液壓三爪卡盤(pán)畢業(yè)設(shè)計(jì)

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1、泰 山 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)材料匯編 液壓三爪卡盤(pán) 所 在 學(xué) 院 泰山學(xué)院 專 業(yè) 名 稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制作及其自動(dòng)化 申請(qǐng)學(xué)士學(xué)位所屬學(xué)科 工科 年 級(jí) 二〇〇九級(jí) 學(xué)生姓名、學(xué)號(hào) 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(kāi)題報(bào)告 二、任務(wù)書(shū) 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(jī)?cè)u(píng)定書(shū) 摘 要 本論文是一種三爪卡盤(pán)上安裝擺動(dòng)式液壓缸于螺旋擺動(dòng)式液壓缸增力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的機(jī)床如車床、磨床上三爪卡盤(pán)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(dòng)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(jì)通過(guò)在三爪卡盤(pán)安裝擺動(dòng)式液壓缸和螺旋擺動(dòng)式液壓缸的增力機(jī)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)與原有機(jī)床卡盤(pán)體的較好結(jié)合,并且可以使外加壓力轉(zhuǎn)換成圓周運(yùn)動(dòng),且其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)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(pán)，擺動(dòng)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(diǎn) 7 1.2 研究夾具的目的和意義 10 1.3 夾具的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 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(pán)螺旋擺動(dòng)式液壓缸增力機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及原理設(shè)計(jì) 13 第3章 主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定和結(jié)構(gòu)計(jì)算 14 3.1 液壓腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 14 3.2 轉(zhuǎn)子葉片數(shù)的設(shè)計(jì) 14 3.3　擺動(dòng)角的設(shè)計(jì) 14 3.4　定子圓柱活塞杠面積的設(shè)計(jì) 14 第4章. 凹槽輪廓線的設(shè)計(jì) 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(jì) 11 4.4參數(shù)β的設(shè)計(jì) 13 第5章 夾具在安裝和操作時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng) 14 5.1夾具的安裝 14 5.2夾具在操作時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng) 14 前 言 隨著我國(guó)改革開(kāi)放不斷深入，市場(chǎng)化經(jīng)濟(jì)體系的不斷完善，我國(guó)工業(yè)化水平逐漸向成熟化發(fā)展。眾所周知，在整個(gè)機(jī)械工業(yè)中，機(jī)械設(shè)計(jì)在其中占有的重要地位日益顯現(xiàn)出來(lái)。工業(yè)設(shè)計(jì)一般包括三個(gè)方面。第一是基本的產(chǎn)品設(shè)計(jì),第二是與產(chǎn)品本身有關(guān)的視覺(jué)方面?zhèn)鬟_(dá)設(shè)計(jì)，如產(chǎn)品

9、的外觀包裝、商業(yè)廣告平面設(shè)計(jì)。第三方面是由產(chǎn)品設(shè)計(jì)延伸的周圍環(huán)境設(shè)計(jì)．如產(chǎn)品的陳列和展示，商品櫥窗展位設(shè)計(jì)和室內(nèi)設(shè)計(jì)等。 產(chǎn)品設(shè)計(jì)作為工業(yè)設(shè)計(jì)核心內(nèi)容，它涉及的方面廣，從衣食住行，到社會(huì)各行各業(yè)，產(chǎn)品設(shè)計(jì)無(wú)時(shí)不在。產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)象既包含一般的日用生活品，也包括工業(yè)設(shè)計(jì)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(jì)范疇，本論文是針對(duì)加工工具的設(shè)計(jì)，又稱“加工輔助設(shè)計(jì)”，即指機(jī)床夾具體設(shè)計(jì)。 本論文是一種三爪卡盤(pán)上安裝擺動(dòng)式液壓缸于螺旋擺動(dòng)式液壓缸增力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的機(jī)床如

10、車床、磨床上三爪卡盤(pán)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(dòng)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(jì)通過(guò)在三爪卡盤(pán)安裝擺動(dòng)式液壓缸和螺旋擺動(dòng)式液壓缸的增力機(jī)構(gòu)，能實(shí)現(xiàn)與原有機(jī)床卡盤(pán)體的較好結(jié)合,并且可以使外加壓力轉(zhuǎn)換成圓周運(yùn)動(dòng),且其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)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(diǎn) 在機(jī)床加工工件時(shí),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(huì)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(lái)確定切削刀具與工件的相對(duì)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(guò)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(huì)大大降低,有時(shí)候甚至?xí)斐蔁o(wú)法加工工件的情況。除了機(jī)床工件加工時(shí)需要借助夾具外,有時(shí)在裝配機(jī)床工件和檢驗(yàn)機(jī)床工件等工序中也會(huì)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(yàn)夾具”于“裝配夾具”。 機(jī)床夾具是指裝夾工件時(shí)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(shí)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(pán)。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(lái)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(shí)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?yàn)樯a(chǎn)效率低而對(duì)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(mén)設(shè)計(jì)一種專用夾具,以解決實(shí)際生產(chǎn)過(guò)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(jì)的,其主要功用有以下四個(gè)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(duì)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(shí)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(shí)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(shí)間主要包括兩部分，分別為加工工件的機(jī)動(dòng)時(shí)間和裝卸工件的輔助時(shí)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(jiǎn)化,從而大大縮短了工序的輔助時(shí)間而且省去了畫(huà)線工序,進(jìn)而提高了生產(chǎn)效率.在機(jī)械生產(chǎn)中因?yàn)槭褂枚喙ぜ叫屑庸さ?/p>

14、工件夾具,使同時(shí)加工的幾個(gè)機(jī)械工件的時(shí)間與加工一個(gè)機(jī)械工件的所需的時(shí)間相同。運(yùn)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(guò)程中再進(jìn)行對(duì)其它工件的裝卸,從而大大縮短機(jī)械加工的時(shí)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(shí)間,從而滿足機(jī)械加工不斷發(fā)展的需求。第三，運(yùn)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(dòng)強(qiáng)度,保障機(jī)械加工過(guò)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(dòng)化程度比較高的專用機(jī)械夾具,對(duì)于減輕加工過(guò)程中的勞動(dòng)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(guò)程中,例如加工大型的車床床身的上,下兩表面上的螺孔時(shí),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(dòng)強(qiáng)度極大并且加工過(guò)程也沒(méi)有安全保障。當(dāng)運(yùn)用電動(dòng)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(dòng)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(guò)程中都需要使用專用夾具呢？這個(gè)問(wèn)題就需要具體問(wèn)題具體分析。上述所說(shuō)的機(jī)械專用夾具的一個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)，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(yùn)用專用夾具生產(chǎn)一般也會(huì)增加生產(chǎn)過(guò)程中的成本。所以,針對(duì)于不同的生產(chǎn)要求，需要靈活運(yùn)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(duì)于產(chǎn)量比較大，成本比較高，設(shè)計(jì)比較負(fù)責(zé)的機(jī)械加工需要結(jié)合經(jīng)驗(yàn)研究比較合理的專業(yè)夾具的方案。實(shí)物一般都是具有兩面性，專用夾具的缺點(diǎn)為專用夾具的加工產(chǎn)品的專用性和未來(lái)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(huì)不斷的增多,著就容易造成專業(yè)夾具的管理存儲(chǔ)比較困難，;當(dāng)某件產(chǎn)品停止加工生產(chǎn)時(shí),原來(lái)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(fèi).另外,專用夾具的設(shè)計(jì)時(shí)間較長(zhǎng),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(lái)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(bǔ)機(jī)械專用夾具只適用與產(chǎn)品加工過(guò)程中的特定工序的弊端,所以可調(diào)整夾具是未來(lái)夾具的發(fā)展趨勢(shì)?？烧{(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?yàn)檠b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(jì)

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(shí)，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(tái)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(pán)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(jì)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(mén)設(shè)計(jì),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(kāi),再把元件存儲(chǔ)放起來(lái),以方便以后組裝夾具的時(shí)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(shí)際機(jī)械生產(chǎn)過(guò)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(yùn)動(dòng)特點(diǎn)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(diǎn)為工件與夾具共同作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2，銑床類

20、夾具:包括銑床,刨床等機(jī)床類的夾具,特點(diǎn)為夾具被固定在工作臺(tái)上,只能作縱向喝橫向的往復(fù)運(yùn)動(dòng)或者是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。3，鉆床類夾具：其加工特點(diǎn)是在鉆床上鉆,擴(kuò)等工序,即機(jī)床夾具固定在工作臺(tái)上,刀具通過(guò)夾具上的導(dǎo)向裝置進(jìn)行送進(jìn)運(yùn)動(dòng)。 上述的各種夾具都是固定在機(jī)床上的,但是在自動(dòng)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(tái)機(jī)床逐步向前輸送,這類夾具通常稱為“隨行夾具”。自動(dòng)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(dòng)線的加工機(jī)床進(jìn)行定位(相對(duì)于每臺(tái)機(jī)床的刀具位置),夾緊,待加工完了再自動(dòng)送至下一臺(tái)機(jī)床加工,以便通過(guò)自動(dòng)線的各臺(tái)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(dòng)線加工,但又無(wú)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(guò)自動(dòng)線進(jìn)行加工。對(duì)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(shí)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(dòng)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(guò)程中的重要的輔助設(shè)備。機(jī)床專用夾具的設(shè)計(jì)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(jì)是工藝裝備設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分，是保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的一項(xiàng)重要技術(shù)措施。在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)深人實(shí)際，進(jìn)行調(diào)查研究，吸取國(guó)內(nèi)外的先進(jìn)技術(shù)，制定出合理的設(shè)計(jì)方案，再進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)。而深入生產(chǎn)實(shí)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(guò)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(wú)通用零部件可供選用。工廠有無(wú)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(dòng)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(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 工業(yè)設(shè)計(jì)是人類社會(huì)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的產(chǎn)物，從英國(guó)莫里斯的“工藝美術(shù)運(yùn)動(dòng)”，到德國(guó)的包豪斯設(shè)計(jì)革命以及美國(guó)的廣泛傳播與推廣，工業(yè)設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)

24、了醞釀，探索，形成，發(fā)展百余年的歷史滄桑。時(shí)至今日，工業(yè)設(shè)計(jì)已成為一門(mén)獨(dú)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(jì)的基礎(chǔ)，第一，技術(shù)制約著設(shè)計(jì)；第二，技術(shù)也推動(dòng)著設(shè)計(jì)。運(yùn)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(shí)用，經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品。即在產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮技術(shù)最大的潛在“功能”。 任何設(shè)計(jì)都是時(shí)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(shí)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(lái)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(gè)環(huán)節(jié)的變革，便會(huì)引起整

25、個(gè)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(diǎn),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(duì)刀,引導(dǎo)元件及裝置(包括刀具導(dǎo)向元件,對(duì)刀裝置及靠模裝置等)； (5)動(dòng)力裝置； (6)分度,對(duì)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(gè)夾具不一定所有的各類元件都具備,如手動(dòng)夾具就沒(méi)有動(dòng)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(dòng)化夾具中必須有上下料裝置。 15 第2章 三爪卡盤(pán)螺旋擺動(dòng)式液壓缸增力機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及原理設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)是在三爪卡盤(pán)上裝配一個(gè)液壓裝置，從而達(dá)到運(yùn)用液壓作為動(dòng)力，減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)方案如圖所示，主要是在原來(lái)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上安裝一個(gè)螺旋盤(pán)和一個(gè)擺動(dòng)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(guò)程中利用轉(zhuǎn)動(dòng)杠轉(zhuǎn)動(dòng)小錐齒輪2帶動(dòng)大錐齒輪3,當(dāng)卡爪7沒(méi)有接觸加工工件時(shí),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(méi)有發(fā)生相對(duì)移動(dòng),則缸體6隨之一起轉(zhuǎn)動(dòng),卡爪7隨之徑向移動(dòng),向加工工件接近,此過(guò)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(pán)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(pán)體 圖 2-1 卡盤(pán)結(jié)構(gòu)方案簡(jiǎn)圖 繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，活塞4受力增加，當(dāng)受力達(dá)到一定程度時(shí)，圓錐螺旋彈簧5被壓縮，活塞4與大錐齒輪3產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，活塞4向定子孔中運(yùn)動(dòng)，液壓油12

28、被壓縮，從而液體推動(dòng)轉(zhuǎn)子葉片10旋轉(zhuǎn)，卡爪7徑向微進(jìn)給，此過(guò)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(dòng)，將繼續(xù)重復(fù)上一次的運(yùn)動(dòng)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(jì)算 在KZ320型三爪卡盤(pán)的上安裝一個(gè)螺旋擺動(dòng)式液壓的機(jī)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算分析。 3.1 液壓腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 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(duì)液壓腔的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)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(pán)體大徑D=320mm 小徑d=100mm 卡盤(pán)體外壁厚L1=25mm 卡盤(pán)體內(nèi)壁厚L2=15mm 3.2 轉(zhuǎn)子葉片數(shù)的設(shè)計(jì) 擺動(dòng)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(huì)越大。 在設(shè)計(jì)中，擺動(dòng)液壓缸利用的原理是液體壓強(qiáng)向各個(gè)方向等壓力傳輸，來(lái)實(shí)現(xiàn)軸向的直線運(yùn)動(dòng)向旋轉(zhuǎn)的圓周運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)換。由于結(jié)構(gòu)特定，所以在本設(shè)計(jì)中輸出的扭矩并不會(huì)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(huì)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(dòng)角的設(shè)計(jì) 由經(jīng)驗(yàn)可知，在通常情況下，工件被夾緊時(shí)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(dòng)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(jì) 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(gè)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(jì) 根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案可知,凹槽輪廓線分為兩個(gè)部分，為增力夾緊部分和圓柱活塞杠位置復(fù)原的部分。活塞杠與葉片組成增力系統(tǒng),又和彈簧相互配合,組成離合銷系統(tǒng)。為了使兩個(gè)部分系統(tǒng)的工作順利

33、銜接,設(shè)計(jì)出過(guò)渡的斜面系統(tǒng)。凹槽輪廓線的設(shè)計(jì)如圖3所示。 圖3 凹槽展開(kāi)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(guò)渡部分，以下確定各個(gè)數(shù)據(jù)。 4.1確定輪廓面段數(shù) 因?yàn)樵O(shè)計(jì)安裝了三個(gè)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(jì)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(shí)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(dòng)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(pán)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(duì)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(jì)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(jì) 當(dāng)活塞杠處于和凹槽配合狀態(tài)，與大錐齒輪沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)的時(shí)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(duì)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(diǎn)在h=H1/2=2處,為了計(jì)算的方便和實(shí)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(pán)從空行程到夾緊行程的最小動(dòng)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(jì) 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(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng) 5.1夾具的安裝 當(dāng)夾具的各個(gè)零件生產(chǎn)出來(lái)后，就要對(duì)它進(jìn)行安裝。安裝夾具看起來(lái)是非常簡(jiǎn)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(shí)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(duì)伍，在某些程度上提高了安裝精度。在安裝夾具的過(guò)程中要注意一些事項(xiàng)： (1)先以平衡的方式把鉆模板和夾具體以兩個(gè)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(yàn)精度的時(shí)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(shí)間加長(zhǎng),減少成本。 (3)襯套用專用的夾鉗裝入，實(shí)際裝入時(shí)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(shí)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(shí)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(shí)，需同時(shí)上兩個(gè)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(dú)立旋進(jìn)1/2后旋出，然后整體旋進(jìn)即可。 (6)裝支板對(duì)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(hào)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(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng) 現(xiàn)代化生產(chǎn)要想有好的經(jīng)濟(jì)效益，必須提高勞動(dòng)生產(chǎn)率而影響生產(chǎn)率的因素很多,金屬加工中一個(gè)重要的影響因素就是工件在夾具上的裝夾。夾具設(shè)計(jì)依據(jù)的原則是簡(jiǎn)捷、實(shí)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(dòng)強(qiáng)度，一般夾具設(shè)計(jì)出來(lái)成為產(chǎn)品后,就有一個(gè)裝夾模式。 裝夾模式在快速裝夾的過(guò)程中，應(yīng)該注意一些事項(xiàng): (1)分別松開(kāi)支板1和2的上下螺栓(只需要稍微松一點(diǎn)，約2~3毫米)，依次旋轉(zhuǎn)扳開(kāi)支板1和2，逆時(shí)針?biāo)蓜?dòng)夾緊座的的夾緊螺釘。 (2)把工件以10~15度傾斜角靠定位柱放入夾具內(nèi)，同時(shí)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(guò)程中不要手去接觸鐵屑，讓其自動(dòng)排屑.按規(guī)

43、定是每間隔1小時(shí)有工人清除鐵屑。 (4)取工件時(shí)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(shí)間就檢驗(yàn)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(jì)課程設(shè)計(jì)(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(huì)計(jì),中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社,1993.3 [4] 聶桂平,錢(qián)可強(qiáng),工業(yè)

44、設(shè)計(jì)表現(xiàn)技法.機(jī)械工業(yè)出版社,1998.12 [5] 李貴軒,設(shè)計(jì)方法學(xué).世界圖書(shū)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(jì)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(jì)(第六版),高等教育出版社,1996 [9] 薛源順,機(jī)床夾具設(shè)計(jì)(第二版),機(jī)械工業(yè)出版社,2003.1 [10] 張?jiān)?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(zhǎng)沙：國(guó)防科技大學(xué)出版社，2001 [12] 朱耀

45、祥等，計(jì)算機(jī)輔助孔系組合夾具組裝設(shè)計(jì)系統(tǒng).機(jī)械工藝師，1994. [13] 劉友才，機(jī)床夾具設(shè)計(jì),北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992 致 謝 時(shí)間一晃而過(guò)，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(shí)，培養(yǎng)各方面的能力，畢業(yè)設(shè)計(jì)正是檢驗(yàn)我們的大好時(shí)機(jī)，經(jīng)過(guò)半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)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(gè)設(shè)計(jì)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(jì)的每個(gè)階段，從查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，制圖等整個(gè)過(guò)程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是老師仍然細(xì)心地糾正我設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤。我對(duì)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(lái)所有的老師的耐心教導(dǎo)為我們打下專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，也因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。 這次設(shè)計(jì)使我們將學(xué)過(guò)的課程貫穿起來(lái)，形成一個(gè)體系，不僅鞏固了我們學(xué)過(guò)的知識(shí)，彌補(bǔ)了知識(shí)漏洞，還為我們以后的工作打下了實(shí)踐的基礎(chǔ)。 通過(guò)這次設(shè)計(jì)也暴露了不少問(wèn)題，比如以前學(xué)過(guò)的知識(shí)不扎實(shí)，進(jìn)行的實(shí)踐少，閱讀文獻(xiàn)資料少，忽視了對(duì)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，從而在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了不少麻煩。因此，在以后，我會(huì)盡力彌補(bǔ)這些不足。 在這里我對(duì)各位曾耐心教導(dǎo)我的老師致意深深的感謝！