在热处理炉中加热时,工夹具截面不适合选用中心空心的截面材料,以防止淬火时引起淬火冷却介质的爆炸或燃烧。工夹具的受力可以分为三种方式:水平支撑受力、垂直支撑受力和吊挂工件受力。
对于设计的工夹具应该进行强度校核。强度校核方法是先计算工夹具用钢与工件自身总重量和,分析危险截面强度,计算出危险截面面积,然后计算危险截面处强度。当危险截面处强度小于许用强度时,即可满足工夹具强度条件的要求;否则,重新加大截面的尺寸(直径或宽度、高度)。
1.水平支撑受力时的强度计算
工夹具水平支撑受力分析见图4-27。
图4-27 工夹具水平支撑受力分析
a)危险截面在一端 b)危险截面在中间 F—工夹具受力方向 L—工夹具跨距
图4-27a所示的危险截面在一端,其力矩为M=FL;图4-27b所示的危险截面在中间,其力矩为M=FL/4。其受力抗弯强度根据式(4-7)~式(4-9)计算。
圆形截面工件:
矩形截面:
异形截面:
以上三式式中σbb——抗弯强度(MPa);
M——弯矩(N·m);
d——夹具直径(m);
b——夹具宽度(m);
h——夹具高度(m);
Z——截面系数,可由相关手册查得。
2.垂直支撑受力时的强度计算
工夹具(长杆件)垂直支撑受力分析如图4-28所示。
工夹具(长杆件)屈服应力按下式计算:
屈服载荷按下式计算:
(www.daowen.com)
图4-28 工夹具垂直支撑受力分析
注:n为终端系数。
以上两式式中σ——屈服应力(MPa);
n——终端系数,取值见图4-28;
l——杆件长度(m);
E——材料弹性模量(MPa);
k——截面最小惯性半径(m),k=;
I——截面最小惯性矩(m4),可由相关手册查得;
A——截面面积(m2)。
3.吊挂攀工装
吊挂攀工装的结构如图4-29所示。
对1.8~2.2t轴类工件调质处理时,采用的吊挂攀直径d1见表4-12,横销轴直径d2见表4-13。如果吊挂工装的跨距较大,可以同时吊挂多件细长轴进行热处理;对较重的轴类工件也可采用双吊挂攀结构,销轴直径仍可选用表4-13中的数据。
图4-29 吊挂攀工装示意图
1—吊板 2—横销轴 3—吊挂攀 4—工件挡销
表4-12 吊挂攀直径d1
注:材料选用Q235A钢或低碳钢。
表4-13 横销轴直径d2
(续)
注:材料选用Q235A钢或低碳钢,[σbb]=6MPa,[τ]=3MPa。
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