夹爪夹紧力计算

斜楔夹紧机构的计算与卡盘卡爪夹紧图例本期夹具设计师手册为大家带来的是斜楔夹紧机构的计算与卡盘卡爪夹紧图例。

(夹具侠)一、零件的加工工艺分析图1图2图3 （续）图4（续）表中 P —作用在斜楔夹紧机构上的外力(N)；Q —斜楔面上所产生的夹紧力（N ）；Q 1—多斜楔面夹紧机构上，每一斜楔面上所产生的夹紧力〔N)：n Q Q =1 n —多斜楔夹紧机构的斜楔作用面数；α—斜楔夹紧机构的斜楔角；1φ—平面摩擦时，作用在斜楔面上的摩擦角；2φ—平面摩擦时，作用在斜楔基面上的摩擦角；3φ—移动柱塞双头导向时，导向孔与移动柱塞间的摩擦角；d 1φ—滚子作用在斜楔面上的当量摩擦角：11tan tan φφD d d =d —滚子转轴直径（mm ）；D —滚子外径（mm ）；d 2φ—滚子作用在斜楔面上的当量摩擦角：22tan tan φφDd d = '3φ—移动柱塞单头导向时，导向孔与移动柱塞闻的摩擦角：3'3tan 3tan φφh l =h —移动柱塞导向孔长度（mm ）；L —移动柱塞导向孔中点到斜楔面的距离（mm ）。

图5二、卡盘卡爪夹紧图例图793这些卡爪是供外购的三爪卡盘所用，在设计上用来夹持形状不规则的工件。

图794这种设计可在卡爪的退出距离不足以卸下工件时使用。

图796这些卡爪是供外购的三爪卡盘所用，在设计上用来夹持形伏不规则的工件。

图797当卡盘的三个卡爪的退出量不够而不能卸下工件时，可以采用这种结构。

爪A的退出量应做到让附加爪B向左移动足够的距离来使B的键槽能从A的榫C中脱出，以便B能向上转动，从而让出足够的空间来卸下工件。

三个卡盘卡爪中只有一个需带附加爪。

图6图7图8。

2.2.1.1夹紧力计算手指加在工件上的夹紧力是设计手部的主要依据，必须对其大小、方向、作用点进行分析、计算。

一般来说，加紧力必须克服工件的重力所产生的静载荷（惯性力或惯性力矩）以使工件保持可靠的加紧状态。

手指对工件的夹紧力可按下列公式计算：123N F K K K G≥ 2-1式中：1K —安全系数，由机械手的工艺及设计要求确定,通常取1.2——2.0，取1.5；2K —工件情况系数，主要考虑惯性力的影响， 计算最大加速度，得出工作情况系数2K , 20.02/111 1.0029.8a K g =+=+=，a 为机器人搬运工件过程的加速度或减速度的绝对值（m/s ）；3K —方位系数，根据手指与工件形状以及手指与工件位置不同进行选定，手指与工件位置：手指水平放置 工件垂直放置； 手指与工件形状：V 型指端夹持圆柱型工件，30.5sin K fθ=，f 为摩擦系数，θ为V 型手指半角，此处粗略计算34K ≈,如图2.1图2.1G —被抓取工件的重量求得夹紧力NF ，123 1.5 1.002439.8176.75N F K K K Mg N==⨯⨯⨯⨯=，取整为177N 。

2.2.1.2驱动力力计算根据驱动力和夹紧力之间的关系式：2sin N FcF b a=式中：c —滚子至销轴之间的距离； b —爪至销轴之间的距离；a —楔块的倾斜角可得2sin 177286sin16195.1534N F b a F N c ⨯⨯⨯===o，得出F 为理论计算值，实际采取的液压缸驱动力'F 要大于理论计算值，考虑手爪的机械效率η，一般取0.8～0.9，此处取0.88，则：'195.15221.7620.88FF N η=== ，取'500F N = 2.2.1.3液压缸驱动力计算设计方案中压缩弹簧使爪牙张开，故为常开式夹紧装置，液压缸为单作用缸，提供推力：2=4F D p π推式中 D ——活塞直径 d ——活塞杆直径 p ——驱动压力，'FF =推,已知液压缸驱动力'F ，且'50010F N KN =< 由于'10F KN <，故选工作压力P=1MPa据公式计算可得液压缸内径：25.231D mm===根据液压设计手册,见表2.1，圆整后取D=32mm 。

4.1.2 夹紧力计算及夹紧气缸的设计1、夹紧力的计算工件材料为AS9U3，大平面加工余量为1.5mm ，采用硬质合金端铣刀加工，切削力查参考文献〔1〕可根据如下公式计算：•式中：Fz ---铣削力(N)a f ---每齿进给量(mm/r)a w ---铣削宽度(mm)K FZ ---铣削力修正系数d 0---铣刀外径(mm)a p ---铣削深度(mm)z ---•铣刀齿数确定各参数值:(1).铣刀外径d 0＝315mm ；(2).铣刀齿数Z ＝16；(3).每齿进给量af 是铣刀每转一个刀齿时铣刀对工件的进量:a f ＝V f /(z ·n)＝360/(16×720)＝0.031mm/r(4).铣削深度a p 对于端铣刀是指平行于铣刀轴线测量的被铣削层尺寸:a p ＝1.5mm(5). 铣削宽度a w 对于端铣刀是指垂直于铣刀轴线测量的被切削层尺寸:a w ＝240mmFZw q 0V w y f X P X F Z K n d Za a a c 25.0F f F F f F F ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⨯=⋅(6). 修正系数K FZ 取1.6；由表查得: c F ＝7750 x F ＝1.0 y F ＝0.75u F ＝1.1 w F ＝0.2 q F ＝1.3 1.00.75 1.11.30.277501.50.031240160.25 1.6315720Z F ⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯Fz=276.5N=28Kg(7). 理论所需夹紧力计算确定安全系数:总的安全系数k ＝k1·k2·k3·k4k 1---- 一般安全系数； k 1取1.7；k 2----加工状态系数； 由于是精加工，所以k 2取1；k 3----刀具钝化系数； k 3取1.4；k 4----断续切削系数； k 4取1.2；∴ k ＝1.7×1×1.4×1.2≈3W ＝k ·p ＝3×28kg ＝84kg2. 气缸的选择Ｑ＝Ｗ/(i ·η1·n )＝84/(0.8×0.8×3)＝44kg由气缸传动的计算公式：Ｑ＝Ｐ·(πＤ2/4)·η式中: Ｐ--压缩空气压力＝6atm ＝6kg/cm2η--气缸摩擦系数，取0.8i —压板与工件的摩擦系数,取0.8n —夹紧气缸个数,本夹具为3Ｄ--气缸直径(cm)D ==D=34.2cm通过以上理论计算，可以选择直径为50mm 的气缸。

夹具压紧力计算公式
夹具压紧力计算公式可以根据夹具的设计和工件的特性来确定，一般来说，它包括以下几个要素：
1. 工件的材料特性，包括弹性模量、屈服强度等；
2. 夹具的设计参数，比如夹具的摩擦系数、夹紧长度等；
3. 工件和夹具的几何形状。

一般来说，夹具压紧力计算公式可以表示为：
F = k P.
其中，F表示夹具的压紧力，k表示夹具的摩擦系数，P表示工
件的加工力。

在实际工程中，通过这个公式可以计算出夹具需要施加的压紧力，从而保证工件被牢固地夹紧，不会发生位移或者变形，同时又
不会施加过大的压力导致工件损坏。

因此，夹具压紧力计算公式在工程领域中具有重要的意义，它可以帮助工程师们设计出合理的夹具结构，确保工件加工的质量和效率。