【《某动力卡盘的设计案例》3400字】

某动力卡盘的设计案例目录TOC\o"1-3"\h\u4167某动力卡盘的设计案例 1158971.1气动卡盘结构设计 129941.1.1气动卡盘的工作原理 1145761.1.2气动卡盘主要零件 2239461.2卡盘夹紧力的计算及影响因素 4244271.1.1静态夹紧力 5278171.1.2动态夹紧力 698521.3卡爪力学分析 71.1气动卡盘结构设计本文应用计算机辅助设计技术设计斜楔式气动三爪动力卡盘，分为工作原理设计、结构方案设计、零件设计与装配设计四个阶段。1.1.1气动卡盘的工作原理如图1.1所示的气动卡盘的工作原理如图1.1.通过空气压缩机提供的高压气体，并通过管道进入圆筒[6]，轴向运动，迫使活塞连接到活塞和活塞杆，活塞杆连接到倾斜的楔形，使活塞杆的活塞驱动轴向运动，倾斜楔倾斜楔形楔和滑块用于不能使滑块沿径向运动，通过T块滑动块连接到钳口驱动下颚径向运动，以实现工件夹紧和松动。图1.1气动卡盘的工作原理示意图具体说明如下所示：气动卡盘主要由压力控制电路，圆筒，中间副手机构，楔形夹紧机构和部件的组装图组成。气动卡盘包括诸如圆柱体，中间副力机构，楔形夹紧机构的各种部件，并且夹头是跳投。气动卡盘与气缸和卡盘相结合，并且每个爪由1个圆柱体控制，并且从I气体源供应三个汽缸，使得活塞杆的运动同时，移除相同的偏移。该中心很高，力是均匀的。卡盘是楔形结构，其由相对滑动的滑块（滑块和爪和爪子组成。它可以组装）和楔形组合物，并且滑块被锥形楔子推动，从而驱动钳口同时，不间间点打开或关闭，达到工件的定心和夹紧。存在不与纸箱旋转的气环，该纸箱将其引入气环中的聚集体中。当气环通气时，夹头不旋转。此时，气环中的密封件紧密配合在夹盘盘上，并且压缩空气被按压阀提升，并且夹紧汽缸驱动卡盘被夹紧。操作完成后，切断导致气环的气体源，气环中的密封件脱离卡盘托盘，夹头旋转并开始。气环不通风，并且在保持压力时，气缸中的缓圈的压力保持在卡盘中以实现卡盘的夹紧力。压力阀是气动卡盘正常工作的关键部件。1.1.2气动卡盘主要零件本次设计的三爪刻盘能实现快速夹紧、松开;在夹紧时能保持夹紧力;具有润滑功能;此外还具有弹回装置，当机床出现故障断气时可将斜楔弹回，将工件卸掉;还有防尘功能。主要零件包括三大部分:动力装置零件，传力装置零件，定位、夹紧及防尘等装置零件[2]。1.盘体的结构设计盘体用来支撑卡盘的这个系统，结构如图1.3所示。图1.3盘体正视图图1.4盘体背视图图1.3显示出了滑座实现向心或背心运动所需要的3条滑轨（工字槽），这五条滑轨相互之间呈均布，每条滑轨底面都开有供转轴-滑块滑移的特殊孔道。孔道中心位置由等加速盘中偏心圆弧槽的位置确定[7]。同时，卡盘体上也有相互之间呈均布的3条T型槽，可以加装等高垫块附属部件。T型槽顶端又有相应的5个螺纹孔，供安装直通式压注油杯M10x1，以便于在润滑卡盘体与等加速盘、铜套之间起润滑作用。卡盘体上加工有12个供安装使用的埋头通孔，从而提供安装螺钉M12X120将KF53500立车专用夹具与机床进行连接安装功能[8]。图1.4显示了卡盘体背面的结构特征。为了减轻卡盘体总体质量，节省材料，故于卡盘体非工作部分设计不同截面的槽体。同时，加工有均布于不同直径的3个螺纹孔，以便于铜套，压盖的安装。而中间的同心圆环槽则用于等加速盘的安装。图1.5则主要展示了油缸，法兰连接盘安装的螺纹孔位置，为呈对称分布的两圆柱槽四周。同时齿条会置于卡盘体顶端矩形槽体内，与等加速盘啮合运动。而密封挡盖则会通过顶端18个螺纹孔进行螺钉连接以密封齿条。卡盘体由HT300铸造而成，而后进行飞边除刺。对于工字槽，T型槽等一些进行与其他零件配合滑动的表面，其表面粗糙度都具有特殊的要求，在加工之前进行自然时效或人工时效处理。灰铸铁的性能[9-11]：首先灰口铸铁的铸造性能很好,这是查克板体使用材料作为一个重要的参考因素，由于灰铸铁石墨,所以它的组织结构特征,导致其优良的耐磨性和消除和吸收的振动性能，与此同时,低程度的灰口铸铁裂纹敏感，然后灰口铸铁也有性能优良的金属加工,使加工后的身体铸造查克设置过程更简单,更有效率的，最后灰口铸铁机械性能特别是其优良的抗压强度性能,这是更适合的材料选择压力类型的部分。所以，灰铸铁HT300最适和用于承受高程度的载荷零件、耐磨类型零件以及高度气密性要求等一系列的重要的零件。因此，卡盘盘体材料综合以上因素考虑选用HT300。图1.5卡盘盘体斜视图动态楔形,动态楔形如图1.6所示,凸形式与活塞滑动楔槽,它产生径向运动下活塞权力交接,并通过屋顶的梳齿和下巴下巴夹紧和放松。由于电力楔的运动有一定的局限性,夹紧工件直径的范围更小,当工件的外径大小改变高,可以调整的下巴的径向位置动态楔形,以便适应夹紧的需要。调整,下巴和T键松开紧固螺丝,使下巴和梳齿,然后你可以让下巴和T键在动态楔形槽径向运动,但应注意三爪的中心距是平等的,然后拧紧螺丝。图1.6动力楔块3.前盖设计,人的作用是提供动态楔径向滑动导轨的运动。封面上装有径向T槽和内腔,T槽和动态楔形滑动配合凸形式两边的翅膀,封面通过紧固螺丝和板体固定连接。封面材料40cr钢铁,26到30HRC硬度要求。4.连接键。由于活塞杆，油缸，法兰连接盘三者的装配关系，以及齿条行程问题的考虑，所以活塞杆有效行程为160mm,而其总长则要合理限制。另外，为了防止油液的泄漏，需要在连接键搭配垫圈共同使用，连接键如图1.7所示。图1.7连接键设计1.2卡盘夹紧力的计算及影响因素夹紧力是衡量动力卡盘性能好坏的最重要指标之一，它直接反应了产品的机械效率及工件的加工质量，因此首先计算卡盘的夹紧力，总结出影响动力卡盘夹紧力的主要因素。1.1.1静态夹紧力动力卡盘是通过传统的夹紧系统将产生的轴向力缸活塞径向夹紧力,卡盘通过动态楔楔活塞表面轴向力P的下巴,下巴沿径向的封面指导移动和夹紧工件。夹紧传输系统有两组摩擦副,楔板和导轨的摩擦力夹的影响效率的主要因素。图1.8和图1.9给出了活塞的应力分析一对凸楔和下巴。图1.8活塞凸楔受力分析图1.9动力和卡爪受力分析图1.8是一个楔形凸活塞受力分析为研究对象,图1.9是一个动态楔形和下巴装配为研究对象的受力分析。活塞推力由压缩空气为P,P除以每一对凸楔形斜面力量3N上的行动正压楔,楔角α,f活塞凸楔和动态楔形之间的摩擦,摩擦系数的敬拜;夹紧工件时,动态楔形和下巴组合反应或者说是由夹紧力,活塞凸楔压N”,封面和正压力之间的动态楔形N1,摩擦f1。根据力平衡条件可以得到下列方程:P/3=Nsinα+fcosαF=μNWr=N’cosα-f’cosα-f1f1=μN1N1=N’sinα+f’cosα由上述各式可求得单爪夹紧力:三爪卡盘总的夹紧力为W=3Wr，即（1.1）从夹紧力的计算公式(1.1)可以看出:摩擦系数μ和楔角a是影响夹紧力的最主要因素。楔角α愈小，夹紧力愈大，但同时将增加楔面的工作行程，影响夹紧的快速性。考虑自锁性能，从力学中知道，当楔角的升角小于其摩擦角时将保证自锁。假设摩擦角为β，摩擦系数μ=tanβ，一般在0.1~0.15之间，因此当tanβ=0.1时，α≤11°;当tanβ=0.15时，α≤17°，所以通常楔角选取在10°~15°之间。为了夹紧可靠，本设计方案取α=9°。同时在推力一定条件下要提高卡盘的夹紧力，最有效的方法就是对各相对运动表面采取合理的润滑方法，减小实际摩擦系数。从计算知道，如果把μ值正常值0.15减小至0.12，静态夹紧力可提高13%。1.1.2动态夹紧力当电力卡盘处于工作状态时，由于车床的卡盘，不可避免地导致卡盘的静态夹紧力下降，降低程度取决于以下两个主要因素：（1）卡盘旋转，动作静电夹紧力的离心力下降;（2）通过卡盘的弹性弹性和离心力产生的弯曲变形力，导致静态夹紧力较少。在夹紧的工作状态下慢慢狗力，称为动态夹紧力。其中：R是作用在爪角的惯性力;g是爪的重量;g是重力加速度;工件的方法;H是爪对工件表面的距离;n是车床速度。通过离心影响产生的动态夹紧力是：（1.2）公式(1.2),夹夹紧力降低的数量只有在考虑离心力。然而,查克是实际使用的约束是一个悬臂梁。由此产生的弯曲变形是由心脏的中心,以及由此产生的弹性恢复和离心力counter-resistant,静态的夹紧力降低的程度或少于公式(1.2)。因此,在全面考虑到双爪离心和变形的影响,我们可以得到动态锁模力的夹紧力：（1.3）式(1.3)中，若为卡盘的刚度系数，这个系数从变形的角度反映了夹紧力下降的程度。若的实际值可通过试验加以测定。1.3卡爪力学分析为了保证卡盘夹紧的可靠性,防止由于卡过程中夹紧爪卡或夹紧不直接导致夹紧压力达到设定值时,不动,实际的下巴没有工件夹紧的夹紧位置。前下巴位置信号杆斜T旅行在头部和组装下楔斜T形槽滑动,信号通过卡盘、尾板设有信号。当径向移动下巴座位,中风楔驾驶位置信号杆轴向移动,当移动信号杆夹紧位置,触发信号板接近开关发出信号确认夹