tan (3.4) 如圖3.1: 圖3.3 其中H=98mm,h=51mm,=0.1o,則 =2×(98-51)×tan0.1o =0.16mm 根據(jù)手冊[1],加工精度等級IT=8,根據(jù)《幾何量公差與檢測》[8]附表3-2,公差為0.54mm,在允許的范圍內(nèi)。 專心---專注---專業(yè)

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