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数控车床的工件装夹规定和装夹力研究

发布时间:2017-09-30   点击次数:1214次
  数控车床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,夹紧装置的结构力求简单、紧凑,便于制造和维修。
  二、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。一般情况下数控车床加工中小工件时,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力,即:
  Fj=kF
  式中Fj—实际所需夹紧力;
  F—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。
  数控车床实际应用中并非所有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。
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