鉆孔切削力及夾具夾緊力教學(xué)分析研究

李 陽(yáng)

（鄭州煤礦機(jī)械制造技工學(xué)校，河南 鄭州 450013）

在技工學(xué)校高技能人才培養(yǎng)中，一些專業(yè)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，隨著技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展，教學(xué)內(nèi)容發(fā)生著顯著的變化和發(fā)展，其關(guān)鍵原因在于它是機(jī)械加工行業(yè)基礎(chǔ)。在現(xiàn)代人才培養(yǎng)中與現(xiàn)代先進(jìn)的加工技術(shù)顯得有些不相適應(yīng)；在學(xué)習(xí)中，學(xué)生感覺科技發(fā)達(dá)應(yīng)該淘汰這些落后的加工工藝方法，這種思想意識(shí)是目前學(xué)生主流觀點(diǎn)。在理論教學(xué)過程中，學(xué)習(xí)興趣不高，學(xué)生的分析問題和解決問題能力較差等諸多問題。因此，在教學(xué)過程中，創(chuàng)造性開展技工學(xué)校理論教學(xué)工作。

1 加強(qiáng)對(duì)鉆孔切削力及夾具夾緊力的認(rèn)識(shí)

切削力，是指在切屑過程中產(chǎn)生的作用在工件和刀具上的大小相等、方向相反的切削力。通俗的講是在切削加工時(shí)，工件材料抵抗刀具切削時(shí)產(chǎn)生的阻力。

研究切削力，對(duì)進(jìn)一步弄清切削機(jī)理，對(duì)計(jì)算功率消耗，對(duì)刀具、機(jī)床、夾具的設(shè)計(jì)，對(duì)制定合理的切削用量，優(yōu)化刀具幾何參數(shù)等，都具有非常重要的意義。金屬切削時(shí)，刀具切入工件，使被加工材料發(fā)生變形并成為切屑所需的力，稱為切削力。切削力來源于三個(gè)方面：克服被加工材料對(duì)彈性變形的抗力；克服被加工材料對(duì)塑性變形的抗力；克服切屑對(duì)前刀面的摩擦力和刀具后刀面對(duì)過渡表面與已加工表面之間的摩擦力。

夾緊力是保證工件在加工過程中對(duì)切削力的抵抗作用，保證切削加工的安全進(jìn)行。

2 教學(xué)中切削力及夾緊力的計(jì)算

利用在平面上直徑10mm孔，來分析計(jì)算切削力和機(jī)床夾具所需的夾緊力。

切削力的來源

2.1 切削力計(jì)算分析

由資料《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》查表可得：

切削力公式：Ff=412D1.2f0.75Kp式（2.17）

式中 D=10mm，f=0.3mm/r

即：Ff=1980.69（N）

2.2 夾緊力的分析計(jì)算

實(shí)際所需夾緊力：《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表1-2-11得：WK=Ff×K,安全系數(shù)K可按下式計(jì)算，由式 （2.5）有：K=K1K2K3K4K5K6,式中：K0～K6為各種因素的安全系數(shù)，《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 表1 -2-1 可得：K=1.2×1.2×1.0×1.2×1.3×1.0×1.0=2.25, 所 以 WK=K ×Ff=1980.69×2.25=4456.55（N）。

2.3 分析比較選取加緊機(jī)構(gòu)

由計(jì)算可知所需實(shí)際夾緊力不是很大，為了使其夾具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，決定選用手動(dòng)螺旋夾緊機(jī)構(gòu)。

取 K=2.25，μ1＝0.16,μ2＝0.2

螺旋夾緊時(shí)產(chǎn)生的夾緊力，由式（2.9）有：W0=QL/γ＇tgφ1+γztg（α+φ2）=5830（N），式中參數(shù)由[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》可查得：γ＇=9.33,γz=5.675,φ1=9°50＇，α=1°36＇， 其中：L=140（mm），Q=80（N），由[16]《機(jī)床夾具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表得：原動(dòng)力計(jì)算公式：1-2-26，由上述計(jì)算易得：W0≥WK。因此采用該夾緊機(jī)構(gòu)工作是可靠的。

2.4 夾具設(shè)計(jì)及操作的簡(jiǎn)要說明

本夾具用于在臺(tái)鉆上直徑10毫米以下孔的。工件以底平面、側(cè)面和頂端為定位基準(zhǔn)，在支承釘和支承板上實(shí)現(xiàn)完全定位。采用手動(dòng)螺旋壓板機(jī)構(gòu)夾緊工件。該夾緊機(jī)構(gòu)操作簡(jiǎn)單、夾緊可靠。

3 鉆孔切削力及夾具夾緊力教學(xué)分析的意義

通過對(duì)鉆孔切削力及夾具夾緊力教學(xué)學(xué)習(xí)，創(chuàng)造性的開展實(shí)習(xí)教學(xué)工作要與實(shí)際應(yīng)用能力相結(jié)合。在課堂教學(xué)過程中，創(chuàng)造性的開展實(shí)習(xí)教學(xué)工作要以培養(yǎng)學(xué)生的分析問題和解決問題能力為出發(fā)點(diǎn)。加強(qiáng)學(xué)生的分析問題和解決問題能力可以從以下幾方面入手。

（1）培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)經(jīng)驗(yàn)?zāi)芰ΑＴ诟鞣N技能學(xué)習(xí)中，要培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)經(jīng)驗(yàn)?zāi)芰ΑＪ紫龋蠋熞龑?dǎo)學(xué)生讓學(xué)生自己總結(jié)學(xué)習(xí)。通過計(jì)算方法使學(xué)生感覺總結(jié)經(jīng)驗(yàn)?zāi)芰糜茫椒ㄐ矢撸欠N方法節(jié)省材料等進(jìn)行總結(jié)，提高學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)?zāi)芰ΑＣ恳粋€(gè)技能訓(xùn)練設(shè)置不同加工方法，提出問題，比較得出結(jié)果。

（2）加強(qiáng)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。創(chuàng)新能力是對(duì)于技能人才的培養(yǎng)是一個(gè)瓶頸，所以，在培養(yǎng)創(chuàng)新能力有一定艱難性和復(fù)雜性。技能人才的培養(yǎng)要從基本技能的創(chuàng)新要向解決實(shí)際問題能力轉(zhuǎn)變；在操作方法上也要有所創(chuàng)新。在零件加工中，就可提高學(xué)生在學(xué)習(xí)上尋找創(chuàng)新。