数控加工工艺第六讲.ppt

5.3.2夹紧力的确定【例】估算图示铣削夹紧力由上式可求出最小夹紧力，再乘以安全系数k，得到所需的夹紧力：铣削时夹紧力的估算【解】开始铣削时的受力情况最为不利。此时在力矩FaL的作用下有使工件绕O点转动的趋势，与之相平衡的是作用在A、B点上的夹紧力反力所构成的摩擦力矩。根据力矩平衡条件有：第62页,共91页，星期六，2024年，5月5.3.2夹紧力的确定夹紧力大小估算安全系数——通常取1.5～2.5。精加工和连续切削时取小值，粗加工或断续切削时取大值。当夹紧力与切削力方向相反时，可取2.5～3摩擦系数——主要取决于工件与夹具支承件或夹紧件之间的接触形式，具体数值可参考下表：不同表面的摩擦因数接触表面特征摩擦因数光滑表面直沟槽，方向与切削方向一致直沟槽，方向与切削方向垂直交错网状沟槽0.15～0.250.25～0.350.4～0.50.6～0.8第63页,共91页，星期六，2024年，5月5.3.2夹紧力的确定夹紧力大小的确定要足够防止加工时松动使工件受压变形小，刚性差的工件应均匀加压在实际的加工中，对于小件，往往不需要计算夹紧力，可根据经验进行设计。大批量生产或者是新产品上马时，可查阅夹具设计手册，利用给定的现成公式来估算夹紧力的大小。夹紧力三要素的确定，是一个综合性问题，必须考虑工件的结构特点、加工工艺方法、定位元件的结构和布置等多种因素。第64页,共91页，星期六，2024年，5月5.3.3常用夹紧机构斜楔夹紧机构斜楔夹紧的翻转式钻模第65页,共91页，星期六，2024年，5月5.3.3常用夹紧机构斜楔夹紧机构夹紧力——取斜楔为分离体，分析其所受作用力，并根据力平衡条件，可得到直接采用斜楔夹紧时的夹紧力为：式中Fj——可获得的夹紧力（N）Fx——作用在斜楔上的原始力（N）φ1——斜楔与工件间摩擦角（°）φ2——斜楔与夹具体间摩擦角（°）α——斜楔的楔角（°）工作原理：利用楔块的斜面将楔块的推力转变为夹紧力，从而夹紧工件第66页,共91页，星期六，2024年，5月5.3.3常用夹紧机构斜楔夹紧机构自锁条件——当工件夹紧并撤除原始力Fx后，夹紧机构依靠摩擦力的作用，仍能保持对工件的夹紧状态的现象称为自锁。α≤φ1＋φ2钢铁表面间的摩擦因数一般为?=0.1～0.15，可知摩擦角φ1和φ2的值为5.75°～8.5°。因此，斜楔夹紧机构满足自锁的条件是：α≤11.5°～17°但为了保证自锁可靠，一般取α为10°～15°；手动夹具一般取为6～8°。第67页,共91页，星期六，2024年，5月5.3.3常用夹紧机构Fj/Fx=1/(tanφ1＋tan(α+φ2))若取φ1＝φ2＝6°，α＝10°带入上式i=2.6.増力比——是指在夹紧原始力Fx作用下，夹紧机构所能产生的夹紧力Fj和Fx的比值。第68页,共91页，星期六，2024年，5月5.3.3常用夹紧机构楔角α越小，则产生的夹紧力Fj就越大，而要保证必要的夹紧行程S，必须加大斜楔的移动行程L，致使结构不紧凑，夹紧速度变慢。所以在选择楔角α时，必须同时兼顾增力比和夹紧行程，不可顾此失彼。现场中可以采用“双楔角”的斜楔行程比——一般把斜楔的移动行程L与工作需要的夹紧行程S的比值，称为行程比，它一定程度上反映了对某一工件夹紧的夹紧机构的尺寸大小。L/S＝1/tanα第69页,共91页，星期六，2024年，5月双升角斜楔滑块夹紧机构1—夹具体2—斜楔3—工件双升角斜楔机构：大升角迅速趋近工件小升角夹紧工件、自锁5.3.3常用夹紧机构第70页,共91页，星期六，2024年，5月5.3.3常用夹紧机构夹紧特点：结构简单，有增力作用。一般扩力比Q/F≈3。具有自锁特性：自锁条件??1+?2楔块夹紧行程小，夹紧力小，夹紧和松开均需敲击，直接应用不方便，用作增力机构，常与机械、汽动、液压机构联动。楔块材料：通常用20钢渗碳，淬硬58~62HRC斜楔夹紧机构第71页,共91页，星期六，2024年，5月6.3.3常用夹紧机构螺旋夹紧机构夹紧力——螺旋可视为绕在圆柱体上的斜楔，因此可从斜楔公式直接导出螺旋夹紧力计算公式：式中Fj——沿螺旋轴向作用的夹紧力（N）Fx——作用在扳手上的力（N）