數(shù)控車床夾緊是工件裝夾過程中的重要組成部分。工件定位后必須通過一定的機構(gòu)產(chǎn)生夾緊力,把工件壓緊在定位元件上,使其保持準確的定位位置,不會由于切削力、工件重力、數(shù)控車床離心力或慣性力等的作用而產(chǎn)生位置變化和振動,以保證加工精度和安全操作。這種產(chǎn)生夾緊力的機構(gòu)稱為夾緊裝置。
一、夾緊裝置應(yīng)具備的基本要求
1.夾緊過程可靠,不改變工件定位后所占據(jù)的正確位置。
2.夾緊力的大小適當,既要保證工件在加工過程中其位置穩(wěn)定不變、振動小,又要使工件不會產(chǎn)生過大的夾緊變形。
3.操作簡單方便、省力、安全。
4.結(jié)構(gòu)性好,夾緊裝置的結(jié)構(gòu)力求簡單、緊湊,便于制造和維修。
二、夾緊力大小的估算
夾緊力的大小對工件安裝的可靠性、工件和夾具數(shù)控車床的變形、夾緊機構(gòu)的復(fù)雜程度等有很大關(guān)系。加工過程中,工件受到切削力、離心力、慣性力和工件自身重力等的作用。一般情況下數(shù)控車床加工中小工件時,切削力(矩)起決定性作用。加工重型、大型工件時,必須考慮工件重力的作用。工件高速運動條件下加工時,則不能忽略離心力或慣性力對夾緊作用的影響。此外,切削力本身是一個動態(tài)載荷,在加工過程中也是變化的。夾緊力的大小還與工藝系統(tǒng)剛度、夾緊機構(gòu)的傳動效率等因素有關(guān)。因此,夾緊力大小的計算是一個很復(fù)雜的問題,一般只能作粗略的估算。為簡化起見,在低速加工確定夾緊力大小時,可只考慮切削力(矩)對夾緊的影響,并假設(shè)數(shù)控車床工藝系統(tǒng)是剛性的,切削過程是平穩(wěn)的,根據(jù)加工過程中對夾緊最不利的瞬時狀態(tài),按靜力平衡原理求出夾緊力的大小,再乘以安全系數(shù)作為實際所需的夾緊力,即:
Fj=kF
式中Fj—實際所需夾緊力;
F—定條件下,按靜力平衡計算出的夾緊力;
k—安全系數(shù),考慮切削力的變化和工藝系統(tǒng)變形等因素。
數(shù)控車床實際應(yīng)用中并非所有情況下都需要計算夾緊力,手動夾緊機構(gòu)一般根據(jù)經(jīng)驗或類比法確定夾緊力。若確實需要比較準確計算夾緊力,可采用上述方法計算夾緊力的大小。
三、吃刀深度(切削深度)
精加工時,一般可取0.5(半徑值)以下。
粗加工時,根據(jù)工件、刀具、機床情況決定,一般小型車床(最大加工直徑在400mm以下)車削正火狀態(tài)下的45號鋼,半徑方向切刀深度一般不超過5mm。
另外還要注意,如果數(shù)控車床的主軸變速采用的是普通變頻調(diào)速,那么當主軸每分鐘轉(zhuǎn)速很低時(低于100~200轉(zhuǎn)/分),電機輸出功率將顯著降低,此時吃刀深度及進刀量只能取得很小。
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