數(shù)控機床全自動夾緊系統(tǒng)的設計畢業(yè)設計論文1

1、數(shù)控機床全自動夾緊系統(tǒng)的設計畢業(yè)設計（論文）任務書專業(yè) 數(shù)控 班級 姓名 一、課題名稱： 數(shù)控機床全自動夾緊系統(tǒng)的設計 二、主要技術指標: 1、定位精度（0.02） 2、換裝時間10秒 3、夾持力不小于200n 4、外形尺寸：500x400x100 三、工作內(nèi)容和要求： 本項目從實現(xiàn)工藝裝備自動化的途徑液壓傳動技術工裝結構出發(fā)，以機械制造中軸類零件的工裝夾具的自動化夾緊系統(tǒng)設計為目標，研究如何能將工藝裝備與數(shù)控加工設備柔和成一個整體，實現(xiàn)二者的互控互動，縮短工件的換裝時間，提高數(shù)控機床的綜合利用率。要求對夾具的機械部分從液壓基本回路特點、類型和工作原理出發(fā)。 四、主要參考文獻：_ 1、 2、

2、3、 4、 學 生（簽名） 2011年 9 月25日 指 導 教師（簽名） 年 月 日 教研室主任（簽名） 年 月 日系 主 任（簽名） 年 月 日畢業(yè)設計（論文）開題報告設計（論文）題目數(shù)控機床全自動夾緊系統(tǒng)的設計一、 選題的背景和意義：隨著科學技術的巨大進步及社會生產(chǎn)力的迅速提高，夾具已經(jīng)從一種輔助工具發(fā)展成為門類齊全的工藝裝備了?，F(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向，主要表現(xiàn)為高精度、高效率、柔性化和標準化等幾個方面。近年來，數(shù)控機床、加工中心、成組技術、柔性制造系統(tǒng)等技術的應用，對機床夾具提出新要求：1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)成本。2）能裝夾一組具有相似性特征的

3、工件。3）適用與精密加工的高精度機床夾具。4）適用于各種現(xiàn)代化制造技術的新型機床夾具。5）采用液壓或氣壓夾緊的高效夾緊裝置，以進一步提高勞動生產(chǎn)率。6）提高機床夾具的標準化程度。二、 課題研究的主要內(nèi)容：本文從集液壓的角度出發(fā)，研究設計數(shù)控機床自動夾緊系統(tǒng)，對數(shù)控機床與液壓控制接口進行了研究，利用控制工藝裝備中的夾緊裝置實現(xiàn)裝置的卡盤夾緊、刀架回轉(zhuǎn)、尾套筒的伸出功能。1、夾具的設計。2、數(shù)控機床全自動夾具的機械與液壓傳動和控制系統(tǒng)的設計研究。3、夾具動作的實施。三、 主要研究（設計）方法論述：本設計主要是在對夾具的機械部分從結構和連接件、執(zhí)行裝置等方面進行設計，最終得到裝配圖。對夾緊系統(tǒng)的液壓

4、傳動和控制部分進行分析設計，確定液壓系統(tǒng)原理圖，工作過程中各部件工作順序。確定數(shù)控機床的液壓傳動的設計方案。1、上網(wǎng)或圖書館查找有關書籍資料。2、設計數(shù)控機床全自動夾緊系統(tǒng)的機械部分、液壓傳動與控制部分。3、運用所學軟件繪制出所需圖片等4、整理所有的、相關的資料，完成整體設計。四、設計（論文）進度安排：時間（迄止日期）工 作 內(nèi) 容9.209.24收集、整理相關的資料9.259.30理清思路，確定總的設計方案，并撰寫開題報告10.110.10 自動夾具的機械部分研究10.1110.19液壓傳動與控制部分的設計10.20設計中期檢查10.2110.31液壓夾具的設計11.111.3完成初稿，給老

5、師檢閱11.411.8完善初稿，使設計符合規(guī)范要求11.911.10完成設計，定稿11.20答辯五、指導教師意見： 指導教師簽名： 年 月 日六、系部意見： 系主任簽名： 年 月 日目錄封面摘要（abtract）.7引言9第 一 章 緒 論 1.1課題研究的背景及意義1.1.1研究背景及課題來源101.1.2數(shù)控加工工藝裝備的研究意義111.2國內(nèi)外工藝裝備目前的發(fā)展情況1.2.1夾具的應用范圍分類111.2.2夾具上的動力源分類141.2.3夾具的作用15第 二 章 數(shù)控機床自動夾緊系統(tǒng)的設計2.1全自動夾具設計方案的確定2.1.1設計目標分析.152.1.2夾具的設計172.2三爪卡盤液壓

6、系統(tǒng)2.2.1液壓系統(tǒng)設計要求、工況分析262.2.2負載的組成和計算272.2.3液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)272.2.4擬定液壓系統(tǒng)圖282.2.5選擇液壓元件302.3數(shù)控機床其它液壓系統(tǒng)2.3.1回轉(zhuǎn)刀架動作312.3.2尾座套筒伸縮動作322.3.3電磁閥電磁鐵動作332.4數(shù)控機床液壓系統(tǒng)特點34第 三 章 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向3.1現(xiàn)代機床夾具發(fā)展34結束語 答謝詞參考文獻摘要 隨著數(shù)控技術在機械零件加工中的飛速發(fā)展和日益及，數(shù)控機床及其工裝的設計和制造在確保機械零件的生產(chǎn)質(zhì)量和提高生產(chǎn)率、縮短新產(chǎn)品研究周期等方面越來越重要。數(shù)字化技術在機械零件加工與工裝的設計與制造正向自動化、通用化

7、、標準化、數(shù)字化方向快速發(fā)展。在數(shù)控機床高度發(fā)展的今天，機床液壓電器控制程度越來越高，因此機床液壓傳動控制的地位于作用也日益重要。機床液壓自動控制的發(fā)展與液壓傳動的發(fā)展緊密相連。本文從集液壓的角度出發(fā)，研究設計數(shù)控機床自動夾緊系統(tǒng)，對數(shù)控機床與液壓控制接口進行了研究，利用控制工藝裝備中的夾緊裝置實現(xiàn)裝置的卡盤夾緊、刀架回轉(zhuǎn)、尾套筒的伸出功能。針對某個軸類機械加工零件設計出全自動夾緊系統(tǒng)具體的機械部分機構、液壓傳動控制回路給出了相關部分的設計圖。關鍵詞：全自動夾緊；液壓傳動 abstractalong with numerical control technology in the mechan

8、ical parts processing of rapid development and the growing and, nc machine tools and tooling design and manufacturing in ensure machinery parts production quality and productivity, shorten the cycle of new product research in more and more important. digital technology in machinery parts processing

9、and tooling design and manufacturing positive automation, generalization, standardization, digital orientation rapid development. in the numerical control machine tool of a highly developed today, machine tool hydraulic electrical control degree more and more high, so the status of hydraulic drive c

10、ontrol machine tools in effect are becoming increasingly important. the development of automatic control hydraulic machine and hydraulic transmission development are closely linkedthis paper, from the point of view of the hydraulic set, study design nc machine tools to be automatic clamping system,

11、the numerical control machine and hydraulic control interface was studied, and the use of control process equipment clamping device to realize the chuck clamping device, knife, the tail of the sleeve turn out function.for a axis machining parts design automatic clamping system of specific mechanical

12、 parts of the institutions, hydraulic transmission control circuit presented related part of the design.keywords: automatic clamping; hydraulic transmission 引言畢業(yè)設計的過程，是我們對大學所學的知識重新回顧和總結，對所學各科知識綜合運用，在進行設計過程中我們要理論聯(lián)系實際我們即將走入社會，面對實際的生產(chǎn)活動，做好準備！夾具是機械加工過程中用以裝夾工件的一種裝置，其作用是在機械加工過程中使工件相對于機床或刀具有一個確定的位置，并在加工過程中

13、保持這個位置的不變。夾具設計的目的是培養(yǎng)學生運用機械制造工藝學及有關課程的知識，結合生產(chǎn)實習中實踐知識，獨立地分析和解決工藝問題的工藝規(guī)程的能力。我們還能學會擬定夾具設計方案，完成夾具結構設計，提高結構設計能力。而且用到cad繪圖，對我們的能力提高很有幫助。液壓傳動是指用液體作為介質(zhì)、借助于 液體的壓力能量進行能量傳遞和控制的一種傳動形式。利用各種元件組成不同功能的基本控制回路，若干基本控制回路在進過有機組合，就形成了具有一定控制機能的傳動系統(tǒng)，它是液壓機械的一個組成部分，其設計同主機的總體設計同時進行。著手設計時，必須從實際情況出發(fā)，有 機結合各種傳動形式，充分發(fā)揮液壓傳動的特點，力求設計出

14、結構簡單、工作可靠、成本低、效率高、操作簡單、維修方便地液壓傳動系統(tǒng)。本次畢業(yè)設計的題目是“數(shù)控機床自動夾緊系統(tǒng)的設計”作為一個即將要從事機械行業(yè)的工作者，選擇這一課題將為我自己今后的設計工作打下良好的基礎。第 一 章 緒 論1.1課題研究的背景及意義1.1.1研究背景及課題來源 制造業(yè)是一個國家國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，一個國家的經(jīng)濟崛起在很大程度上取決于制造業(yè)的發(fā)展。制造技術是決定國家綜合國力的關鍵技術之一。在各個國家的企業(yè)生產(chǎn)力的構成中，制造業(yè)的技術的作用大約占55%65%。美國政府在20世紀80年代開始進行大規(guī)?！?1世紀制造企業(yè)戰(zhàn)略”研究，不久提出“先進制造技術”發(fā)展目標，制定并實施了“先

15、進制造技術計劃（apt）”和“制造技術中心計劃（mtc）”1991年白宮科學技術政策辦公室發(fā)表“美國國家關鍵技術”報告，把制造技術列為六大技術領域的第二位。這些舉措引發(fā)了美國、歐洲、日本在制造技術上新一輪的競爭，美國、日本、德國等國家的專家已將制造科、信息科學、材料科學和生物科學一起列為當今時代的四大支柱學科。我國在關于制定十一五規(guī)劃的建議中明確指出“要加快發(fā)展先進制造業(yè)，裝備制造業(yè)要依托重點工程提高重大技術裝備的國產(chǎn)化水平，要加快從加工裝配為主向自主研發(fā)制造延伸，按照產(chǎn)業(yè)集聚、規(guī)模發(fā)展和擴大國際合作的要求，大力發(fā)展信息、生物、新材料、新能源、航空航天等產(chǎn)業(yè)”，使我國從制造大國向制造強國邁進。

16、制造技術是各國經(jīng)濟競爭的重要支柱之一，經(jīng)濟的成功在很大程度上得益于先進的制造技術，而機床是機械制造技術重要的載體，它標志著一個國家的生產(chǎn)能力和技術水平。機床工業(yè)是國民經(jīng)濟的一個重要先行部門，擔負著為國民經(jīng)濟各部門提供現(xiàn)代化技術裝備的任務，以1949年為例全世界基礎的消費額達26.17億美元。其中美國的消費額56億美元、中國33.6億美元，所以，在我國國民經(jīng)濟建設中，機床工業(yè)起著重要的作用。從17世紀中期帕斯卡提出靜壓傳動原理，18世紀末英國制成第一臺水壓機算起，液壓傳動已有200 300年歷史。第二次世界大戰(zhàn)前后，成功的將液壓傳動裝置用于艦艇炮塔轉(zhuǎn)向器，其后出現(xiàn)了液壓六角車床和磨床，一些通用技

17、術機床到20世紀30年代才用上了液壓傳動。進30年來，原子能技術、航空航天技術、控制技術、材料技術、微電子技術的等學科的發(fā)展，再次將液壓技術推向前進，使它發(fā)展成為包括傳動、控制、檢測在內(nèi)的一門完成的自動化技術，在國民經(jīng)濟的各個部門都得到了應用，如工程機械、冶金、軍工、農(nóng)機、汽車、輕紡、船舶、石油、航空和機床等。采用液壓傳動的程度已成為衡量一個國家工業(yè)水平的重要指標之一。該課題源于所學的液壓與氣壓傳動。針對數(shù)控機床在液壓傳動的應用而提出的自動夾緊系統(tǒng)的要求，作者與老師一起研究有關液壓的自動夾緊系統(tǒng)。1.1.2數(shù)控加工工藝裝備的研究意義 在機械零件加工中，數(shù)控加工占有很大的比例。數(shù)控工裝是在零件數(shù)

18、控加工中來確定零件與刀具、數(shù)控機床間相對位置的工藝裝備，其結構相對簡單，形式比較固定。在數(shù)控加工中，數(shù)控工裝的選用和設計是制定加工工藝的基礎，是機械零件生產(chǎn)的一個重要組成部分，在企業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著舉足輕重的作用。由于數(shù)控工裝和制造資源在確保零件生產(chǎn)質(zhì)量精度和提高生產(chǎn)效率中有著極高的重要性，制造企業(yè)都十分重視工裝的設計、制造及管理。數(shù)控工裝設計的好壞直接會影響零件的生產(chǎn)周期，也會直接影響生產(chǎn)精度，更會影響生產(chǎn)成本。1.2國內(nèi)外工藝裝備目前的發(fā)展情況隨著時代的飛速發(fā)展，科技逐步飛躍，工業(yè)裝備向著標準化、通用化、自動化、數(shù)字化方向發(fā)展。1.2.1夾具的應用范圍分類1）通用夾具通用夾具是指在一般通用機床

19、上所附有的一些使用性能較廣泛的夾具，如車、磨床上的三爪和四爪卡盤、頂尖和雞心夾頭，銑、刨床上的平口鉗、分度頭和回轉(zhuǎn)工作臺等，它們在使用上具有很大的通用性，往往無需調(diào)整或稍加調(diào)整（包括配換個別零件）就可用于裝夾不同的工件。這類夾具一般以具有標準化，并由專業(yè)工廠生產(chǎn)作為機床附件供用戶使用。通用夾具主要用于單件和中小批生產(chǎn)、裝夾形狀比較簡單和加工精度要求不太高的工件。 2）專用夾具專用夾具是指專門為某一種工件的某一工序設計的夾具。此類夾具一般不考慮通用性，以便使夾具設計的結構簡單、緊湊、操作迅速和維修方便。專用夾具通常是由使用廠根據(jù)工件的加工要求自行設計與制造，生產(chǎn)準備周期較長，當生產(chǎn)的產(chǎn)品或零件工

20、藝過程變更時，往往無法繼續(xù)使用，故此類夾具只適用于在產(chǎn)品固定和工藝過程穩(wěn)定的大批量生產(chǎn)中使用。 3）可調(diào)夾具可調(diào)夾具是針對通用夾具和專用夾具的缺陷而發(fā)展起來的一類新型夾具。對不同類型和尺寸的工件，只需調(diào)整或更換原來夾具上的個別定位元件和夾緊元件便可使用。它一般又分為通用可調(diào)夾具和成組夾具兩種。通用可調(diào)夾具的通用范圍大，適用性廣，加工對象不太固定。成組夾具是專門為成組工藝中某組零件設計的，調(diào)整范圍僅限于本組內(nèi)的工件?？烧{(diào)夾具在多品種、小批量生產(chǎn)中得到廣泛應用。 4）成組夾具 在生產(chǎn)中，有時由于加工批量較小，為每種零件都分別設計專用夾具很不經(jīng)濟，而使用通用夾具又往往不能滿足加工精度和生產(chǎn)效率的要求

21、，故而采用成組加工工藝，并根據(jù)組內(nèi)的典型代表零件設計成組夾具。這類夾具在使用時，只需要對夾具上的部分定位、夾緊元件等進行調(diào)整或更換，就可用于組內(nèi)不同工件的加工。這類夾具從外形上看，它和可調(diào)夾具不易區(qū)別。但它與可調(diào)夾具相比，具有使用對象明確、設計科學合理、結構緊湊、調(diào)整方便等優(yōu)點。5）組合夾具 組合夾具時在夾具零、部件標準化的基礎上發(fā)展起來的一種適應多品種、小批量生產(chǎn)的新型夾具。它是由一套結構和尺寸已經(jīng)規(guī)格化、系列化的通用元件、合件和部件構成。它們包括：基礎件、支撐件、定位件、導向件、壓緊件、緊固件、輔助件、合件和部件等。標準的模塊元件具有較高精度和耐磨性，可組裝成各種夾具，夾具用畢即可拆卸，留

22、待組裝新的夾具。由于使用組合夾具可縮短生產(chǎn)準備周期，元件能重復多次使用，并具有可減少專用夾具數(shù)量等優(yōu)點；因此組合夾具在單件、中小批多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟的夾具。雙臂曲柄鉆孔夾具，即為有關元件組成的組合夾具的事例，6）自動線夾具自動線夾具一般分為兩種：一種為固定式夾具，它與專用夾具相似；另一種為隨行夾具，使用中夾具隨著工件一起運動，并將工件沿著自動線從一個工位移至下一個工位進行加工。1.2.2夾具上的動力源分類1）手動夾具此類夾具是以操作工人手臂之力作為動力源，通過加緊機構夾緊工件。為了盡量減輕工人的操作強度和保證夾緊工件的可靠性，此類夾具的夾緊機構必須具有增力和自鎖作用。手動就夾

23、具一般采用結構簡單的螺旋或偏心壓板機構，制造方便，但使用時的工作效率低。2）氣動夾具 此類夾具是用了壓縮空氣作為動力源，通過管道、氣閥、氣缸等元件，產(chǎn)生夾緊工件的加緊力。但需要較大的夾緊力時，常常在氣缸和夾緊元件之間增設斜鍥式，鉸鏈式或杠桿式等擴力機構，因氣動夾具的夾緊動作迅速、夾緊力穩(wěn)定、操作方便，故在機械加工中得到廣泛應用。 3）液壓夾具 此類夾具是用壓力油作為動力源，通過管道、液壓閥、液壓缸等元件，采用夾緊工件的夾緊力。液壓夾具具有氣動夾具的各種優(yōu)點，而夾緊動作更為平穩(wěn)。采用較高油壓的液壓夾具，一般不用增力機構即可直接夾緊工作，因而結構簡單，體積較小。4）電動夾具 此類夾具是以電動機的扭

24、力為動力源，通過減速器產(chǎn)生夾緊工件的夾緊力。此種夾具的傳動部分常采用齒輪減速裝置，顯得結構比較復雜，加緊動作比氣動和液壓夾緊緩慢。5）磁力夾具 此類夾具是以電磁鐵或永久磁鐵產(chǎn)生的磁力作為動力源直接夾緊工件，一般多用于切削力較小的精加工，如車床上的電磁吸盤、平面磨床的磁力工作臺等。6）真空夾具 此類夾具時利用真空泵或以壓縮空氣為動力源的抽氣唧筒，使夾具的內(nèi)腔產(chǎn)生真空，依靠四周大氣的壓力將工件壓緊。此類夾具的夾緊力較小，一般適用于精加工本身剛度較低的工件，如磨削加工不導磁的薄形工件等。7）切削力和離心力夾具 這是一種不用專門動力裝置的機動夾緊夾具。這類夾具，通常是利用機床的運動或切削加工過程中產(chǎn)生

25、的離心力或切削力夾緊工件。1.2.3夾具的作用工件+夾具連接元件 機床 工件相對機床位置正確工件定位元件 夾具 保證了正確加工工件 工件相對刀具位置正確工件+夾具對刀、引導元件刀具1）保證工件的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量 2）提高勞動生產(chǎn)率和降低加工成本3）擴大機床工藝范圍和改變機床用途4）改善工人勞動條件5）在流水線生產(chǎn)中便于平衡生產(chǎn)節(jié)拍6）減少生產(chǎn)準備時間，縮短新產(chǎn)品試制周期第二章 數(shù)控機床全自動夾緊系統(tǒng)的設計2.1全自動夾具設計方案的確定2.1.1設計目標分析圖2.1零件結構圖圖2.1所示零件被加工部位為長方形鑄件。按傳統(tǒng)加工方案，夾具為常規(guī)固定銑切夾具，加工中需要對夾具 進行安裝位置調(diào)整。

26、從時間上來看，機床實際切削時間只占整個過程的不足60%，其余都在等待，其中零件的裝夾 過程最為耗時。裝夾不當既會影響加工質(zhì)量，又能破壞機床性能。造成這種狀況的直接原因是夾具結構的原始、落后。目前我們的機床夾具基本上還是停留在原始的機械式手工安裝、夾緊工件的方式上，不但操作工人的勞動強度大、還造成準備工時時間過長，直接影響到產(chǎn)品的研制周期，并降低了數(shù)控機床的使用效率?？紤]該零件需要大批量生產(chǎn)，并且為了節(jié)約成本與時間，我們可以設計出專用夾具。該零件的毛坯為鑄件，材料qt600，由于其外形為長方形，在車床上不容易裝夾，故在大批量生產(chǎn)過程中設計夾具采用高效、省力的夾具結構。在研究中，對比氣動夾具和液壓

27、夾具的優(yōu)缺點，液壓夾緊系統(tǒng)有氣動夾緊系統(tǒng)的各種優(yōu)點，而夾緊動作更為平穩(wěn)。故在數(shù)控機床全自動夾緊系統(tǒng)中采用了液壓 控制夾緊動作，這是由于零件的切削加工要求精度高、切削力大等原因，對裝置夾緊力的要求十分嚴格。2.1.2夾具的設計圖2.2夾具體零件圖1）定位基準的選擇與定位元件的決定 定位基本原理：（1）工件在夾具中定位可以歸結為在空間直角坐標系中，用定位元件限制工件自由度的方法。（2）工件定位時，應該限制的自由度數(shù)目主要由工件工序加工要求確定。（3）一般情況下，工件定位所需限制 自由度的數(shù)目6個。(4）各定位元件限制的自由度原則上不允許重復或干涉。(5）限制理論上應該限制的自由度，使一批工件定位位

28、置一致。銑槽定位分析：（1）分析滿足加工需求必須限制的自由度，也稱理論上應該限制的自由度，簡稱理限。保證槽的上下位置要求：必須限制 x的轉(zhuǎn)動、y的轉(zhuǎn)動、z的移動。保證槽的左右位置要求：必須限制x的移動、y的轉(zhuǎn)動、z的轉(zhuǎn)動。 槽寬由定尺寸刀具保證。綜合要求：必須限制x的轉(zhuǎn)動、x的移動、y的轉(zhuǎn)動、z的轉(zhuǎn)動、z的移動五個自由度。（2）用“定位元件”限制理論上應該限制的自由度在與機床工作臺面平行的平面上“合理”布置三個支撐釘與工件底面接觸，限制了x的轉(zhuǎn)動、y的轉(zhuǎn)動、z的移動三個自由度，在與機床僅給方向平行的平面上“合理”布置兩個支撐釘與工件側面接觸，限制了x的移動、z的轉(zhuǎn)動兩個自由度。綜合結果：限制了

29、x的轉(zhuǎn)動、x的移動、y的轉(zhuǎn)動、z的轉(zhuǎn)動、z的移動五個自由度。工件定位分為4種情況：（1）完全定位，工件的6個自由度全部被限制的定位;（2）不完全定位，工件部分自由度被限制的定位;（3）欠定位，工件定位時，應該限制的自由度沒有被完全限制的定位; （4）過定位，工件定位時，幾個定位元件重復限制工件同一個自由度的定位。常見定位元件限制工件自由度定位基準定位元件限制的自由度大平面支承釘z的移動、x的轉(zhuǎn)動、y的轉(zhuǎn)動支承板長圓柱面固定式v形塊x的移動、z的移動、x的轉(zhuǎn)動、z的轉(zhuǎn)動固定式長套心軸長圓柱面三爪自動卡盤x的移動、z的移動、x的轉(zhuǎn)動、z的轉(zhuǎn)動長圓錐面圓錐心軸x的移動、y的移動、z的移動、x的轉(zhuǎn)動、

30、z的轉(zhuǎn)動兩中心孔固定頂尖x的移動、y的移動、z的移動活動頂尖y的轉(zhuǎn)動、z的轉(zhuǎn)動短外圓與中心孔三爪自動卡盤y的移動、z的移動、活動頂尖y的轉(zhuǎn)動、z的轉(zhuǎn)動大平面與兩外圓弧面支承板y的移動、x的轉(zhuǎn)動、z的轉(zhuǎn)動短 固定v形塊x的移動、z的移動、短 活動v形塊y的轉(zhuǎn)動大平面與兩圓柱孔支承板y的移動、x的轉(zhuǎn)動、z的轉(zhuǎn)動短圓柱銷x的移動、z的移動短菱形銷y的轉(zhuǎn)動長圓柱孔與其它心軸x的移動、z的移動、x的轉(zhuǎn)動、z的轉(zhuǎn)動擋銷y的轉(zhuǎn)動大平面與短錐孔支承板z的移動活動錐銷x的轉(zhuǎn)動y的轉(zhuǎn)動由于常見的定位元件無法很好的限制該工件的自由度，故根據(jù)工件的形狀與加工要求重新設計了一個專用夾具。為保證孔66 0.25的軸心線和

31、上下平面垂直，故選用上平面做定位基準，定位元件選用夾具的長方體四個側平面限制工件z的轉(zhuǎn)動、 y的轉(zhuǎn)動、z的移動、y的移動四個自由度，長方體的底平面限制了x的移動一個自由度。 每批鑄件的尺寸可能有變化，所以采用兩個螺釘作為可調(diào)支撐 ，并根據(jù)毛坯尺寸的變化加以調(diào)整，并保證74.42的中心。2）夾緊裝置的確定 夾緊力的方向應指向，圓柱的中心線上，夾緊力的作用點落在，長方體四個側面上。3）夾具結構的擬定 本設計的夾具采用整體鑄造，可以增加剛性，加劇體結構也不復雜。將夾具體圓柱內(nèi)孔車削完，在加工中心上，銑削出長方體槽，在鉆床上打孔，然后轉(zhuǎn)移到線切割機床上，按照給定的基準面切割成3塊。 （沿著水平線線切割

32、）（沿著120度線切割）（沿著120度線切割） 所有都準備好后，將夾具和三爪卡盤整體焊接在一起，重新放到數(shù)控車床上去便于加工零件，增加穩(wěn)定性。（液壓卡盤）2.2三爪卡盤液壓系統(tǒng)隨著機電技術的不斷發(fā)展，特別是數(shù)控技術的飛速發(fā)展，機床設備的自動化程度和精度越來越高。尤其是適合于電控的液壓與氣動技術得到了充分應用。無論是一般數(shù)控機床還是加工中心，液壓與氣動都是其有效的傳動與控制方式。 數(shù)控車床主要是用來加工軸類或盤類的回轉(zhuǎn)體零件。 數(shù)控車床的工作過程主要包括卡盤夾緊與松開、卡盤夾緊力的高低壓轉(zhuǎn)換、回轉(zhuǎn)刀架的松開與夾緊、刀架盤的正反轉(zhuǎn)、尾座套筒的伸出與退回等，這些動作都是由液壓系統(tǒng)驅(qū)動的。液壓系統(tǒng)中各

33、電磁電的動作由數(shù)控系統(tǒng)得plc控制實現(xiàn)的。2.2.1液壓系統(tǒng)設計要求、工況分析數(shù)控車床的三爪卡盤，其工況要求如下：（1） 工作性能和動作循環(huán)數(shù)控車床加工鑄鐵的方形零件的外圓，工作循環(huán)為夾緊、松開、高速旋轉(zhuǎn)、低速旋轉(zhuǎn)。（2） 動力和運動參數(shù)軸向最大切削力12000n，三爪卡盤重力20000n，工作進給速度要求在0.3310-32010-3m/s無極調(diào)節(jié)，夾緊松開的速度均為v1=0.1m/s.靜、動摩擦因數(shù)為us=0.2，ud=0.1；旋轉(zhuǎn)運動的加速、減速時間為0.2s；（3） 自動化程度采用液壓系統(tǒng)，實現(xiàn)工作自動循環(huán)。2.2.2負載的組成和計算（1） 工作載荷fg切削阻力為已知 fg=12000

34、n(2)導軌的摩擦載荷ff 靜摩擦阻力：ffs=usg=0.220000=4000n 動摩擦阻力：ffd=udg=0.120000=2000n(3)慣性載荷三爪卡盤高速旋轉(zhuǎn)時間的慣性阻力fa。三爪卡盤啟動加速、反向加速和減速制動的加速度相等，v=0.1m/s，t=0.2s，故慣性載荷為 fa=（g/g）（v/t）=(20000/9.8)(0.1/0.2)=1020n關于液壓缸內(nèi)部密封裝置摩擦阻力的影響，計入液壓缸的機械效率中。2.2.3液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)（1）初選液壓缸工作壓力液壓缸工作壓力主要根據(jù)運動循環(huán)各階段中的最大負載力來確定，此外還需要考慮以下因數(shù)1） 各設備的不同特點和使用場合。2）

35、 考慮經(jīng)濟和質(zhì)量因素，壓力選的低，則元件尺寸大，質(zhì)量大；壓力選的高一些，則元件尺寸小，質(zhì)量小，但對元件的制造精度，密封性能要求高。所有，液壓缸的工作壓力的選擇有兩種方式：一是根據(jù)機械類型選擇；而是根據(jù)切削負載選擇。關于組合機床液壓系統(tǒng)的工作壓力，一般為（3050）x105pa，初選液壓缸工作壓力p1=40 x105pa，液壓缸回油腔應有背壓，設背壓p2=6 x105pa，假定回油壓力損失為p=5 x105pa。根據(jù)工況要求和三爪卡盤的結果要求，為減少液壓泵的供油量，決定采用差動液壓缸，取液壓缸無桿腔和有桿腔的有效面積a1=2a2.(2)計算液壓缸尺寸 f0=p1a1-p2a2=f/效率代入數(shù)據(jù)

36、得 a1=38x10-4m2液壓缸內(nèi)徑尺寸d: d=7x10-2m活塞桿直徑d： d=5x10-2m液壓缸尺寸取標準之后的有效面積為無桿腔有效面積： a1=d2/4=x（7x10-2）2/4=38.5x10-4m2有桿腔有效面積： a2=(d2-d2)/4=x（72-52）2/4x10-418.8x10-4m2活塞桿的面積： a3=a1-a2=19.7 x10-4m22.2.4擬定液壓系統(tǒng)圖液壓系統(tǒng)原理圖卡盤的夾緊與松開：主軸卡盤的夾緊與松開是由二位四通電磁閥1控制?？ūP的高壓夾緊與低壓夾緊的轉(zhuǎn)換，由二位四通電磁閥2控制。當卡盤處于正卡位且在高壓夾緊狀態(tài)下，夾緊力的大小由減壓閥6來調(diào)整，由壓力

37、表12顯示卡盤壓力。當3ya斷電時，1ya通電時，系統(tǒng)壓力油，經(jīng)過閥6 閥2左位閥1 左位活塞液壓缸右腔；液壓缸左腔的油液經(jīng)閥1左位直接回油箱?；钊麠U左移，卡盤夾緊。反之，當2ya通電時，系統(tǒng)壓力油經(jīng)閥6閥2 左位閥1 右位液壓缸左腔；液壓缸右腔的油液經(jīng)閥1 右位直接回油箱?；钊麠U右移，卡盤松開。（2ya通電，活塞桿又移，卡盤松開）當卡盤處于正卡位且在低壓夾緊狀態(tài)下，夾緊力的大小由減壓閥7來調(diào)整。1ya、3ya通電時，系統(tǒng)壓力油經(jīng)閥7 右位閥2右位閥1右位閥1 左位液壓缸右腔。卡盤夾緊。2.2.5選擇液壓元件選擇液壓泵和電動機： 1）確定液壓泵的工作壓力。前面已經(jīng)確定液壓缸的最大工作壓力為43

38、.3x105pa，選取進油管路壓力損失p=8 x105pa，其溢流閥的調(diào)整壓力一般比系統(tǒng)最大工作壓力大5 x105pa，所以泵的工作壓力 pp1=p1+p（43.3+8+5）x105=56.3 x105 pa這是小流量泵的最高工作壓力（穩(wěn)態(tài)），即溢流閥的工作調(diào)整壓力。液壓泵的公稱工作壓力pr為 pr=1.25pp1=1.25x56.3x105=70x105 pa大流量只在高速旋轉(zhuǎn)是向液壓缸輸油，液壓缸快退時的工壓力比快進時大，這時壓力油不通過調(diào)速閥，進油路比較簡單，但流經(jīng)管道和閥的油流量較大。取進油路壓力損失為5 x105pa，故快退時泵的最高工作壓力為 pp2=（21.8+5）x105=26

39、.8 x105 pa這是大流量泵的最高工作壓力。2）液壓泵的流量qmax=12l/min，k=1.15 q=kqmax=1.15x12=13.8l/min根據(jù)以上計算，選用公稱流量為0.15x10-3m3/s、0.1 x10-3m3/s；公稱壓力為70x105pa壓力的雙聯(lián)葉片泵。3）電動機的選擇 pp= pp2（q1+q2）/效率=26.8 x105x0.25x10-3/0.75=893w根據(jù)以上結果，查電動機產(chǎn)品目錄，選與上述功率和泵的轉(zhuǎn)速相適應的1.1x103w的標準型號電動機。4）確定油箱容量 v=kq=5x0.015=0.075m32.3數(shù)控機床其它液壓系統(tǒng)2.3.1回轉(zhuǎn)刀架動作回轉(zhuǎn)

40、刀架換刀時，首先是刀盤松開，之后刀盤就轉(zhuǎn)到指定的刀位，最后刀盤復位夾緊。刀盤的夾緊與松開，由一個二位四通電磁閥4 控制。刀盤的旋轉(zhuǎn)有正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)兩個方向，它由一個三位四通電磁閥3 控制，其旋轉(zhuǎn)速度分別由單向調(diào)速閥9 和10 控制。當4ya通電時， 閥4右位工作，刀盤松開；當8ya通電時，系統(tǒng)壓力油經(jīng)閥3左位調(diào)速閥9 液壓馬達，刀架正轉(zhuǎn)。若7ya通電時，系統(tǒng)壓力油經(jīng)閥3右位調(diào)速閥10 液壓馬達，則刀架反轉(zhuǎn)；當4ya斷電時，閥4左位工作，刀盤夾緊。（4ya通電，刀盤松開，8ya通電，刀架正轉(zhuǎn)）2.3.2尾座套筒伸縮動作尾座套筒的伸出與退回由一個三位四通電磁閥5 控制。當6ya通電時，系統(tǒng)壓力油經(jīng)減壓閥

41、8閥5左位液壓缸左腔；液壓缸右腔油液經(jīng)單向調(diào)速閥11閥5左位回油箱，套筒伸出。套筒伸出時的工作預緊力大小通過減速閥8來調(diào)整，并由壓力表13 顯示，伸出速度由速度調(diào)速閥11控制。反之，當5ya 通電時，系統(tǒng)壓力油經(jīng)減壓閥5右位閥11液壓缸右腔，套筒退回。這時液壓缸的油液經(jīng)電磁閥5 右位直接回油箱。套筒退回。 （6ya通電，調(diào)速閥11調(diào)整，套筒伸出）2.3.3電磁閥電磁鐵動作各電磁閥電磁鐵動作：動作電磁鐵1ya2ya3ya4ya5ya6ya7ya8ya卡盤正轉(zhuǎn)高壓夾緊+-松開-+-低壓夾緊+-+松開-+卡盤反轉(zhuǎn)高壓夾緊-+-松開+-低壓夾緊-+松開+-+回轉(zhuǎn)刀架刀架正轉(zhuǎn)-刀架反轉(zhuǎn)+刀盤松開+刀盤夾

42、緊-尾座套筒伸出-+套筒退回+-注：“+”表示電磁鐵通電，“-”表示電磁鐵斷電。2.4數(shù)控機床液壓系統(tǒng)特點（1）采用單向變量液壓泵向系統(tǒng)供油，能量損失小。（2）用換向閥控制卡盤，實現(xiàn)高低壓夾緊，并可根據(jù)壓力表提供的信息分別調(diào)節(jié)高壓與低壓時的夾緊力的大小適應不同的工況的需要。（3）用液壓馬達實現(xiàn)刀架的轉(zhuǎn)位，可完成無級調(diào)速，并控制刀架的正、反轉(zhuǎn)。（4）用換向閥控制尾座套筒油缸的換向，并能調(diào)節(jié)尾座套筒的伸出時的預緊力的大小，以適應不同工件的需要。第三章 現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向3.1現(xiàn)代機床夾具發(fā)展現(xiàn)代機床夾具的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為標準化、精密化、高效化和柔性化四個方面。（1）標準化 夾具的標準化與通用

43、化是相互聯(lián)系的兩個方面。目前我國已有夾具零件及部件的國家標準：gb/t2148t225991以及各類通用夾具、組合夾具標準等。機床夾具的標準化，有利于夾具的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準備周期，降低生產(chǎn)總成本。（2）精密化 機械產(chǎn)品精度的日益提高，勢必相應提高了對夾具的精度要求。精密化夾具的結構類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達0.1；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5m。（3）高效化 高效化夾具主要用來減少工件加工的基本時間和輔助時間，以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度。常見的高效化夾具有自動化夾具、高速化夾具和具有夾緊力裝置的夾具等。例如，在銑床上使用電動虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗轉(zhuǎn)速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動線配