1.夹紧力方向的确定
1)夹紧力应朝向主要限位面
对工件只施加一个夹紧力或施加几个方向不同的夹紧力时,夹紧力的方向应尽可能朝向主要限位面。
如图2-21(a)所示,工件被镗的孔与左端面有一定的垂直度要求。当工件以孔的左端面与定位元件的A面接触时,限制3个自由度;当工件以底面与B面接触时,限制2个自由度;夹紧力朝向主要限位面A,这样做有利于保证孔与左端面的垂直度要求。如果夹紧力朝向B面,由于工件左端面与底面存在夹角误差,夹紧时将破坏工件的定位,影响孔与端面的垂直度要求。
如图2-21(b)所示,夹紧力朝向主要限位面——V形块的V形面,工件的装夹稳定可靠。如果夹紧力朝向B面,由于工件圆柱面与端面的垂直度误差,夹紧时,工件的圆柱面可能离开V形块的V形面,这不仅破坏了定位,影响加工精度,而且加工时工件容易振动。
图2-21 夹紧力朝向主要限位面
对工件施加几个方向不同的夹紧力时,朝向主要限位面的夹紧力应是主要夹紧力。
2)夹紧力方向应尽可能使所需夹紧力减小
减小夹紧力就可降低工人的劳动强度,同时可使夹紧装置轻便、紧凑,工件变形小。夹紧力Q的方向最好与切削力F的方向一致,这时所需的夹紧力最小。如图2-22(a)所示,在钻床上钻孔时工件的夹紧就属于这种情况,较为理想。图2-22(b)所示夹紧力Q的方向与切削力F的方向相反,这时夹紧力比图2-22(a)中要大得多,而且加工时会由于夹紧机构松动而产生振动,降低加工精度和增大表面粗糙度值。图2-22(c)所示为夹紧力方向与切削力F垂直,为避免工件在加工时移动,必须使夹紧时产生的摩擦力大于切削力,所以第三种情况所需要的夹紧力最大。
3)夹紧力方向的选择应尽可能使工件变形减小
由于工件的刚度在不同的方向一般是不相同的,安装时应引起重视。图2-23所示为薄壁零件加工内孔时的两种安装方法。图2-23(a)所示为采用三爪卡盘夹紧的薄壁工件,由于径向刚性较差,夹紧时较易变形,但工件的轴向刚性较好,如果夹紧在肩胛平面上[图2-23(b)],则工件不易变形,加工出的内孔形状精度较高。
图2-22 夹紧力与切削力的关系
(a)方向一致;(b)方向相反;(c)方向垂直
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图2-23 薄壁零件的夹紧
(a)错误;(b)合理
2.夹紧力作用点的选择
1)夹紧力的作用点应落在定位元件的支承范围内
如图2-24所示,夹紧力的作用点落到了定位元件的支承范围之外,夹紧时将破坏工件的定位,因而是错误的。
图2-24 夹紧力作用点的位置不正确
2)夹紧力的作用点应落在工件刚性较好的方向和部位
这一原则对刚性差的工件特别重要。夹紧如图2-25(a)所示的薄壁箱体时,夹紧力不应作用在箱体的顶面而应作用在刚性好的凸边上。若箱体没有凸边,可如图2-25(b)所示,将单点夹紧改为三点夹紧,使着力点落在刚性好的箱壁上,并降低了着力点的压应力,减小了工件的夹紧变形。
3)夹紧力的作用点应靠近工件的加工表面
如图2-26所示,在拨叉上铣槽。由于主要夹紧力的作用点距离加工面较远,故在靠近加工面的地方设置了辅助支承,这样提高了工件的装夹刚性,还可减小加工时工件的振动。
图2-25 夹紧力作用点与夹紧变形的关系
(a)薄壁箱体;(b)箱体无凸边时
图2-26 夹紧力作用点靠近加工表面
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