夹紧力计算 (2)

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 就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 对于端铣刀就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 对于端铣刀就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、75

u F ＝1、1 w F ＝0、2 q F ＝1、3

FZ

w q 0

V w

y f

X P

X F

Z K n

d Z

a a a c 25.0F f

F

F

f

F

F

⋅⋅⋅⋅⋅⋅⨯

=⋅

1.0

0.75

1.1

1.3

0.2

77501.50.03124016

0.25 1.6

315720

Z

F ⨯⨯⨯⨯=⨯

⨯⨯

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

k 1---- 一般安全系数; k 1取1、7;

k 2----加工状态系数; 由于就是精加工,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、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 =

=D=34、2cm

通过以上理论计算,可以选择直径为50mm 的气缸。但就是,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 的气缸。

4、2 铣侧面工装定位精度计算

定位误差就是由基准位移误差与基准不重与误差组成的。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△x 1

定位孔尺寸为φ6、0450.0220+,园柱定位销尺寸为φ6、0450.013

0.028--,因工件定位

后处于垂直状态,由于自重定位孔与定位销总就是单方向接触,所以基准直线位移误差为:

△x 1＝0

4、2、2 基准角位移误差△x 2

由图可知2-Φ6、0450.022

0+孔中心距

L 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 △θ＝(x 2max －x 1max )/(2L)

式中:△θ ----两定位孔同向移动时,定位基准的转角

x 2max ----定位孔与菱形销之间的最大配合间隙 x 1max ----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φ60.0130.028--,定位孔尺寸为φ6、0450.022

+ ∴x 2max ＝0、022+0、028+0、045＝0、95mm x 1max ＝0、022+0、028=0、05mm

tg △θ＝(x 2max －x 1max )/(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△x 2'为:

240×sin △θ＝0、013mm

4、2、3 基准不重合误差△B

由工序简图可知,定位基准就是由底平面B 与２－φ6、0450.0220+孔组成。而

工序尺寸31、83±0、4的工序基准为φ6、0450.0220+孔。所以基准不重合误差△B

＝0mm 。

定位误差△Ｄ＝△x 1＋△x 2＋△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:

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＝125mm ;

2、铣刀齿数Z ＝8;

3、每齿进给量af 就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/r

4、 铣削深度a p 对于端铣刀就是指平行于铣刀轴线测量的被铣 削层尺寸:

a p ＝1mm

5、 铣削宽度a w 对于端铣刀就是指垂直于铣刀轴线测量的被切削层尺寸:

FZ

w q 0

V w

y f

X P

X F

Z K n

d Z

a a a c 25.0F f

F

F

f

F

F

⋅⋅⋅⋅⋅⋅⨯

=⋅