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关于切削力和夹紧力的合理计算

成为技术大牛之前我们都是初学者,关于切削力的计算,只需要确定好已知参数然后借助一个程序即可计算得出,我们一起往下看。

一、切削力和油缸夹紧力的计算


图1 NOVEX切削数据估算

如图所示,根据一些已知的油缸参数,我们即可利用NOVEX软件快速进行切削数据估算。

1.切削力计算


图2

如图计算步骤为:
①N.MM转换成N.M(698N.CM/1000=0.698N.M);
②N.M乘以102kg(0.698*102=71.2kg)。
 
2. 油缸压紧力计算


图3

如图计算步骤为:
①油缸直径转换成半径:25/20=1.25;
②求出面积:1.25*1.25=1.56*3.14=4.9;
③兆帕转换成kg:4mpa=40Kgf/cm2;
④面积乘以kg:4.9*40=196;
⑤乘以缸数:196*3=588.8kg。
 
二、机床夹具设计过程中夹紧力的计算案例

1.机加工中夹具夹紧力的计算

机床(加工中心)液压夹具,采用HLC-M32型液缸 ,通过标准査询得缸径为φ32,本夹具共使用6个液缸,夹紧力的计算方法如图6所示:


图4

• 由图4得到:F=P·S=P·π(D/2)2=4823.04N。
• 利用力矩平衡(杠杆)原理,此夹具设计的动力臂为L1,阻力臂为L2 ,利用公式:动力臂长×动力=阻力臂长×阻力。
• 计算出3处阻力f1,f2,f3和夹具的夹紧力(图7)。

图5

2.铣面加工切削力计算

使用如下软件,该机床加工此道工序的基本参数如转速、进给量等如图8所示。


图6

• 通过计算得出,进给力Ff约为12052N,径向力Fp约为12873N,主切削力Fe约为36522N。前述中算得机床夹紧力f为53053N。
• 夹紧力×摩擦系数(支撑块与铝合金为0.45)=23874N﹥Ff﹥Fp。
• 摩擦力大于进给切削力和径向切削力时,保证定位销不受力 。
• 工件重力质量=9.8×质量=196N,重力不大不影响结果,则此液压缸压力选择合理。

结语

以前大多是凭借设计人员经验来确定使用油缸和气缸的大小,现在利用软件计算结果进行合理的选择,减少了选择错误造成的浪费。合适的夹紧力,避免了夹紧力过小夹紧紧不牢损坏机床;夹紧力过大,压坏工件造成变形。

夹具设计是个复杂的过程,以上设计计算过程希望能对设计人员选择最合理的夹紧力,完善夹具优化设计起到一定的参考作用。


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