夹紧力计算

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)

F = 0.25 c F

a

P

a

f

a

w

Z

K

Z d

q F

n w f

FZ

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

7750

1.5 1.00.0310.75

240 1.1

16

F = 0.25

1.3 0.2

1.6

Z

3151.3

7200.2

u F ＝1.1

w F ＝0.2

q F ＝1.3

x F ＝1.0 y F ＝0.75

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

k1 一般安全系数； 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 ≈ 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· ( πＤ 2/4) ·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 =4Q

=

444

p 6 3.14 0.8

D=34.2cm

通过以上理论计算，可以选择直径为50mm 的气缸。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的气缸。

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φ6.0450+0.022，园柱定位销尺寸为φ6.045

-

-00..001283,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：

△x1＝0

4.2.2基准角位移误差△x2

由图可知 2-Φ6.045 +0.022孔中心距

L ＝1602+ 348.652＝ 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＝(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φ6

-00..002138，定位孔尺寸为φ6.0450+0.022

-

∴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)

-4

＝0.54× 10-4

△θ＝0.003 °

加工面(长 240)两端角位移误差△x2'为：

240× sin △θ＝ 0.013mm

4.2.3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－φ6.045 0+0.022孔组成。而工序尺寸31.83±0.4 的工序基准为φ6.045 +0.022孔。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