锻造操作机与夹紧及前提升机构设计（全套含CAD图纸）
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长 春 大 学 毕业设计（论文）纸 共 5 页 第 1 页 装 订 线 开题报告 一、设计题目 ： 锻造操作机与夹紧及及前提升机构设计 二、课题研究的目的和意义 锻造操作机是锻造车间实现锻造机械化与自动化的重要设备，它主要用于夹持锻件来配合主机完成锻造工艺，也可用于坯料的装出炉，运输和堆放以及夹持模具或工具进行操作。锻造操作机不仅对提高生产率和设备利用率，提高锻件质量和降低成本有着极其重要的作用，而且还时减轻劳动强度，改善劳动条件的重要途径。 为了满足锻造操作机的锻造工艺要求，锻造操作机一般具有以下几个动作： 1 钳口的夹紧与松开； 2 钳杆的旋转； 3 夹钳的平行升降及倾斜； 4 台 架回转或夹钳摆移； 5 大车行走。 为了实现以上动作，操作机应具有以上五个机构。其本体可分为夹钳，台架，大车三大部分。夹钳支承在夹钳平行升降及倾斜机构上，它包括钳口夹紧机构和钳杆旋转机构，实现钳口松夹和钳杆旋转动。操作机的台架包括夹钳平行升降及倾斜机构，实现夹钳平行升降及倾斜动作。夹钳在锻造过程中承受冲击力，故在夹钳和台架之间还设置了垂直缓冲装置和水平缓冲装置。操作机的大车支承着整个台架，在大车上装有大车行走机构，来驱动大车实现使其前进或后退。操作机除本体结构外，还配有电气系统和液压系统作为驱动和控制装置。 操 作机按运行方式可分为有轨操作机和无轨操作机。有轨操作机的活动范围和服务的锻造设备是确定的，一般都装在锻锤或锻造液压机旁。这种操作机在工作时比较容易与锻锤或液压机对中，司机操纵台可设在机上也可设在地面上，易于实现遥控或与主机联动。无轨操作机的机动性好，活动范围较大，可以为多台设备服务，既能操作锻件，又能装出炉，还可担任车间内外的运输工作。 长 春 大 学 毕业设计（论文）纸 共 5 页 第 2 页 装 订 线 操作机按驱动方式可分为液压传动，机械传动和混合操作式。液压传动操作机的各个机构均由油缸和液压马达驱动，因此工作平稳，结构紧凑，操作灵活方便，便于实现与主机联动及自动化，但加 工及安装精度较高。机械传动操作机的各个动作均由电动机通过减速器带动各个工作机构来实现，因此结构庞大复杂，但加工精度及安装精度不高，容易制造。混合传动操作机中的钳口松夹，夹钳平行及倾斜机构通常由油缸或气缸来驱动，而大车行走，钳杆旋转和台架回转机构由电动机驱动，其优缺点介于液压传动与机械传动之间。 有轨操作机按夹钳在水平面上的运动形式可分为直移式，摆移式和回转式操作机。直移式操作机的夹钳具有平行升降、倾斜及大车作前后直线运动。这种操作机刚性好，适合制成大吨位的操作机。摆移式操作机除能实现直移式操作机的动作外，夹钳还可以在水平面上作小角度的左右摆动和小距离的左右平移，可完成一些辅助工作。回转式操作机除能实现直移式操作机的动作外，夹钳随台架还可在水平作 360度回转，这种操作机具有较广泛的工艺用途。 大型操作机都倾向摆移式操作机。 三、国内外现状和发展趋势 锻造操作机作为进行锻造工艺的重要设备，众多国外公司对其进行系统化研究，目前，德国 司、韩国 司以及捷克 司的锻造操作机的制造水平处在世界前列。其中，德国 司和 司是世界著名的锻造操作机专业研发、制造企业，在重型锻 造操作机领域有 70 多年的历史。此外，日本三菱长琦生产的操作机因拥有告高速、高精度的机械手及控制系统而著称。 国内锻造操作机的研究起步很晚，在一些技术方面与国外相比还有一定的差异。与万吨压机配套的大型锻造操作机全部采用进口设备，自主开发的大型锻造操作机至今尚未问世，如中国一重与上海交大联合开发的 1600造操作机和北方重工自主开发的 2000造操作机的整机水平还有待于进一步验证。 为解决我国重大装备制造中一批关键技术和共性技术问题，实现重大装备及其成套技术的自主研发，科技部在“十一五”国家科技支撑计划 中设立了“大型铸锻件制造关键技术及装备的研制”项目，在重点完成的工作中明确提出“ 150由锻造水压机及配套设备关键技术研究”和“ 165由锻造压油机及配套设备关键技长 春 大 学 毕业设计（论文）纸 共 5 页 第 3 页 装 订 线 术研究” 锻造操作机 60 年代前就已问世，近二、三十年发展期来。最早是在美国、原苏联，而后在日本、英国、奥地利等国发展期来，并成为系列化产品进入工业性生产。最早的操作机多为全机械传动，随着科学技术的发展，到 60、 70 年代出现了混合传动和全液压传动、结构紧凑、操作灵活的锻造操作机。它与水压机、卧式径向锻造机和自由锻锤配用，使主机大大的提高了生 产效率，提高了锻件质量。到了 80 年代，各国对锻造操作机的设计、制造、技术改造方面又有了更高的要求，不断改进结构、生产工艺，促进了锻压技术的发展。 我国的锻造操作机起步于 60 年代，开始只能由某些厂家自己制造有轨操作机，这些操作机结构简单，钳子的张合夹紧靠与吊钳分离开的电动方头扳手来完成，因而夹紧锻件不方便，用于钢锭开坯、拔料还是可以的。随着国民经济发展， 70 年代开始研制出全机械传动和一些液压传动有轨操作机，载重量可达 10 吨，夹紧力矩 25千牛米。随后，小型液压传动有轨操作机得到发展，并出现了液压传动无轨操作机 。1974 年我国首次制订了自己的锻造操作机系列标准，大力推广液压传动。到了 80 年代全液压有轨锻造操作机在全国相继出现， 90 年代初期我国自行设计制造的100 千牛锻造操作机主要技术性能已达到世界 80 年代水平，能替代国内外进口同类产品。 目前，国外大型快锻油压机与操作机联动技术已经成熟，而国内生产的锻造操作机还没有 100 千牛以上的联动操作机。而 100 千牛锻造操作机则属于最新开发的联动型锻造操作机。它是 牛水压机的配套设备，用于钛合金的锻件生产，也可用于配套 16 兆牛、 20 兆牛自由锻造操作机。能 夹持 10 吨及以下的锻件作翻转、升降、倾斜、侧移、侧摆、夹紧放松和进退七个动作。在和水压机的配合下，能完成钢锭开坯、拔长、镦粗、整圆等一系列锻造工艺。 国外操作机的载重力矩已发展到 3000 千牛米，大型操作机与 30000 千牛自由锻造水压机联动操作，不断的提高了水压机生产能力。国外操作机大多数为液压马达驱动，由油缸活塞实现升降等运动，其液压系统由油压泵站，电控操作阀和管路等部件组成。该系统安装在大车架上 ,随机行走，系统容易实现多种动作，功率大，系统结构紧凑，零部件易于实现标准化、系列化，系统批量制造成本低，传动结 构已多样化。 四、 毕业设计 方案的拟定 长 春 大 学 毕业设计（论文）纸 共 5 页 第 4 页 装 订 线 为实现操作机应完成的基本动作，其相应具有：钳口夹紧和钳杆旋转机构，活动架前后提升机构和大车行走机构。 操作机的本体结构可分为夹钳、台架和大车三部分。夹钳包括钳口夹紧和钳杆旋转机构，台架包括平行升降及倾斜机构，在夹钳和台架之间还设置有垂直缓冲和水平缓冲装置，大车支承整个台架和活动架，大车行走机构驱动大车使其前进或后退。 要求该操作机所具有的主要基本参数和技术参数如下： 额定夹持工件重量 1 吨 夹持力矩 2 吨力 夹持锻件范围 140 420 毫米 升降锻件高度 500 毫米 倾斜角度 +6 度 钳杆旋转速度 30 转 /分 大车行走速度 45 转 /分 力求控制重量 7 8 吨 轨距 1500 毫米 夹钳伸出量 1400 毫米 纯机械结构由电器驱动。 在钳口夹紧机构中，夹钳拟采用长杠杆式结构以尽量减小拉紧力，拉紧方式拟定为机械拉紧，采用丝杠螺母配合来实现圆周运动转化为平行移动，钳臂及连杆等活动联接处采用销轴联接，壳体拟采用钢板焊接结构。不同直径毛坯选用不同的 钳垫来实现夹紧。其拉紧力及旋转力矩由钳杆旋转机构提供。 前提升机构中，各部件布置形式为：电机通过带制动轮型联轴器和相配和的制动器以及减速器相联接，减速器与卷绕钢丝绳的空心卷筒通过法兰联接在一起。钢丝绳把卷筒、定滑轮、动滑轮和活动架联接在一起，并通过螺栓联接与机架联接在一起。工作时，电机驱动减速器，带动卷筒旋转，钢丝绳通过定滑轮和动滑轮卷绕在卷筒上，从而实现将活动架和钳头抬高，同理电机反转带动卷筒 从而放开钢丝绳，实现将活动架放低。在后提升高度一定的前提下，前提升可实现钳头及活动架的小角度倾斜。 长 春 大 学 毕业设计（论文）纸 共 5 页 第 5 页 装 订 线 五 、 课题研究的时间分配： 工作量： 1. 总体设计 2. 原理图 3. 夹紧机构 4. 前提升机构 5. 主要零件设计 时间安排： 3 月 5 日 3 月 23 日 查资料，完成文献翻译和考题报告； 3 月 24 日 4 月 3 日 总体方案设计 ； 4 月 4 日 4 月 30 日 机械部分设计； 5 月 1 日 5 月 22 日 部件及零件草图； 5 月 23 日 6 月 12 日 上机绘图； 6 月 13 日 6 月 19 日 完成设计（论文）说明书， 4060，要求打印； 6 月 20 日 6 月 24 日 评审、答辩 。 六、参考文献 1 机械设计师手册 2 锻造机械化与自动化 3 锻造生产机械化自动化 4 冯辛安主编 北京 :机械工业出版社 ,2005 5 锻压机械、液压传动 6 起重机设计手册 7 锻压机械液压传动的设计基础 8 毕业论文撰写规范 9 科技期刊上发表的相关研究方向的论文 10 (中国期刊网 ) 包含有 咨询 造操作机与夹紧及前提升机构设计 【 摘要 】 锻造操作机是锻造压力机的重要配套设备，也是汇集机械，液压、电气于一体的重载机械装备之一，掌握大型锻造操作机的核心设计制造技术，对我国经济建设和国防建设具有深远的影响。精密锻造是一个领域，在这个领域里决策可支持系统，它可能是被有效和广泛应用的，还取决于来自锻造磨具设计工程师过去经验的一些知识和规则。对于尝试减少成本和提高可靠性，精确的组成部分变得相当重要，因此在很多应用领域中，本身的规则变成了固有相对于程序的某些部分。在锻造磨具设计中，尺寸精度是主要目标之一。承载 能力和任何产品的寿命极大地受尺寸精度影响。为了预测部分精密尺寸和确定对于精密锻造的磨具尺寸，分析影响尺寸精度的因素是很有必要的。磨具和产品的三维演化在每个锻造阶段都应被分析。在这项研究中，由于圆柱形工件的使用，径向和切向应力在磨具应力决定方面常遇到。为了保持锻造的尺寸精度，锻造产品和磨具插入的差异，例如出现弹性磨具扩张和产品收缩。 关键词 精密锻造 磨具应力 包含有 咨询 he on is a to is of a to up of it of is a in be on of in to in to or In is of of is by To of it is to of be at of In in of In to of as 【 含有 咨询 含有 咨询 绪论 建国前，国内仅有少数工厂拥有数量极少的锻压装备及其辅助设备，他们分布在机械、冶金、铁路、水电、兵器、船舶等基础工业部门并主要从事那些体积小，形状相对简单的锻件的制造工作。目前，我国大锻件锻造行业已有一定规模和水平，且拥有的 100大型液压机数量已跃居世界第三位，但是辅助配套设施还很不齐全，如锻造操作机、大截面切割机、锻件尺寸测量控制装置、工具操作机、锻造加热炉等都不配套，从而大 大影响了被锻钢锭的材料利用率。然而，随着科学技术的发展和社会的进步，人们对锻件质量的要求越来越高，显然，传统的锻件已不能满足人们使用的需求，为了解决这种现状，所以必须引进技术革新。 国锻压行业的现状 锻压行业是国际工业化程度的重要标志，作为机械制造业的基础行业，锻压行业对装备制造业和国防建设有重要的影响，我国已成为世界锻压业大国，但还不能称其为世界锻压业强国，与锻造技术先进的国家相比还存在一定的差距。我国锻造行业在“九五”期间有了新的进展，主要表现在以下方面：锻造行业独立锻造企业在增多，也就是 从全年能厂中独立出许多自负盈亏、有独立法人资格的锻造企业；锻造生产向产品专业化发展有了明显进步，许多专业生产线已经形成；锻造行业“九五”期间技术改革最大的特点是填平补齐，形成了一批利用现有设备生产精密品的线和技术；“九五 期间锻造企业重视市场运作，已有锻件成批量出口；特种锻造工艺推广应用取得新成效，采用楔横轧机精锻中间轴及凸轮轴类生产线约 100 条，该技术已受到美国公司的重视；国外锻造企业在中国合资、独资锻造企业达 17 家；模锻件在锻造行业内的比重进一步提高，约达 60%，这标志着我国锻造业已进入新的发展阶 段；现阶段，国内有成功开发了一批高科技含量的锻造设备及其辅助工具。 尽管我国锻造业取得了一定成绩，但与国外发达国家比，仍存在不少问题。目前，制约我国锻造行业发展的因素很多，但淘汰少或不淘汰则是行业发展受阻的重要因素之一。在我国锻件生产过程中，部分骨干企业采用了热模锻压力机及相应的辅助设备，但大多数企业仍采用双盘摩擦压力机、空气锤等人工操作生产工艺，使锻件精度，磨具寿命，锻件质量稳定性均受影响。然而随着时代的发展，工业对锻件的质量要求越包含有 咨询 越高，显然传统的锻造方式远远不能满足人们使用的要求，所以，要想生产出 更好的产品，科技创新和技术投入是必不可少的。 大型锻造操作机属于当前世界体积相对较大的多自由度重载机器人，属于机、电、液高度一体化的复杂装备，它是万吨锻造压机重要配套设备，也是国家经济建设急需的重大机械装备之一。并且，大型锻件制造业是装备制造业的基础行业，是关系到国家安全和国家经济命脉的战略性行业，其发展水平是衡量国家综合国力重要标志。通过深入开展大型锻造操作机的研究工作，将逐步实现大型锻造操作机的国产化，对提升我国大型装备及关键零部件的自主设计和制造能力、满足国家经济建设的需求、结束我国不能设计大型锻 造操作机的历史都具有重要的社会意义和经济效益。 造操作机的发展历史 造操作机的起源 锻造操作机最早出现在美国和原苏联，而后在日本、英国、奥地利等国发展起来，并成为系列化产品进入工业性生产。最初的操作机多为全械传动， 60、 70 年代出现了混合传动和全液压传动、结构紧凑、操作灵活的锻造操作机。到了 80 年代，各国对锻造操作机的设计、制造、技术改革方面又有了更高的要求，不断改进结构及生产工艺，促进了锻压技术的发展。特别是锻造操作机的需求量不断增加，引起了国内外大、中型企业对锻造操作机在生产中作 用的重视。 90 年代中期，国外大型锻造操作机技术已经成熟，大型操作机与 30000由锻造水压机联动操作，不断提高水压机生产能力。 我国锻造操作机起步于 60 年代，开始只能由某些工厂自己制造有轨操作机。 90 年代初期，我国自行设计制造的 100造操作机于 1992 年 5 月在太原试制成功，其主要技术性能已达到世界 80 年代水平，能替代同类进口产品。至今，我国自主研发投放的全液压锻造操作机最大夹持能力也只有 500 世界上装备的万吨级自由锻造压力机近 30 台，最大的模锻水压机载荷能力高达 大的六 自由度锻造操作机操作力矩达 7500m，最大承载能力高达 2500前我国已具备了万吨级锻压装备的设计与制造能力，如中国一重自主设计、制造的世界上最先进的 150由锻造水压机， 2006 年末已经投放使用，但与之配套的大型锻造操作机仍在研发当中。 型锻造操作机的国内外研究现状 包含有 咨询 造操作机作为进行锻造工艺的重要设备，众多国外公司对其进行系统化研究，目前，德国 司、韩国 司以及捷克 司的锻造操作机的制造水平处在世界前列。其中，德国 司和 司是 世界著名的锻造操作机专业研发、制造企业，在重型锻造操作机领域有 70 多年的历史。此外，日本三菱长琦生产的操作机因拥有告高速、高精度的机械手及控制系统而著称。 国内锻造操作机的研究起步很晚，在一些技术方面与国外相比还有一定的差异。与万吨压机配套的大型锻造操作机全部采用进口设备，自主开发的大型锻造操作机至今尚未问世，如中国一重与上海交大联合开发的 1600造操作机和北方重工自主开发的 2000造操作机的整机水平还有待于进一步验证。 为解决我国重大装备制造中一批关键技术和共性技术问题，实现重大装备及其成套技 术的自主研发，科技部在“十一五”国家科技支撑计划中设立了“大型铸锻件制造关键技术及装备的研制”项目，在重点完成的工作中明确提出“ 150由锻造水压机及配套设备关键技术研究”和“ 165由锻造压油机及配套设备关键技术研究” 型锻造操作机的技术特征 大型锻造操作机与万吨锻造压机是配合在一起联合工作的，工作过程中操作机保持着频繁的重复动作，对其性能的要求为动作速度高、空行程时间短、精整时定位准确，以达到快速锻造，并得到尺寸精确的锻件。与加工装备相比，大型操作机的特点是载荷大、惯量大、自由度多、 操控能力强。 大型锻造操作机的主要技术特征：一是在重载操作条件下，操作机构件的分布式柔性变形直接影响末端执行器的操作精度，因此，在装备的机构设计中，既要保证操作装备在整个工作空间中具有理想的刚度特性，又要通过运动学设计对结构变形在装备运动链中的传递特性进行控制。此外，锻造操作机长期在非连续工作条件下进行操作，其动力学性能在空载和负载操作情况下存在显著差别。二是大型锻造操作机制造成本高，设计与制造周期长，通常采用单台制造模式。重载操作机通常很难通过物理样机实验对其操作性能进行分析和验证，因此，计算机数值模 拟是锻造操作机设计、性能评估与优化的重要支撑技术。 2 锻造操作机整机介绍 包含有 咨询 造操作机是一种用以夹持锻坯配合水压机或锻锤完成送进、转动、调头等主要动作的辅助锻压机械，或称其为液压锻造机械手，是重型锻压机的重要配套设备，也是国家经济建设急需的重大机械装备之一。经实践证明，大型锻造操作机的应用不仅能提高大型锻件的制造性能、制造精度、生产效率和材料利用率，还能降低能耗和减轻工人的劳动强度，在一定程度上消除安全隐患，实现生产的合理化，系统化。掌握大型锻造操作机的核心设计制造技术，是目前我国重型机械制造行业的重 要任务。 锻造操作机结构可分为有轨式和无轨式两种，其传动方式有机械式、液压式和混合式等，在工作期间，操作机能完成大车在轨道上自由行走；钳架前后升降、倾斜；钳头夹持、松开、旋转等动作。大车架采用整体框架式结构，由电机或液压马达驱动。钳架升降有钢丝绳或油缸带动，可实现前后同步升降或分别升降，使钳架到达水平或实现一定角度的倾斜。钳头夹紧由大螺距丝杆或油缸带动夹持拉杆水平移动实现。并且有缓冲保险装置。钳头旋转由电机减速机或液压马达带动，并设有过载保护装置。钳架的前后、两侧及钳架与升降机之间均设有防震动的缓冲装置 ，因此大大提高了锻件第中效率和锻造精度。此外，还有专门用于某些辅助工序的操作机，如装取料操作机和工具操作机等。为了配合操作机的工作，有时还配置锻坯回转台。以方便锻坯的调头，已完成锻造工厂所需要的镦粗、拔长、冲孔、扩环、切断等锻造工艺要求。 3 设计方案综述 为实现操作机应完成的基本动作，其相应具有：钳口夹紧和钳杆旋转机构，活动架前后提升机构和大车行走机构。 操作机的本体结构可分为夹钳、台架和大车三部分。夹钳包括钳口夹紧和钳杆旋转机构，台架包括平行升降及倾斜机构，在夹钳和台架之间还设置有垂直缓冲和水平缓冲装 置，大车支承整个台架和活动架，大车行走机构驱动大车使其前进或后退。 要求该操作机所具有的主要基本参数和技术参数如下： 额定夹持工件重量 1吨 夹持力矩 2吨力 夹持锻件范围 140 420毫米 升降锻件高度 500毫米 倾斜角度 +6度 包含有 咨询 杆旋转速度 30转 /分 大车行走速度 45转 /分 力求控制重量 7 8吨 轨距 1500毫米 夹钳伸出量 1400毫米 纯机械结构由电器 驱动。 在钳口夹紧机构中，夹钳拟采用长杠杆式结构以尽量减小拉紧力，拉紧方式拟定为机械拉紧，采用丝杠螺母配合来实现圆周运动转化为平行移动，钳臂及连杆等活动联接处采用销轴联接，壳体拟采用钢板焊接结构。不同直径毛坯选用不同的钳垫来实现夹紧。其拉紧力及旋转力矩由钳杆旋转机构提供。 前提升机构中，各部件布置形式为：电机通过带制动轮型联轴器和相配和的制动器以及减速器相联接，减速器与卷绕钢丝绳的空心卷筒通过法兰联接在一起。钢丝绳把卷筒、定滑轮、动滑轮和活动架联接在一起，并通过螺栓联接与机架联接在一起。工作时，电机驱动减速 器，带动卷筒旋转，钢丝绳通过定滑轮和动滑轮卷绕在卷筒上，从而实现将活动架和钳头抬高，同理电机反转带动卷筒 从而放开钢丝绳，实现将活动架放低。在后提升高度一定的前提下，前提升可实现钳头及活动架的小角度倾斜。 4 钳口夹紧机构设计 作原理及分类 钳口夹紧机构由钳头和拉紧装置组成。 钳口夹紧机构可分为长杠杆式、短杠杆式和滑块斜槽式。长杠杆式钳头钳臂的后臂比前臂长，拉紧力较小，但行程较大，使钳头外形尺寸增大，钳头零件多，加工制造较困难。 短杠杆式钳头后臂比前臂短，拉杆的行程较小，结构紧凑，外形尺 寸小，但拉杆上所需拉紧力较大。滑块斜槽式钳头效率较低。 钳头的钳口形式： 1 直线状 V 形钳口用于夹持轴类锻件，当锻件被夹持的长度较短或夹持力矩较时，锻件容易松脱。 包含有 咨询 交叉式 V 形钳口的钳口闭合时，两个钳口能够交错在一起，因此扩大了一副钳口夹持锻件的尺寸范围。 3 直线状偏心 V 形钳口可防止锻件松脱，但由于钳口前后不对称，钳口处于垂直正中位置时，钳口后端较重而下垂，使受料时很不方便。 4 中凹状 有效防松脱。 5 旋转镦粗钳口主要用于镦粗锻件。 拉紧装置的作用是在拉杆上产生拉紧力，从而使钳口夹紧锻件， 有机械式、液压式、气动式。 机械式拉紧装置的基本原理是采用螺母螺杆机构产生夹紧松开动作，利用压缩弹簧保持拉杆上的拉紧力，并起过载保护作用。但结构复杂，使用时容易发生故障。 液压式拉紧是利用油缸的油压在拉杆上产生拉紧力，工作平稳，结构紧凑，加工精度要求较高。 头结构的设计确定 毕业设计注重的是设计过程的经历与体验，结构创新则在其次，受自身水平限制，同时作为一个机械专业学生，机械专业基础更加重要，我们一组三个同学拟定设计小吨位全机械式的锻造操作机。 因此我在设计时首先以结构简单可行易实现为目的，综合 考虑实际情况，我采用长杠杆式钳头以减小拉紧力，采用中凹状型前口以防棒料脱落，采用机械式拉紧装置拉紧。 头几何参数的确定 钳口的松夹行程应满足操作机夹持锻件的尺寸范围的要求，并且与钳口的角度及钳口的安装方式有关。一般取钳口角度 2 90 120度。采用 90度的钳口既能夹持原料又能夹持方料。但是，为了适应夹持锻件的尺寸范围，通常必须有三副大小不同的钳口。采用 120度的钳口，可以扩大一副钳口的夹持范围，但它不能夹持方料，因此拟采用 90 度钳口。钳口的安装方式 有两种，一种是小钳口直接安装在前臂上，一种是套装在大一号的钳口内。拟采用 90度钳口直接安装。 工件尺寸范围： 140 420毫米 口的松夹行程（开闭范围）： 包含有 咨询 口非套装， m a 钳口 式中 0k 系数，钳口角度 020 k； 操作机夹持锻件的最大直径和最小直径（毫米）。 钳口 9 21 9 622 钳口 口销轴最大中心距： 145.1 m a xm a x 取 700毫米。 臂固定销轴中心距： 1 43 0 27 1 41 9 627 1 42 m a xm a 钳口 取 600毫米。 头的喉口深度： 367.0 m a x 取 300毫米。 臂杠杆比： 长杠杆式 20 为减小拉紧力，取最大值 式中 1r 钳口销轴中心至钳臂固定销轴中心间的距离； 2r 钳臂后销轴中心至固定销轴中心间的距离。 臂外张角： 不大于 20 即 63 4 2 07 0 020s a a 取 1r 为 300毫米，则 3 53 0 包含有 咨询 拉杆行程： 0 钳口拉杆 精确数字应根据钳口松夹行程、钳口及钳头零件尺寸由作图决定，最后修正为 335 毫米。 紧力的计算 拉杆上所需的拉紧力的计算，是作为设计拉紧装置及钳头中各相关零件的强度校核的依据。 在各种锻造工艺中，轴类锻件总是最重最长的，因此，拉紧力的计算是从夹持轴类锻件的夹持重量和夹持力矩及采用 类锻件的直径 d 可根据操作机公称载重量 来求。 锻件长度 式中0l 锻件重心至钳口中心的距离； l 为钳垫长度，据经验取 250毫米。 由 42 , 得 计式中 为锻件的比重，单位 3/。 由于锻造过程中，钳头经常旋转，钳口相对于水平面的位置以随之变化，而当钳口的位置变化时，受力状 况也随之变化，因此拉紧力也就随着钳口位置而改变，一般钳口在水平位置和垂直位置两种情况时的拉紧力较大，取其较大的拉力作为设计拉紧装置设计和强度计算的依据。 钳口在水平位置时拉紧力分析： (1) 毛坯受力分析如图 4 包含有 咨询 N 1F 1 F 1R 1H 1H 2F 2F 2N 2R 2 T 2 R 2N 22T 1l 0口在水平位置毛坯受力图 图中 G 毛坯重量，即操作机公称载重量； 21, 钳口对毛坯正压力的合力； 21, 钳口对毛坯的全反力； 21, 21,垂直方向的分力； 21, 21,水平方向的分力； 2 钳垫角度； 钳口与毛坯间的摩擦角， ； 21, 钳口对毛坯摩擦力的合力，毛坯由于重量的作用，有顺 时针翻转的趋势，欲使钳口分开，在两钳口上侧边有向上滑出趋势，所以 1F 向下；在两钳口下侧边有向下滑出趋势，所以 2F 向上，在临界平衡状态下， 21,同时达最大静摩擦力； f 钳口与毛坯间的摩擦系数； l 钳垫长度； 0l 毛坯重心至钳口销轴中心的距离； y 钳口两侧边正压力合力 21,间的距离，其值与正压力沿钳垫长度l 的分布情况有关。 包含有 咨询 2131 取 252/2502/ 。 （ 2） 拉紧力计算： 由前图可知： 0220220102 又 c 1 G o o H 1H 1H 2H 2图 4口在水平位置拉紧力示意图 由图 4 G 21 22夹 包含有 咨询 杆上的拉紧力 P 为： 2夹 式中 钳臂力臂比； K 考虑拉紧力储备系数，取 K 钳口夹紧机构的效率，取 （ 3） 钳口受力分析 N 2N 1M f1(c)d 1X(a)R 2H 1H 2H 1F 2F 1Z(b)1 口在水平位置受力图 图 4H 钳口销轴水平反力； Z 钳口销轴对钳口的垂直支承力； X 钳口销轴在 Y 钳口销轴在 1 钳口销轴 与其销孔间的摩擦力矩，若销直径为 轴与孔间的摩擦系数为 2111 f 。 由图 4c）可见，为防止钳口松开，造成毛坯下垂现象，1 包含有 咨询 22 12111 f 为此，销轴直径应 1d 满足下列条件： 2 12 12 H 1122 口在垂直位置时拉紧力分析： （ 1）毛坯受力分析：021 ,2, 意义同图 4 21, 钳口对毛坯摩擦力的合力。这时毛坯由于 G 的作用，有顺时针翻转趋势，在上钳口，毛坯有向右滑出趋势，所以 1F 向左；在下钳口处 2F 则相反； 21, 21,算至垂直平面内时毛坯的压力； 21, 1F 与 1N ， 2F 与 2N 的合力，必定通过钳口销轴中心 A, 1 换算摩擦角，即当上钳口处毛坯相对于钳口将转动而未转动时， 1R 对垂直线的偏角， 111 ,式中 1f 为换算摩擦系数，由下式确定： 2 2R 对垂直线的偏角，因 12 ,而 111222 所以， 12 ，即下钳垫的换算摩擦角未达最大值。 21, 21,钳垫中心的距离； 毛坯在重量 坠转动角度。 (2) 拉紧力计算： 包含有 咨询 a) 22R 22T 22F 12T 1y 2y 1(b)F 2 F 2N 2N 1F 1F 1N 1图 4口在垂直位置毛坯受力图 当 0式，由图 4b） 可知： 1111101112122220s 求得： 包含有 咨询 F 22T 22F 12T 1夹图 4口在垂直位置拉紧力示意图 由图 4钳臂上的夹紧力夹 Af 12夹 拉杆上的拉紧力 Af 021夹(1)钳口受力分析： 图 4钳口受力情况与上钳口类似。由于 1
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