【文章內容簡介】 配合；思路二，逐步到位，即在夾緊過程中，用其他機構替代彈簧，如凸輪機構、螺旋機構、四桿機構等來實現(xiàn)元器件與面板的漸進夾緊。使用彈簧必須給于其壓力，還要考慮變形量對機構的影響，所以本方案將四桿機構與螺旋機構相結合，采用第二條思路。如圖 24 所示。由于是逐步實現(xiàn)配合的過程，為了便于控制配合極限位置，所以選者使用楔形面配合，即燕尾槽型面板。元器件安裝在底板的背面，在旋轉螺桿 1 上安裝一輔助旋轉機構，當要固定元器件時，活動楔塊 2 與固定楔塊間處于近端，放入到兩槽內，旋轉螺桿 1，桿機構會圍繞回轉點旋轉，使得活動楔塊 2 與固定楔塊間的距離逐漸增大，從而實現(xiàn)楔緊。1—螺桿　2—活動楔塊 3—連桿（共四個）4—底板（含一個楔形面）5—連桿（帶螺孔，共兩個）圖 24 方案二裝配圖c）方案三，本方案是根據(jù)部分參考文獻所提出的將面板設計為孔型 [26]，再在元器件上固定銷，實現(xiàn)元器件的固定。１——銷孔　　　?。病姘鍒D 25 方案三面板圖 26 方案三固定裝置如圖 25 所示，在面板上加工出一系列的點即可。配合原理為該方案將各種元件都安裝底座上，通過底座上的長銷（可以是一個或多個）插入安裝面板上的小孔內，這樣保證能讓所有元件在安裝面板上隨意布置而不受限制。d）方案四，該方案是對國產(chǎn)氣動液壓實驗臺作的參考設計。其面板布局如圖 27所示。圖 27 方案四面板同市面流行的氣動實驗臺面板模塊化設計相當，其上部為繼電器控制模塊、PLC 控制模塊、電源模塊和程序模塊，中間為 T 形槽實驗面板。如圖 229 所示，其為元器件定位的前視圖。圖 28 電磁換向閥裝配圖 圖 29 限位開關裝配圖元器件固定在底板上，底板上同時還裝有推桿和固定銷，在推桿上附件有彈簧、彈性檔環(huán)和軸端檔環(huán)。當要夾緊時，推動推桿到 T 型槽內，旋轉推桿，使圖 29 的兩大邊卡入 T 型槽內，再由彈簧的回復力保證元器件在實驗面板上位置固定。 方案比較 方案一、方案三和方案四都是已采用的比較成熟的元器件地位機構，方案二是由其他機構蛻變而來，他們各有各的優(yōu)缺點，現(xiàn)簡述如下：方案一的元器件定位機構首先在設計上很巧妙，活動楔塊的上升和下降依靠的是與活動楔塊伸出段相配合的平面凸輪，回復依靠的是彈簧的回復力。其次裝夾簡單、方便，當要將元器件固定在面板上時，只需將其推入燕尾槽內即可，并不需要太大的外力，欲拆卸元器件時，通過輔助機構（即平面凸輪）使活動楔塊下降即可實現(xiàn)。但是設計巧妙也是我們加工的一大難點，首先活動楔塊由于尺寸較小，用一般的刀具不能達到工藝要求；其次凸輪的加工，雖然該凸輪并不復雜，但是還是由于尺寸過小；第三，各部分結構都較復雜。如圖 210 所示。圖 210 固定凸臺方案二機構原理比較簡單，使用桿機構和螺紋機構相結合，桿件和螺紋的加工工藝簡單，并且螺紋機構具有自鎖功能，夾緊容易實現(xiàn)。但是存在的缺陷也較多。第一，桿件較多，桿件較多必然引起機構的總體尺寸較大，這樣使得燕尾槽的間距也會變大浪費材料；第二，螺桿旋轉的輔助機構可能存在干涉；第三，桿機構自身的缺陷會影響機構功能，桿機構有死點位置，在運動過程中可能會出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。方案三的機構原理也很簡單，面板為一系列盲孔，元器件定位機構為插銷，但是該方案在定位過程中兩元器件的位置不能任意改動。如果存在干涉現(xiàn)象，不能方便的移動元器件，但如果是槽時水平移動元器件即可，而需要相應改變多個元器件位置和插管。方案四的元器件固定裝置輔助元件也較多，但是大多數(shù)都是標準件，可以根據(jù)國標尺寸選擇即可，裝夾過程也較簡單。同樣，使用了彈簧，必須考慮彈簧的受力情況；面板為 T 型槽加工起來也較簡單。通過上述優(yōu)缺點的簡述，方案一首先在加工上就是一大難題，與相關老師溝通了解到，我校實驗室現(xiàn)有的設備單件生產(chǎn)可以達到要求，但耗時較多，如果加工數(shù)量較多時就比較困難；方案二的設計并不成熟，還有待多方面的改進，比如桿機構的自身缺陷的改進。如前所述，方案三和方案四由于加工工藝較為簡單，尤其是面板的加工，方案三為孔加工，可以用鉆床實現(xiàn)，元器件定位由銷實現(xiàn)，都比較簡單，方案四為 T型槽，可以在銑床上用 T 型槽銑刀完成。但是方案三存在孔加工必須較精確，元器件定位后不能任意移動等缺點。3 實驗臺的設計和制作 元器件原始參數(shù)購買的亞德克（AIRTAC）公司的系列產(chǎn)品，其中包括：手動換向閥（S3HS08） 、氣動換向閥（4A22006） 、限位開關（S3R06） 、單作用氣缸（MAL20X50CA） 、氣動三大件電磁換向閥等。每個元器件都有定位的螺紋孔或是通孔，這樣為我們的定位裝置設計提供了可靠的依據(jù)，同時在公司網(wǎng)站上也給出了相應的 CAD 圖示，現(xiàn)歸結如下：圖 31 為手動換向閥，圖 32 為單作用氣缸，圖 33 為氣動換向閥。圖 31 手動換向閥圖 32 單作用氣缸圖 33 氣動換向閥 實驗臺設計 元器件裝配圖在元器件固定裝置設計過程，根據(jù)公司體購得元器件定位孔的不同，可以將底板設計分類為兩種：即氣動換向閥為一種,其提供的螺紋孔直徑為 M5，孔間距為 20mm，手動換向閥、限位開關、電磁換向閥為一種，其提供的螺紋孔直徑為 M5,其他的如推桿、固定銷、螺釘?shù)榷嗫梢越y(tǒng)一設計。另外，氣缸在固定過程中，其沒有定位孔，所以給他附加支架，限位開關同氣缸配合，氣缸高度增加，所以設計一墊塊滿足要求。繪制如圖 34 為氣動換向閥裝配圖，圖 35 為限位開關裝配圖。1—固定銷 2—推桿 3—底板 4—彈簧 5—軸端檔圈 6—彈性檔圈 7—氣動換向閥圖 34 氣動換向閥裝配圖1—推桿 2—固定銷 3—底板 4—墊片 5—限位開關 6—軸端檔圈 7—彈性檔圈 8—彈簧圖 35 限位開關裝配圖 推桿的設計如圖 36 所示，其為設計的最終圖紙。詳細尺寸請見推桿工程圖。圖 36 推桿在設計過程中主要考慮了如下幾個因素： a）左端有 8mm 的正方形平面，用于添加輔助機構，幫助推桿旋轉，實現(xiàn)加緊。b）有寬度為 1mm 的槽到大端之間為彈簧位置，其中寬度為 3mm 的鍵槽會與螺釘配合，控制推桿旋轉的極限位置。c）直徑為 14mm 的大端與 T 型槽相配。材料選擇 [5]：表 31 推桿材料比較名稱 含義 特征 用途 價格45 含碳量 %左右,屬中碳鋼硬度不高，韌性較好軸件,連軸器,模具模板等等較高Q235 屈服強度為 235 強度較高 轉件，心軸，拉桿，搖桿等等低如表 31 所示，一方面推桿受力不大，另一方面考慮成本，所以選擇 Q235。 氣動控制閥底板的設計圖 37 氣動換向閥底板如圖 37 所示，其為設計的最終圖紙，詳細尺寸請見氣動控制閥工程圖。在設計過程中主要考慮了如下幾個因素：a）左端的兩個通孔用于安裝推桿，其中側面的螺紋孔安裝螺釘與推桿 3mm 鍵槽配合。b）右端 M6 螺紋孔用于安裝固定凸臺。c）右端兩小螺紋孔即是元器件的氣動元件的定位孔，其根據(jù)亞德克公司所提供的CAD 圖尺寸設計。作為底板，可以選者塑料和有機玻璃，考慮美觀性，選擇了有機玻璃。 限位開關、電磁換向閥、手動開關底板的設計圖 38 限位開關底板由于限位開關、電磁換向閥、手動換向閥的定位尺寸是相同的，所以在設計過程中，將他們統(tǒng)一定位限位開關的底板設計。其與氣動換向閥存在不同有兩個： a）元器件定位孔的布局方式不同； b）定位孔的尺寸不同。如圖 38 所示，其為設計的最終圖紙，詳細尺寸請見限位開關工程圖。在設計過程中主要考慮了如下幾個因素：a）左端的兩個通孔用于安裝推桿，其中側面的螺紋孔安裝螺釘與推桿 3mm 鍵槽配合。b）右端 M6 螺紋孔用于安裝固定凸臺。c）右端兩小螺紋孔即是元器件的氣動元件的定位孔，其根據(jù)亞德克公司所提供的CAD 圖尺寸設計。材料選擇有機玻璃。 固定銷的設計如圖 39 所示，其為設計的最終圖紙，詳細尺寸請見固定銷工程圖。在設計過程中主要考慮了如下幾個因素：a）左端與面板相配合，要達到配合深度 8mm.b）右端通過螺紋固定在面板上，螺紋需要與面板厚度相當。 圖 39 固定銷 墊板的設計限位開關的功能是當氣缸與達到限位開關的預定位置時，撥動限位開關，限位開關給氣動換向閥或其他控制元件一個信號，控制信號控制氣缸的動作。如圖 310 所示，其為設計的最終圖紙，詳細尺寸請見限位開關工程圖。在設計過程中主要考慮了如下幾個因素：a）其尺寸為了不影響元器件應該小于元器件尺寸。b）其目的為抬高限位開關的高