钻孔切削力及夹具夹紧力教学分析研究

李 阳

（郑州煤矿机械制造技工学校，河南 郑州 450013）

在技工学校高技能人才培养中，一些专业理论知识的学习，随着技术的进步发展，教学内容发生着显著的变化和发展，其关键原因在于它是机械加工行业基础。在现代人才培养中与现代先进的加工技术显得有些不相适应；在学习中，学生感觉科技发达应该淘汰这些落后的加工工艺方法，这种思想意识是目前学生主流观点。在理论教学过程中，学习兴趣不高，学生的分析问题和解决问题能力较差等诸多问题。因此，在教学过程中，创造性开展技工学校理论教学工作。

1 加强对钻孔切削力及夹具夹紧力的认识

切削力，是指在切屑过程中产生的作用在工件和刀具上的大小相等、方向相反的切削力。通俗的讲是在切削加工时，工件材料抵抗刀具切削时产生的阻力。

研究切削力，对进一步弄清切削机理，对计算功率消耗，对刀具、机床、夹具的设计，对制定合理的切削用量，优化刀具几何参数等，都具有非常重要的意义。金属切削时，刀具切入工件，使被加工材料发生变形并成为切屑所需的力，称为切削力。切削力来源于三个方面：克服被加工材料对弹性变形的抗力；克服被加工材料对塑性变形的抗力；克服切屑对前刀面的摩擦力和刀具后刀面对过渡表面与已加工表面之间的摩擦力。

夹紧力是保证工件在加工过程中对切削力的抵抗作用，保证切削加工的安全进行。

2 教学中切削力及夹紧力的计算

利用在平面上直径10mm孔，来分析计算切削力和机床夹具所需的夹紧力。

切削力的来源

2.1 切削力计算分析

由资料《机床夹具设计手册》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 夹紧力的分析计算

实际所需夹紧力：《机床夹具设计手册》表1-2-11得：WK=Ff×K,安全系数K可按下式计算，由式 （2.5）有：K=K1K2K3K4K5K6,式中：K0～K6为各种因素的安全系数，《机床夹具设计手册》 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 分析比较选取加紧机构

由计算可知所需实际夹紧力不是很大，为了使其夹具结构简单、操作方便，决定选用手动螺旋夹紧机构。

取 K=2.25，μ1＝0.16,μ2＝0.2

螺旋夹紧时产生的夹紧力，由式（2.9）有：W0=QL/γ＇tgφ1+γztg（α+φ2）=5830（N），式中参数由[16]《机床夹具设计手册》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]《机床夹具设计手册》表得：原动力计算公式：1-2-26，由上述计算易得：W0≥WK。因此采用该夹紧机构工作是可靠的。

2.4 夹具设计及操作的简要说明

本夹具用于在台钻上直径10毫米以下孔的。工件以底平面、侧面和顶端为定位基准，在支承钉和支承板上实现完全定位。采用手动螺旋压板机构夹紧工件。该夹紧机构操作简单、夹紧可靠。

3 钻孔切削力及夹具夹紧力教学分析的意义

通过对钻孔切削力及夹具夹紧力教学学习，创造性的开展实习教学工作要与实际应用能力相结合。在课堂教学过程中，创造性的开展实习教学工作要以培养学生的分析问题和解决问题能力为出发点。加强学生的分析问题和解决问题能力可以从以下几方面入手。

（1）培养学生总结经验能力。在各种技能学习中，要培养学生总结经验能力。首先，老师要引导学生让学生自己总结学习。通过计算方法使学生感觉总结经验能力好用，方法效率高，那种方法节省材料等进行总结，提高学生的经验能力。每一个技能训练设置不同加工方法，提出问题，比较得出结果。

（2）加强学生创新能力的培养。创新能力是对于技能人才的培养是一个瓶颈，所以，在培养创新能力有一定艰难性和复杂性。技能人才的培养要从基本技能的创新要向解决实际问题能力转变；在操作方法上也要有所创新。在零件加工中，就可提高学生在学习上寻找创新。