工件在安裝時(shí)的夾緊
1.對夾緊的基本要求
工件在機(jī)床上或夾具中定位后均需進(jìn)行夾緊，以防止在切削過程中工件因受到切削力、慣性力以及重力等外力的作用而離開其正確位置。若切削時(shí)工件松動(dòng)或移動(dòng)，不僅影響加工精度，而且可能帶來人身安全隱患。因此，對夾緊及夾緊裝置提出以下基本要求:
1)夾緊時(shí)不應(yīng)破壞工件在定位時(shí)所取得的正確位置。
2)夾緊應(yīng)可靠而適當(dāng)，不能因外力變動(dòng)而致工件產(chǎn)生位移、振動(dòng)或變形。
3)夾緊系統(tǒng)應(yīng)操作安全、方便且省力，能夠以較小的作用力獲得滿意的夾緊效果，并能在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。
4)夾緊系統(tǒng)的復(fù)雜程度、工作效率和自動(dòng)化程度應(yīng)與生產(chǎn)規(guī)模相適應(yīng)。
2.夾緊力的確定
夾緊力的確定主要是指正確確定夾緊力的方向、作用點(diǎn)和大小。
(1)夾緊力方向的確定
1)夾緊力的方向應(yīng)垂直于主要定位基準(zhǔn)面。一般來講，工件的主要定位基準(zhǔn)面的面積加大，精度較高，限制的自由度較多，夾緊力垂直作用于此面上，有利于保證工件的準(zhǔn)確精度，如圖2-5-10a所示;圖2-5-10b所示的主要定位基準(zhǔn)面小，夾緊力的方向與工件切削力方向不一致，工件易產(chǎn)生位移。
2)夾緊力的方向應(yīng)使工件產(chǎn)生的變形最小。
3)夾緊力的方向應(yīng)有利于減小夾緊力。當(dāng)夾緊力與切削力的方向相同時(shí)所需的夾緊力最小。圖2-5-11所示為工件在夾具中加工時(shí)常見的幾種受力情況，顯然圖2-5-11a最合理，圖2-5-11f最不合理。
(2)夾緊力的作用點(diǎn)夾緊力的作用點(diǎn)是指夾緊元件與工件相接處的一塊小面積。選擇夾緊力作用點(diǎn)的位置和數(shù)目，應(yīng)考慮工件定位穩(wěn)定可靠，防止加緊變形，確保工序的加工精度。
1)夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)能保持工件定位穩(wěn)定，作用點(diǎn)應(yīng)在支承范圍之內(nèi)(可加輔助支承)，避免夾緊力與支承力構(gòu)成力矩，引起工件產(chǎn)生位移或偏轉(zhuǎn)，如圖2-5-12所示。
2)夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)選在工件剛性較強(qiáng)部位，使被夾緊工件的變形盡可能小。圖2-5-13b所示為薄壁套夾緊示意圖。
3)夾緊力的作用點(diǎn)應(yīng)盡量靠近切削部位，以提高夾緊的可靠性，若切削部位剛性差可加輔助支承。增加工件加工部位剛性防止或減少振動(dòng)的產(chǎn)生，如圖2-5-14b所示。
(3)夾緊力的大小確定夾緊力大小的原則是夾緊力既應(yīng)足夠大以防工件產(chǎn)生位移或振動(dòng)，又應(yīng)盡可能小以免工件發(fā)生夾緊變形(彈性變形和接觸變形)。理論上，夾緊力的大小應(yīng)與作用在工件上其他力(力矩)相平衡;而實(shí)際上，夾緊力的大小還與工藝系統(tǒng)的剛度、夾緊機(jī)構(gòu)的傳遞效率等因素有關(guān)，計(jì)算是很復(fù)雜的。因此，實(shí)際中常采用估算法、類比法和試驗(yàn)法確定所需的夾緊力。
用估算法確定夾緊力的大小時(shí)，為簡化計(jì)算，是將夾具和工件看成一個(gè)剛性系統(tǒng)，根據(jù)工件所受的切削力、夾緊力(大型工件應(yīng)考慮重力、慣性等)的作用情況，分析加工過程中對夾緊力最不利的狀態(tài)，估算該狀態(tài)下的夾緊力，按靜力平衡原理計(jì)算出理論夾緊力，最后再乘以一個(gè)安全系數(shù)得出實(shí)際所需夾緊力。一般安全系數(shù)取值為k=1.5~3。
