【文章內容簡介】 3。 15 參考文獻 16 2020 屆機械設計制造及其自動化（數控）畢業(yè)設計（論文） 1 三爪卡盤增力機構夾具設計 重慶三峽學院應用技術學院機械設計制造及其自動化（數控方向）專業(yè) 2020級 重慶萬州 404000 [摘要 ] 設計是在三爪卡盤上加裝擺動式液壓缸和平面螺旋機構的螺旋擺動式液壓缸增力機構的結構。傳統(tǒng)的機床如車床、銑床上三爪卡盤的工作一般依靠工人用手工進行夾緊 ,這不但增加了工人的勞動強度，而且所需夾緊力非常大 ,還常常有夾不緊的情況，阻礙了生產率的提高。通過在三爪卡盤加裝擺動式液壓缸和平面螺旋機構構成螺旋擺動式液壓缸增力機構，可實現與原有卡盤體的較好結合 ,并使外加壓力能轉換成圓周運動 ,且其結構簡單 ,工作可靠 ,能達到較 高的增力比，最后能達到較好的效果。 [關鍵詞 ]三爪卡盤 液壓缸 夾具 增力 三爪卡盤增力機構夾具設計 2 前 言 產品設計無疑作為工業(yè)設計的核心，它涉及的面廣，從人們的衣食住行，到社會的各行各業(yè)，產品設計無時不有，無時不在。產品設計的對象既包括一般的日用生活制品，也包括工業(yè)生產的機床，加工工具；既包括家用小電器產品，也包括專業(yè)的儀器，儀表；既包括私有的自行車，摩托車，也包括大型的汽車，飛機等交通工具 本論文設計一種在三爪卡盤上加裝擺動式液壓缸和平面 螺旋機構的螺旋擺動式液壓缸增力機構的結構。傳統(tǒng)的機床如車床、銑床上三爪卡盤的工作一般依靠工人用手工進行夾緊 ,這不但增加了工人的勞動強度，而且所需夾緊力非常大 ,還常常有夾不緊的情況，阻礙了生產率的提高。通過在三爪卡盤加裝擺動式液壓缸和平面螺旋機構構成螺旋擺動式液壓缸增力機構，可實現與原有卡盤體的較好結合 ,并使外加壓力能轉換成圓周運動 ,且其結構簡單 ,工作可靠 ,能達到較 高的增力比，具有良好的經濟性和可行性。 2020 屆機械設計制造及其自動化（數控）畢業(yè)設計（論文） 3 第 1 章 夾具介紹 夾具的特點 機床夾具通常是指裝夾工件用的裝 置：至于裝夾各種刀具用的裝置 ，一般稱為“輔助工具”。輔助工具有時也廣義地包括在機床家具的范圍內。按照機床夾具的應用，一般可分為通用夾具，專用夾具和可調整式夾具等。 通用夾具是在普通機床上一般都附有通用夾具，如車床上的卡盤，銑床上的回轉工作臺，分度頭，頂尖座等。他們都標準化了，具有一定的通用性，可以用來安裝一定形狀尺寸范圍內的各種工件而不需要進行特殊的調整。但是，在實際生產中，通用家具常常不能夠滿足各種零件加工的需要；或者因為生產率低而必須把通用夾具進行適當的改進；或者由于工件的形狀，加工的需求等的 不同須專門設計執(zhí)照一種專用夾具，以解決生產實際要。 專用夾具是為了適應某一工件的一工序加工的需求而專門設計制造的，其功用主要有下列幾個方面： ， 。從而提高了勞動生產率。進行某一工序所需要的時間，其主要包加工工件所需要的機動時間和裝卸工建等所需要的輔助時間兩部分。采用專用夾具后，安裝工件和轉換工位的工作都可以大為簡化，從而提高了生產率 輕勞動強度，保障安全生產。根據生產需要，采用一些氣動，液壓或西塔機械化的專用夾具，對于減輕工人的勞動強度，保障 生產安全和產品的穩(wěn)定高產都有很大作用。 在實際生產應用的夾具很多，分類的方法也有很多種。通常還可以按實用家居的工序不同分為車床夾具，銑床夾具。車床夾具 :包括車床，內外圓磨床其特點是夾具與工件一起作旋轉運動，銑床類夾具：包括銑床，刨床等機床用夾具，其特點是家居固定字工作臺。只作縱向或橫向往復運動或回轉運動。 綜上所述，機床夾具已成為機械加工中的必不可少的重要裝備。機床夾具的設計和使用是促進生產發(fā)展的重要工藝措施這一。因此對機床夾具的改進和創(chuàng)造已成為廣大機械工人和技術人員在技術革新中的一項重要任務。 研究夾具的目的和意義 機床夾具設計是一個重要組成部分相對于機床工裝設計而言，是保證產品質量和提高勞動生產率的一項重要技術措施。在設計過程中應深人實際，進行調查研究，吸取國內外的先進技術，在進行中外結合制定出合理的設計方案，再進行具體的設計。而深入生產實際調查研究中，應當掌握下面的一些資料： ；認真看工件的圖紙，懂的工件被加工表面是技術要求，該件在機器中的位置和作用，以及裝置中的特殊要求。 ：了解工件的工藝過程，該工序的加工要求，工件被加工表面及待加工面狀況，基準面選擇的情況，可用機 床設備的主要規(guī)格，與夾具連接部分的尺寸及切削用量等。 ：夾具的結構形式應與工件的批量大小相適應，做到經濟合理。 ，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狀況等。 夾具的出現可靠地保證加工精度，提高整體工作效率，減輕勞動強度，充分發(fā)揮和擴大機床的三爪卡盤增力機構夾具設計 4 工藝性能。 夾具的基本結構和工作原理 按在夾具中的作用 ,地位結構特點 ,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 (或者稱夾緊機構 )； (3)夾 具體； (4)對刀 ,引導元件及裝置 (包括刀具導向元件 ,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 ,有些夾具上還需要設有其它裝置及機構 ,例如在有的自動化夾具中必須有上下料裝置。 2020 屆機械設計制造及其自動化（數控）畢業(yè)設計（論文） 5 第 2章 三爪卡盤螺旋擺動式 液壓缸增力機構的結構及原理設計 此次設計是在三爪卡盤的結構基礎上增設一個液壓機構來實現夾緊省力的效果，設計方案如圖1所示，主要是在原有結構的基礎上增加了一個螺旋盤，一個擺動油缸及柱塞等。大錐齒輪背面加工出凹槽，圓柱活塞一端與槽配合，另一端裝在液壓缸定子葉片的孔中，端部裝有彈簧，柱塞在彈簧作用下，一端始終與凹槽接觸。 工作時利用轉動杠轉動小錐齒輪 2 帶動大錐齒輪 3,當卡爪 7 未接觸工件時 ,圓錐螺旋彈簧 5所受載荷較小 ,圓柱活塞 4與大錐齒輪 3無相對運動 ,缸體 6隨之一起轉動 ,卡爪 7徑向移動 ,接近工件 ,此為空行程。 當卡爪 7接觸工件后 ,所受阻力激增 ,進 爪 圖 21 卡盤結構方案簡圖 給激減，繼續(xù)轉動手柄，活塞 4受力增大，當其達到一定程度時，圓錐螺旋彈簧 5被壓縮，活塞 4與大錐齒輪 3 產生相 對運動，活塞 4向定子孔中運動，液壓油 12 被加壓縮，液體推動轉子葉片 10 旋轉，卡爪 7 徑向微進給，此為夾緊行程。當大錐齒輪 3 繼續(xù)旋轉至某一角度，活塞 4 將復位，繼續(xù)轉動，將重復上一次的運動直到 把工件完全夾緊。 三爪卡盤增力機構夾具設計 6 第 3章 主要參數確定與結構計算 以下以在 KZ320型卡盤基礎上增設一個螺旋擺動式液壓機構為例進行分析。 液壓腔的結構設計 根據其具體的安裝條件和強度剛度要求，擬對其尺寸初步取： 外壁厚： n1=14mm 內壁厚： n2=7mm 油腔寬： a=40mm 空隙寬： x=1mm 故液壓腔的面積： S1=a(D/2d/2L1L2xn1n2) =1120mm178。 （ ） 其中：卡盤體大徑 D=320mm 小徑 d=100mm 卡盤體外壁厚 L1=30mm 卡盤體內壁厚 L2=20mm 轉子葉片數的設計 擺動缸中轉子葉片的作用是得到盡可能大的扭矩 ,其輸出扭矩的表達式為： M=Zb( 1D 178。 1d 178。)Pym () （ ） 其中 Z：葉片數 b：軸間寬度 D1：油腔大徑 d1：油腔小徑 P：進油口壓力 (Pa) Ym：機械效率 D1=D2L12X12n1=230mm d1=d+2L1+2L2=200mm 在 b、 D d P及 Ym等一定的情況下，理論上葉片數越大，得到的輸出扭矩也越大。 在此次設計中，擺動液壓缸是利用液體壓強向各個方向等壓強傳遞的原理，來實現軸向運動向旋轉運動的轉換。由于已知結構特定，故在本方案中其輸出扭矩并不隨葉片數的增大而增大，在外力一定的情況下， M只與油腔軸向面積成正比。 葉片數 Z只影響壓力油壓強，但最終扭矩不變。故為了便于制造、安裝和密封，取 Z=3. 擺動角的設計 由經驗可知，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給 ,故可得擺動角θ =360186。∕ t f= 其中 平面螺旋機構的升程 t=12 卡爪每次進給量 f= 定子圓柱活塞杠面積的設計 由結構可知，葉片輸出扭矩 M=P?S1?r?Z1?Ym （ ） 其中 P：進油口壓強 S：葉片面積 Z：葉片數