【正文】 ................................................................... 35 軸的材料選擇 ............................................................................................................. 35 軸徑的初步計算 .......................................................................................................... 35 花鍵軸的校核 .................................................................................................................. 36 軸承的選擇 ........................................................................................................................ 37 升降缸中軸承的選擇 ................................................................................................... 37 對于回轉缸的軸承選擇 ............................................................................................... 39 法蘭連接的選擇 ................................................................................................................. 39 升降缸中 (液壓缸及活塞桿工作 )密封元件 .......................................................................... 39 5 機械手液壓控制系統(tǒng)設計 ........................................................................................................... 40 液壓系統(tǒng)圖的擬定 ............................................................................................................. 40 液壓控制元件選用 ............................................................................................................. 41 結 論 ............................................................................................................................................. 44 參考文獻 ......................................................................................................................................... 45 致 謝 ............................................................................................................................................. 46 1 緒 論 數(shù)控技術的基本概念 數(shù)控 技術是利用數(shù)字化的信息對 機床 運動及加工過程進行控制的一種方法。 ： [1] 濮良貴、紀名剛主 編 . 機械設 計 [M].高等教育出版社， 2021. [2] 吳宗澤，羅圣國主編 . 機械設計手冊 [M].高等教育出版社， 2021. [3] 孫桓、陳作模主編 . 機械原理 [M].高等教育出版社， 2021. [4] 張鉞 .新型帶式輸送機設計手冊 [M].冶金工業(yè)出版社 .2021年 2月 . [5] 唐金松 .簡明機械設計手冊（第二版） [M].上?？茖W技術出版社 .2021年 6月 . [6] 機械設計手冊編寫組 .機械設計手冊 [M].化學工業(yè)出版社 .2021年 . [7] 數(shù)控機床功能部件產業(yè)化 [EB/OL]. 20210831. [8] 范真 .數(shù)控機床 [M].北京：化工工業(yè)出版社， 2021： 4245. [9] 數(shù)控機床科普知識 [EB/OL]. , 2021078. [10] 數(shù)控機床自動換刀系統(tǒng)產品化的研究 [EB/OL]. 20210803. [11] 賈銘新 .液壓傳動與 控制 [M]. 北京： 國防工業(yè)出版社， 2021： 8792. 指導教師意見： 指導教師簽名： 年 月 日 教研室意見： 審查結 果： 同 意□ 不 同 意□ 教研室主任簽名： 年 月 日 摘 要 本 設計主要 是 對 數(shù)控機床換刀機械手的設計。 (6)設計出 數(shù)控機床換刀機械手 的控制系統(tǒng)部分，完善設計內容。 數(shù)控機床換 刀機械手的主要任務是，完全模擬人手的換刀動作，給機床主軸與彈簧夾頭提供相對轉動實現(xiàn)夾緊、放松刀具的動作。 換刀裝置中刀具的交換形式及它們的具體結構對機床的工作效率和工作可靠性有著直接影響。沒有 換刀機械手 ，就不可能有集中工序進行加工的數(shù)控機床。在滿足 數(shù)控機床換刀機械手 各種運動要求的同時，本設計也在一定程度上 簡化 了 換刀機械手的結構 ，以方便 數(shù)控機床換刀機械手 的加工制造過程。 主要參數(shù)： 手架伸縮液壓缸最大行程： 100mm 夾持工件質量： 20kg 換刀過程手架旋轉角度： 180176。 換刀機械手復位角度： 75176。 ： 近年來，隨著世界制造業(yè)向中國轉移，我國對機床的需求量大增。有資料顯示，刀庫和機械手的故障率約占整機故障率的 25%[1]。數(shù)控機床的自動換刀形式可分為無機械手換刀方式和有機械手換刀方式兩大類。機械手應具備足夠的轉矩，同時還應使機械手具備結構緊湊、占據(jù)空間小的特點，以適應不同類型機床的換刀空間 [4]。 ： 通過閱讀大量參考文獻，了解 了數(shù)控機床換刀機械手的優(yōu)缺點。機械手的種類很多，在本次設計中機械手選用回轉式雙臂機械手。用數(shù)控技術實施加工控制的機床，或者說裝備了 數(shù)控系統(tǒng) 的機床稱為數(shù)控 (NC)機床。 數(shù)控機床的組成及特點 一、 數(shù)控機床的組成 以一臺三坐標數(shù)控銑床為例 ,它是由 X、 Y、 Z 三個坐標來實現(xiàn)刀具和工件間的相對運動的立式數(shù)控銑床 .它包括信息輸入 ,運算控制 (數(shù)控裝置 ),伺服驅動及檢測反饋 ,機床本體 ,機電接口等部分 。 90 年代我國加強了自主知識產權數(shù)控系統(tǒng)的研制工作，而且取得了一定成效 ,如在五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、高精度車床數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)字仿形系統(tǒng)、中低檔數(shù)控系統(tǒng)等方面都取得了較好的成果。主軸軸承等部件組成，主軸是加工中心切削加工的功率輸出部件。對加工中心的加工精度、加工效率和可靠性起著保障作用。沒有 換刀機械手 ，就不可能有集中工序進行加工的加工中心。 換刀裝置中刀具的交換形式及它們的具體結構對機床的工作效率和工作可靠性有著直接影響。 加工中心換刀機械手的主要任務是，完全模擬人手的換刀動作，給機床主軸與彈簧夾頭提供相對轉動實現(xiàn)夾緊、放松刀具的動作。 其換刀時間較上述單爪回轉式機械手要少，如圖 21b 所示。一個手臂從主軸上取下 “舊刀 ”送回刀庫，另一個手臂由刀庫中取出 “新刀 ”裝入主軸。 雙機械手 （圖 21d）相對比較復雜， 雙臂往復交叉式機械手 （圖 21e） 手指部分的整體也質量比較大，這就會使手臂伸縮液壓缸的負載很大。 sin60OPPP ? 60PP OP tg?? 39。2 .8 67 .0 76 3 .5 55 6 .2 51 6 .1 0X X mmY Y mmD D mmD D mmb b mm?????????? 這里應該有 F f (F 按彈簧鎖輪結構取 ) 。512 3 7 .7 7 522DdO O m m? ? ? 活動銷的滾輪中心到手爪中心軸線的垂直距離為： 39。 因為該設計中彈簧受到的壓力不大，選擇材料為 Ⅱ 類碳素彈簧鋼絲，普通圓柱螺旋彈簧鋼絲，初選直徑 mm? 。 (2)從螺釘?shù)綑C械手手臂中心的距離為 87mm,寬度為 95mm， 厚度為 16mm。 設計液壓系統(tǒng)的出發(fā)點，可以是充分發(fā)揮其組成元件的工作性能，也可以是著重追求其工作狀態(tài)的絕對可靠。 fagw FFFF ??? (31) （ 1）常見的工作載荷有作用于活塞桿軸線上的重力，切削力，擠壓力等 ，而該設計中只有重力 ： ? ?20 196gF m g N? ? ? ? (32) （ 2）導軌摩擦載荷 fF 0 .0 6 1 9 6 1 2 ( )fgF F N?? ? ? ?（ ? 的取值參考機械設計手冊表 ） （ 3）慣性載荷 aF 2 0 1 2 0a GvF gt?? ? ? ?? （ N）一般機械取 ~ st? ?? ，所以，196 12 20 228 ( )WFN? ? ? ? 除外載荷 WF 外，作用于活塞桿上的載荷 F 還包括液壓密封處的摩擦阻力 mF ， 一般估算為： (1 )mmFF??? 液壓缸的機械效率，一般取 ~ ； 則： 228 2 4 8 ( )0 . 9 2W mFFN?? ? ? ( 1 ) ( 1 2) 248 20( )mmF F N?? ? ? ? ? ? 液壓缸不同負載時的工作壓力表 31 如下： 表 31 液壓缸不同載荷時的工作壓力表 載荷 410N ? ~1 1~2 2~3 3~5 5? 工作壓力 MP ~1? ~2 ~3 3~4 4~5 5~7? 故取工作壓力 58 10P Pa?? 。 由于 ttTTWW?空實 （ 35） 2 39。 油口直徑的計算 液壓缸的油口直徑根據(jù)活塞最高運動速 V 和油口最高液流速度 39。 缸底厚度計算（缸底有油孔） 因為考慮到缸底有油孔，所以計算公式有： 圖 33 液壓缸缸底 ? ?? ? dD DPDh y ?? ? （ 38） 式中 h——缸底厚度； D——液壓缸內徑； yP ——試驗壓力； []? ——缸底材料許用應力；選取材料為 20 無縫鋼管， [ ] 100MPa? ? 6336301 . 5 0 . 8 1 0 8 0 1 00 . 4 3 3 0 . 4 3 3 8 0 1 0 4 . 0 8[ ] ( ) 1 0 0 1 0 ( 8 0 1 1 . 0 3 ) 1 0yPDh D m mDd? ???? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ?。 為減少動片與輸出軸的聯(lián)接螺釘所受的載荷與動片的懸伸長度，選擇動片寬度（即液壓缸寬度）時，可選用 22bDd?? D ——回轉液壓缸的內徑 ??m ； 由于慣性力矩必須大于所有摩擦力矩才能使回轉葉片動，即 2M M M??回慣所以由以上代數(shù)式子可以得到： ? ?回 代入上面的式子得，得出： 0 cm? ；根據(jù)所選花鍵軸與之配合取 0 36d mm? ，則 36 90D d mm? ? ? ?， 36 54b d m m? ? ? ?。0 1 0 0( 1 1 0 )Z D t V D D m m??? ? ? ?　 　 　得： ? （取 8Z? ）。 則有 21 4 4 1 . 3 3 . 0 3 3 1 0[ ] 3 . 1 4 3 6 0 0 2QjFd m m?? ??? ? ? ?? 根據(jù)設計需要取 1 6d