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数控车床工件的夹紧
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夹紧是工件装夹过程中的重要组成部分。工件定位后必须通过一定的机构产生夹紧力,把工件压紧在定位元件上,使其保持准确的定位位置,不会由于切削力、工件重力、数控车床离心力或惯性力等的作用而产生位置变化和振动,以保证加工精度和安全操作。这种产生夹紧力的机构称为夹紧装置。

(一)夹紧装置应具备的基本要求

(1)夹紧过程可靠,不改变工件定位后所占据的正确位置。
(2)夹紧力的大小适当,既要保证工件在加工过程中其位置稳定不变、振动小,又要使工件不会产生过大的夹紧变形。
(3)操作简单方便、省力、安全。
(4)结构性好,夹紧装置的结数控车床厂构力求简单、紧凑,便于制造和维修。

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(二)夹紧力方向和作用点的选择

(1)夹紧力应朝向主要定位基准。工件被镗孔与/4面有垂直度要求,因此加工时以A面为主要定位基面,夹紧力F,的方向应朝向/4面。如果夹紧力改朝B面,由于工数控车床件侧面/4与底面B的夹角误差,夹紧时工件的定位位置被破坏,影响孔与/4面的垂直度要求。

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(2)夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内,并靠近支承元件的几何中心。夹紧力作用在支承面之外,导致工件的倾斜和移动,破坏工件的定位。

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(3)夹紧力的方向应有利于减小夹紧力的大小。钻削A孔时,夹紧力W与轴向切削力F、工件重力G的方向相同,加工过程所需的夹紧力为最小。

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(4)夹紧力的方向和作用点应施加于工数控车床件刚性较好的方向和部位。薄壁套筒工件的轴向刚性比径向附陛好,应沿轴向施加夹紧力;薄壁箱体夹紧时,应作用于刚数控车床厂性较好的凸边上;箱体没有凸边时,可以将单点夹紧改为三点夹紧。

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(5)夹紧力作用点应尽量靠近工件加工表面。为提高工件加工部位的刚性,防止或减少工件产生振动,应将夹紧力的作用点尽量靠近加工表面。拨叉装夹时,主要夹紧力F:垂直作用于主要定位基面,在靠近加工面处设辅助支承,在施加适当的辅助夹紧力几,可提高工件的安装刚度。

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(三)夹紧力大小的估算

夹紧力的大小对工件安装的可靠性、工件和夹具数控车床的变形、夹紧机构的复杂程度等有很大关系。加工过程中,工件受到切削力、离心力、惯性力和工件自身重力等的作用。一般情况数控车床厂下加工中小工件时,切削力(矩)起决定性作用。加工重型、大型工件时,必须考虑工件重力的作用。工件高速运动条件下加工时,则不能忽略离心力或惯性力对夹紧作用的影响。此外,切削力本身是一个动态载荷,在加工过程中也是变化的。夹紧力的大小还与工艺系统刚度、夹紧机构的传动效率等因素有关。因此,夹紧力大小的计算是一个很复杂的问题,一般只能作粗略的估算。为简化起见,在低速加工确定夹紧力大小时,可只考虑切削力(矩)对夹紧的影响,并假设数控车床工艺系统是刚性的,切削过程是平稳的,根据加工过程中对夹紧最不利的瞬时状态,按静力平衡原理求出夹紧力的大小,再乘以安全系数作为实际所需的夹紧数控车床厂力,即

Fj=k * F

式中Fj——实际所需夹紧力;
F——一定条件下,按静力平衡计算出的夹紧力;
k——安全系数,考虑切削力的变化和工艺系统变形等因素,一般取k=1.5-3。

实际应用中并非所数控车床有数控车床厂情况下都需要计算夹紧力,手动夹紧机构一般根据经验或类比法确定夹紧力。若确实需要比较准确计算夹紧力,可采用上述方法计算夹紧力的大小。 (end)
文章内容仅供参考 (投稿) (如果您是本文作者,请点击此处) (11/27/2010)
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