夹紧力计算.docx

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
，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)
cF X F
aPX F af yf
aw VF
Z
FZ
q F
n
w
K FZ
d0
f
a
f ---
每齿进给量 (mm/r)
a
w---
铣削宽度 (mm)
KFZ---
铣削力修正系数
d0---
铣刀外径 (mm)
ap---
铣削深度 (mm)
z---
?铣刀齿数
确定各参数值 :
(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 ＝ Vf / (z ·n) ＝360/(16 ×720) ＝ mm/r
(4). 铣削深度 ap 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＝
(5). 铣削宽度 aw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 KFZ 取
；
由表查得 : c F＝ 7750
x
F＝
y
F＝
u
F＝
w
F＝
q
F＝
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16


240
F




Z
315
720
Fz==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；
1
取 ；
----
k
k 2----
加工状态系数；
由于是精加工，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
＝k·p＝3×28kg＝ 84kg
气缸的选择
Ｑ＝Ｗ /(i ·η1·n) ＝ 84/( × ×3) ＝ 44kg
由气缸传动的计算公式：
Ｑ＝Ｐ· ( π Ｄ2/4) ·η
式中 : Ｐ-- 压缩空气压力＝ 6atm＝ 6kg/cm2
η-- 气缸摩擦系数，取
—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)
4Q 4 44
D
p 6
D=
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。
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
± 的定位误差进行分析计算。
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基准直线位移误差 △x1
定位孔尺寸为 φ 0 ，园柱定位销尺寸为 , 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
基准角位移误差△ x2
由图可知 2- Φ 0 孔中心距