车床上碟簧作动力时弹簧夹头夹紧及松开机构设计
38页 15000字数+论文说明书+开题报告+外文翻译+10张CAD图纸【详情如下】
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弹簧夹头030001 A2.dwg
拉杆030209 A3.dwg
推承套030005 A3.dwg
支撑架焊接图030010 A2.dwg
法兰030002 A3.dwg
法兰030006 A2.dwg
法兰030015 A2.dwg
螺套030017 A3.dwg
螺母套030016 A3.dwg
车床上碟簧作动力时弹簧夹头夹紧及松开机构设计开题报告.doc
车床上碟簧作动力时弹簧夹头夹紧及松开机构设计论文.doc
车床上碟簧作动力时弹簧夹头夹紧装配图.dwg
摘要：
本文是设计了一种车床用碟形弹簧做动力时弹簧夹头夹紧及松开机构。该机构主要由弹簧夹头、拉杆、碟形弹簧、气动三联件等几部分组成。工作原理主要是通过螺母套对碟形弹簧施加一定的轴向力，碟形弹簧安装在拉杆上，间接对拉杆产生推动力推动推承套向右移动，推成套装配在弹簧夹头上，弹簧夹头与法兰相接触，利用推承套上的锥度形状将轴向力转换成径向力，使弹簧夹头产生夹紧力对工件实现夹紧。再通过气动三联件对气缸活塞杆产生推动力，而活塞杆与拉杆通过拨块相连接，所产生的推动力大于螺母套施加的力，拉杆得以向左移动，推承套失去推动力与弹簧夹头分离，弹簧夹头实现对工件的松开。
而本次设计的夹具与以往的卡爪式夹紧松开机构相比较，拥有更好的平衡性能、夹紧牢靠、结构紧凑、便于操作、加工及更换方便等主要优点。在主轴高速旋转的情况下，也能达到需要的平衡要求。是高效率和良好精度特点的现代车床夹具，可以有效地减少时间基本和配套工件加工的时间，大大提高了劳动生产率，有效地降低了劳动强度。
关键词：数控车床 夹紧机构 弹簧夹头 夹紧动力
Title Design Control collet chuck clamping and release mechanism is in a lathe powered by a conical spring
Abstract
This article is designed to do when one kind of lathe with power disc spring collet chuck clamping and release mechanism. The agency consists of several parts collets, rod, disc springs, pneumatic FRL and other components. Works mainly on the disc springs exert a certain axial force through the nut sleeve, disc springs mounted on the rod, the rod indirectly generate driving force pushing the push bearing sleeve moves to the right, push the spring clip assembly head sets, spring chuck in contact with the flange using push bearing sleeve taper shape of the axial force is converted into a radial force, so that collet chuck generate clamping force on the workpiece clamping realization. And then the driving force generated by the cylinder piston rod pneumatic FRL, and the piston rod and the rod is connected by dialing block, the driving force is greater than the force exerted by the nut sleeve, lever to move to the left, push the bearing sleeve lose impetus with the spring chuck separation collets achieve workpiece release.
The design of the fixture and conventional jaw clamp release mechanism compared with a better balance of performance, clamping reliable, compact, easy to operate, processing and easy replacement of major advantages. In the case of the main shaft rotates at high speed, but also to achieve the desired balance requirements. Modern lathe fixture high efficiency and good accuracy characteristics, can effectively reduce the time basic and auxiliary workpiece machining time, greatly improving labor productivity, effectively reducing labor intensity.
Keywords： CNC lathes Clamping mechanism Collet chuck Clamping force
目 录
目 录 I
前 言 1
第一章 绪论 2
1.1车床夹具及其应用 2
1.1.1车床夹具的概述 2
1.1.2车床夹具的分类 3
1.1.3车床夹具的组成 4
1.2选题目的和意义 4
1.3国内外的研究现状和发展趋势 6
1.3.1弹簧夹头的发展 6
1.4车床上用碟簧作动力时弹簧夹头夹紧及松开机构。 8
第二章 弹簧夹头 10
2.1弹簧夹头及其应用 10
2.2弹簧夹头的主要尺寸 12
2.3弹簧夹头夹紧力计算 12
2.4弹簧夹头的技术要求 15
第三章 碟形弹簧 16
3.1碟形弹簧的结构和类型 16
3.1.1蝶形弹簧的基本概念 16
3.1.2碟形弹簧的分类 17
3.2碟形弹簧的尺寸系列 17
3.3碟形弹簧的设计计算 17
第四章 拉杆的设计 21
4.1确定拉杆的直径 21
4.2 设计拉杆的长度 21
4.3 拉杆的强度校核 21
第五章 气缸的选型分析 23
5.1确定气缸体的尺寸 23
5.2气缸的选择 24
5.3气缸密封件的选型分析 24
第六章 气动式夹紧机构的成本分析 25
6.1 成本分析的目的与意义 25
6.2 材料的成本计算 25
6.3 材料成本的构成 26
6.3.1 非标准件 26
6.3.2标准件购买花费 27
6.4 总成本的统计计算 28
结 论 29
致 谢 31
参考文献 32
前 言
中国的机械制造业社会主义现代化建设的要求在逐步的提高，随着市场经济不断深入的发展，客户对产品的要求越来越高。现在很多国内的机床主机生产的厂家为了自身长远的发展，不仅仅只是卖产品这么简单。同时还要卖技术，卖服务。当机床出问题时，及时的为客户提供整套的技术解决方案，在远程指导无法解决问题的情况下，还会派专人上门服务，利用这种方式来带动产品的销售。而在这种情况下，产品质量的保证才是带来高利润和高收益的关键。
针对车床主轴弹簧夹头夹紧机构，首先建立了弹簧夹头夹紧力的可靠性分析模型，对车床主轴弹簧夹头夹紧机构进行计算，通过分析可知：当弹簧夹头的弹性模量和弹簧夹爪与工件的直径间隙有20正态随机波动时，该夹紧机构可靠性还是可以保证的；其次，建立了整个弹簧夹头夹紧机构的非线性有限元模型，与理论计算结果的相对误差为12.1，由此验证了有限元模型的准确性。
对碟型弹簧受力及压缩行程最佳使用范围进行分析，碟形弹簧的材质选择60Si2MnA钢。
根据工作力需要的大小来选择活塞杆推力和拉力。从而选择气缸时，气缸输出力微弱的差距。如果你选择一个小孔，输出功率不够，气缸不工作;但该孔过大，不仅重型设备，成本高，而气体消耗增加，从而导致能量的浪费。
在保证工件的加工精度和质量情况下，在同样的加工时间内，设计的夹具能进一步的提高加工的精度和质量，并能减少劳动强度，提高生产能力，降低加工成本，为企业争取最大的利润。因而对夹具知识的认识和学习，在今天显的优为重要起来。
第一章 绪论
1.1车床夹具及其应用
1.1.1车床夹具的概述
定位：加工车床加工过程中工件，以确保准确性和提高生产力，工作必须持有车刀相对正确的位置，被称为定位。
装夹：装夹就是以适当的方式固定待加工零件，以保证零件加工尺寸及其精度要求的过程。装夹时要最重要考虑两点：一是零件的定位，这包括零件适应加工设备，即零件以什么姿态进行加工；也包括重复定位问题，即批量化生产时，每批零件的定位面与被加工尺寸的几何关系和精度是相同的。二是零件的夹紧，即装夹要提供足够的夹持力来保证加工时零件不会产生非预期的移动。
数控车床的夹紧机构具有的主要功能有:
工件夹紧力被施加到工件上，从而使已被赋予了良好的位置将被牢固地夹紧工件，一个称为夹紧过程。把工件装夹到夹具里，并使工件无法移动的过程是夹紧，其目的为了将加工工件固定在加工位置。
对准方法是基于工件的有关夹紧表面上或指定用途作为对准标记线的基础上，具有一个触针或一个表格，显示对准，工件的正确定位，并在工件被夹紧以进行处理。这样的方式是为了便于安装，不需要借助于外界的帮助。可是精度不能得到保证，产量不会很高，常在制作一件或是几件时被采用。
夹钳夹紧方法是依赖于工件在数控车床上具有一个正确位置且夹紧牢靠，主要有以下几个特点：
6.4 总成本的统计计算
本次课题的总成本=材料费用+工时费用+零件热处理费用+标准件外购费用
=329.59+3140.72+45.85+58.2
=3574.36元
通过以上的计算让我们了解零件制造的成本的来源，懂得了再购置材料和配件时要多看，多选，多比较。在保证达到设计制造要求的情况下，尽可能减少采购成本，也是我们为整体经济效益考虑的重要因素。
结 论
去年年底，我们进行了论文选题。是“车床用蝶形弹簧做动力时弹簧夹头的夹紧即松开机构的设计”。说实话刚拿到题目我一脸茫然，根本不知道毕业设计该怎么做。我们导师很负责任，知道我们会手无足策，特地为我们找了一些与毕业设计相关的书籍，让我们去了解，认识自己的课题。在导师的引导下，我开始慢慢的进入了状态。通过这几个月的努力，繁重而又充实的毕业设计终于进行到了尾声，回顾这些日子的经历和感受，我无限感慨。在这次的毕业设计进行当中，我也获益良多。
完成了开题报告之后，我开始进行资料收集整合，可是面对茫茫的书海，真是不知道从那边开始入手。没有办法只能需求导师的帮助，在导师的指导下，我也找到了我的工作方向和资料的收集目标。在毕业设计当中，不仅仅有文字论述，还有一些实际的计算，比如说计算出弹簧夹头的夹紧力，气缸的直径尺寸等。做完这些之后，我们又投入到图形的绘制当中，一开始我对“车床用蝶形弹簧做动力时弹簧夹头的夹紧即松开机构的设计”的结构完全没有概念，毕竟以前没有接触过。导师了解到情况后，特地找了一张结构差不多的图来给我讲解，让我进一步的了解我的课程设计。在绘制图形的过程中，我也熟练的掌握了对CAXA绘图软件的运用。
在我完成对这次毕业设计的课题之后，我也了解到了随着普通车床和数控车床的不断发展，车床用碟簧作动力时弹簧夹头夹紧及松开机构与与以往的卡爪式夹紧松开机构相比较，拥有更好的平衡性能、夹紧牢靠、结构紧凑、便于操作、加工及更换方便等主要优点。
在毕业设计的过程中我也发现我自己存在的问题。例如在一开始的时候没有制定一个明确的设计计划，不知道自己应该做什么，该从哪里开始做，头脑一片空白。其次就是自学能力比较差，自我学习的意识不强。同时也发现自己的专业知识很薄弱，对自己的课题不理解等。但经过了这次的毕业设计使我自己有了很大的提高，懂得了在做事要先制定计划，做到心中有数，为以后的工作学习打下一个好的基础。
在三个月的毕业设计中会经常使用AUTOCAD、CAXA等制图软件，在画图过程中,已经基本学会并熟练的掌握这些绘图软件。机械制图是机械设计者必须掌握的基础，唯有熟悉掌握画图工具以及深入了解机械制图国家标准才能够算是一位合格的设计师。
在大学四年中学习了许多的机械课程，比如机械原理，现代数控机床，金属材料的加工与热处理，材料力学，理论力学等，在此过程中学会了将理论与实际相结合来解决在毕业设计中遇到的一些问题，从而能更好的完成任务，同时也为将来在参加工作做好充足的准备。
致 谢
本次设计“车床用蝶形弹簧做动力时弹簧夹头的夹紧即松开机构”是在刘桂芝老师细心指引与教导下完成的。从这次毕业设计的选题，查阅资料，定制方案，到最后的论文定稿都是在刘桂芝老师耐心的指导和无私的帮助下完成的。在此过程中，刘桂芝老师一遍又一遍指出了每个阶段所存在的一些问题，让我在这次毕业设计当中得到了很大的进步。在教学过程中，刘桂芝老师拥有严谨的教学态度，丰富的教学经验，敏锐的学术思维，认真负责的工作态度。这种精神态度值得我们大家去学习，为我们在以后的工作生活中做了一个好的榜样！
同时我也要感谢跟我一起做毕业设计的小伙伴们，感谢这段时间的陪伴。正是因为有了你们，我的毕业设计才会做的如此的顺利。也感谢这份缘分，在三个月之前，我们还只是谁也不认识的陌生人，而现在我们已经变成了好朋友，好兄弟。在这三个月里，我们一起学习一起进步。在做毕业设计的过程中，我们多多少少会出现一些问题，不能什么事情都求助老师，我们就互相之间进行探讨，尺有所短寸有所长，每个人涉及的知识点都是不一样的，取他人所长补己所短。就是在这样你帮帮我我帮帮你情况下各自都完成了自己的课题设计。
我也要感谢在这大学四年之中陪我一起学习，一起成长的同学们，正是有了你们我的大学生活才会如此的丰富精彩，你们的每一张笑脸都在我深深的脑海里，我永远也不会忘记和你们在一起的点点滴滴！
在这四年当中还受到了各科老师的关心和照顾，在此向老师们表示感谢，也希望各位老师能够工作顺利，桃李满天下！
参考文献
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4、王志龙. 弹簧夹头新结构，机械制造与自动化，2013，42（4）：82-83
5、沈春香. 小型弹簧夹头的亚温淬火，机械工人（热加工），2002（3），
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7、周辉全. GCr15钢制弹簧夹头热处理工艺的改进，机械工人（热加工），1995（11），
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10、张国智.精密机床主轴弹簧夹头夹紧力计算方法研究.机床与液压，2014(08
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