機(jī)械類六角螺栓車總長裝置設(shè)計(jì)論文

1、六角螺栓小車全長裝置設(shè)計(jì)摘要本課題是某廠生產(chǎn)的零件（六角螺栓）的汽車全長裝置設(shè)計(jì)。本課題是某企業(yè)實(shí)際產(chǎn)品加工過程的設(shè)計(jì)，實(shí)用性強(qiáng)，需要實(shí)習(xí)和研究過程。在練習(xí)觀察的過程中，我們不僅提高了自己的觀察能力，還提高了我們的思考、判斷等綜合能力。通過本課題的研究和設(shè)計(jì)，可以鞏固對所學(xué)理論知識的掌握，提高我們在實(shí)際生產(chǎn)中解決設(shè)計(jì)開發(fā)問題的能力和創(chuàng)新能力。在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我從各方面考慮設(shè)計(jì)了一個彈簧夾頭，彈簧夾頭的材質(zhì)非常講究，后面會提到。夾頭主要采用楔形結(jié)構(gòu)。因?yàn)楣S的工作環(huán)境和成本效益，我選擇了氣動傳動方案。雖然看起來很簡單，但在提高生產(chǎn)效率方面肯定有非常大的作用。關(guān)鍵詞：氣缸；夾頭夾頭；彈簧鋼;六角

2、螺栓；楔形結(jié)構(gòu)目錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc296004508 簡介 PAGEREF _Toc296004508 h 1 HYPERLINK l _Toc296004509 第1章引言 PAGEREF _Toc296004509 h 2 HYPERLINK l _Toc296004510 1.1六角螺栓介紹 PAGEREF _Toc296004510 h 2 HYPERLINK l _Toc296004511 1.2六角螺栓等級與扭矩（扭矩）的相對關(guān)系 PAGEREF _Toc296004511 h 2 HYPERLINK l _Toc296004512

3、1.3 Spring Collets現(xiàn)狀及應(yīng)用現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc296004512 h 3 HYPERLINK l _Toc296004513 第二章氣動傳動方案 PAGEREF _Toc296004513 h 4 HYPERLINK l _Toc296004514 2.1提案 PAGEREF _Toc296004514 h 4 HYPERLINK l _Toc296004515 2.2總體方案的分析、比較和確定 PAGEREF _Toc296004515 h 5 HYPERLINK l _Toc296004516 第3章氣瓶測定 PAGEREF _Toc296004516 h 6

4、 HYPERLINK l _Toc296004517 3.1氣缸 PAGEREF _Toc296004517 h 6的選擇 HYPERLINK l _Toc296004518 3.1.1氣瓶使用要求 PAGEREF _Toc296004518 h 6 HYPERLINK l _Toc296004519 3.1.2 6缸選型要點(diǎn) PAGEREF _Toc296004519 h HYPERLINK l _Toc296004520 3.2氣缸各機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)計(jì)算 PAGEREF _Toc296004520 h 6 HYPERLINK l _Toc296004521 3.2.1氣缸的作用力 PAGEREF

5、_Toc296004521 h 6 HYPERLINK l _Toc296004522 3.2.2活塞（或氣缸）的運(yùn)動速度 PAGEREF _Toc296004522 h 8 HYPERLINK l _Toc296004523 3.2.3 11缸的選擇 PAGEREF _Toc296004523 h HYPERLINK l _Toc296004524 第4章筒夾的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc296004524 h 15 HYPERLINK l _Toc296004525 4.1筒夾的使用和制造 PAGEREF _Toc296004525 h 15 HYPERLINK l _Toc296004

6、526 4.1.1何時(shí)使用夾頭 PAGEREF _Toc296004526 h 15 HYPERLINK l _Toc296004527 4.1.2夾頭的應(yīng)用 PAGEREF _Toc296004527 h 16 HYPERLINK l _Toc296004528 4.1.3 .彈簧夾頭的問題及解決方法 PAGEREF _Toc296004528 h 19 HYPERLINK l _Toc296004529 4.1.4 、彈簧夾頭的改進(jìn) PAGEREF _Toc296004529 h 19 HYPERLINK l _Toc296004530 4.1.5 .加工夾體和夾頭時(shí)的加工精度保證 PAG

7、EREF _Toc296004530 h 20 HYPERLINK l _Toc296004531 4.1.6 .夾緊塊的加工工藝及其精度的保證 PAGEREF _Toc296004531 h 22 HYPERLINK l _Toc296004532 4.2筒夾卡盤的工藝流程 PAGEREF _Toc296004532 h 24 HYPERLINK l _Toc296004533 4.2.1夾頭的熱處理 PAGEREF _Toc296004533 h 24 HYPERLINK l _Toc296004534 4.3關(guān)于提高筒夾夾頭壽命的探討 PAGEREF _Toc296004534 h 26

8、 HYPERLINK l _Toc296004535 4.3.1關(guān)于提高壽命的討論 PAGEREF _Toc296004535 h 26 HYPERLINK l _Toc296004536 4.3.2筒夾卡盤精度分析 PAGEREF _Toc296004536 h 27 HYPERLINK l _Toc296004537 結(jié)論與展望 PAGEREF _Toc296004537 h 28 HYPERLINK l _Toc296004538 至 PAGEREF _Toc296004538 h 29 HYPERLINK l _Toc296004539 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc2960045

9、39 h 30 HYPERLINK l _Toc296004540 附錄A PAGEREF _Toc296004540 h 31 HYPERLINK l _Toc296004541 附錄B PAGEREF _Toc296004541 h 36插圖一覽圖 1-1 不銹鋼六角螺栓 2圖 3-1 氣缸輸出力體驗(yàn)圖 7圖 3-2 氣缸輸出力經(jīng)驗(yàn)圖 8圖 3-3 活塞桿直徑與活塞桿最大計(jì)算長度（L）的關(guān)系9圖 3-4 活塞桿直徑與活塞桿最大計(jì)算長度（L）的關(guān)系 9圖 3-5 10圖 3-6 氣缸耗氣量 11圖 3-7 圓柱二維示意圖13圖 3-8 圓柱體立體圖13圖 4-1 以前的夾頭配置 18圖 4-

10、2 插入筒夾 19圖 4-3 夾頭外錐面加工示意圖 19圖 4-4 卡盤定位面加工原理20圖 4-5 錐面磨削原理 20圖 4-6 夾頭孔的磨削原理21 圖 4-7 夾頭導(dǎo)向面的磨削原理 二十一圖 4-8 夾緊塊六點(diǎn)口銑削原理二十二圖 4-9 卡盤外徑的磨削原理二十二圖 4-10 彈簧夾頭示意圖 23圖4-11 淬火+低溫回火工藝圖23圖4-11 筒夾回火過程示意圖 。 24圖 4-12 熱處理工藝過程曲線 26表格清單表 3-1 氣缸型號表11表 4-1 回火溫度與時(shí)間的關(guān)系 24介紹本課題是針對某工廠生產(chǎn)零件六角螺栓全長加工的裝置設(shè)計(jì)。本課題是針對某企業(yè)實(shí)際產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)，實(shí)用性強(qiáng)，需要實(shí)

11、習(xí)和研究過程。在練習(xí)觀察的過程中，我們不僅提高了自己的觀察能力，還提高了我們的思考、判斷等綜合能力。通過本課題的研究和設(shè)計(jì)，學(xué)生可以鞏固對所學(xué)理論知識的掌握，提高在實(shí)際生產(chǎn)中解決設(shè)計(jì)開發(fā)問題的能力和創(chuàng)新能力。既然是量產(chǎn)，如果用三爪卡盤裝夾，效率肯定提高不了。在此基礎(chǔ)上，我們進(jìn)行了改造，設(shè)計(jì)了配套的彈簧夾頭和氣壓緊固裝置，使生產(chǎn)效率大大提高。也是我們運(yùn)用所學(xué)知識和技能解決實(shí)際問題的重要環(huán)節(jié)。通過這個項(xiàng)目，我們不僅可以提高我們的綜合培養(yǎng)設(shè)計(jì)能力和科研能力，包括實(shí)踐能力、文獻(xiàn)綜述能力、論文寫作能力，也是一個非常難得的提高創(chuàng)新能力的機(jī)會，讓我在以下幾個方面接受以下培訓(xùn)：1、了解氣動傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方

12、法和設(shè)計(jì)要求，培養(yǎng)運(yùn)用所學(xué)理論知識解決具體工程技術(shù)問題的能力。2、掌握氣動傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)步驟，熟悉設(shè)計(jì)的相關(guān)技術(shù)文件、設(shè)計(jì)手冊及相關(guān)部件的國家標(biāo)準(zhǔn)。3、根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)要求，分析工作條件，確定氣壓系統(tǒng)的氣壓元件，擬定氣壓系統(tǒng)，并對氣壓系統(tǒng)的主要性能進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)計(jì)算。鑒于在大學(xué)學(xué)到的力學(xué)和氣壓知識，我選擇了這個課題來完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了大量的實(shí)地調(diào)研、嘗試和論證。這個設(shè)計(jì)主要是根據(jù)課本和收集到的各種材料。在所學(xué)知識的基礎(chǔ)上，從一個簡單的開始，循序漸進(jìn)，逐步掌握設(shè)計(jì)的一般方法和步驟，讓自己掌握的知識更牢靠，把所學(xué)的知識全部融入到適應(yīng)未來實(shí)際工作需要的制度。由于最初的設(shè)計(jì)，學(xué)到的知識有很多局限，

13、實(shí)際體驗(yàn)也有很多不足。因此，有些問題可能沒有仔細(xì)考慮，導(dǎo)致設(shè)計(jì)中出現(xiàn)一些不足和錯誤。懇請各位老師批評指正。第一章 簡介1.1 六角螺栓簡介六角螺栓有六角頭螺栓（部分螺紋）-C級和六角頭螺栓（全螺紋）-C級，也稱為六角頭螺栓（粗）、粗六角頭螺栓、黑鐵螺絲。圖1-1 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/image/cebd00173e0b80244a90a794 o 查看圖片 t _blank 不銹鋼六角螺栓常用標(biāo)準(zhǔn)見：SH3404、HG20613、HG20634等。1.2 六角螺栓等級與扭矩（扭矩）的相對關(guān)系在螺紋緊固件的使用中，螺栓-

14、螺母連接副應(yīng)用較多，預(yù)緊力的連接方式應(yīng)用較多。預(yù)緊力的連接可以提高螺栓連接的可靠性，防止螺栓的松動和疲勞強(qiáng)度，可以增強(qiáng)螺紋連接的緊密度和剛度。在螺紋緊固件的連接和使用中，當(dāng)沒有預(yù)緊力或預(yù)緊力不足時(shí)，不能達(dá)到真正的連接，一般稱為欠緊；但過大的預(yù)緊力或不可避免的過緊也會導(dǎo)致螺紋連接失效。眾所周知，螺紋連接的可靠性是通過預(yù)緊力來設(shè)計(jì)和判斷的，但除了在實(shí)驗(yàn)室測量外，在裝配現(xiàn)場一般不容易直觀測量。螺紋緊固件的預(yù)緊力大多是通過扭矩或旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的。因此，當(dāng)預(yù)緊力由設(shè)計(jì)確定時(shí)，安裝時(shí)采用什么控制方法呢？如何指定擰緊扭矩的指標(biāo)？從而成為一個關(guān)鍵而重要的問題，提出了螺紋緊固件扭矩（力矩）與拉力（力）關(guān)系的研究課題

15、。螺紋緊固件的扭拉關(guān)系不僅涉及扭矩系數(shù)、摩擦系數(shù)（包括螺紋摩擦系數(shù)和承載面摩擦系數(shù)）、屈服擰緊軸向力、屈服擰緊扭矩和極限擰緊軸向力等一系列螺紋連接的測試副緊固特性的計(jì)算方法還涉及螺紋緊固件應(yīng)力截面積、承載面積計(jì)算方法等基本術(shù)語和符號的規(guī)定。并且還必須給出螺紋緊固件的基本規(guī)則、主要關(guān)系和典型的擰緊方法。目前，ISO/TC2還沒有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。德國工程師協(xié)會早在1970年代就發(fā)布了DVI2230高強(qiáng)度螺栓連接的系統(tǒng)計(jì)算的技術(shù)指南。日本在 1987 年和 1990 年也頒布了三項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)，其他國家的標(biāo)準(zhǔn)尚未找到。我國還沒有找到相應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，只有少數(shù)企業(yè)制定了企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。特別是隨著引進(jìn)技術(shù)國產(chǎn)化的不斷擴(kuò)

16、大和螺紋緊固件技術(shù)發(fā)展的需要，這種需求越來越迫切。這是制定本標(biāo)準(zhǔn)的初衷。1.3 Spring Collets現(xiàn)狀及應(yīng)用現(xiàn)狀在現(xiàn)代復(fù)雜的制造環(huán)境中，為了使連續(xù)切削保持在最佳狀態(tài)，大多數(shù)工廠必須經(jīng)過機(jī)床制造商的嚴(yán)格培訓(xùn)，認(rèn)真學(xué)習(xí)新設(shè)備的加工運(yùn)動原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用技巧，才能進(jìn)行加工。操作使用。對于頂級技術(shù)系統(tǒng)尤其如此。比如先進(jìn)的機(jī)床控制系統(tǒng)，復(fù)雜異形零件的5軸加工程序編寫等。好在有一個相反的解決方案，就是一些功能強(qiáng)大，精度高，操作簡單（無需專門培訓(xùn)）必需）和迄今為止開發(fā)的長壽命工藝設(shè)備。相對卡盤定位精度高，用于快速定位和夾持工件（或刀具）的彈簧夾頭（或彈簧套）屬于這一類。它有100多年的悠久歷史和

17、廣泛的應(yīng)用。第一個夾頭的使用并不理想。但當(dāng)時(shí)確實(shí)證明了一個事實(shí)，使用好的工作卡盤可以提高生產(chǎn)效率和加工零件的精度。后來，在車床開發(fā)和制造領(lǐng)域享有盛譽(yù)的哈挺公司于1901年（1890年）自豪地把它用在他們研制的車床上。向外界發(fā)布他們的產(chǎn)品圖紙和開發(fā)的系列。當(dāng)時(shí)主要是為了滿足手表和鏡片制造業(yè)大批量生產(chǎn)的市場需求而開發(fā)的。令人難以置信的是，早期（1920 年前）的普通車床和凸輪式多軸自動車床可以配備一個方便的筒夾夾頭。這就像在當(dāng)今先進(jìn)的數(shù)控車床上配置現(xiàn)代技術(shù)控制系統(tǒng)。讓我們回顧一下過去，隨著加工和設(shè)備技術(shù)的不斷進(jìn)步，在要求各系統(tǒng)大幅度提高生產(chǎn)效率的設(shè)計(jì)改革趨勢中，機(jī)床最基本但最重要的工藝設(shè)備是筒夾夾

18、頭，但從來沒有設(shè)計(jì)的空間和時(shí)間。這似乎是一件非常奇怪的事情。在機(jī)床結(jié)構(gòu)也日新月異的情況下，原來彈簧夾頭的基本結(jié)構(gòu)能繼續(xù)保持不變的奇跡主要是由于其獨(dú)特的靈巧性，結(jié)構(gòu)精巧，功能強(qiáng)大，易于操作用途和經(jīng)濟(jì)特性。筒夾雖然體積小，但在機(jī)床行業(yè)確實(shí)發(fā)揮著非常重要的作用，因?yàn)樗哂幸韵聫?qiáng)大的功能：它可以準(zhǔn)確定位和夾緊工件（或刀具），并具有抗扭矩和承受來自多個方向的切削力的能力。功能。具有增大驅(qū)動力（拉力）和將驅(qū)動力轉(zhuǎn)化為工件（或刀具）夾緊力的作用。具有快速釋放工件（或工具）的功能。重復(fù)精度高，不降低加工精度，不損傷工件。能夠在很寬的主軸轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作，同時(shí)鎖模力的損失最小。第二章氣動傳動方案2.1 方案的提出

19、本課題的傳動方案可分為氣動、液壓、機(jī)械三類。根據(jù)使用的方法，結(jié)果會非常不同。選項(xiàng) 1：機(jī)械傳動常見的機(jī)械傳動包括齒輪傳動、鏈傳動、皮帶傳動和蝸桿傳動。適用于精密傳動場合，加工、安裝、調(diào)整精度高，成本高。無過載保護(hù)，需特殊加工設(shè)備。選項(xiàng)2：氣動傳動氣動傳動簡稱氣動，是指以壓縮空氣為工作介質(zhì)，傳遞動力和控制信號來控制和驅(qū)動各種機(jī)械設(shè)備。主要優(yōu)點(diǎn)是：（一）空氣無處不在，取之不竭，沒有中等成本和供應(yīng)困難；(2)使用后的空氣直接排入大氣，對環(huán)境無污染，易于處理。無需設(shè)置回收管道，不存在介質(zhì)變質(zhì)、補(bǔ)充、更換等問題；（3）空氣粘度?。s為液壓油的千分之一），管道內(nèi)流阻小，壓力損失小，便于集中供氣和長途運(yùn)輸。

20、即使有泄漏，也不會嚴(yán)重影響工作，不會污染環(huán)境；(4)氣動元件結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，適合標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化；(5)氣動系統(tǒng)對工作環(huán)境的適應(yīng)性好，特別是在易燃、易爆、多塵、強(qiáng)磁、輻射、振動等惡劣的工作環(huán)境下工作時(shí)，安全可靠性優(yōu)于液壓、電子和電氣系統(tǒng)；(6)。排氣時(shí)因膨脹而溫度降低，氣動設(shè)備可自動降溫，長期運(yùn)行不會出現(xiàn)過熱現(xiàn)象。同時(shí)，也有相應(yīng)的不足。例如，由于空氣的可壓縮性大，氣動系統(tǒng)穩(wěn)定性差，負(fù)載變化時(shí)對工作速度的影響大，調(diào)速困難；氣動傳動系統(tǒng)工作壓力低，輸出力低。體積小，傳輸效率低。方案三：液壓傳動與氣動相比，液壓傳動的優(yōu)點(diǎn)是：(1)傳動平穩(wěn)在液壓傳動裝置中，由于油的壓縮量很小，在常壓下可以認(rèn)

21、為是不可壓縮的，通過油的連續(xù)流動進(jìn)行傳動。油具有吸收振動的能力，而且油路中還可以加裝液壓緩沖裝置，這樣就不會像機(jī)械機(jī)構(gòu)那樣因加工裝配誤差而產(chǎn)生振動扣沖擊，使傳動非常穩(wěn)定，方便實(shí)現(xiàn)頻繁換向；(2) 重量輕、體積小與機(jī)械、電動等傳動方式相比，在輸出相同功率的情況下，體積和質(zhì)量可減少很多，因此慣性小，動作靈敏；(3)液壓元件可自動潤滑。由于采用液壓油作為工作介質(zhì)，可自動潤滑液壓傳動裝置，因此部件使用壽命長；(4)簡化機(jī)構(gòu)采用液壓傳動，可大大簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)，從而減少機(jī)械零件數(shù)量；( 5 )易于實(shí)現(xiàn)自動化液壓系統(tǒng)，液體的壓力、流量和方向非常容易控制，再加上電氣裝置的配合，很容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動工作循環(huán)。缺點(diǎn)

22、：( 1 )不適合遠(yuǎn)距離輸電。由于油管用于輸送壓力油，壓力損失大，不適合遠(yuǎn)距離輸送動力；( 2 )油中混入空氣容易影響工作性能?？諝饣烊胗椭泻?，容易引起爬行、振動和噪音，影響系統(tǒng)的工作性能；( 3 )油品受溫度影響。由于油的粘度隨溫度變化，不宜在高溫或低溫環(huán)境下工作。2.2 總體方案的分析、比較和確定從以上三種解決方案可以看出：方案一的機(jī)械傳動多用于工業(yè)精密傳動對速度控制有嚴(yán)格要求的場合，不適合這里的系統(tǒng)傳動。相比之下，液壓和氣動傳動更合適。據(jù)分析，六角螺栓車廠裝置設(shè)計(jì)的主要步驟為：上工件、氣壓擰緊、車總長、下工件。整個工作過程要求動作平穩(wěn)，盡量避免噪音。由于生產(chǎn)效率的要求，夾具的開合次數(shù)會非

23、常頻繁，需要考慮夾具的使用壽命，避免振動和沖擊等因素；另外，這里的電力傳輸距離不遠(yuǎn)，綜合了工廠的生產(chǎn)環(huán)境要求。清潔，而且這個過程不需要很高的功率尺寸，氣動已經(jīng)可以滿足了。綜上所述，方案2氣動傳動更合適。綜上所述，采用方案2的氣動傳動方式，至此，相關(guān)傳動方案已經(jīng)確定。第三章 氣瓶的確定3.1 氣缸的選擇3.1.1氣瓶使用要求1）氣缸的一般工作條件為：環(huán)境和介質(zhì)溫度5600，工作壓力0.40.6Mpa（表壓）。超出此范圍，應(yīng)考慮特殊密封材料和非常干燥的空氣。2) 安裝前應(yīng)在工作壓力的1.5倍試壓，不內(nèi)容泄漏。3）當(dāng)負(fù)載在整個工作行程中變化很大時(shí)，應(yīng)使用具有足夠輸出余量的氣缸。4）不要使用全行程工作

24、，尤其是活塞伸出時(shí)。以免撞擊損壞零件。5）注意合理潤滑。除無油潤滑氣缸外，還應(yīng)正確設(shè)置和調(diào)整潤滑器，否則將嚴(yán)重影響氣缸的運(yùn)動性能，甚至無法工作。6）氣缸使用時(shí)，必須注意活塞桿的強(qiáng)度。由于活塞桿頭的螺紋受沖擊損壞，活塞桿在大多數(shù)情況下承受推力載荷，必須考慮氣缸水平安裝時(shí)細(xì)長桿壓桿和活塞桿頭的穩(wěn)定性。它自己的重量。下垂問題。安裝時(shí)注意受力方向，不內(nèi)容活塞桿承受徑向載荷。7）在活塞桿頭部的連接處，當(dāng)大慣性負(fù)載的運(yùn)動停止時(shí)，往往伴隨著沖擊，活塞桿頭部容易因沖擊而損壞。因此，在使用過程中應(yīng)檢查負(fù)載的慣性力，并設(shè)置阻止負(fù)載的阻擋裝置和緩沖裝置，以消除活塞桿上的不合理力。3.1.2氣缸選擇要點(diǎn)1）根據(jù)氣缸的

25、負(fù)載狀態(tài)和負(fù)載運(yùn)動狀態(tài)確定負(fù)載力F和負(fù)載率，然后根據(jù)使用壓力應(yīng)小于85%的原則，根據(jù)氣源壓力確定使用壓力P氣源壓力。對于單作用氣缸，桿徑與氣缸直徑之比為0.5，雙作用氣缸桿徑與氣缸直徑之比為0.30.4。圓柱直徑D可以根據(jù)公式得到，得到的D值可以標(biāo)準(zhǔn)化。如果D尺寸太大，可以使用機(jī)械膨脹機(jī)構(gòu)。2）油缸行程根據(jù)油缸與傳動機(jī)構(gòu)之間的實(shí)際運(yùn)行距離預(yù)選。為方便安裝調(diào)試，建議將計(jì)算距離增加10 20mm，但不能太長，以免增加耗氣量。3）根據(jù)使用目的和安裝位置確定氣缸的類型和安裝形式。您可以參考相關(guān)手冊或產(chǎn)品樣本。4）活塞（或缸筒）的運(yùn)動速度主要取決于氣缸進(jìn)排氣口的直徑和管道直徑。根據(jù)氣缸進(jìn)排氣口的連接螺紋

26、尺寸進(jìn)行選擇?？諝庖簤鹤枘岣卓捎糜讷@得緩慢而平穩(wěn)的運(yùn)動。普通氣缸的運(yùn)動速度約為0.5 1m/s。對于高速運(yùn)動的氣缸，應(yīng)選用緩沖氣缸或在回路中加緩沖器。3.2 氣缸各機(jī)構(gòu)數(shù)據(jù)計(jì)算3.2.1氣缸的力(1)氣缸力的大?。夯钊麠U上的推力和拉力是根據(jù)工作所需的力的大小來確定的。因此，在選擇氣缸時(shí)，氣缸的輸出力應(yīng)該有一點(diǎn)余量。氣缸直徑太小，輸出力不夠，氣缸不能正常工作；但是，如果氣缸直徑太大，不僅會使設(shè)備體積大、價(jià)格昂貴，而且會增加空氣消耗量，造成能源浪費(fèi)。在設(shè)計(jì)夾具時(shí)，應(yīng)盡可能采用增力機(jī)構(gòu)，以減小氣缸尺寸。以下是氣缸理論輸出的計(jì)算公式：F：氣缸理論輸出力（kgf）F：效率為85%時(shí)的輸出力(kgf)-(

27、F=F85%)D：缸徑（mm）P：工作壓力（kgf/cm2）通常，在工程中確定輸出力的大小時(shí)，可以直接參考經(jīng)驗(yàn)圖3-1和圖3-2。圖 3-1 氣缸輸出力經(jīng)驗(yàn)圖圖 3-2 氣缸輸出力經(jīng)驗(yàn)圖例：當(dāng)直徑為340mm的氣缸工作壓力為3kgf/cm2時(shí)，理論輸出力是多少？芽的輸出力是多少？連接 P 和 D 以找到 F 和 F 上的點(diǎn)，我們得到：F=2800kgf； F=2300kgf3.2.2活塞（或氣缸）的運(yùn)動速度活塞的運(yùn)動速度與氣源壓力、載荷、摩擦、進(jìn)排氣管接頭直徑等密切相關(guān)。其中，排氣速度影響最大。如果要求活塞桿高速運(yùn)動，則應(yīng)使用較大直徑的進(jìn)排氣口和導(dǎo)管。通常，為了獲得活塞桿緩慢而穩(wěn)定的運(yùn)動速度，

28、可以選擇帶有節(jié)流裝置或氣液阻尼裝置的氣缸。 .節(jié)流和調(diào)速的方法是：水平安裝的氣缸推動負(fù)載時(shí)，建議使用排氣節(jié)流；如果采用垂直安裝的油缸舉起重物，則選用帶緩沖裝置的油缸。- 閥門的截面積，用于控制氣缸的控制元件，可根據(jù)氣缸直徑和使用速度進(jìn)行選擇，并據(jù)此確定閥門的直徑。使用方法：在縱軸上標(biāo)明圓柱的速度，由此畫出水平線，找到與計(jì)劃使用的圓柱尺寸的交點(diǎn)，從交點(diǎn)畫出垂直線，所需的有效截面積可以從橫軸的交點(diǎn)得到。 .根據(jù)有效負(fù)載區(qū)域選擇最合適的閥門。上述氣缸速度是僅考慮電磁閥的有效截面積而計(jì)算出的值。請注意，此處不考慮調(diào)速器、管道和管接頭等回路因素以及氣缸的負(fù)載系數(shù)。圖3-3 活塞桿直徑與活塞桿最大計(jì)算長度

29、（L）的關(guān)系圖3-4 活塞桿直徑與活塞桿最大計(jì)算長度（L）的關(guān)系(4)安裝形式的選擇：它由安裝位置和使用目的等因素決定。通常，經(jīng)常使用固定氣缸。當(dāng)需要與工作機(jī)構(gòu)（如車床、磨床等）連續(xù)旋轉(zhuǎn)時(shí)，應(yīng)使用回轉(zhuǎn)油缸。除要求活塞桿作直線運(yùn)動外，當(dāng)要求氣缸作較大弧度擺動時(shí)，選用銷式氣缸。當(dāng)只需要360或180往復(fù)擺動時(shí)，應(yīng)選擇單葉片或雙葉片擺動氣缸。如有其他特殊要求，應(yīng)選用適當(dāng)?shù)膶Ｓ脷飧缀徒M合氣缸。有關(guān)選擇，請參見圖 3-5。圖 3-5氣缸的基本類型和安裝方法(5)氣缸耗氣量：耗氣量是運(yùn)營費(fèi)用的一部分，圖1-6是按以下公式計(jì)算的耗氣量。Q：每厘米行程的耗氣量（L/cm）D：活塞或活塞桿直徑（mm）S：氣缸行

30、程（否則恒定10mm）P：工作壓力（kgf/cm2）使用此公式計(jì)算的耗氣量是近似值，因?yàn)橛袝r(shí)氣缸室內(nèi)的供氣沒有完全排出（尤其是在高速時(shí)），實(shí)際所需的耗氣量可能會略低于圖表上讀取的數(shù)據(jù)。例：氣缸QGBQ50500，活塞直徑50mm，活塞桿直徑20mm，行程500mm，工作壓力4.5bar。發(fā)現(xiàn)：空氣消耗。解決方法：選擇給定的活塞直徑，確定水平線與工作壓力線的交點(diǎn)，然后可以從橫坐標(biāo)讀出耗氣量，將讀數(shù)乘以空氣的行程（cm）圓柱。如果上述步驟中讀取的值為0.091/cm沖程，則單沖程的耗氣量為4.51。對于回程，活塞桿的體積必須減去20mm直徑，即0.0141/cm行程50cm行程=0.71）因此，回

31、程的耗氣量為3.8，往返的耗氣量是 8.3。圖 3-6 氣缸耗氣量3.2.3氣缸選擇根據(jù)氣缸的選型要求： （1）周圍環(huán)境和介質(zhì)溫度為5600，工作壓力為0.40.6Mpa（表壓）。超出此范圍，應(yīng)考慮特殊密封材料和非常干燥的空氣。 (2)安裝前應(yīng)在工作壓力的1.5倍試壓，不得有泄漏。 (3)當(dāng)負(fù)載在整個工作行程中變化很大時(shí)，應(yīng)使用具有足夠輸出余量的氣缸。 (4)不要使用全行程工作，尤其是活塞伸出時(shí)。 (5)根據(jù)氣缸的負(fù)載狀態(tài)和負(fù)載運(yùn)動狀態(tài)確定負(fù)載力F和負(fù)載率，然后根據(jù)使用壓力應(yīng)小于85的原則，根據(jù)氣源壓力確定使用壓力P氣源壓力的百分比。對于單作用氣缸，桿徑與氣缸徑之比為0.5，雙作用氣缸桿徑與氣

32、缸徑之比為0.30.4； (6)油缸行程根據(jù)油缸實(shí)際運(yùn)行距離及傳動機(jī)構(gòu)預(yù)選。建議將計(jì)算距離增加10-20mm，但不要太長，以免增加耗氣量。結(jié)合當(dāng)前市場情況和工作缸要求，初步選擇了德國Festoon活塞缸。模型參數(shù)見下表3-1表 3-1型材型和拉桿型氣缸模型功能直徑（毫米）力 (N)行程 (mm)緩沖磷PPV探測標(biāo)準(zhǔn)闡明雙作用32.100483.47122.2000-+1.ISO 155522.經(jīng)濟(jì)標(biāo)準(zhǔn)安裝，無衍生產(chǎn)品3.最近的開關(guān)是嵌入式安裝的4. 配件齊全雙作用32.125483.736310.20000+01.ISO 155522.衍生品多3、三邊有型材槽4、接近開關(guān)的齊平安裝5. 配件齊

33、全雙作用32.125483.736310.2000-+1.ISO 15552、ISO64312. 拉桿式氣缸，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固3. 使用安裝套件安裝接近開關(guān)4. 配件齊全雙作用32.125483.736310.2000-+01.ISO 155522.易于清潔的結(jié)構(gòu)3. 增強(qiáng)的耐腐蝕性4. 可選集成位置傳感或附加位置傳感雙作用32.125483.736310.2000+-+1.ISO 212872.標(biāo)準(zhǔn)尺寸緊湊型氣缸3.與標(biāo)準(zhǔn)氣缸相比，衍生產(chǎn)品更多4.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：節(jié)省空間雙作用32.125483.736310.2000+-+1.ISO 155522.易于清潔的結(jié)構(gòu)3. 增強(qiáng)的耐腐蝕性4. 可選集成位置傳感

34、或附加位置傳感雙作用32.125483.736310.2000+-+1.ISO 212872.經(jīng)濟(jì)型標(biāo)準(zhǔn)氣缸，無衍生產(chǎn)品雙作用32.125483.736310.2000+-+1.節(jié)省空間2、符合ATEX指令，可用于潛在爆炸性工作環(huán)境的特定形式結(jié)合實(shí)際安裝方式和氣缸行程，最終選定的氣缸直徑為50mm，行程為160mm。對應(yīng)型號為標(biāo)準(zhǔn)氣缸DNC-50-160-PPV。二維圖3-8如下：3D 圖 3-9 如下：至此，氣動傳動系統(tǒng)元件的選型就結(jié)束了。第四章筒夾設(shè)計(jì)4.1 彈簧夾頭的使用和制造4.1.1何時(shí)使用彈簧夾頭夾夾頭的優(yōu)缺點(diǎn)：神器重量輕。三爪電動夾頭是大多數(shù)車床用戶的標(biāo)準(zhǔn)工件夾持裝置，這種夾頭用

35、途廣泛，足以適用于各種車削應(yīng)用。然而，它并不是所有加工任務(wù)的最佳夾具。筒夾卡盤是一種替代的工件夾持裝置，類似于夾爪卡盤，它也使用機(jī)械力來夾持要轉(zhuǎn)動的零件。雖然筒夾卡盤提供的工件尺寸不如爪式卡盤寬，但對于某些加工任務(wù)，它在速度、精度和生產(chǎn)率方面提供的優(yōu)勢可能極為重要。在決定哪種夾持器效果更好時(shí)，需要考慮幾個因素。在為給定的車床作業(yè)選擇筒夾夾頭還是爪夾頭時(shí)，需要考慮以下所有因素。主軸負(fù)載能力 車床主軸的最大內(nèi)容重量取決于軸承負(fù)載能力。如果卡盤和工件組合的重量太大，軸承可能會過載。對于那些有超出極限危險(xiǎn)的加工任務(wù)，這種危險(xiǎn)可能決定了一個人對工件夾具的選擇。爪夾頭往往比同等的筒夾夾頭重。因此，在需要控

36、制重量的情況下，彈簧夾頭是正確的選擇。主軸速度夾頭通常是在非常高的主軸速度下車削的更好選擇，主要有兩個原因：一個原因與卡盤的質(zhì)量有關(guān)，假設(shè)使用相同的主軸馬力來驅(qū)動卡爪卡盤和筒夾卡盤，較重的卡爪卡盤將需要更長的時(shí)間來加速到所需的速度，并且更長的加速時(shí)間將是延長工作周期，降低生產(chǎn)力。另一個原因與離心力有關(guān)，因?yàn)樗S著轉(zhuǎn)速的平方而增加，所以在高速切削的情況下，這個值很重要。例如，將主軸速度加倍將使離心力增加四倍。該力將卡盤爪拉離中心并趨于減小夾緊力。但使用彈簧夾頭，離心力不會產(chǎn)生顯著影響。因此，鎖模力在整個加工速度附近會更加穩(wěn)定。加工操作 夾頭在零件的整個圓周上施加夾持力，而不僅僅是在選定的接觸區(qū)域

37、，從而產(chǎn)生良好的同心度，這對于需要二次加工的二次加工項(xiàng)目尤其重要 考慮與初級加工相關(guān)的精度，因?yàn)閵A頭卡盤的精確夾持能力即使在顎式卡盤用于一次加工時(shí)也可以用于二次加工。帶有空心軟爪的卡盤可實(shí)現(xiàn).0012英寸0.0006 至 0 周長的 TIR（總讀數(shù)）重復(fù)性，而彈簧卡盤通常為0.0005英寸工件尺寸夾頭非常適合3英寸直徑較小的工件。夾頭對工件的長度有限制。特別是，夾頭限制了機(jī)床的軸向（Z加工批量大小 大批量和小批量都適用于筒夾夾頭。在小批量、多任務(wù)的情況下，筒夾夾頭的優(yōu)勢與產(chǎn)品轉(zhuǎn)換時(shí)間有關(guān)。更換標(biāo)準(zhǔn)爪卡盤的卡爪大約需要15到20分鐘，特殊爪卡盤需要1分鐘。 ，而快換彈簧夾頭更換夾頭僅需1520秒

38、，在產(chǎn)品頻繁更換時(shí)節(jié)省的時(shí)間相當(dāng)可觀。當(dāng)批量較大時(shí)，通過減少從一個工件到下一個工件的非切削時(shí)間，夾頭卡盤的打開和關(guān)閉時(shí)間小于爪式卡盤的打開和關(guān)閉時(shí)間，也可以累積與夾緊相關(guān)的時(shí)間節(jié)省。 ，以減少加工循環(huán)時(shí)間。筒夾開合速度較快的部分原因是其驅(qū)動行程較短，與夾爪卡盤相比，筒夾所能容納的工件尺寸更受限制。副主軸情況 帶有副主軸的車床通常用于各種大批量加工應(yīng)用，其中筒夾卡盤可以顯著節(jié)省加工時(shí)間。他們可以在一個工作循環(huán)中加工零件的所有側(cè)面，并且這些機(jī)器通常與棒材送料機(jī)結(jié)合使用，以實(shí)現(xiàn)無人值守生產(chǎn)和連續(xù)工件加工。在這些應(yīng)用中，一個工件的卡盤驅(qū)動時(shí)間節(jié)省可能很小，但在整個生產(chǎn)過程中，每個工件節(jié)省的時(shí)間乘以加工

39、的工件數(shù)量，累計(jì)節(jié)省的時(shí)間是相當(dāng)可觀的。卡盤工具庫 在爪式卡盤和筒夾卡盤之間選擇最合適的工件夾持裝置時(shí)，考慮第三個選項(xiàng)也很重要。在內(nèi)容的情況下保留兩個夾具并從一個夾具更換到另一個夾具可能是最具成本效益的選擇。從爪式卡盤更換為筒夾式卡盤或反之亦然，通常只需不到 20 分鐘。爪形卡盤可以保留在機(jī)器上以處理不確定的零件周長。但是，當(dāng)機(jī)器處理大批量工件或幾批相同尺寸的零件時(shí)，使用彈簧夾頭獲得的生產(chǎn)力大大超過了更換夾具所需的時(shí)間所造成的生產(chǎn)力損失。事實(shí)上，筒夾的速度是有彈性的，如果工件尺寸一致，筒夾的速度會更快。如果工件的尺寸變化很大，可能需要使用顎式卡盤來容納尺寸周長較寬的工件。材料類型 對于熱軋鋼、

40、鍛件和模制零件，標(biāo)準(zhǔn)爪式卡盤往往效果更好，因?yàn)樗羞@些零件都具有固有的直徑變化。另一方面，冷軋材料零件往往具有良好的尺寸一致性，因此彈簧夾頭是合適的。然而，缺乏一致的直徑測量值不一定是采用夾頭的障礙，并且為非圓形橫截面設(shè)計(jì)的夾頭可用于將模制棒材固定成客戶所需的形狀。4.1.2筒夾的應(yīng)用夾頭夾頭必須與工件（或刀具）和主軸保持相同的基準(zhǔn)。夾頭與工件（或刀具）之間的相對運(yùn)動會導(dǎo)致不正確的零件加工。夾頭與工件（或刀具）的相對旋轉(zhuǎn)或相對軸向運(yùn)動會影響加工工件的尺寸一致性和幾何精度。在現(xiàn)代復(fù)雜的制造環(huán)境中，為了使連續(xù)切削保持在最佳狀態(tài)，大多數(shù)工廠必須經(jīng)過機(jī)床制造商的嚴(yán)格培訓(xùn)，認(rèn)真學(xué)習(xí)新設(shè)備的加工運(yùn)動原理、

41、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用技巧，才能進(jìn)行加工。操作使用。對于頂級技術(shù)系統(tǒng)尤其如此。比如先進(jìn)的機(jī)床控制系統(tǒng)，復(fù)雜異形零件的5軸加工程序編寫等。好在有一個相反的解決方案，就是一些功能強(qiáng)大，精度高，操作簡單（無需專門培訓(xùn)）必需）和迄今為止開發(fā)的長壽命工藝設(shè)備。相對卡盤定位精度高，用于快速定位和夾持工件（或刀具）的彈簧夾頭（或彈簧套）屬于這一類。它有100多年的悠久歷史和廣泛的應(yīng)用。第一個夾頭的使用并不理想。但當(dāng)時(shí)確實(shí)證明了一個事實(shí)，使用好的工作卡盤可以提高生產(chǎn)效率和加工零件的精度。后來，在車床開發(fā)和制造領(lǐng)域享有盛譽(yù)的哈挺公司在1901年（1890年）自豪地把它用在他們研制的車床上。向外界發(fā)布他們的產(chǎn)品圖紙和開發(fā)

42、的系列。當(dāng)時(shí)主要是為了滿足手表和鏡片制造業(yè)大批量生產(chǎn)的市場需求而開發(fā)的。令人難以置信的是，早期（1920 年前）的普通車床和凸輪式多軸自動車床可以配備一個方便的筒夾夾頭。這就像在當(dāng)今先進(jìn)的數(shù)控車床上配置現(xiàn)代技術(shù)控制系統(tǒng)。讓我們回顧一下過去，隨著加工和設(shè)備技術(shù)的不斷進(jìn)步，在要求各系統(tǒng)大幅度提高生產(chǎn)效率的設(shè)計(jì)改革趨勢中，機(jī)床最基本但最重要的工藝設(shè)備是筒夾夾頭，但從來沒有設(shè)計(jì)的空間和時(shí)間。這似乎是一件非常奇怪的事情。在機(jī)床結(jié)構(gòu)也日新月異的情況下，原來彈簧夾頭的基本結(jié)構(gòu)能繼續(xù)保持不變的奇跡主要是由于其獨(dú)特的靈巧性，結(jié)構(gòu)精巧，功能強(qiáng)大，易于操作用途和經(jīng)濟(jì)特性。筒夾雖然體積小，但在機(jī)床行業(yè)確實(shí)發(fā)揮著非常重

43、要的作用，因?yàn)樗哂幸韵聫?qiáng)大的功能：1 、能準(zhǔn)確定位和夾持工件（或刀具），具有抗扭力和承受多方向切削力的能力。功能。2、具有增大驅(qū)動力（拉力）和將驅(qū)動力轉(zhuǎn)化為工件（或刀具）的夾緊力的作用。3、具有快速松開工件（或工具）的功能。4 、在不降低加工精度、不損傷工件的前提下，重復(fù)性高。5.能夠在很寬的主軸轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作，而鎖模力的損失很小。1 、鎖模力總的來說，筒夾卡盤的設(shè)計(jì)和使用是一個廣泛的領(lǐng)域，它需要對應(yīng)各種機(jī)床系列，包括旨在體現(xiàn)其與機(jī)床不同的風(fēng)格和特點(diǎn)的設(shè)計(jì)。產(chǎn)品，所以總數(shù)已經(jīng)在數(shù)千個。但仍然存在一個普遍的誤解，即夾頭僅用于夾持圓柱形工件毛坯。這是不正確的，事實(shí)上它可以定位和夾持幾乎任何形狀的

44、工件（或工具），包括方形或六角形工件。下面主要介紹影響各種夾頭正確夾持定位和夾持力的相關(guān)因素和工作原理。2 、影響鎖模力的因素夾緊力是機(jī)床通過夾頭施加在工件上的力。本文中的插圖是在車床上用于定位和夾緊工件的夾頭，但它也可以用于定位和夾緊刀具、磨削的工件或許多其他場合。拉桿的外螺紋（圖中未示出）與彈簧夾頭的后端螺紋連接，以產(chǎn)生軸向拉力。然后，軸向張力通過機(jī)床主軸前端稱為鎖角的錐面轉(zhuǎn)化為垂直于筒夾中心的夾緊力。不僅如此，鎖模力還可以通過鎖定角度來擴(kuò)大。經(jīng)計(jì)算可知，根據(jù)不同的鎖定角度，夾頭的夾持力可擴(kuò)大3-4倍。筒夾是一種簡單的工藝裝置，但影響夾持力的主要因素很多。了解基本原理可以幫助工件（或工具）

45、正確夾緊并快速排除故障。下面介紹影響鎖模力的幾個主要因素并總結(jié)使用經(jīng)驗(yàn)：1、軸向力。如圖所示，拉桿對筒夾施加的軸向拉力如圖所示。在筒夾的使用中，軸向力和拉力可以有不同的施加方式，但作用原理基本相同。很明顯，大的軸向拉力會產(chǎn)生大的夾緊力，反之亦然。一般拉桿的軸向張力可由操作者調(diào)整。2、在使用筒夾夾頭時(shí)，設(shè)計(jì)的鎖緊角（或頭部傾角）將決定夾緊力在膨脹后所能達(dá)到的指標(biāo)，這通常由機(jī)床制造商和筒夾夾頭制造商來確定。在對夾頭的新設(shè)計(jì)還在探索中，為了經(jīng)濟(jì)和可靠，設(shè)計(jì)師建議用戶使用現(xiàn)有的夾頭結(jié)構(gòu)。標(biāo)準(zhǔn)錐度（或頭部傾角）已根據(jù)機(jī)床的類型（如車床等）、使用條件（動態(tài)與靜態(tài)）、用途（工件與刀具）等因素，由設(shè)計(jì)確定。3

46、、工件（或刀具）與夾頭之間的總摩擦力將直接影響夾持力。較小的摩擦值將導(dǎo)致較小的夾緊力，反之亦然。筒夾供應(yīng)商可以采取各種措施來克服筒夾筒夾與工件（或工具）之間的相對旋轉(zhuǎn)或軸向游隙，例如在筒夾筒夾孔中有意制作鋸齒形或使硬質(zhì)合金微晶顆粒浸漬在夾具上表面等4、主軸錐面與夾頭在鎖緊角處產(chǎn)生摩擦。它的摩擦力也直接影響彈簧卡盤對工件的夾持力。摩擦力過小，夾緊力不夠，夾緊力過大，會加速彈簧夾頭的磨損。在使用中，應(yīng)經(jīng)常松開夾頭進(jìn)行工件更換，如在車削中心上使用時(shí)，松開時(shí)應(yīng)在夾頭孔表面噴上一層薄薄的潤滑劑。有條件的使用冷卻液潤滑效果更好，因?yàn)槔鋮s液提供可沖洗的夾頭，潤滑效果好。定期使用冷卻劑，尤其是在鎖緊角處，可減

47、少長期磨損并增加夾緊力。還可以使用更多的潤滑材料，包括具有 EP（極壓）特性的優(yōu)質(zhì)潤滑脂或蠟基材料。一些聰明的操作者可能會覺得奇怪，當(dāng)加工困難，總則冷卻和潤滑效果不好時(shí)，選擇女士們使用的口紅，據(jù)說效果很好。5、選擇合適的夾頭公稱直徑，保證夾頭對工件的完全支撐，是增加夾緊力和可靠夾緊以保證高質(zhì)量加工的必要條件。如果夾頭的公稱孔徑過大，工件只會被夾頭的孔夾持，造成工件外圓與夾頭孔的幾何形狀不匹配，從而降低夾持力. .如果夾頭的公稱孔徑太小，只有頭部的斜面與工件接觸。相對而言，夾持力會增加，但會造成夾頭與工件的錯位問題。具有公稱尺寸，可以夾持和定位相同公稱直徑的工件。在選擇夾頭的公稱孔徑時(shí)，Hard

48、inge 建議0.0254mm改變周長。經(jīng)切削試驗(yàn)和多年使用證明，筒夾能滿足切削速度不斷提高的加工需要，使用壽命長。我們知道，100多年前，主軸轉(zhuǎn)速一般以每分鐘幾百轉(zhuǎn)來衡量。今天，主軸轉(zhuǎn)速為每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)，材料去除率正以驚人的速度增加。在100多年的成功使用中，盡管采用了許多先進(jìn)的高端制造技術(shù)，并且能夠在極高的主軸轉(zhuǎn)速下進(jìn)行加工，但仍沿用現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的筒夾夾頭。這在制造業(yè)確實(shí)是罕見的，而且確實(shí)是哈挺應(yīng)該引以為豪的事情。4.1.3，彈簧夾頭提出問題并提出解決方案用于加工軸承套圈的彈簧夾頭是一個整體結(jié)構(gòu)，如下圖4-1所示。作品。筒夾夾頭具有用于夾持工件的頭部L 1 、用于夾頭彈性變形的彈簧擋板L 2 和

49、用于夾頭導(dǎo)向件的L 3 。圖 4-1 以前的夾頭結(jié)構(gòu)但在長期的使用過程中，當(dāng)卡盤的磨損超過一定限度時(shí)，工件將不能被牢固地夾持，直接影響加工精度和生產(chǎn)效率。此時(shí)彈簧卡盤報(bào)廢，無形中增加了夾具的制造成本，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。為了提高夾頭的耐磨性，必須增加夾頭的硬度，如果硬度過高，則夾頭的彈性減弱，彈簧瓣容易折斷。因此，我針對這個問題設(shè)計(jì)了塊式彈簧夾頭。4.1.4，彈簧夾頭的改進(jìn)插入式彈簧夾頭的結(jié)構(gòu)如下圖4-2所示。它由兩部分組成，一部分是夾頭體，另一部分是夾塊，兩者之間用螺釘連接?？ūP體有六個彈簧片，夾緊和松開動作是通過彈簧片在工作過程中的彈性變形來完成的?？ūP本體材料選用65Mn種，淬火硬度40

50、45HRC，保證卡盤彈性；它安裝在夾頭的爪部，直接接觸工件。夾緊塊是一個易磨損的零件。夾塊材質(zhì)可選GCr15，淬火硬度6062HRC，增加耐磨性。插入式彈簧夾頭在使用過程中出現(xiàn)以下問題：(1)由于卡盤制造誤差容易產(chǎn)生偏心，車削后卡套的壁厚差會超出公差。(2)夾塊任意裝在卡盤上后，發(fā)現(xiàn)夾塊圓度不好。如果用這樣的夾塊夾住套圈，加工出來的套圈也會有壁厚差。制造業(yè)必須找到克服它的方法。圖 4-2 插入筒夾筒夾（1-筒夾體；2-夾子）4.1.5, 加工夾體和夾頭時(shí)保證加工精度1、要精車夾頭錐面，要使用螺紋輪胎，以保證夾頭本體的加工精度。在完成卡盤體的每個表面并鉆出等分孔后，再次車削錐面。車削錐面時(shí)，以螺

51、紋面為定位基準(zhǔn)。 , 我們設(shè)計(jì)了螺紋輪胎，可以保證車削錐面時(shí)的加工精度。處理原理如下圖4-3所示。首先將卡盤旋入螺紋輪胎，然后將螺紋輪胎安裝在機(jī)床主軸上，最后使用托盤上的小刀架進(jìn)行切割。圖4-3 卡盤外錐面加工示意圖2、銑等分槽：在卡盤上銑等分槽時(shí)，先用立銑刀銑出20 mm40 mm六等分槽，然后用薄板銑刀銑出寬度和3 mm六等分窄槽進(jìn)行剖分。槽不能銑穿，4 mm端面有3個連接筋，使夾頭體仍然是一個整體，保證夾頭熱處理后不變形，保證夾頭各定位面的加工精度夾頭已磨平。處理原理如下圖4-4所示：圖4-4 卡盤定位面加工原理經(jīng)過上述處理后，夾具應(yīng)進(jìn)行熱處理，但處理后的零件應(yīng)合理。夾具的頭尾要淬火，硬

52、度在40-45HRC左右。夾子中部不淬火，以保證夾子的彈性。3、夾頭錐面的磨削：夾頭錐面磨削時(shí)，也采用螺紋輪胎，以保證磨削精度。錐面是夾頭夾持過程中重要的定位面。錐面的精度直接影響整個夾頭的精度。設(shè)計(jì)一套用于磨削的螺紋輪胎夾頭，定位基準(zhǔn)仍以螺紋面為主。 1mm.圖 4-5 錐面磨削原理4、磨削卡盤直徑：采用卡盤直徑來保證磨削加工的精度?？ūP的直徑也是一個定位面?？ūP直徑是用來裝夾塊的，然后用夾塊來裝夾工件，所以直徑精度也直接影響到被加工工件的精度，這就要求直徑和錐面必須是同軸的。我們設(shè)計(jì)了一種用于磨削輪胎的特殊夾頭。該輪胎位于錐形表面上。研磨原理如下圖4-6所示。磨削后，夾頭直徑相對于錐面同心

53、度一般可以達(dá)到0.0 02mm。夾頭頭部切割六瓣，然后回火放大圖 4-6 卡盤孔的磨削原理5、磨夾頭導(dǎo)向面：還采用螺紋輪胎，保證磨削精度。導(dǎo)向面在卡盤中起導(dǎo)向作用，要求導(dǎo)向面與錐面必須同軸?；蛟谀ュF面時(shí)用螺紋輪胎夾緊夾頭。研磨原理如下圖4-7所示。地導(dǎo)面相對于錐面的同心度可達(dá)0 04 mm.夾頭的精度是通過以上五部分的加工工藝和保證措施來實(shí)現(xiàn)的，但是安裝在夾頭中的夾持塊的精度直接影響到整個夾頭的精度。圖4-7 夾頭導(dǎo)向面的磨削原理4.1.6、塊的加工工藝及其精度的保證1、銑削等份：由于卡盤體是六瓣的，所以夾塊也是六件一組。銑六段開口時(shí)，開口不先銑穿，徑向有3個4 mm連接筋，使六塊夾持塊仍為一

54、體，保證了一組工件的尺寸和精度。夾緊塊在淬火后的磨削過程中是一致的。銑削原理如下圖4-8所示，一次可銑削五到六個工件。標(biāo)記每組塊的規(guī)格和組號，然后依次標(biāo)記每組中每個塊的序號。塊材材質(zhì)為軸承鋼，淬火硬度一般為6062HRC。圖4-8 夾持塊六點(diǎn)口銑削原理2、外徑磨削：要求每組夾具的外徑和外徑必須同軸。先磨外徑，磨一批活時(shí)直徑要一致，再磨外徑。外徑磨削時(shí)，用直徑定位直徑，保證外徑同軸。我們設(shè)計(jì)了一個錐度差為 0.02-003mm的長芯軸。150mm先將工件插在心軸上，然后用頂蓋頂心軸，最后在萬能磨床上磨外徑。研磨原理如下圖4-9所示。磨削后夾持塊與外徑相同，軸向度數(shù)可達(dá)0 02 mm.圖4-9 夾

55、緊塊外徑磨削原理3、切割六瓣、去毛刺：插片式筒夾的中心定位精度取決于筒夾本體和擋塊的制造精度，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：(1)更換規(guī)格時(shí)，只更換夾塊，不更換卡盤體；卡盤磨損后只需更換夾緊塊。（2）卡塊必須分成6組，分組存放，分組使用，不得混用。(3)安裝卡箍時(shí)，必須按順序排列，否則會破壞卡箍本身的精度，車削后的套圈會出現(xiàn)壁厚差過大的現(xiàn)象。4.2 彈簧夾頭工藝4.2.1夾頭的熱處理筒夾在工作時(shí)，其手柄在鎖緊套的作用下對筒夾頭部施加鎖緊力，這就要求手柄必須具有良好的彈性和韌性，否則容易因壁薄而損壞手柄?？ūP頭部夾住鋼棒，使頭部承受很大的力，而且鋼棒要經(jīng)常裝卸，所以頭部必須耐磨。我們選擇彈簧鋼 65Mn 或

56、60Si2Mn 作為卡盤材料。此類材料在40-45HRC硬度范圍內(nèi)具有良好的彈性，在硬度大于40HRC時(shí)具有良好的耐磨性。因此，我們將夾頭柄部硬度設(shè)置為40-45HRC，頭部硬度設(shè)置為56-60HRC ，夾頭形狀如圖4-10所示圖4-10 彈簧夾頭示意圖1、熱處理工藝的制定與分析65Mn和60Si2Mn材料具有良好的淬透性，但容易發(fā)生氧化脫碳和晶粒長大。因此，應(yīng)嚴(yán)格控制淬火加熱溫度和保溫時(shí)間。由于卡盤頭和卡頭的熱處理技術(shù)要求不同，不能采用常規(guī)的熱處理方法，而是淬火+低溫回火+局部回火。淬火+低溫回火工藝流程如圖4-11所示圖4-11 淬火+低溫回火工藝示意圖通過淬火+低溫回火，可以保證整個卡盤

57、的硬度為56HRC。淬火+低溫回火后，進(jìn)行部分回火。部分回火在硝酸鹽爐中進(jìn)行?；鼗饡r(shí)要注意過渡區(qū)的控制，通過特殊的程序確保夾頭過渡區(qū)下部10mm浸入硝酸鹽中，如圖4-11所示。圖4-11 彈簧夾頭回火工藝示意圖過渡區(qū)的位置不能太靠近桿頭，也不能放在手柄上，太靠近桿頭會影響桿頭硬度；中斷發(fā)生在這里。同時(shí)工件在硝化爐中停留時(shí)間過長，否則熱量會通過手柄傳導(dǎo)，降低頭部硬度。局部回火只能采用高溫快速回火。2、回火溫度和時(shí)間的確定回火受擴(kuò)散控制，組織轉(zhuǎn)變?nèi)Q于溫度和時(shí)間，但溫度是主要的，所有的回火轉(zhuǎn)變都發(fā)生在一定的水平上。在此范圍內(nèi)，較長時(shí)間使用較低溫度可能與較高溫度、較短時(shí)間過渡具有相同的效果。高溫快速

58、回火就是基于這一點(diǎn)。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，要獲得相同的硬度值，高溫快速回火溫度比常規(guī)回火溫度高100倍200。由于要求手柄的硬度為，所以我們將高溫回火溫度設(shè)定為（500 10），然后通過組測試確定回火時(shí)間。結(jié)果如下表表4-1 回火溫度與時(shí)間的關(guān)系回火溫度回火時(shí)間/s刀柄硬度 HRC頭部硬度 HRC550 103052-5558 61550 105048 5158 60550 107044 4757 59550 109042-4457-59三、熱處理的具體步驟1、600鹽浴預(yù)熱，預(yù)熱時(shí)間為每厘米0.52、取出后放入860-870鹽浴中加熱。加熱時(shí)間為每厘米0.25-0.33、取出后立即放入1804、冷卻

59、至室溫后，放入180度的-200硝酸鹽浴中回火一次，以消除淬火應(yīng)力，增加工件的韌性?；鼗饡r(shí)間為605. 快速加熱浸入550硝酸鹽浴的硝酸鹽浴中的工件背面。加熱時(shí)間為每厘米8-136、取出清洗、噴砂。4.3 關(guān)于提高彈簧夾頭壽命的探討4.3.1關(guān)于提高壽命的討論彈簧夾頭在使用時(shí)，利用自身的彈性變形夾緊工件，完成加工。如何提高彈簧夾頭的壽命？我們采取了以下措施。1.重新確定H和之間的尺寸差異顯然，增大圓角過渡區(qū)R的半徑可以降低該處的應(yīng)力集中，但增大圓角過渡區(qū)R的半徑在一定程度上受到限制。所以我們注意到H和（見圖）的尺寸差異，因?yàn)樵黾舆@個差異可以增加圓角過渡區(qū)R處的扭轉(zhuǎn)模量和彎曲截面模具，在彈簧夾頭

60、的使用條件下，應(yīng)力峰值圓角過渡區(qū)R值可顯著降低，對提高彈性卡盤壽命有重要作用。因此，當(dāng)圓角過渡區(qū) R 處的半徑一定時(shí)，增大 H 和 R 的尺寸差時(shí)效果最好。4mm2.重新設(shè)計(jì)熱處理工藝根據(jù)圖紙要求，夾頭圓角過渡區(qū)R處硬度為HRC47-51。常規(guī)熱處理工藝可以保證精度要求，但由于其形狀因素和淬火應(yīng)力，在圓角過渡區(qū)R處容易形成微裂紋。為了減少該處的淬火缺陷，我們采用正交試驗(yàn)重新制定了熱處理工藝曲線，如圖4-13所示。圖4-12 熱處理工藝工藝曲線(1)根據(jù)彈簧鋼65Mn等溫轉(zhuǎn)變曲線，將彈簧夾頭放入170硝酸鹽中淬火，等溫4分鐘后取出空冷。這樣，彈簧夾頭具有足夠的強(qiáng)度，(2) 將夾頭頭部向上轉(zhuǎn)動，離