夹紧力计算

夹紧力计算及夹紧气缸的设计
1、夹紧力的计算
工件资料为 AS9U3，大平面加工余量为，采纳硬质合金端铣刀加工，切削力查参照文件〔 1〕可依据以下公式计算：
F0.25 c
F
X F
a
P
X F a f y f a w V F Z K
FZ
Z
d0q F n w f
? 式中： Fz ---铣削力 (N)
a f ---每齿进给量 (mm/r)
a w---铣削宽度 (mm)
---
铣削力修正系数
K FZ
d0---铣刀外径 (mm)
a ---铣削深度 (mm)
p
z---? 铣刀齿数
确立各参数值 :
(1). 铣刀外径d0＝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)＝r
(4). 铣削深度a p关于端铣刀是指平行于铣刀轴线丈量的被铣削层尺寸:
a p＝
(5).铣削宽度a w关于端铣刀是指垂直于铣刀轴线丈量的被切削层尺寸:
a w＝240mm
(6).修正系数K FZ取；
由表查得 : c F＝7750x F＝y F＝u F＝w F＝q F＝
1.00.75 1.1
16
77501.50.031240
F0.25 1.30.2 1.6
Z315720
Fz==28Kg
(7).理论所需夹紧力计算
确立安全系数 :
总的安全系数 k＝k1·k2· k3·k4
k 1----一般安全系数；k1取；
k 2----加工状态系数；因为是精加工，所以 k2取 1；k 3----刀具钝化系数；k 3取；
k 4----断续切削系数；k 4取；
∴ k ＝× 1××≈ 3
W＝k·p＝3×28kg＝ 84kg
2.气缸的选择
Ｑ＝Ｗ /(i ·η 1·n) ＝ 84/ ×× 3) ＝44kg 由气缸传动的计算公式：
Ｑ＝Ｐ· ( πＤ 2/4) ·η
式中 :Ｐ--压缩空气压力＝6atm＝6kg/cm2
η-- 气缸摩擦系数，取
i—压板与工件的摩擦系数 , 取
n—夹紧气缸个数 , 本夹具为 3
Ｄ-- 气缸直径 (cm)
4Q444
D
p 6 3.140.8
D=
经过以上理论计算，能够选择直径为50mm的气缸。

可是，考虑到因为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，以致在铣削过程中产生较大的振动，所以，夹具需有足够的夹紧力。

别的还
考虑到工厂所供压缩空气压力不稳固，部件加工余量发生变化，部件资料缺点，
以及其余不行预示性要素的影响，为安全靠谱起见，选择直径为63mm的气缸。

铣侧面工装定位精度计算
定位偏差是由基准位移偏差和基准不重和偏差构成的。

下边对工序尺寸±
的定位偏差进行剖析计算。

基准直线位移偏差△x1
0.022
，园柱定位销尺寸为φ0.013
, 因工件定位后处于垂直状
定位孔尺寸为φ 0
0.028
态，因为自重定位孔与定位销老是单方向接触，所以基准直线位移偏差为：
△x1＝0
基准角位移偏差△ x2
由图可知 2- Φ00.022孔中心距
L ＝1602348.652＝
定位时因部件自己重量，使得两定位孔挪动方向同样。

∴tg △θ＝ ( x2max－x1max)/(2L)
式中：△θ----两定位孔同向挪动时，定位基准的转角
x2max----定位孔与菱形销之间的最大配合空隙
x1max----定位孔与圆柱销之间的最大配合空隙
L ----两定位孔中心距
菱形销尺寸为φ 6 00..013028，定位孔尺寸为φ00.022
∴x2max＝++＝
x1max＝+=
tg △θ＝ ( x2max－x1max)/(2L)＝－/
-4
＝× 10
△θ＝°
加工面 ( 长 240) 两头角位移偏差△x2' 为：
240 ×sin △θ＝
基准不重合偏差△ B
由工序简图可知，定位基准是由底平面 B 和２－φ00.022孔构成。

而工序尺寸±的工序基准为φ00.022孔。

所以基准不重合偏差△ B＝0mm。

定位偏差△Ｄ＝△ x1＋△ x2＋△B
＝ 0＋＋ 0＝
因为 <<±，故能很好地知足加工精度求。

铣侧面工装设计
铣削力的计算
工件资料为锻造铝合金。

侧平面加工余量为1mm。

? 采纳硬质合金端铣刀加工。

切削力可依据以下公式计算：
F Z0.25c F X F a P X F a f y f a w V F Z
q F
n
w f K FZ
d0
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
确立各参数值 :
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)＝r
4.铣削深度 a p关于端铣刀是指平行于铣刀轴线丈量的被铣
削层尺寸 :
a p＝1mm
5.铣削宽度 a w关于端铣刀是指垂直于铣刀轴线丈量的被切削层尺寸 :
a w
＝ 70mm
6. 修正系数 K FZ取；
由表查得 : c F＝7750x F＝y F＝
u F＝w F＝q F＝
1.00.75 1.18
77501.0.07170
F0.25 1.30.2 1.6
Z1251120
=168N=17Kg
?
铣削夹具底板强度校核
1、夹具底板受力剖析
底板资料采纳 45 钢，其折服极限σ s＝ 245N/mm2，安全系数 ns＝? 。

2
故其许用应力 [ σ] ＝σs/ n s＝ 245/ ＝163N/mm
22许用剪切应力 [ τ] ＝[ σ] ＝× 163N/mm＝
98N/mm 底板受力状况以下列图所示 :
图底板受力争
(1)支承反力计算以下：
依据公式可知： R B＝P＝168N
(2)弯矩计算以下：
已知： P：168N L：420mm
M B＝－ PL＝－ 168×＝－底板转角计算以下：
4已知： P：168N L ：420mm E：200GPa I ： 364583mm
θA＝－ 168×4202/(2 × 200× 364583)＝°
2、由上图可知：
(1)夹具底所蒙受的最大弯矩：
Qmax=168N
Mmax=168×=对截面尺寸进行校核
2253
曲折正应力 :Wz=bh/6=280× 25 /6= ×10mm
35-22
σmax=Mmax/Wz=×10 / ×10 )= ×10 N/mm
-222
×10
另：底板受力转角仅为°，故可忽视，不予考虑。

所以：底板所选截面280× 25 完整知足强度要求。

第三章夹具设计
选择工序
工艺过程为中的方案三，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，左边面 E 已经加工完成，加工要求保证距 E 面尺寸 .
确立定位方案和定位元件
依据部件构造和工序安排，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。

方案一与方案二对比较，方案二的定位面积要大一些，并且与其余工序相适应，能够在整个工艺过程中采纳一致的定位基准。

所以，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 B10×90（ GB2236-80），带有排屑槽，切屑易消除，宜用于底面上的支承。

图 B 型支承板
协助定位面选择左边面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的空隙，切屑落进不易消除，宜用于侧面或顶面的支承。

图B 型支承板
切削力及夹紧力的剖析计算
切削力的计算
本工序为用硬质合金端铣刀粗铣G面，依据手册 [1] ，铣削切削力的计算公式为：
F=490a p 1 .0 f z0.74 d 1.0 b D0.90 z
（）
注：式中 F —铣削力（ N）；
a p—铣削深度（ mm）；
f z—每齿进给量（ mm/z）；
d—铣刀直径（ mm）；
b D—铣削宽度（ mm）；
z—铣刀的齿数。

此中， a p =，f z =z， d=160mm， b D =78mm，z=8，所以
F=490×1 .0×0 .74×160 1.0×78 0.90× 8
=1108N
夹紧力的计算
依据手册 [1] ，夹紧力的计算公式为：
F
KF
k =
12（）
K=K0 K1K2K3 K4K5 K6（）式中 F k—实质所需的夹紧力（N）；
F—切削力（ N）；
1 —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；
K0 ~K6—各样因数的安全系数。

依据 [1] 表 17-10 、表 17-11 ，K0 =，K1 =， K2 =，K3 =， K4 =，K5 =，
K6 =，则
K=×××××× =
依据 [7] 表 18-1 ， 1 =， 2 =，则
F k=1.7 1108
0.10.1
=9418N
每个气缸可供给的夹紧力为7000N，则 2F=14000N>9418N，可知足要求。

定位偏差的剖析验算
夹具的主要功能是用来保证工件加工表面的地点精度，影响地点精度精度的主要要素有三个方面：
（1）工件在夹具中的安装偏差，它包含定位偏差和夹紧偏差。

（2）夹具在机床上的对定偏差，指夹具相关于刀具或相关于机床成形运动
的地点偏差。

（3）加工过程中出现的偏差，它包含机床的几何精度、运动精度，机床、
刀具、工件和夹具构成的工艺系统加工时的受力变形、受热变形，磨损，调整，
丈量中的偏差，以及加工成形原理上的偏差等。

第三项一般不易估量，前两项和不大于工件同意的三分之二为合格。

常用符号D?w表示。

依据 [1] 表 17-9 ，
D ?w B =2（H-h）tan g
（）
如图：
图
此中 H=98mm，h=51mm，=o ，则
D?w B=2×（98-51）×o
=
依据手册 [1] ，加工精度等级 IT=8 ，依据《几何量公差与检测》 [8] 附表 3-2 ，公差为，在同意的范围内。