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机床 夹具 柔性 技术研究 设计

资源描述：

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内容简介：

轴!联接的， 二者之间要有一定的间隙， 以减小摩擦阻力， 使刀座浮动灵活， 该间隙由转轴!上的调整圈!#来保证， 一般调在$% & 左右。 在底座和刀座之间装有一导轨导向机构， 它是由导轨 (、 导轨 ) 分别固定在底座和刀座上， 在底座上凹进的导轨 ( 上装一弹夹#， 用来固定滚针*， 使滚针均匀分布在弹夹上。 内仿形滚轮的结构与燕尾导向浮动刀架的结构完全一样。该结构工作原理是： 调整螺钉!+， 使弹簧产生一定的初压力， 这时刀座紧靠挡块!,。 调节刀盘上的丝杠进行对刀， 使滚轮紧靠工件内壁， 刀座离开挡块!,， 绕转轴!逆时针转一个合适的角度， 使弹簧!*受到比初压力更大的压力。 切削时， 当工件内圆半径减小时， 靠模滚轮受压， 刀座逆时针转动， 弹簧缩短， 所受压力增大；当工件内圆半径增大时， 靠模滚轮受的压力减小， 弹簧反弹， 刀座顺时针转动， 滚轮接触工件内壁。 它的工作简图如图&所示， 调整螺钉和挡块使弹簧产生一定的初压力， 形成压缩弹簧。 当滚轮受的压力 ! 增大时， 绕支点下降， 压缩弹簧压缩； 当 ! 减小时， 压缩弹簧反弹，滚轮上升。#结论比较以上种设计方案的优缺点： 燕尾导向的浮动刀架结构， 弹簧套装在燕尾部位， 结构紧凑， 燕尾导向，由于有油路润滑系统， 滑动灵活， 但正是有了这油路润滑系统， 在使用中维护麻烦， 燕尾槽中的塞铁是易损件， 拆换较频繁， 在使用中维护保养一定要到位。 杠杆式导轨导向的浮动刀架结构， 弹簧和导轨导向机构分装在转轴两侧， 形成杠杆式， 结构较燕尾导向式要大。由于旋转结构中装有轴承， 导向结构中装有滚针， 运动灵活， 且不需要频繁地拆装维修。不管采用哪种方案， 其原理都是一样的： 工件不动， 刀盘旋转， 在切削过程中， 刀架浮动， 滚轮内仿形，使得钢管的设计基准与工艺基准一致， 确保切削后的钢管端面坡口均匀一致， 有效地消除了焊接钢管在直径方向上的不圆度对坡口均匀度的影响， 使得加工的端面坡口光洁均匀， 可达较高的坡口精度。参 考 文 献!王光斗等% 机床夹具设计手册-./% 上海科学技术出版社，!01$徐灏% 机械设计手册-./% 北京： 机械工业出版社， !00!$2编辑方也3作者单位： 浙江大学机械厂邮政编码： 杭州#!$,收稿日期： $&年&月利用气动夹具可实现自动装夹， 能大幅度提高工效和加工质量， 且可在非常恶劣的环境下工作， 因此被广泛应用于机械零部件、 电子零部件的加工装夹及各种自动化设备的夹紧装置中。气动夹具因使用空气作为工作介质而有“ 绿色夹具” 之美誉， 且设备成本低于液压夹紧装置， 但由于气体的可压缩性而使其工作压力不高， 一般不大于$% 1.45， 因此如何利用气动夹具输出较大的夹紧力就成为人们探索的一个重要课题。笔者设计的用固定式无杆活塞缸驱动的增力夹紧机构可大大提高夹紧力， 使用该系统既可避免为提高夹紧力而使用大功率系统， 从而降低系统的复杂性和成本， 又可消除因使用铰接气缸而带来的多变性和不稳定性。!夹紧机构的工作原理及特点附图所示的夹紧机构由固定式无杆活塞缸和铰接增力装置组合而成。工艺装备摘要6 介绍了由固定式无杆活塞缸驱动的增力夹紧机构及其优越性， 分析其工作原理， 并给出了理论、 实际夹紧力和力放大系数的计算公式。关键词： 无杆活塞缸铰杆增力机构夹具中图分类号： 78,&+文献标识码： )文章编号： !$ 9 *0012$&3!$ 9 $,! 9 $基于固定式无杆活塞缸驱动的增力夹紧机构盛小明钟康民!机械制造!卷第!#!期!# $ %!# $ %固定式无杆活塞气缸与普通气缸的区别是在其活塞的径向装有一个过渡滑块， 滑块两端对称地铰接两个铰杆， 活塞在压力作用时上下运动， 滑块则在水平方向滑动。 当系统夹紧时， 铰点 ! 将绕 点作圆周运动，而滑块水平方向的运动可增加一个自由度， 因此， 可以补偿 ! 点的水平方向的位移。!力学计算该系统共有三级力的放大。 固定式无杆活塞缸滑块的铰杆 #!、 ! 构成第一级力的放大， 力放大系数为：$%#$%!%&!铰杆 &#、 # 为第二级力的放大， 当忽略摩擦力等因素时， 力放大系数为：$!%#$%!%&!夹具 ( 为一杠杆， 对系统实行第三级力的放大，其力放大系数为：$(%)!)因此， 整个系统的力放大系数为 $ ) $* $!* $(设无杆活塞缸活塞所产生的推力为： )!+*!+则整个系统的理论输出力为：#%!*!)!,%&!%&!)+（）而系统的实际输出力为：#-%!*!)!,%&（!, #）%&（!, #!）)+（!）式中* 活塞直径!、 ! 理论压力角# 铰链副的当量摩擦角， # ) &./0$!-).（- 铰链轴半径； ) 铰链上两铰链孔的中心距； . 铰链副的摩擦因数） 杠杆的传动效率， 通常取12 34! 气缸的机械效率， 通常取12 3系统实际的力放大系数：$-%)!+%&（!, #）%&（!, #!）)（(）从理论上讲铰杆机构的理论压力角越小越好， 但由于制造精度等原因， 它的取值不可能很小， 在工程实际中， 一般取 !5$) (67 46。 如取 !) !) +6， - ) 4 55，)!) 11 55， . ) 12 ， )!8 ) !， 计算可得 #) #!) 12 496，代入公式:(;， 可计算得实际力放大系数为 $-) ,2 3。(结论通过上述计算可知， 气动夹具采用上述增力夹紧机构后， 实际的力可放大,2 3倍， 亦即采用压力 + )12 & 的气动系统， 当气缸直径 ( ) 11 55 时， 气动夹具采用上述增力夹紧机构后， 可得到的实际输出力为+!12 (! ?。因此， 利用固定式无杆活塞缸驱动的增力夹紧机构可得到放大系数大于,2 3的力放大作用， 在输出力及气缸直径一定的条件下， 能显著降低系统压力， 从而降低设备的成本， 降低功率损耗； 而在输出力及系统压力一定的条件下， 则能显著减小气缸的直径， 从而使庞大的设备变得简化、 灵巧。参 考 文 献AB#C D&C5$E FG# H$IG&2 J.%B#C#&K LH$M#./H5H% =H/BN&$052 &O PQO.&GK$/ R.$SHTUV2 .#/HHO$C0 #M WH%B X#.KOU#C.H00 # %BH WBH#.Q #M =&/B$H0 &O =H/B&$050:Y#K4;2JGKGE Z$K&O8 JGKG $SH.0$%Q .H00E 333E !1(9 7 !1+!罗善明2 曲柄增力机构的模拟设计TV2 机械科学与技术E!11!E !:(;： +( 7 +4E +(,