液壓三爪卡盤畢業(yè)設(shè)計

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1、泰 山 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計材料匯編 液壓三爪卡盤 所 在 學(xué) 院 泰山學(xué)院 專 業(yè) 名 稱 機(jī)械設(shè)計制作及其自動化 申請學(xué)士學(xué)位所屬學(xué)科 工科 年 級 二〇〇九級 學(xué)生姓名、學(xué)號 指導(dǎo)教

2、師姓名、職稱 裝 訂 日 期 2013年 6 月 24 日 材料匯編目錄 一、開題報告 二、任務(wù)書 三、論文 1. 封面 2. 中文摘要（含關(guān)鍵詞） 3. 英文摘要（含關(guān)鍵詞） 4. 目錄 5. 正文 6. 參考文獻(xiàn) 7. 致謝 8. 封底 四、成績評定書 摘 要 本論文是一種三爪卡盤上安裝擺動式液壓缸于螺旋擺動式液壓缸增力機(jī)構(gòu)的設(shè)計。傳統(tǒng)的機(jī)床如車床、磨床上三爪卡盤的操作一般依靠工人

3、手工進(jìn)行夾緊,這不僅大大增加了工人的勞動強(qiáng)度，而且所需要的夾緊力大,還經(jīng)常有夾不緊的情況，嚴(yán)重阻礙了生產(chǎn)率的提高。本設(shè)計通過在三爪卡盤安裝擺動式液壓缸和螺旋擺動式液壓缸的增力機(jī)構(gòu)，能實現(xiàn)與原有機(jī)床卡盤體的較好結(jié)合,并且可以使外加壓力轉(zhuǎn)換成圓周運動,且其結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單,工作安全可靠,具有優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)性和可行性。 關(guān)鍵詞： 卡盤，擺動式液壓缸，夾具，增力 Abstrac This thesis is a thre

4、e-jaw chuck mounted on a swing on the spiral swing hydraulic cylinder hydraulic cylinder force increasing mechanism design. Conventional machine tools such as lathes, grinders operating on three-jaw chuck for clamping generally rely on manual workers, which not only greatly increased the labor inten

5、sity, but also the required clamping force, also often have folder does not bear the situation, a serious impediment to productivity. The design of the three-jaw chuck mounted by swinging the swing hydraulic cylinder and screw-type force increasing mechanism of the hydraulic cylinder, the machine ca

6、n be achieved with the original combination of the chuck body is better, and the applied pressure can be converted into a circular motion, and the designed to be simple, safe and reliable, with excellent economy and feasibility. Key words: Three-jaw chuck, swing cylinders, clamps, by force

7、 前 言 6 第1章 夾具介紹 7 1.1 夾具的特點 7 1.2 研究夾具的目的和意義 10 1.3 夾具的國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 11 1.4 夾具的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 11 第2章 三爪卡盤螺旋擺動式液壓缸增力機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及原理設(shè)計 13 第3章 主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定和結(jié)構(gòu)計算 14 3.1 液壓腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計 14 3.2 轉(zhuǎn)子葉片數(shù)的設(shè)計 14 3.3　擺動角的設(shè)計 14 3.4　定子圓柱活塞杠面積的設(shè)計 14 第4章. 凹槽輪廓線的設(shè)計 10

8、 4.1確定輪廓面段數(shù) 10 4.2 活塞杠的升程 10 4.3參數(shù)θ1的設(shè)計 11 4.4參數(shù)β的設(shè)計 13 第5章 夾具在安裝和操作時應(yīng)注意的事項 14 5.1夾具的安裝 14 5.2夾具在操作時應(yīng)注意的事項 14 前 言 隨著我國改革開放不斷深入，市場化經(jīng)濟(jì)體系的不斷完善，我國工業(yè)化水平逐漸向成熟化發(fā)展。眾所周知，在整個機(jī)械工業(yè)中，機(jī)械設(shè)計在其中占有的重要地位日益顯現(xiàn)出來。工業(yè)設(shè)計一般包括三個方面。第一是基本的產(chǎn)品設(shè)計,第二是與產(chǎn)品本身有關(guān)的視覺方面?zhèn)鬟_(dá)設(shè)計，如產(chǎn)品

9、的外觀包裝、商業(yè)廣告平面設(shè)計。第三方面是由產(chǎn)品設(shè)計延伸的周圍環(huán)境設(shè)計．如產(chǎn)品的陳列和展示，商品櫥窗展位設(shè)計和室內(nèi)設(shè)計等。 產(chǎn)品設(shè)計作為工業(yè)設(shè)計核心內(nèi)容，它涉及的方面廣，從衣食住行，到社會各行各業(yè)，產(chǎn)品設(shè)計無時不在。產(chǎn)品設(shè)計對象既包含一般的日用生活品，也包括工業(yè)設(shè)計生產(chǎn)的機(jī)床，夾具；既包括家用電器產(chǎn)品，也包括專業(yè)儀表，儀器；既包括輕便的自行車，摩托車，也包括大型的飛機(jī)，火車等交通工具；“從口紅到宇宙飛船”都是屬于工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計范疇，本論文是針對加工工具的設(shè)計，又稱“加工輔助設(shè)計”，即指機(jī)床夾具體設(shè)計。 本論文是一種三爪卡盤上安裝擺動式液壓缸于螺旋擺動式液壓缸增力機(jī)構(gòu)的設(shè)計。傳統(tǒng)的機(jī)床如

10、車床、磨床上三爪卡盤的操作一般依靠工人手工進(jìn)行夾緊,這不僅大大增加了工人的勞動強(qiáng)度，而且所需要的夾緊力大,還經(jīng)常有夾不緊的情況，嚴(yán)重阻礙了生產(chǎn)率的提高。本設(shè)計通過在三爪卡盤安裝擺動式液壓缸和螺旋擺動式液壓缸的增力機(jī)構(gòu)，能實現(xiàn)與原有機(jī)床卡盤體的較好結(jié)合,并且可以使外加壓力轉(zhuǎn)換成圓周運動,且其結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單,工作安全可靠,具有優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)性和可行性。 第1章 夾具介紹 1.1 夾具的特點 在機(jī)床加工工件時,可以看到兩種情況:一種是用指示表等量具,在工件的某一表面上,或按工件表面所劃的線進(jìn)行找正,使工件在機(jī)床處于加工的正確位置,進(jìn)而夾緊工

11、件進(jìn)行機(jī)械加工;另外一種是把工件安裝在夾具上進(jìn)行機(jī)械加工。為了在工件上加工出符合技術(shù)要求的表面,一般都會按工件的形狀和結(jié)構(gòu),加工方法的不同,采用不同的安裝方法將工件準(zhǔn)確,快捷的安裝在機(jī)床上,然后再進(jìn)些機(jī)械加工.這種用來確定切削刀具與工件的相對位置并且將工件起到加緊作用的裝置稱為“機(jī)床夾具”。在工件生產(chǎn)過程中,例如連桿的生產(chǎn)線上,幾乎每道加工工序中都采用了機(jī)床夾具。如果不采用機(jī)床夾具,不但工件的加工精度難以得到保證,并且生產(chǎn)率也會大大降低,有時候甚至?xí)斐蔁o法加工工件的情況。除了機(jī)床工件加工時需要借助夾具外,有時在裝配機(jī)床工件和檢驗機(jī)床工件等工序中也會用到機(jī)床夾具,在這種工序中用到的夾具分別稱為

12、“檢驗夾具”于“裝配夾具”。 機(jī)床夾具是指裝夾工件時所需要的裝置，用于裝夾各種刀具所用的裝置,一般稱為“輔助工具”。輔助工具有時候根據(jù)需求也包括在機(jī)床夾具的范圍之內(nèi)。按照夾具的應(yīng)用范圍,可分為專用夾具和通用夾具以及可調(diào)整式夾具等。 一般的普通機(jī)床上都配置通用機(jī)床夾具,如車床上的卡盤。這類機(jī)床一般都標(biāo)準(zhǔn)化,具有一定的夾具通用性,可以用來安裝具有一定尺寸范圍的工件且不用進(jìn)行特殊的安裝調(diào)整。在機(jī)械加工實際生產(chǎn)中,通用夾具通常都不能滿足各種工件的加工需要;或者因為生產(chǎn)效率低而對通用夾具進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和改進(jìn);或者是由于工件的加工要求和形狀尺寸等的不同需要專門設(shè)計一種專用夾具,以解決實際生產(chǎn)過程中的

13、需要。 專用夾具是滿足某一機(jī)械工件加工中的某一工序的要求而設(shè)計的,其主要功用有以下四個方面:第一，保證加工的工件加工表面的位置精度,比如與其他表面的,平行度和同軸度。對于外部形狀和尺寸較復(fù)雜,加工位置精度要求較高的工件的時候,使用通用夾具進(jìn)行機(jī)械加工一般很難達(dá)到相應(yīng)的精度要求。第二.可以縮短加工工序時間,進(jìn)而提高了機(jī)械加工的生產(chǎn)效率。某一加工工序所需要的時間主要包括兩部分，分別為加工工件的機(jī)動時間和裝卸工件的輔助時間。采用專用夾具進(jìn)行機(jī)械加工后,安裝加工工件與轉(zhuǎn)換工位的工作都可以得到簡化,從而大大縮短了工序的輔助時間而且省去了畫線工序,進(jìn)而提高了生產(chǎn)效率.在機(jī)械生產(chǎn)中因為使用多工件平行加工的

14、工件夾具,使同時加工的幾個機(jī)械工件的時間與加工一個機(jī)械工件的所需的時間相同。運用回轉(zhuǎn)多工位連續(xù)加工機(jī)械夾具,可以在切削工件的過程中再進(jìn)行對其它工件的裝卸,從而大大縮短機(jī)械加工的時間，提高生產(chǎn)加工效率。專用機(jī)械夾具的進(jìn)一步的改進(jìn)和完善,可以大大的縮短加工工序的時間,從而滿足機(jī)械加工不斷發(fā)展的需求。第三，運用專用機(jī)械夾具還可以擴(kuò)大機(jī)床的工藝加工范圍。例如在一般的普通車床上按照鏜模夾具后,即可代替鏜床進(jìn)行機(jī)械加工;安裝專用夾具后可以進(jìn)行車削成型表面的工作等,以最大程度發(fā)揮通用機(jī)床的加工作用。第四，可以大大減輕工人的勞動強(qiáng)度,保障機(jī)械加工過程中的安全生產(chǎn)。根據(jù)工件的生產(chǎn)需求,也可以采用某些液壓或者氣壓

15、等自動化程度比較高的專用機(jī)械夾具,對于減輕加工過程中的勞動強(qiáng)度,保障加工生產(chǎn)安全和產(chǎn)品的精度和生產(chǎn)效率都有較大的作用。在加工大型機(jī)械工件過程中,例如加工大型的車床床身的上,下兩表面上的螺孔時,其中需要把床身本身工件翻轉(zhuǎn)進(jìn)行機(jī)械加工,所以勞動強(qiáng)度極大并且加工過程也沒有安全保障。當(dāng)運用電動或者液壓回轉(zhuǎn)式鉆床夾具加工后,就可以起到提高生產(chǎn)加工效率,減輕工人的勞動強(qiáng)度,也保障了生產(chǎn)加工安全的作用。 由上述得出，專用夾具在機(jī)械加工生產(chǎn)中可以起到很大的作用，那么是不是在任何的機(jī)械加工過程中都需要使用專用夾具呢？這個問題就需要具體問題具體分析。上述所說的機(jī)械專用夾具的一個方面的優(yōu)點，另一面,由于專用夾具的

16、制作和所需要的材料都是需要比較大的成本，所以運用專用夾具生產(chǎn)一般也會增加生產(chǎn)過程中的成本。所以,針對于不同的生產(chǎn)要求，需要靈活運用通用夾具和專用夾具，以達(dá)到比較理想低廉的加工成本。對于產(chǎn)量比較大，成本比較高，設(shè)計比較負(fù)責(zé)的機(jī)械加工需要結(jié)合經(jīng)驗研究比較合理的專業(yè)夾具的方案。實物一般都是具有兩面性，專用夾具的缺點為專用夾具的加工產(chǎn)品的專用性和未來生產(chǎn)產(chǎn)品多樣性的矛盾。一般的專業(yè)夾具只適用于機(jī)械加工中的某一道工序的加工使用,所以伴隨著生產(chǎn)產(chǎn)品的不斷增加,所使用的專業(yè)夾具的數(shù)量也會不斷的增多,著就容易造成專業(yè)夾具的管理存儲比較困難，;當(dāng)某件產(chǎn)品停止加工生產(chǎn)時,原來的機(jī)床專業(yè)夾具一般都不能再繼續(xù)使用,比

17、較容易造成成本的浪費.另外,專用夾具的設(shè)計時間較長,與產(chǎn)品生產(chǎn)效率的高速發(fā)展也有矛盾。所以在現(xiàn)在的機(jī)械加工的工廠中一般采用在通用機(jī)床上安裝機(jī)械專業(yè)夾具來進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品的生產(chǎn)。 可調(diào)整夾具的目的是擴(kuò)大機(jī)械專業(yè)夾具的加工使用范圍,彌補機(jī)械專用夾具只適用與產(chǎn)品加工過程中的特定工序的弊端,所以可調(diào)整夾具是未來夾具的發(fā)展趨勢。可調(diào)整式夾具包括三種，分別為標(biāo)準(zhǔn)化夾具和成組夾具于組合夾具。第一，標(biāo)準(zhǔn)化夾具就是利用已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的零件裝配而成的機(jī)械專用夾具。比如夾具體和定位元件和用于機(jī)械夾緊的大型氣缸部件等,因為裝配零件的尺寸規(guī)格已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，所以有利于工廠批量生產(chǎn)和加工標(biāo)準(zhǔn)化夾具，從而使可使標(biāo)準(zhǔn)化夾具的制作和設(shè)計

18、的生產(chǎn)效率大大提高和加工成本的進(jìn)一步降低。另外，當(dāng)產(chǎn)品停止生產(chǎn)時，可以將標(biāo)準(zhǔn)化夾具拆除后，標(biāo)準(zhǔn)化零件還可以繼續(xù)使用，提高了零件的利用率。第二，成組夾具的應(yīng)用是主要為小批量生產(chǎn)的機(jī)械加工工廠。采用夾具成組加工法,是把各種產(chǎn)品的零件按照機(jī)械加工所用的機(jī)床，刀具和夾具等相同的加工步驟分組,同一組的機(jī)械零件可以在同一臺機(jī)床上用相同的裝配步驟和加工方法進(jìn)行加工。例如分成軸類,盤類,杠桿和支架類等不同零件。成組夾具是根據(jù)一組安裝方法和機(jī)械加工方法相似的零件而設(shè)計制造的,只要稍微調(diào)整或者更換機(jī)床夾具上的某些定位或者夾緊件,就可以加工另外一種工件。第三，組合夾具:組合夾具是有一套專門設(shè)計,方便組裝與拆卸的有不

19、同的尺寸,不同形狀并且有完全互換性的標(biāo)準(zhǔn)元件和合件所組成。利用不同的元件和合件,根據(jù)機(jī)械加工的需要可以組裝成車,磨,銑,鏜等工序中用的各種不同的機(jī)械機(jī)床夾具。此類機(jī)床夾具使用完后,可以進(jìn)行方便的拆開,再把元件存儲放起來,以方便以后組裝夾具的時候的再次使用。所以組合夾具具有高度標(biāo)準(zhǔn)化和成系列化元件的新型機(jī)床夾具設(shè)備。 在實際機(jī)械生產(chǎn)過程中所使用的夾具有比較多的種類,分類方法和標(biāo)準(zhǔn)也有比較多的種類。一般情況下可按車床所使用夾具工序的不同分為車床夾具,磨床夾具等;還可以根據(jù)工件和夾具在機(jī)床上運動特點分為以下三種,1，車床類夾具:包括車床,內(nèi)外圓磨床夾具等,特點為工件與夾具共同作旋轉(zhuǎn)運動。2，銑床類

20、夾具:包括銑床,刨床等機(jī)床類的夾具,特點為夾具被固定在工作臺上,只能作縱向喝橫向的往復(fù)運動或者是回轉(zhuǎn)運動。3，鉆床類夾具：其加工特點是在鉆床上鉆,擴(kuò)等工序,即機(jī)床夾具固定在工作臺上,刀具通過夾具上的導(dǎo)向裝置進(jìn)行送進(jìn)運動。 上述的各種夾具都是固定在機(jī)床上的,但是在自動線加工中,有的夾具帶著工件由生產(chǎn)線的輸送裝置,挨著每臺機(jī)床逐步向前輸送,這類夾具通常稱為“隨行夾具”。自動線上的隨行夾具除了完成工件的定位,支承和夾緊外,還帶著工件沿自動線的加工機(jī)床進(jìn)行定位(相對于每臺機(jī)床的刀具位置),夾緊,待加工完了再自動送至下一臺機(jī)床加工,以便通過自動線的各臺機(jī)床,完成工件的全部工序加工。隨行夾具主要適用于采

21、用組合機(jī)床自動線加工,但又無良好的輸送基面和定位基面的工件,以便將這種畸形工件先裝夾于基面完整的隨行夾具上,然后在通過自動線進(jìn)行加工。對一些有色金屬等軟件性材料的工件,雖然具有良好的輸送基面,但為了保護(hù)工件的基面不受劃傷,有時也采用隨行夾具。 通用可調(diào)夾具,若產(chǎn)品中有若干零件具有相似性,有選用通用可調(diào)整夾具的可能,應(yīng)進(jìn)一步探索,應(yīng)用下面三方面分析判斷(1)工件結(jié)構(gòu)要素的相似性,主要是被加工表面形式和部位的相似,工序內(nèi)容和技術(shù)要求基本相似;能有相似或相同的定位基準(zhǔn)和定位方式。(2)有可能采用功能相同的定位方式和夾緊方式(包括夾緊動力源)。(3)工件尺寸要素相似,如定位基準(zhǔn)和外廓尺寸的近似程度,

22、看能否使用,可調(diào)夾具結(jié)構(gòu)緊湊,布局協(xié)調(diào)的夾具。 綜上所述,機(jī)床專用夾具已經(jīng)成為機(jī)械加工過程中的重要的輔助設(shè)備。機(jī)床專用夾具的設(shè)計于使用可以極大促進(jìn)機(jī)床零件的生產(chǎn)和加工水平的發(fā)展。 1.2 研究夾具的目的和意義 機(jī)床夾具設(shè)計是工藝裝備設(shè)計中的一個重要組成部分，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動生產(chǎn)率的一項重要技術(shù)措施。在設(shè)計過程中應(yīng)深人實際，進(jìn)行調(diào)查研究，吸取國內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)，制定出合理的設(shè)計方案，再進(jìn)行具體的設(shè)計。而深入生產(chǎn)實際調(diào)查研究中，應(yīng)當(dāng)掌握下面的一些資料： 1.工件圖紙；詳細(xì)閱讀工件的圖紙，了解工件被加工表面是技術(shù)要求，該件在機(jī)器中的位置和作用，以及裝置中的特殊要求。 2.工藝文件

23、：了解工件的工藝過程，本工序的加工要求，工件被加工表面及待加工面狀況，基準(zhǔn)面選擇的情況，可用機(jī)床設(shè)備的主要規(guī)格，與夾具連接部分的尺寸及切削用量等。 3.生產(chǎn)綱領(lǐng)：夾具的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)與工件的批量大小相適應(yīng)，做到經(jīng)濟(jì)合理。 4.制造與使用夾具的情況，有無通用零部件可供選用。工廠有無壓縮空氣站；制造和使用夾具的工人的技術(shù)狀況等。 夾具的出現(xiàn)可靠地保證加工精度，提高整體工作效率，減輕勞動強(qiáng)度，充分發(fā)揮和擴(kuò)大機(jī)床的工藝性能。 1.3 夾具的國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 工業(yè)設(shè)計是人類社會發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物，從英國莫里斯的“工藝美術(shù)運動”，到德國的包豪斯設(shè)計革命以及美國的廣泛傳播與推廣，工業(yè)設(shè)計經(jīng)過

24、了醞釀，探索，形成，發(fā)展百余年的歷史滄桑。時至今日，工業(yè)設(shè)計已成為一門獨立的專業(yè)學(xué)科，并且有一套完整的研究體系。 材料、結(jié)構(gòu)、工藝是產(chǎn)品設(shè)計的基礎(chǔ)，第一，技術(shù)制約著設(shè)計；第二，技術(shù)也推動著設(shè)計。運用科學(xué)技術(shù)，再結(jié)合產(chǎn)品的材料本身的特性，加上適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品加工工藝，即可制造出比較實用，經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品。即在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中發(fā)揮技術(shù)最大的潛在“功能”。 任何設(shè)計都是時代的產(chǎn)物，它的不同的面貌，不同的特征反映著不同歷史時期的科學(xué)技術(shù)水平。技術(shù)是產(chǎn)品形態(tài)發(fā)展的先導(dǎo)，新材料，新工藝的出現(xiàn)，必然給產(chǎn)品帶來新的結(jié)構(gòu)，新的形態(tài)和新的造型風(fēng)格。材料，加工工藝，結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品形象有機(jī)地聯(lián)系在一起的，某個環(huán)節(jié)的變革，便會引起整

25、個機(jī)體的變化。 1.4 夾具的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 按在夾具中的作用,地位結(jié)構(gòu)特點,組成夾具的元件可以劃分為以下幾類: 1．定位元件及定位裝置； (2)夾緊元件及定位裝置(或者稱夾緊機(jī)構(gòu))； (3)夾具體； (4)對刀,引導(dǎo)元件及裝置(包括刀具導(dǎo)向元件,對刀裝置及靠模裝置等)； (5)動力裝置； (6)分度,對定裝置； (7)其它的元件及裝置(包括夾具各部分相互連接用的以及夾具與機(jī)床相連接用的緊固螺釘,銷釘,鍵和各種手柄等)； 每個夾具不一定所有的各類元件都具備,如手動夾具就沒有動力裝置,一般的車床夾具不一定有刀具導(dǎo)向元件及分度裝置。反之,按照加工等方面的要求,有些夾具上

26、還需要設(shè)有其它裝置及機(jī)構(gòu),例如在有的自動化夾具中必須有上下料裝置。 15 第2章 三爪卡盤螺旋擺動式液壓缸增力機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及原理設(shè)計 本設(shè)計是在三爪卡盤上裝配一個液壓裝置，從而達(dá)到運用液壓作為動力，減少工人的勞動強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)方案如圖所示，主要是在原來的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上安裝一個螺旋盤和一個擺動油缸及柱塞等。在大錐齒輪的背面加工出凹槽，圓柱活塞的一端和槽配合，而另外一端安裝在液壓缸定子葉片的孔中，在端部安裝上彈簧，柱塞在彈簧牽引下，有一端一直和凹槽接觸。 工作過程中利用轉(zhuǎn)動杠轉(zhuǎn)動小錐齒輪2帶動大錐齒輪3,當(dāng)卡爪7沒有接觸加工工件時,圓錐螺旋彈簧5所受到的阻力比較小,即圓柱活塞4與大錐齒

27、輪3沒有發(fā)生相對移動,則缸體6隨之一起轉(zhuǎn)動,卡爪7隨之徑向移動,向加工工件接近,此過程為空行程。當(dāng)卡爪7接觸工件后,所受到的阻力大大增加, 1.卡盤體端蓋 2.小錐齒輪 3.大錐齒輪 4.圓柱活塞 5.圓錐螺旋彈簧 6.液壓缸體 7.卡 爪 8.定子葉片 9.換油機(jī)構(gòu) 10.轉(zhuǎn)子葉片 11.缸體端蓋 12.液壓油 13.卡盤體 圖 2-1 卡盤結(jié)構(gòu)方案簡圖 繼續(xù)轉(zhuǎn)動手柄，活塞4受力增加，當(dāng)受力達(dá)到一定程度時，圓錐螺旋彈簧5被壓縮，活塞4與大錐齒輪3產(chǎn)生相對運動，活塞4向定子孔中運動，液壓油12

28、被壓縮，從而液體推動轉(zhuǎn)子葉片10旋轉(zhuǎn)，卡爪7徑向微進(jìn)給，此過程為夾緊行程。當(dāng)大錐齒輪3繼續(xù)旋轉(zhuǎn)至某一角度，活塞4將得到復(fù)位，繼續(xù)轉(zhuǎn)動，將繼續(xù)重復(fù)上一次的運動直到把加工工件完全夾緊。 第3章 主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定和結(jié)構(gòu)計算 在KZ320型三爪卡盤的上安裝一個螺旋擺動式液壓的機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)計算分析。 3.1 液壓腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)其具體的安裝條件與機(jī)械強(qiáng)度和剛度的要求，初步對液壓腔的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計數(shù)據(jù)如下： 外壁厚： n1=16mm 內(nèi)壁厚：

29、n2=8mm 油腔寬： a=30mm 空隙寬： x=1mm 故液壓腔的面積： S1=a(D/2-d/2-L1-L2-x-n1-n2) =1350mm （3.1） 其中：卡盤體大徑D=320mm 小徑d=100mm 卡盤體外壁厚L1=25mm 卡盤體內(nèi)壁厚L2=15mm 3.2 轉(zhuǎn)子葉片數(shù)的設(shè)計 擺動缸中轉(zhuǎn)子葉片的作用是盡可能得到最大的扭矩,輸出的扭矩表達(dá)式為： M=Zb(-)Pym (N.m) （3.2）

30、 其中 Z：葉片數(shù) b：軸間寬度 D1：油腔大徑 d1：油腔小徑 P：進(jìn)油口壓力(Pa) Ym：機(jī)械效率 D1=D-2L1-2 x -2n1=236mm d1=d+2L1+2L2=146mm 在b、D1、d1、P及Ym等確定的情況下，葉片數(shù)越大，那得到的輸出扭矩也就會越大。 在設(shè)計中，擺動液壓缸利用的原理是液體壓強(qiáng)向各個方向等壓力傳輸，來實現(xiàn)軸向的直線運動向旋轉(zhuǎn)的圓周運動的轉(zhuǎn)換。由于結(jié)構(gòu)特定，所以在本設(shè)計中輸出的扭矩并不會隨葉片數(shù)的增加而增大，在外力確定情況下，扭矩只與油腔軸向的

31、面積成正比。葉片數(shù)只會影響壓力油壓強(qiáng)，但最終的扭矩不變。所以為了方便制造和安裝，取 Z=3. 3.3　擺動角的設(shè)計 由經(jīng)驗可知，在通常情況下，工件被夾緊時其變形B≤1mm,取每次夾緊行程中卡爪進(jìn)給0.05mm,故可得擺動角θ=360∕tf=1.5 其中 平面螺旋機(jī)構(gòu)的升程t=12　　　　　　卡爪每次進(jìn)給量f=0.05 3.4　定子圓柱活塞杠面積的設(shè)計 由結(jié)構(gòu)可知，葉片輸出扭矩M=P?S1?r?Z1?Ym （3.3） 其中 P：進(jìn)油口壓強(qiáng) S：葉片面積 Z：葉片數(shù) r：葉片面積的幾何中心到

32、軸心線的距離 Ym：機(jī)械效率 油液壓強(qiáng) P=F2/S2（3.4） 其中 F2=F/Z （3.5） 每個葉片受力 F1=PS1 （3.6） F1/F2=S1/S2=σ1 （3.7） 其中σ1為增力比,為一常數(shù),故S2=S1/σ1 （3.8） 第4章. 凹槽輪廓線的設(shè)計 根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案可知,凹槽輪廓線分為兩個部分，為增力夾緊部分和圓柱活塞杠位置復(fù)原的部分?；钊芘c葉片組成增力系統(tǒng),又和彈簧相互配合,組成離合銷系統(tǒng)。為了使兩個部分系統(tǒng)的工作順利

33、銜接,設(shè)計出過渡的斜面系統(tǒng)。凹槽輪廓線的設(shè)計如圖3所示。 圖3 凹槽展開圖 如圖所示, θ1角斜面為槽面的第一部分,α角斜面為槽面第二增力部分, θ2角為第三過渡部分，以下確定各個數(shù)據(jù)。 4.1確定輪廓面段數(shù) 因為設(shè)計安裝了三個圓柱活塞杠,所以同樣形狀的輪廓面段數(shù)N=3n(n=1、2、3……) 考慮到結(jié)構(gòu)設(shè)計的具體要求,取 n=2, 則N=6,卡爪在一周內(nèi)將進(jìn)給 f=6f10.30，所以縮短了加工工件的所需要的加緊時間，進(jìn)一步提高了加工效率。 4.2 活塞杠的升程 活塞杠的升程 H= H1+ H2 分別確定H1、 H2 再根據(jù) H=σ?m

34、 （4.1） 其中 σ：增力比 m：卷子葉片的平均移動距離 m=θ0/π?r=θ0/π? （D1+d2/2）191/22π/200=3mm 根據(jù)結(jié)構(gòu)的安裝要求，活塞杠軸線與卡盤體軸線R=（191-6）/2==92mm 得輪廓線參數(shù)L=2πr /6=90.3mm 則H=mσ1=12mm, 故S2=S1/σ1,=1350/15=270mm. r2=σ1S2/π=9.0mm 凹槽輪廓線的增力部分增力比最大為σ3=J/L 對活塞杠的受力分析如圖4

35、 圖4 活塞杠受力圖 θ=Nsinα+Fcosα （4.2） J=Ncosα (4.3) F=Nf (4.4) 其中f為摩擦系數(shù),可取f=0.18,則：σ3=T/Q=1/tgα+ f 若α取極大值,則 tgα≤H/L-2r1=15/96.3-18=0.20 故可得：σ3min=1/0.20+0.18=1/0.36=2.6 σ1σ3=42.5=10.4 由于新增機(jī)構(gòu)增力比為σ1σ3,且其他機(jī)構(gòu)不變,故σ1σ3為最終的增力比.設(shè)計目的為增力比σ0=

36、10,故σ1σ3=10.4相差不大,符合要求，故取σ1=4,H=mσ1=12mm可設(shè)H1=4mm,H2=8mm。 4.3參數(shù)θ1的設(shè)計 當(dāng)活塞杠處于和凹槽配合狀態(tài)，與大錐齒輪沒有相對滑動的時候，其受力如圖5所示， 圖5 活塞杠—凹槽受力圖 取臨界狀態(tài)分析，則根據(jù)平衡條件可得： Fcosθ+Nsinθ+R2=R 水平力平衡 (4.4) F1+F2+Fsinθ+T=Nsinθ 豎直力平衡 (4.5)

37、Fcosθ+Nsinθ=Q (4.6) F=Rf (4.7) T=PS2+T0 (4.8) T：圓錐螺旋彈簧彈力 F1、F2為密封圈處摩擦力 R1、R2為密封圈處空壁對活塞杠作用力 f：摩擦系數(shù)取f=0.15，f1=f2=0.3 已知H1=4,力N的作用點在h=H1/2=2處,為了計算的方便和實際的安裝需要,初取θ

38、=45 由以上各式可得: (3.83sinθ-0.85cosθ)T/(0.1cosθ+sinθ)=2R1 (1.83sinθ-1.15cosθ)Q/(0.15cosθ+sinθ)=2R2 由于T≥0，θ≤5238′； 由于R2≥0，θ≤329′ 取θ=329′，則T=0.86Q，R2=0 取θ=5238′，則T=0.故可得： 隨著θ的增大,T急速減小,且T隨著活塞杠升程的增大而增大,也與彈簧彈力和液體壓強(qiáng)有關(guān),如果彈簧確定,則臨界T也確定,即可以得到螺旋盤從空行程到夾緊行程的最小動力，故θ=45符合要求,即R1=1.3Q，R2=0.3Q，T=0.26Q。

39、4.4參數(shù)β的設(shè)計 圖6 凹槽中心剖面圖 槽面形狀為6所示,根據(jù)工作需要,取C1=3mm,C2由前述條件得: C2=H2tgβ=H2sin45=8mm (4.9) 則tgβ=H2/(L-Φ-C1-C2)=8/(96.3-20-3-8)=0.123 ，得：β=7 17 第5章 夾具在安裝和操作時應(yīng)注意的事項 5.1夾具的安裝 當(dāng)夾具的各個零件生產(chǎn)出來后，就要對它進(jìn)行安裝。安裝夾具看起來是非常簡單的事情，但是不同的人安裝同樣

40、的夾具，其安裝的夾具誤差都不一樣。(從瑞士手表的安裝準(zhǔn)確度，其秒針走時誤差一年相隔一秒與一星期相隔一秒的例子得啟示)公司有專人安裝夾具的隊伍，在某些程度上提高了安裝精度。在安裝夾具的過程中要注意一些事項： (1)先以平衡的方式把鉆模板和夾具體以兩個錐銷定位，接著依次上固定螺釘。 (2)墊鐵留有余量，在安裝上去后，等檢驗精度的時候再磨削部分余量至達(dá)到要求。按照磨損規(guī)則是盡量的初次磨削最少的余量，可以使使用時間加長,減少成本。 (3)襯套用專用的夾鉗裝入，實際裝入時應(yīng)有一定的阻力，最佳效果是一次性裝入。鉆套以旋轉(zhuǎn)的方式逐漸裝入，當(dāng)裝入大約2/3時候旋出，再完全裝入。 (4)定位柱套入后即旋

41、緊螺母，當(dāng)需要調(diào)整精度時再作更換，一般情況是不需要調(diào)整和更換的。 (5)安裝夾緊座時，需同時上兩個固定螺釘。如果螺孔已經(jīng)回孔，就有一次性裝入，未回孔的先獨立旋進(jìn)1/2后旋出，然后整體旋進(jìn)即可。 (6)裝支板對照總裝圖的形式裝入，其中有一反向螺栓，裝在第2支板上即可(支板序號以總裝圖從左往右為序) 。 (7)最后,以總裝圖的標(biāo)準(zhǔn)配上夾緊螺釘。 5.2夾具在操作時應(yīng)注意的事項 現(xiàn)代化生產(chǎn)要想有好的經(jīng)濟(jì)效益，必須提高勞動生產(chǎn)率而影響生產(chǎn)率的因素很多,金屬加工中一個重要的影響因素就是工件在夾具上的裝夾。夾具設(shè)計依據(jù)的原則是簡捷、實用、快速、可靠.這里的“快速”指的就是快速裝夾。根據(jù)工件的種類

42、、結(jié)構(gòu)特征的不同，可采用不同的形式。合理的裝夾形式不但能達(dá)到快速、高效的目的而且能減輕工人的勞動強(qiáng)度，一般夾具設(shè)計出來成為產(chǎn)品后,就有一個裝夾模式。 裝夾模式在快速裝夾的過程中，應(yīng)該注意一些事項: (1)分別松開支板1和2的上下螺栓(只需要稍微松一點，約2~3毫米)，依次旋轉(zhuǎn)扳開支板1和2，逆時針?biāo)蓜訆A緊座的的夾緊螺釘。 (2)把工件以10~15度傾斜角靠定位柱放入夾具內(nèi)，同時旋轉(zhuǎn)支板2并相應(yīng)的擰緊螺栓和輕微的擰夾緊螺釘至與工件接觸水平?；匚恢О?及其上的夾緊螺釘，一次性旋緊夾緊座上的夾緊螺釘，最后依次擰緊支板1和2的夾緊螺釘。 (3)工件加工過程中不要手去接觸鐵屑，讓其自動排屑.按規(guī)

43、定是每間隔1小時有工人清除鐵屑。 (4)取工件時是先松支板1和2的夾緊螺釘，再松螺栓后旋轉(zhuǎn)支板至水平，一手扶工件，一手松夾緊座的夾緊螺釘,方可取出工件。 (5)定位柱有明顯的磨損后，更換新定位柱或調(diào)整定位柱 (原則上該公司每隔一段時間就檢驗一次精度，不需要操作工負(fù)責(zé)) 。 參考文獻(xiàn) [1] 唐增寶等 ,機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計(第二版),華中科技大學(xué)出版社,1995.3 [2] 王廣環(huán)，液壓技術(shù)應(yīng)用.哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2001； [3] 王洪潢,成本會計,中國農(nóng)業(yè)出版社,1993.3 [4] 聶桂平,錢可強(qiáng),工業(yè)

44、設(shè)計表現(xiàn)技法.機(jī)械工業(yè)出版社,1998.12 [5] 李貴軒,設(shè)計方法學(xué).世界圖書出版社,1989.7 [6] 覃小斌,王士虎,張卉,許永年,工程制圖,中央廣播電視大學(xué)出版社,1997.7 [7] 鐘志華,周彥偉,現(xiàn)代設(shè)計方法.武漢理工大學(xué)出版社,2001.8 [8] 濮良貴,紀(jì)名剛,機(jī)械設(shè)計(第六版),高等教育出版社,1996 [9] 薛源順,機(jī)床夾具設(shè)計(第二版),機(jī)械工業(yè)出版社,2003.1 [10] 張元奎,成本管理學(xué),山東人民出版社,1984.3 [11] 羅佑新，張龍庭，李　敏,灰色系統(tǒng)理論及其在機(jī)械工程中的應(yīng)用.長沙：國防科技大學(xué)出版社，2001 [12] 朱耀

45、祥等，計算機(jī)輔助孔系組合夾具組裝設(shè)計系統(tǒng).機(jī)械工藝師，1994. [13] 劉友才，機(jī)床夾具設(shè)計,北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992 致 謝 時間一晃而過，四年的大學(xué)生活已快落下帷幕了，在這四年的生活學(xué)習(xí)中，我收獲不少，認(rèn)真學(xué)習(xí)專業(yè)知識，培養(yǎng)各方面的能力，畢業(yè)設(shè)計正是檢驗我們的大好時機(jī)，經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲，由于經(jīng)驗的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有指導(dǎo)老師的督促指導(dǎo)，以及同學(xué)們的支持，想要完成這個設(shè)計是難以想象的。 在這里我要感謝我的指導(dǎo)老師季邵琨老師和各位教導(dǎo)我的老師。季老師平日里工作繁多，但

46、在我做畢業(yè)設(shè)計的每個階段，從查閱資料，設(shè)計草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計，制圖等整個過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計較為復(fù)雜煩瑣，但是老師仍然細(xì)心地糾正我設(shè)計中出現(xiàn)的錯誤。我對老師的專業(yè)水平尤為敬佩，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。感謝大學(xué)四年來所有的老師的耐心教導(dǎo)為我們打下專業(yè)知識的基礎(chǔ)；同時還要感謝所有的同學(xué)們，也因為有了你們的支持和鼓勵。此次畢業(yè)設(shè)計才會順利完成。 這次設(shè)計使我們將學(xué)過的課程貫穿起來，形成一個體系，不僅鞏固了我們學(xué)過的知識，彌補了知識漏洞，還為我們以后的工作打下了實踐的基礎(chǔ)。 通過這次設(shè)計也暴露了不少問題，比如以前學(xué)過的知識不扎實，進(jìn)行的實踐少，閱讀文獻(xiàn)資料少，忽視了對計算機(jī)的應(yīng)用，從而在設(shè)計過程中遇到了不少麻煩。因此，在以后，我會盡力彌補這些不足。 在這里我對各位曾耐心教導(dǎo)我的老師致意深深的感謝！