深孔自動(dòng)定心夾緊裝置設(shè)計(jì)含proe三維及11張CAD圖

深孔自動(dòng)定心夾緊裝置設(shè)計(jì)含proe三維及11張CAD圖,自動(dòng),定心,夾緊,裝置,設(shè)計(jì),proe,三維,11,十一,cad 摘 要 定心夾緊裝置又稱為自動(dòng)定心夾緊裝置，是指將工件的定位、定心和夾緊結(jié)合在一起的夾緊裝置。本次設(shè)計(jì)的深孔自定心夾緊裝置，主要由固定盤、夾緊板、滑動(dòng)盤、夾緊缸和夾緊裝置復(fù)位彈簧、伸縮缸等構(gòu)成。 本次設(shè)計(jì)首先，通過(guò)對(duì)自動(dòng)定心夾緊裝置現(xiàn)狀、結(jié)構(gòu)及原理進(jìn)行分析，在此分析基礎(chǔ)上提出了其設(shè)計(jì)方案；接著，對(duì)主要技術(shù)參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算選擇；然后，對(duì)各主要零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)與校核；最后，通過(guò)AutoCAD制圖軟件繪制了其裝配圖及主要零部件圖，并采用Pro/E軟件建立了三維模型。 通過(guò)本次設(shè)計(jì)，鞏固了大學(xué)所學(xué)專業(yè)知識(shí)，如：機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、材料力學(xué)、公差與互換性理論、機(jī)械制圖等；掌握了普通機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)方法并能夠熟練使用AutoCAD制圖軟件，對(duì)今后的工作于生活具有極大意義。 關(guān)鍵詞：深孔，自動(dòng)定心，夾緊，油缸，設(shè)計(jì) Abstract Centering clamping device, also known as automatic centering clamping device, refers to the combination of workpiece positioning, centering and clamping. The deep hole self centering clamping device designed in this paper is mainly composed of fixed plate, clamping plate, sliding plate, clamping cylinder, return spring of clamping device, expansion cylinder, etc. First of all, through the analysis of the present situation, structure and principle of the automatic centering clamping device, the design scheme is put forward on the basis of this analysis; then, the main technical parameters are calculated and selected; then, the main parts are designed and checked; finally, the assembly drawing and the main parts drawing are drawn by AutoCAD drawing software, and Pro / E software is used Three dimensional model is established. Through this design, we have consolidated the professional knowledge learned by the University, such as: mechanical principle, mechanical design, material mechanics, tolerance and interchangeability theory, mechanical drawing, etc.; we have mastered the design method of common mechanical products and can skillfully use AutoCAD drawing software, which is of great significance for our future work and life. Key words: Deep Hole, Automatic Centering, Clamping, Oil Cylinder, Design 目 錄 摘 要 I Abstract II 第1章 緒論 1 1.1研究背景及意義 1 1.2自動(dòng)定心夾緊裝置簡(jiǎn)介 2 1.2.1定義 2 1.2.2特點(diǎn) 2 1.2.3分類 2 1.3夾緊裝置研究現(xiàn)狀及發(fā)展 3 1.3.1 研究現(xiàn)狀 3 1.3.2發(fā)展趨勢(shì) 3 第2章 總體方案設(shè)計(jì) 5 2.1設(shè)計(jì)要求 5 2.2工件分析及定位 5 2.3方案選擇 5 2.3.1定位方案選擇 5 2.3.2夾緊方案的選擇 5 2.3.3工作原理 6 2.4總體參數(shù)計(jì)算 6 2.4.1夾緊力分析 6 2.4.2定位誤差分析 7 2.4.3制定主要技術(shù)條件 8 第3章 主要零部件的設(shè)計(jì) 9 3.1伸縮缸設(shè)計(jì) 9 3.1.1確定主要參數(shù) 9 3.1.2液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 13 3.2伸縮缸設(shè)計(jì) 16 3.3定位夾緊裝置設(shè)計(jì) 16 3.3.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 3.3.2固定板、滑動(dòng)板設(shè)計(jì) 17 3.3.3夾緊板設(shè)計(jì) 18 第4章 基于Pro/E的 19 4.1 Pro/E三維設(shè)計(jì)軟件概述 19 4.2三維設(shè)計(jì) 20 4.2.1伸縮缸、夾緊缸缸體 20 4.2.2伸縮缸、夾緊缸缸蓋 21 4.2.3活塞桿 21 4.2.4固定板、滑動(dòng)板 21 4.2.5夾緊板 22 4.2.6三維裝配 22 結(jié) 論 23 參考文獻(xiàn) 24 致 謝 25 26 第1章 緒論 1.1研究背景及意義 夾緊裝置從產(chǎn)生到現(xiàn)在，大約可以分為三個(gè)階段：第一個(gè)階段主要表現(xiàn)在夾緊裝置與人的結(jié)合上，這是夾緊裝置主要是作為人的單純的輔助工具，是加工過(guò)程加速和趨于完善；第二階段，夾緊裝置成為人與機(jī)床之間的橋梁，夾緊裝置的機(jī)能發(fā)生變化，它主要用于工件的定位和夾緊。人們?cè)絹?lái)越認(rèn)識(shí)到，夾緊裝置與操作人員改進(jìn)工作及機(jī)床性能的提高有著密切的關(guān)系，所以對(duì)夾緊裝置引起了重視；第三階段表現(xiàn)為夾緊裝置與機(jī)床的結(jié)合，夾緊裝置作為機(jī)床的一部分，成為機(jī)械加工中不可缺少的工藝裝備。 為解決大批量產(chǎn)品的加工，20世紀(jì)50年代國(guó)外就開(kāi)始研究高速機(jī)床、專用機(jī)床、高速刀具、專用刀具。隨著以上課題不斷的攻破，機(jī)械制造業(yè)獲得了重大進(jìn)展，但是工件的定位、夾緊所必須的夾緊裝置仍是不可缺少的工藝裝備。機(jī)床、刀具的快速、耐用對(duì)夾緊裝置也提出了更高更新的要求。因此需要一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自動(dòng)化程度高、夾緊點(diǎn)固定、夾緊力可靠、裝夾釋放工件快速、能減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度和人為因素的不穩(wěn)定性的夾緊裝置。為了滿足高速、專用機(jī)床的加工要求，研制液壓夾緊裝置，它選用標(biāo)準(zhǔn)液壓元件，根據(jù)加工零件特性設(shè)計(jì)機(jī)械部件并把其有機(jī)的裝配、連接在一起設(shè)計(jì)的。它具有以下特點(diǎn)：一是針對(duì)某個(gè)零件設(shè)計(jì)的專用工裝；二是液壓元件為標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的模塊，可以實(shí)現(xiàn)工件裝夾的自動(dòng)化；三是液壓夾緊裝置的使用可以提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量，解決技術(shù)關(guān)鍵，提高企業(yè)的工藝裝備系數(shù)。 在一個(gè)固定夾緊裝置體上，采用機(jī)械定位，夾緊加工后再卸下它們，這通常要花很多的時(shí)間的一個(gè)步驟，為了實(shí)現(xiàn)高產(chǎn)高效，工件的定位、支撐夾緊和夾緊裝置的快速松開(kāi)，以及操作方便安全都是非常重要的環(huán)節(jié)。對(duì)于加工一個(gè)較大的工件，選用半自動(dòng)化或全自動(dòng)化夾緊裝置是具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的。液壓定位和夾緊是一項(xiàng)非常有效和可靠的技術(shù)。 使用液壓夾緊裝置的第一個(gè)優(yōu)勢(shì)是能節(jié)省夾緊和松卸工件是所花費(fèi)的大量的時(shí)間。傳統(tǒng)的機(jī)械夾緊裝置在松開(kāi)和夾緊工作是都要費(fèi)力的用扳手旋擰螺母和移動(dòng)壓板。然而，液壓夾緊裝置只需要通過(guò)控制油路的通斷，就可實(shí)現(xiàn)夾緊裝置的完整的順序動(dòng)作控制。液壓夾緊裝置系統(tǒng)的第二個(gè)優(yōu)勢(shì)是可實(shí)現(xiàn)非常高的定位精度。定位精度的關(guān)鍵在于夾緊裝置力在定位和夾緊裝置過(guò)程中，保持恒定不變，從而確保了同一道工序下的加工質(zhì)量一致性，即提高重復(fù)精度，故此由于變形造成的廢品率將會(huì)微乎其微。成批零部件的互換性也會(huì)達(dá)到理想的指標(biāo)，然而從這一點(diǎn)幾乎是機(jī)械夾緊裝置無(wú)法做到的。在針對(duì)無(wú)法設(shè)定剛性支撐或加工薄壁零件時(shí)，液壓輔助支撐是最佳的選擇。它可以在任意的位置對(duì)工件產(chǎn)生支撐力，起到輔助定位的作用，尤其對(duì)于非加工表面的支撐定位更是非它莫屬，有力的解決過(guò)定位問(wèn)題。液壓夾緊裝置的第三個(gè)優(yōu)勢(shì)是最適合加工零件擺放緊湊和采用手動(dòng)夾緊空間受限的場(chǎng)合，這是流體控制得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。這就可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)零件在同一個(gè)夾緊裝置體上的同時(shí)裝夾和加工。 1.2自動(dòng)定心夾緊裝置簡(jiǎn)介 定心夾緊裝置是一種同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)工件定心定位和夾緊的夾緊裝置。工件在夾緊過(guò)程中，利用定位夾緊元件的等速移動(dòng)或均勻彈性變形來(lái)消除定位副制造不準(zhǔn)確或定位尺寸偏差對(duì)定心的影響，使這些誤差或偏差能均勻而對(duì)稱地分配在工件的定位基準(zhǔn)面上。定心夾緊裝置按工作原理可分為等距移動(dòng)定心夾緊裝置和彈性變形定心夾緊裝置。 1.2.1定義 定心夾緊裝置又稱為自動(dòng)定心夾緊裝置，是指將工件的定位、定心和夾緊結(jié)合在一起的夾緊裝置。定心夾緊裝置的工作原理是利用定位元件和夾緊元件的等距移動(dòng)或均勻的彈性變形方式，消除定位元件與工件定位基準(zhǔn)面的不準(zhǔn)確性和定位尺寸偏差的影響。 1.2.2特點(diǎn) 定心夾緊裝置的特點(diǎn)是定位與夾緊由同一(或同組)元件完成，即利用該元件等速趨近(或退離)某一對(duì)稱軸線或?qū)ΨQ平面，或利用該元件的均勻彈性變形，完成對(duì)工件的定位夾緊或松開(kāi)。 由于采用定心夾緊裝置時(shí)，對(duì)稱軸線、對(duì)稱平面或?qū)ΨQ中心線是工件的定位基準(zhǔn)，因而可使定位基準(zhǔn)不產(chǎn)生位移，基準(zhǔn)位移誤差為零。同時(shí)對(duì)稱軸線、對(duì)稱平面或?qū)ΨQ中心線又是工件的工序基準(zhǔn)，則定位基準(zhǔn)與工序基準(zhǔn)重合，基準(zhǔn)不重合誤差為零，總的定位誤差為零。正是由于這些特點(diǎn)，能使工件的定位基準(zhǔn)不變，定位基準(zhǔn)不產(chǎn)生位移，從而實(shí)現(xiàn)定心夾緊的作用。因此，定心夾緊裝置主要適用于幾何形狀對(duì)稱并以對(duì)稱軸線、對(duì)稱平面或?qū)ΨQ中心線為工序基準(zhǔn)的工件的定位夾緊。 1.2.3分類 定心夾緊裝置按照其定心作用原理來(lái)分有兩種類型：一種是依靠傳動(dòng)裝置使定心夾緊元件同時(shí)做等速移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)定心夾緊；另一種是依靠定心夾緊元件本身做均勻的彈性變形，從而實(shí)現(xiàn)定心夾緊。 （1）等距移動(dòng)定心夾緊裝置 等距移動(dòng)定心夾緊裝置，是指通過(guò)內(nèi)聯(lián)動(dòng)裝置使原始作用力均衡地分散到每個(gè)定位(夾緊)元件上，使工件實(shí)現(xiàn)同時(shí)定位和夾緊。等距移動(dòng)定心夾緊的要點(diǎn)是，不僅要使各個(gè)夾緊(定位)元件對(duì)工件的夾緊力保持相等，還要使各個(gè)夾緊(定位)元件的空問(wèn)運(yùn)動(dòng)保持精確的等距移動(dòng)，這樣才能保證自動(dòng)定位夾緊的目的。內(nèi)聯(lián)動(dòng)裝置的形式有多種，按其對(duì)夾緊元件的驅(qū)動(dòng)方式分為螺旋等距移動(dòng)定心夾緊裝置、凸輪等距移動(dòng)定心夾緊裝置、偏移滾柱等距移動(dòng)定心夾緊裝置和斜楔等距移動(dòng)定心夾緊裝置。 （2）彈性變形定心夾緊裝置 彈性變形定心夾緊裝置，是利用彈性元件受力后的均勻變形實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的定位和夾緊的。彈性變形夾緊的要點(diǎn)是，彈性元件要具有良好的彈性和回復(fù)性能，且制造的精度要求較高，以保證精確的定位和可靠的夾緊。根據(jù)彈性元件的不同，彈性?shī)A頭變形定心夾緊裝置分為彈性?shī)A頭定心夾緊裝置、碟形簧片定心夾緊裝置、液體塑料定心夾緊裝置和波紋套定心夾緊裝置。 1.3夾緊裝置研究現(xiàn)狀及發(fā)展 1.3.1 研究現(xiàn)狀 國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì)表明，目前中、小批多品種生產(chǎn)的工件品種已占工件種類總數(shù)的85％左右?，F(xiàn)代生產(chǎn)要求企業(yè)所制造的產(chǎn)品品種經(jīng)常更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求與競(jìng)爭(zhēng)。然而，一般企業(yè)都仍習(xí)慣于大量采用傳統(tǒng)的專用夾緊裝置，一般在具有中等生產(chǎn)能力的工廠里，約擁有數(shù)千甚至近萬(wàn)套專用夾緊裝置；另一方面，在多品種生產(chǎn)的企業(yè)中，每隔3~4年就要更新50~80％左右專用夾緊裝置，而夾緊裝置的實(shí)際磨損量?jī)H為10~20％左右。特別是近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)夾緊裝置提出了如下新的要求： （1）能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本； （2）能裝夾一組具有相似性特征的工件； （3）能適用于精密加工的高精度夾緊裝置； （4）能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型夾緊裝置； （5）采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，以進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率； （6）提高夾緊裝置的標(biāo)準(zhǔn)化程度。 1.3.2發(fā)展趨勢(shì) 夾緊裝置的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)為標(biāo)準(zhǔn)化、精密化、高效化和柔性化等四個(gè)方面。 （1）標(biāo)準(zhǔn)化 夾緊裝置的標(biāo)準(zhǔn)化與通用化是相互聯(lián)系的兩個(gè)方面。目前我國(guó)已有夾緊裝置零件及部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T2148~T2259－91以及各類通用夾緊裝置、組合夾緊裝置標(biāo)準(zhǔn)等。夾緊裝置的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于夾緊裝置的商品化生產(chǎn)，有利于縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)總成本。 （2）精密化 ?隨著機(jī)械產(chǎn)品精度的日益提高，勢(shì)必相應(yīng)提高了對(duì)夾緊裝置的精度要求。精密化夾緊裝置的結(jié)構(gòu)類型很多，例如用于精密分度的多齒盤，其分度精度可達(dá)±0.1"；用于精密車削的高精度三爪自定心卡盤，其定心精度為5μm。 （3）高效化? 高效化夾緊裝置主要用來(lái)減少工件加工的基本時(shí)間和輔助時(shí)間，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。常見(jiàn)的高效化夾緊裝置有自動(dòng)化夾緊裝置、高速化夾緊裝置和具有夾緊力裝置的夾緊裝置等。例如，在銑床上使用電動(dòng)虎鉗裝夾工件，效率可提高5倍左右；在車床上使用高速三爪自定心卡盤，可保證卡爪在試驗(yàn)轉(zhuǎn)速為9000r/min的條件下仍能牢固地夾緊工件，從而使切削速度大幅度提高。目前，除了在生產(chǎn)流水線、自動(dòng)線配置相應(yīng)的高效、自動(dòng)化夾緊裝置外，在數(shù)控機(jī)床上，尤其在加工中心上出現(xiàn)了各種自動(dòng)裝夾工件的夾緊裝置以及自動(dòng)更換夾緊裝置的裝置，充分發(fā)揮了數(shù)控機(jī)床的效率。 （4）柔性化? 夾緊裝置的柔性化與機(jī)床的柔性化相似，它是指夾緊裝置通過(guò)調(diào)整、組合等方式，以適應(yīng)工藝可變因素的能力。工藝的可變因素主要有：工序特征、生產(chǎn)批量、工件的形狀和尺寸等。具有柔性化特征的新型夾緊裝置種類主要有：組合夾緊裝置、通用可調(diào)夾緊裝置、成組夾緊裝置、模塊化夾緊裝置、數(shù)控夾緊裝置等。為適應(yīng)現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)多品種、中小批量生產(chǎn)的需要，擴(kuò)大夾緊裝置的柔性化程度，改變專用夾緊裝置的不可拆結(jié)構(gòu)為可拆結(jié)構(gòu)，發(fā)展可調(diào)夾緊裝置結(jié)構(gòu)，將是當(dāng)前夾緊裝置發(fā)展的主要方向。 第2章 總體方案設(shè)計(jì) 2.1設(shè)計(jì)要求 設(shè)計(jì)一深孔自動(dòng)定心夾緊裝置，技術(shù)要求為：深孔孔徑范圍?50，長(zhǎng)徑比100:1，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)定心并夾緊。 2.2工件分析及定位 根據(jù)設(shè)計(jì)要求工件待加工的孔直徑50mm，長(zhǎng)度5000mm，即工件簡(jiǎn)圖如下： 圖2-1 工件簡(jiǎn)圖 2.3方案選擇 2.3.1定位方案選擇 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工序的安排，本工序加工時(shí)有兩種定位方案可供選擇。 方案一：以工件的中心線為定位基準(zhǔn)，以彈簧托盤定位鋁胎具上各定位點(diǎn)上的磁鐵吸合工件，進(jìn)行定位。 方案二：以工件的中心線為定位基準(zhǔn)，在以彈簧托盤定位鋁胎具上各定位點(diǎn)上的磁鐵吸合工件進(jìn)行定位后，同時(shí)以如附圖1所示工件上貯油缸右端缸壁為定位表面進(jìn)行定位。 兩種方案都是以工件的中心線為定位基準(zhǔn)，不同的是： 方案一中只以彈簧托盤上各定位點(diǎn)定位，限制六個(gè)自由度。雖然能滿足加工要求，但忽略了因支撐點(diǎn)過(guò)少及工件自重而帶來(lái)的同軸度誤差，從而不易保證加工精度。 方案二中在以彈簧托盤上各定位點(diǎn)進(jìn)行定位，限制六個(gè)自由度后，又以貯油缸右端內(nèi)缸壁定位，形成了過(guò)定位，這樣就彌補(bǔ)了方案一中的缺陷，準(zhǔn)確地保證加工精度。 故選用方案二的定位方案。 2.3.2夾緊方案的選擇 由于工件形狀及焊接部位所處位置，顯然從工件外部夾緊是不合理的，故應(yīng)采用內(nèi)部夾緊形式。 因加工要求對(duì)焊接的技術(shù)要求較高，故焊接速度不宜太大，因其產(chǎn)生的作用力也不大，又因工件較輕且是一薄壁零件，故主夾緊力不宜太大，因彈簧盤起定位作用，為保持工件相對(duì)平衡，內(nèi)部夾緊裝置應(yīng)偏向油管支架一方。 為保證工件在加工過(guò)程中的同軸度，定位夾緊裝置體上與夾緊裝置相對(duì)的一端應(yīng)與工件構(gòu)成間隙配合，起定位、支撐、平衡的作用。由于焊接作用力不大，工件質(zhì)量又不大，為同時(shí)滿足生產(chǎn)要求，故應(yīng)選用氣動(dòng)夾緊裝置。 上述定位和夾緊裝置即為要設(shè)計(jì)的自定心夾緊裝置，其結(jié)構(gòu)祥見(jiàn)定位夾緊裝置裝配圖。 綜上所述，本次設(shè)定的自定心夾緊裝置方案如下： 圖2-2 自定心夾緊裝置方案簡(jiǎn)圖 2.3.3工作原理 本次設(shè)計(jì)的深孔自定心夾緊裝置，主要由固定盤、夾緊板、滑動(dòng)盤、夾緊缸和夾緊裝置復(fù)位彈簧、伸縮缸。工作前，工件靠近該裝置后由伸縮缸伸出夾緊裝置伸入到深孔后，夾緊缸體推動(dòng)滑動(dòng)板向右運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)板推動(dòng)夾緊板張開(kāi)夾緊深孔工件，在夾緊同時(shí)由于滑動(dòng)板與固定桿之間存在可調(diào)節(jié)間隙，因此可以根據(jù)零件內(nèi)孔自動(dòng)定心；零件加工完成后夾緊缸松開(kāi)，隨后在復(fù)位彈簧的推動(dòng)下滑動(dòng)板被向左推動(dòng)，并帶動(dòng)夾緊板收攏，零件被松開(kāi)。隨后再由伸縮缸收縮會(huì)自動(dòng)定心夾緊裝置。 2.4總體參數(shù)計(jì)算 2.4.1夾緊力分析 彈簧套筒夾緊力得計(jì)算與楔塊夾緊相似，但要考慮夾緊時(shí)彈簧套筒得變形阻力,每個(gè)單彈簧瓣卡爪得阻力可近似地按弧形斷面得懸臂梁得變形阻力來(lái)計(jì)算（見(jiàn)圖8）。 式中 ：卡爪材料得彈性模量， ：卡爪與工件得直徑間隙，mm ：彈性瓣得薄壁厚度，mm ：彈性瓣外圓直徑，mm ：卡爪計(jì)算長(zhǎng)度（由卡爪中心到彈簧瓣根部開(kāi)槽處距離），mm ：卡爪瓣數(shù) ： 每瓣卡爪得扇形角之半，rad 令 則： 若取 ， 則：時(shí)，;時(shí)，;時(shí)，。 彈簧套筒得卡爪在夾緊時(shí)得受力分析見(jiàn)圖8，當(dāng)工件無(wú)軸向定位時(shí)，卡爪和工件不產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，沒(méi)有摩擦力，由靜力平衡可得： 式中 ：彈簧套筒卡爪得錐角 ：彈簧套筒卡爪與固定套得摩擦角 2.4.2定位誤差分析 本文設(shè)計(jì)得定位夾緊裝置主要是軸得工件與定位孔采用間隙配合，以軸得中心線為工序基準(zhǔn)。當(dāng)工件裝到套筒時(shí)，因工序基準(zhǔn)是中心線，定位基準(zhǔn)也是中心線，基準(zhǔn)重合，則。因?yàn)檩S工件與彈簧套筒是間隙配合，又都有制造誤差，因此存在軸中心線得位置變化，即基準(zhǔn)位置誤差，得。 假定假定孔得尺寸為,軸得尺寸為，最小配合間隙為，根據(jù)工件裝卡時(shí)彈簧套筒得位置不同，定位誤差分兩種情況： （1） 彈簧套筒垂直放置時(shí)，按最大孔和最小軸求得軸中心位置得變動(dòng)量為： 。 （2） 彈簧套筒垂直放置時(shí)，由于自重，工件下垂始終緊靠彈簧套筒內(nèi)孔下表面，此時(shí)軸中心線得變動(dòng)是鉛錘方向，最大值為： 。 2.4.3制定主要技術(shù)條件 在定位夾緊裝置總裝圖上應(yīng)標(biāo)注的主要尺寸和公差： （1）配合尺寸：套內(nèi)徑與銅套外徑及套筒外徑與漲桿內(nèi)徑的配合尺寸φ26H8/j7；活塞桿內(nèi)徑與伸縮桿外徑及漲桿外徑與定位夾緊裝置體內(nèi)徑的配合尺寸φ20H9/e8；主軸外徑與定位夾緊裝置體內(nèi)徑的配合尺寸φ45H8/e7；活塞桿內(nèi)徑與伸縮桿外徑的配合尺寸φ10.5H9/f8；工件內(nèi)徑與定位夾緊裝置體外徑的配合尺寸φ41.1H10/h9；漲桿外徑與定位夾緊裝置體內(nèi)徑的配合尺寸φ32H8/e7；漲塊與定位夾緊裝置體的配合尺寸20H8/e8、7H9/e8。 （2）定位件位置尺寸：彈簧托盤定位鋁胎具的定位尺寸為φ41.1mm、77mm；定位夾緊裝置體外圓柱部分的定位尺寸為φ41.1mm。 （2）定位夾緊裝置的長(zhǎng)、寬和高等總體尺寸：定位夾緊裝置的總長(zhǎng)為318mm，總寬和總高為166mm。 （4）銅套與套上配作的2-M5螺紋孔需裝配后制造。 （5）裝夾工件時(shí),人工踩動(dòng)腳踏閥，由氣缸驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置，使?jié)q塊漲緊，對(duì)工件進(jìn)行夾緊。 第3章 主要零部件的設(shè)計(jì) 3.1伸縮缸設(shè)計(jì) 3.1.1確定主要參數(shù) （1）活塞及缸桿直徑 為了節(jié)省能源宜選用較小流量的油源。利用單活塞缸差動(dòng)連接滿足快進(jìn)速度的要求，且往復(fù)快速運(yùn)動(dòng)速度相等，這樣就給液壓缸內(nèi)徑D和活塞桿直徑d規(guī)定了的關(guān)系。由此求得液壓缸無(wú)桿腔面積為： 活塞桿直徑可以由值算出，由計(jì)算所得的D與d的值分別按表3-1和表3-2圓整到相近的標(biāo)準(zhǔn)直徑，以便采用標(biāo)準(zhǔn)的密封元件。 表3-1 液壓缸內(nèi)徑尺寸系列 (GB2348--1980) (mm) 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 （90） 100 （110） 125 （140） 160 （180） 200 （220） 250 320 400 500 630 注：括號(hào)內(nèi)數(shù)值為非優(yōu)先選用值 表3-2 活塞桿直徑系列 (GB2348--1980) (mm) 4 5 6 8 10 12 14 16 18 2 22 25 28 32 36 40 45 50 56 63 70 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 280 320 360 400 由GB/T2348-1980查得標(biāo)準(zhǔn)值為D=32mm，d=10mm。 （2）液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算 液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來(lái)計(jì)算。 液壓缸的壁厚一般指液壓缸中最薄處的厚度。從材料力學(xué)可以知道，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分別規(guī)律因?yàn)楸诤竦牟煌鳟?。一般?jì)算時(shí)可以分為薄壁圓筒和厚壁圓筒。 液壓缸的內(nèi)徑D與其壁厚的比值D/≥10的圓筒稱為薄壁圓筒。起重運(yùn)輸機(jī)械和工程機(jī)械的液壓缸，一般采用無(wú)縫鋼管，大多屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，其壁厚按薄壁圓筒壁厚公式計(jì)算 ≥ 式中 ——液壓缸壁厚（m）。 D——液壓缸內(nèi)徑（m）。 ——試驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的（1.25~1.5）倍（MPa）。額定壓力≤16Mpa,取=1.5 MPa。 ——缸筒材料的許用應(yīng)力。 = ，其中為材料抗拉剛度，n為安全系數(shù)，一般取n = 5。的值為：鍛鋼： = 110~120 MPa；鑄鋼： = 100~110 MPa；無(wú)縫鋼管： = 110~110 MPa；高強(qiáng)度鑄鐵： = 60MPa；灰鑄鐵： = 25MPa。 在中低壓液壓系統(tǒng)中，按上式計(jì)算所得液壓缸的壁厚往往很小，使得液壓缸的剛度往往不夠，如在切削加工過(guò)程中的變形、安裝變形等引起液壓缸工作過(guò)程卡死或者漏油。因此一般不作計(jì)算，按經(jīng)驗(yàn)選取，必要時(shí)按上式公式進(jìn)行校核。 對(duì)于D/＜10時(shí)，應(yīng)該按材料力學(xué)中的厚壁圓筒公式進(jìn)行壁厚的計(jì)算。 對(duì)于脆性材料以及塑性材料 ≥ 式中的符號(hào)意思與前面相同。 液壓缸壁厚算出后，即可以求出缸體的外徑為： ≥ + 式中值應(yīng)該按無(wú)縫鋼管標(biāo)準(zhǔn)，或者按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圓整為標(biāo)準(zhǔn)值。 在設(shè)計(jì)中，取試驗(yàn)壓力為最大工作壓力的1.5倍，即 = 1.5×5MPa =7.5MPa。而缸筒材料許用應(yīng)力取為= 100 MPa。 應(yīng)用公式 ≥ 得， ≥ （3）液壓缸工作行程的確定 液壓缸工作行程長(zhǎng)度，可以根據(jù)執(zhí)行元件裝置實(shí)際工作的最大行程來(lái)確定，并且參照表3-1中的系列尺寸來(lái)選取標(biāo)準(zhǔn)值。 表3-1液壓缸活塞行程參數(shù)系列 （mm） Ⅰ 25 50 80 100 125 160 200 250 320 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3200 4000 Ⅱ 40 63 90 110 140 180 220 280 360 450 550 700 900 1100 1400 1800 2200 2800 3900 Ⅲ 240 260 300 340 380 420 480 530 600 650 750 850 950 1050 1200 1300 1500 1700 1900 2100 2400 2600 3000 3800 注：液壓缸活塞行程參數(shù)依Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ次序優(yōu)先選用。 由已知條件知道最大工作行程為20mm,參考上表系列Ⅱ，取液壓缸工作行程為25mm。 （4）缸蓋厚度的確定 一般液壓缸多為平底缸蓋，其有效的厚度t按強(qiáng)度要求可以用下面兩式進(jìn)行進(jìn)似計(jì)算。 無(wú)孔時(shí)： 有孔時(shí)： 式中 ——缸蓋有效厚度（m）。 ——缸蓋止口內(nèi)徑（m）。 ——缸蓋孔的直徑（m）。 在此次設(shè)計(jì)中，利用上式計(jì)算可取t=20mm （5）最小導(dǎo)向長(zhǎng)度的確定 當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支撐面中點(diǎn)到缸蓋滑動(dòng)支撐面的距離H稱為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度（圖3-2）。如果導(dǎo)向長(zhǎng)度過(guò)小，將使液壓缸的初始撓度（間隙引起的撓度）增大，從而影響液壓缸的穩(wěn)定性，因此設(shè)計(jì)時(shí)必須保證有一定得最小導(dǎo)向長(zhǎng)度。 對(duì)于一般的液壓缸，最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H應(yīng)滿足以下要求 式中 ——液壓缸的最大行程。 ——液壓缸的內(nèi)徑。 為了保證最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H，如果過(guò)分增大和B都是不適宜的，必要時(shí)可以在缸蓋和活塞之間增加一個(gè)隔套K來(lái)增加H的值。隔套的長(zhǎng)度C由需要的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H決定，即 在此設(shè)計(jì)中，液壓缸的最大行程為25mm，液壓缸的內(nèi)徑為32mm，所以應(yīng)用公式的 =mm =18.5mm。 活塞的寬度B一般取得B =（0.6~1.0）D；缸蓋滑動(dòng)支撐面的長(zhǎng)度，根據(jù)液壓缸內(nèi)徑D而定。 當(dāng)D＜80mm時(shí)，取； 當(dāng)D＞80mm時(shí)，取。 活塞的寬度B =（0.6~1.0）D=19.2~32mm，取20mm （6）缸體長(zhǎng)度的確定 液壓缸缸體內(nèi)部長(zhǎng)度應(yīng)等于活塞的行程與活塞的寬度之和。缸體外形長(zhǎng)度還要考慮到兩端端蓋的厚度。一般液壓缸缸體長(zhǎng)度不應(yīng)該大于內(nèi)徑的20~30倍。缸體長(zhǎng)度L =40mm。 （7）固定螺栓得直徑 液壓缸固定螺栓直徑按照下式計(jì)算 式中 F——液壓缸最大負(fù)載。 Z——固定螺栓個(gè)數(shù)。 k——螺紋擰緊系數(shù)，k = 1.121.5。 根據(jù)上式求得 = = 4.3mm （8）液壓缸強(qiáng)度校核 1）缸筒壁厚校核： 。 。 前面已經(jīng)通過(guò)計(jì)算得：D = 32mm, =5mm。則有＜10，所以為厚壁缸。 = 15mm≥ = = 4.3mm， 可見(jiàn)缸筒壁厚滿足強(qiáng)度要求。 3.1.2液壓缸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 液壓缸主要尺寸確定以后，就進(jìn)行各部分的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要包括：液壓缸缸體與缸蓋的連接結(jié)構(gòu)、活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu)、活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)、密封裝置、緩沖裝置、排氣裝置、以及液壓缸的安裝連接結(jié)構(gòu)等。由于工作條件的不同，結(jié)構(gòu)形式也各不相同。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。 （1）缸體與缸蓋的連接形式 缸體與缸蓋常見(jiàn)連接方式有法蘭連接式、半環(huán)連接式 、螺紋連接式 、拉桿連接式 、焊接式連接等。 圖3-1 常見(jiàn)的缸筒和缸蓋結(jié)構(gòu) 圖3-1所示為常見(jiàn)的缸蓋和缸筒連接形式。圖3-1a 為法蘭式連接結(jié)構(gòu)，這種連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉，容易加工，便于裝卸，強(qiáng)度較大，能夠承受高壓。但是外形尺寸較大，常用于鑄鐵制的缸筒上。 圖3-1b 為半環(huán)式連接結(jié)構(gòu)，這種連接分為外半環(huán)連接和內(nèi)半環(huán)連接兩者形式。它們的缸筒壁部由于開(kāi)了環(huán)形槽而削弱了強(qiáng)度，為此有時(shí)要增加壁厚。它容易加工和裝卸、重量較輕，半環(huán)連接是一種應(yīng)用較為普遍的連接結(jié)構(gòu)，常用于無(wú)縫鋼管和鍛鋼制的缸筒上。 圖3-1c、f 為螺紋連接形式，這種連接分為外螺紋連接和內(nèi)螺紋連接兩者形式。它的缸筒端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，外徑加工必須要求同時(shí)保證內(nèi)外徑同心，裝卸要使用專用工具，它的外形尺寸和重量都比較小，結(jié)構(gòu)緊湊，常常用于無(wú)縫鋼管和鍛鋼制的缸筒上。 圖3-1d 為拉桿式連接形式，這種連接結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工藝性好、通用性強(qiáng)、易于裝拆，但是端蓋的體積和重量都非常大，拉桿在受力后容易拉伸變長(zhǎng)，從而影響密封效果，僅適用于長(zhǎng)度不大的中低壓缸。 圖3-1d 為焊接式連接，這種連接形式強(qiáng)度高，制造簡(jiǎn)單，但是焊接時(shí)容易引起缸筒的變形。 缸體端部與缸蓋的連接形式與工作壓力、缸體材料以及工作條件有關(guān)。通過(guò)綜合考慮，在此設(shè)計(jì)中，缸體端部與缸蓋采取法蘭連接的形式。 （2）活塞桿與活塞的連接結(jié)構(gòu) 活塞和活塞桿的結(jié)構(gòu)形式有很多，常見(jiàn)的有一體式、錐銷式連接外、還有螺紋式連接和半環(huán)式連接等多種形式，如圖3-2所示。半環(huán)式連接結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝卸不便，但是工作可靠。 圖3-2 活塞桿與活塞的結(jié)構(gòu) 此外，活塞和活塞桿也有制成整體式結(jié)構(gòu)的，但是它只能適應(yīng)于尺寸較小的場(chǎng)合?；钊话阌媚湍ヨT鐵制造，活塞桿則不論是空心的還是實(shí)心的，大多用鋼料制造。經(jīng)過(guò)綜合考慮，在此設(shè)計(jì)中，活塞桿與活塞的連接采取螺紋連接的形式，如圖3-3所示。 圖3-3 活塞桿與活塞的連接形式 這種連接方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于拆卸，成本低廉，但是在震動(dòng)的過(guò)程中容易松動(dòng)，所以加了防松裝置，應(yīng)用范圍較廣。 （3）活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu) 活塞桿導(dǎo)向部分的結(jié)構(gòu)，包括活塞桿與端蓋、導(dǎo)向套的結(jié)構(gòu)，以及密封、防塵和鎖緊裝置等。導(dǎo)向套的結(jié)果可以做成端蓋整體式直接導(dǎo)向，也可以做成與端蓋分開(kāi)的導(dǎo)向套導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。后者導(dǎo)向套磨損后便于更換，所以應(yīng)用比較普遍。導(dǎo)向套的位置可以安裝于密封圈的內(nèi)側(cè)，也可以安裝于密封圈的外側(cè)。機(jī)床和工程機(jī)械中一般采用裝在內(nèi)測(cè)的結(jié)構(gòu)，有利于導(dǎo)向套的潤(rùn)滑；而壓油機(jī)常采用裝在外測(cè)的結(jié)構(gòu)，在高壓下工作時(shí)，使得密封圈由足夠的油壓將唇邊張開(kāi)，以提高系統(tǒng)的密封性能。 活塞桿處的密封形式由O型、V型、Y型和型密封圈。為了清除活塞桿處外漏部分粘附的灰塵，保證油液清潔以及減少磨損，在端蓋外側(cè)增加防塵圈。此設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)綜合考慮，采取端蓋直接導(dǎo)向。 （4）密封裝置 液壓缸中常見(jiàn)的密封裝置有間隙密封，摩擦環(huán)密封，密封圈密封等。 間隙密封依靠運(yùn)動(dòng)件間的微笑間隙來(lái)防止泄露。為了提高這種裝置的密封能力，常在活塞的表面制造出幾條微小的環(huán)形槽，用以增大油液通過(guò)間隙時(shí)的阻力。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，摩擦阻力小，可以耐高溫，但是泄露大，加工要求高，磨損后無(wú)法恢復(fù)原有能力，只有在尺寸小、壓力較低、相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較高的缸筒和活塞間使用。 摩擦環(huán)密封依靠活塞上的摩擦環(huán)（尼龍或者其他高分子材料制成）在“O”形圈彈力作用下貼緊缸壁而防止泄露。這種材料密封效果好，摩擦阻力較小并且穩(wěn)定，可以耐高溫，磨損后有自動(dòng)補(bǔ)償能力，但是加工要求高，裝拆不方便，適用于缸筒和活塞之間的密封。 油缸主要采用密封圈密封，密封圈有O形、V形、Y形及組合式等數(shù)種，其材料為耐油橡膠、尼龍、聚氨脂等。它利用橡膠或者塑料的彈性使各種截面的環(huán)形圈貼緊在靜、動(dòng)配合面之間來(lái)防止泄露。它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，磨損后有自動(dòng)補(bǔ)償能力，性能可靠，在缸筒和活塞之間、活塞和活塞桿之間、缸筒和缸蓋之間都能使用。 1）O形密封圈（如圖3-4） O形密封圈的截面為圓形，主要用于靜密封。與唇形密封圈相比，運(yùn)動(dòng)阻力較大，作運(yùn)動(dòng)密封時(shí)容易產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，故一般不單獨(dú)用于油缸運(yùn)動(dòng)密封。 圖3-4 O形密封圈 2）V形密封圈（如圖3-5） V形圈的截面為V形，如圖所示，V形密封裝置是由壓環(huán)、V形圈和支承環(huán)組成。當(dāng)工作壓力高于10MPa時(shí)，可增加V形圈的數(shù)量，提高密封效果。安裝時(shí)，V形圈的開(kāi)口應(yīng)面向壓力高的一側(cè)。 圖3-5 V形密封圈 3）Y形密封圈（如圖3-6） Y形密封圈的截面為Y形，屬唇形密封圈(Lip Seal)。它是一種摩擦阻力小、壽命較長(zhǎng)的密封圈，應(yīng)用普遍。Y形圈主要用于往復(fù)運(yùn)動(dòng)的密封。根據(jù)截面長(zhǎng)寬比例的不同，Y形圈可分為寬斷面和窄斷面兩種形式，圖所示為寬斷面Y形密封圈。 圖3-6 Y形密封圈 對(duì)于活塞桿外伸部分來(lái)說(shuō)，由于它很容易把臟物帶入液壓缸，使油液受到污染，使密封件磨損，因此常需要在活塞桿密封處增添防塵圈，并且放在向著活塞桿外伸的一段。 3.2伸縮缸設(shè)計(jì) 伸縮缸設(shè)計(jì)過(guò)程與上述夾緊缸類似，此處不一一復(fù)述，伸縮缸設(shè)計(jì)最終結(jié)構(gòu)尺寸詳見(jiàn)圖紙。 3.3定位夾緊裝置設(shè)計(jì) 3.3.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)得彈簧套筒結(jié)構(gòu)如圖3是任何一臺(tái)薄壁帶錐面得彈性套筒，帶錐面一端開(kāi)有3條軸向槽，由3個(gè)基礎(chǔ)的部分組成。1是卡爪A(頸部)，2是彈性瓣B（彈性部分），3是尾部導(dǎo)向部分C。卡爪A是定心主要工作面，又是摩擦面，故要求耐磨，一般熱處理硬度為58~62HRC;彈性瓣B經(jīng)常張開(kāi)、收縮，為了防止斷裂和產(chǎn)生永久變形，故要求具有良好得彈性和耐磨性以及耐疲勞性。彈性瓣和尾部導(dǎo)向部分C連接處，由于形狀和截面變化大，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中而斷裂。所以要求尾部一起進(jìn)行熱處理，淬火硬度為40~45HRC,以保持彈性。彈簧套筒材料一般最常用65Mn，也有采用45鋼或40Cr等材料。采用彈簧套筒定位夾緊裝置夾緊工件時(shí)，工件被夾表面得尺寸偏差不宜過(guò)大，因?yàn)閺椈商淄沧冃未髸r(shí)，卡爪與工件以及彈簧套筒得錐面與固定套得內(nèi)錐面得接觸不良，造成定位精度和夾緊剛度降低，難以保證被夾緊工件得形狀精度。 （1） 彈簧套筒得導(dǎo)向部分直徑： 一般都是根據(jù)設(shè)計(jì)得結(jié)構(gòu)需要來(lái)確定。在這次設(shè)計(jì)中，我根據(jù)工件得尺寸，暫且定為40mm。 （2） 卡爪長(zhǎng)度 ：,為工件直徑，或者。 所以取。 （3） 彈性瓣得外圓直徑： mm。所以取。 （4） 彈性瓣得長(zhǎng)度：也就是彈簧套筒得開(kāi)槽長(zhǎng)度，與彈性瓣得外圓直徑有關(guān)，一般。所以取。 （5） 彈性瓣得壁厚：壁厚與彈性瓣得外圓直徑有關(guān)，越大，也相應(yīng)增加，越長(zhǎng)，也相應(yīng)增加，一般時(shí)，之間選取，或者。所以取。 （6） 導(dǎo)向部分長(zhǎng)度及圓角：。所以取。 （7） 彈簧套筒得開(kāi)槽寬度和卡爪瓣數(shù)n：，一般取，n一般取3。所以取。 （8） 彈簧套用卡爪錐角與相配合得固定套得內(nèi)錐角大小，根據(jù)定位夾緊裝置得具體情況確定。當(dāng)要求夾緊范圍大時(shí)，使夾緊點(diǎn)始終在彈簧套筒外端離切削點(diǎn)近一些。對(duì)于正錐彈簧套筒，固定套內(nèi)錐角應(yīng)取，對(duì)于倒錐彈簧套筒，固定套內(nèi)錐角應(yīng)取一般取30°。通常彈簧套筒用于夾緊IT7~IT10級(jí)精度得工作，如果要求夾緊范圍不大時(shí)，固定套得內(nèi)錐角與彈簧套筒得錐角一樣大。 3.3.2固定板、滑動(dòng)板設(shè)計(jì) 為了防止固定套與彈簧套筒相接觸得配合表面極易磨損，所以固定套選用T8A鋼，表面進(jìn)行熱處理使硬度為55~60HRC。內(nèi)孔和外圓在磨床上加工可達(dá)到較高得精度，再進(jìn)行配研，彈簧套筒得導(dǎo)向部分表面粗糙度值可達(dá)Ra0.4μm，同時(shí)又保證了較小得配合間隙不大于0.015mm，固定套外圓直徑與定位夾緊裝置體配合過(guò)盈量為0.025mm，增加耐磨性與使用壽命。 （1）D部分為螺紋，該處與螺母連接用于給彈簧套筒提供軸向力得，其直徑對(duì)定心精度影響不大，根據(jù)彈簧套筒卡爪部分得尺寸，設(shè)計(jì)出螺紋是M60得梯形螺紋。且。 （2）固定套得內(nèi)錐角：因?yàn)榕c彈簧套筒配合運(yùn)動(dòng)，其大小有彈簧套筒決定，根據(jù)彈簧套筒得內(nèi)錐角設(shè)計(jì)，可以取固定套得內(nèi)錐角。 （3）固定套導(dǎo)向部分直徑：其大小與彈簧套筒導(dǎo)向部分一樣，所以。 （4）固定套外圓直徑：其大小對(duì)定心無(wú)影響，根據(jù)結(jié)構(gòu)取。 （5）孔得直徑：這孔用來(lái)固定定位夾緊裝置體和固定套得，并確定其位置關(guān)系，直徑大小與所選取得銷得大小確定，在這我選取直徑為得銷，所以 。 （6）孔距左斷面得距離：對(duì)定位夾緊裝置得穩(wěn)定有較大影響，根據(jù)需要取。 （7）固定套長(zhǎng)度：根據(jù)彈簧套筒得長(zhǎng)度，取。 （8）與定位夾緊裝置體配合部分長(zhǎng)度：該部分長(zhǎng)度對(duì)定位夾緊裝置得穩(wěn)定有較大影響，根據(jù)全長(zhǎng)和穩(wěn)定得需要，取。 3.3.3夾緊板設(shè)計(jì) 在本次設(shè)計(jì)中，對(duì)定位夾緊裝置體無(wú)具體要求。但一般設(shè)計(jì)中，定位夾緊裝置體通常采用鑄鐵。但盡量使定位夾緊裝置體夾持固定套得內(nèi)表面粗糙度值低，保證具有良好得定心精度。 分凸出部用于確定定位夾緊裝置體和固定套得位置關(guān)系，其凸出部直徑：其直徑大小應(yīng)小于定位夾緊裝置體直徑，所以取其直徑。 （2)E部分右端面距孔中心長(zhǎng)度：該孔是與固定套配合得，根據(jù)固定套得尺寸去為。 （3）夾持部分直徑：該部分是用來(lái)夾持固定套得，所以其大小尺寸有固定套決定，所以取。 （4）夾持部分外圓直徑：該部分只要能夠穩(wěn)定夾持固定套就行，根據(jù)結(jié)構(gòu)要求，取。 （5）F部分是用來(lái)連接機(jī)床等設(shè)備得，連接形式不固定，在本圖上設(shè)計(jì)為螺紋連接，大小根據(jù)需求來(lái)定。該部外圓直徑先取。 第4章 基于Pro/E的 4.1 Pro/E三維設(shè)計(jì)軟件概述 Pro/Engineer操作軟件是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟件。Pro/Engineer軟件以參數(shù)化著稱，是參數(shù)化技術(shù)的最早應(yīng)用者，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位。Pro/Engineer作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今主流的CAD/CAM/CAE軟件之一，特別是在國(guó)內(nèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)領(lǐng)域占據(jù)重要位置。 Pro/E第一個(gè)提出了參數(shù)化設(shè)計(jì)的概念，并且采用了單一數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)解決特征的相關(guān)性問(wèn)題。另外，它采用模塊化方式，用戶可以根據(jù)自身的需要進(jìn)行選擇，而不必安裝所有模塊。Pro/E的基于特征方式，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)至生產(chǎn)全過(guò)程集成到一起，實(shí)現(xiàn)并行工程設(shè)計(jì)。它不但可以應(yīng)用于工作站，而且也可以應(yīng)用到單機(jī)上。Pro/E采用了模塊方式，可以分別進(jìn)行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進(jìn)行選擇使用。 （1）參數(shù)化設(shè)計(jì) 相對(duì)于產(chǎn)品而言，我們可以把它看成幾何模型，而無(wú)論多么復(fù)雜的幾何模型，都可以分解成有限數(shù)量的構(gòu)成特征，而每一種構(gòu)成特征，都可以用有限的參數(shù)完全約束，這就是參數(shù)化的基本概念。但是無(wú)法在零件模塊下隱藏實(shí)體特征。 （2）基于特征建模 Pro/E是基于特征的實(shí)體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計(jì)人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，您可以隨意勾畫(huà)草圖，輕易改變模型。這一功能特性給工程設(shè)計(jì)者提供了在設(shè)計(jì)上從未有過(guò)的簡(jiǎn)易和靈活。 （3）單一數(shù)據(jù)庫(kù)（全相關(guān)） Pro/Engineer是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫(kù)上，不像一些傳統(tǒng)的CAD/CAM系統(tǒng)建立在多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)上。所謂單一數(shù)據(jù)庫(kù)，就是工程中的資料全部來(lái)自一個(gè)庫(kù)，使得每一個(gè)獨(dú)立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個(gè)部門的。換言之，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的任何一處發(fā)生改動(dòng)，亦可以前后反應(yīng)在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。例如，一旦工程詳圖有改變，NC（數(shù)控）工具路徑也會(huì)自動(dòng)更新；組裝工程圖如有任何變動(dòng)，也完全同樣反應(yīng)在整個(gè)三維模型上。這種獨(dú)特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計(jì)的完整的結(jié)合，使得一件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)。這一優(yōu)點(diǎn)，使得設(shè)計(jì)更優(yōu)化，成品質(zhì)量更高，產(chǎn)品能更好地推向市場(chǎng)，價(jià)格也更便宜。 Pro/Engineer是軟件包，并非模塊，它是該系統(tǒng)的基本部分，其中功能包括參數(shù)化功能定義、實(shí)體零件及組裝造型，三維上色，實(shí)體或線框造型，完整工程圖的產(chǎn)生及不同視圖展示（三維造型還可移動(dòng)，放大或縮小和旋轉(zhuǎn)）。Pro/Engineer是一個(gè)功能定義系統(tǒng)，即造型是通過(guò)各種不同的設(shè)計(jì)專用功能來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽殼（Shells）等，采用這種手段來(lái)建立形體，對(duì)于工程師來(lái)說(shuō)是更自然，更直觀，無(wú)需采用復(fù)雜的幾何設(shè)計(jì)方式。這系統(tǒng)的參數(shù)比功能是采用符號(hào)式的賦予形體尺寸，不象其他系統(tǒng)是直接指定一些固定數(shù)值于形體，這樣工程師可任意建立形體上的尺寸和功能之間的關(guān)系，任何一個(gè)參數(shù)改變，其他相關(guān)的特征也會(huì)自動(dòng)修正。這種功能使得修改更為方便和可令設(shè)計(jì)優(yōu)化更趨完美。造型不單可以在屏幕上顯示，還可傳送到繪圖機(jī)上或一些支持Postscript格式的彩色打印機(jī)。Pro/Engineer還可輸出三維和二維圖形給予其他應(yīng)用軟件，諸如有限元分析及后置處理等，這都是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換格式來(lái)實(shí)現(xiàn)，用戶更可配上 Pro/Engineer軟件的其它模塊或自行利用 C語(yǔ)言編程，以增強(qiáng)軟件的功能。它在單用戶環(huán)境下（沒(méi)有任何附加模塊）具有大部分的設(shè)計(jì)能力，組裝能力（運(yùn)動(dòng)分析、人機(jī)工程分析）和工程制圖能力（不包括ANSI， ISO， DIN或 JIS標(biāo)準(zhǔn)），并且支持符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的繪圖儀（HP，HPGL）和黑白及彩色打印機(jī)的二維和三維圖形輸出。Pro/Engineer功能如下： （1）特征驅(qū)動(dòng)（例如：凸臺(tái)、槽、倒角、腔、殼等）； （2）參數(shù)化（參數(shù)=尺寸、圖樣中的特征、載荷、邊界條件等）； （3）通過(guò)零件的特征值之間，載荷/邊界條件與特征參數(shù)之間（如表面積等）的關(guān)系來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)； （4）支持大型、復(fù)雜組合件的設(shè)計(jì)（規(guī)則排列的系列組件，交替排列，Pro/PROGRAM的各種能用零件設(shè)計(jì)的程序化方法等）。 （5）貫穿所有應(yīng)用的完全相關(guān)性（任何一個(gè)地方的變動(dòng)都將引起與之有關(guān)的每個(gè)地方變動(dòng)）。其它輔助模塊將進(jìn)一步提高擴(kuò)展 Pro/ENGINEER的基本功能。 4.2三維設(shè)計(jì) 4.2.1伸縮缸、夾緊缸缸體 伸縮缸、夾緊缸缸體如下圖示： 圖4-1 伸縮缸體 圖4-2 夾緊缸體 4.2.2伸縮缸、夾緊缸缸蓋 伸縮缸、夾緊缸缸蓋如下圖示： 圖4-3 伸縮缸體 圖4-4 夾緊缸體 4.2.3活塞桿 活塞桿如下圖示： 圖4-5 活塞桿 4.2.4固定板、滑動(dòng)板 固定板、滑動(dòng)板如下： 圖4-6 固定板 圖4-7 滑動(dòng)板 4.2.5夾緊板 夾緊板如下： 圖4-8夾緊板 4.2.6三維裝配 圖4-9 試驗(yàn)臺(tái)裝配 結(jié) 論 轉(zhuǎn)眼畢業(yè)設(shè)計(jì)接近尾聲，通過(guò)這次設(shè)計(jì)實(shí)踐，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)有了更全面的認(rèn)識(shí)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)填補(bǔ)了以往課堂上只是公式化的解題，對(duì)于實(shí)踐的工程設(shè)計(jì)計(jì)算沒(méi)有具體的概念。 在做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間我不僅復(fù)習(xí)了以往學(xué)過(guò)的知識(shí)，還進(jìn)一步提高了很多有關(guān)Pro/E，CAD和Word的基本操作，不但我的自學(xué)能力也得到了進(jìn)一步加強(qiáng) 通過(guò)對(duì)螺旋千斤頂?shù)脑O(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核使對(duì)千斤頂?shù)墓ぷ髟?，結(jié)構(gòu)，特點(diǎn)，工藝處理等進(jìn)一步了解，以前對(duì)工藝處理了解很少，現(xiàn)在提高了工藝處理方法的了解，也了解了千斤頂?shù)牟煌Y(jié)構(gòu) 查表、計(jì)算這些對(duì)于還不是很熟練的他們來(lái)說(shuō)很不容易，進(jìn)度慢，返工多是很普遍的現(xiàn)象，反復(fù)的計(jì)算、查表使在設(shè)計(jì)過(guò)程中受益匪淺。 在CAD方面也學(xué)到了更多的畫(huà)法，了解了更多國(guó)標(biāo)的要求和畫(huà)圖時(shí)容易出錯(cuò)的地方，同時(shí)也學(xué)會(huì)了粗糙度的和公差的查表方法。 在Pro/E方面學(xué)到了更多的畫(huà)法，從以前的簡(jiǎn)單建模都現(xiàn)在學(xué)會(huì)了較復(fù)雜的建模，例如旋轉(zhuǎn)桿的建模。 在計(jì)算和繪圖的過(guò)程中才知道其實(shí)有很多專業(yè)知識(shí)在課堂上學(xué)的不夠扎實(shí)。測(cè)量時(shí)想到繪圖容易，畫(huà)圖時(shí)想到繪圖容易。這是好高鶩遠(yuǎn)的通病。其實(shí)很多時(shí)候很多事情，只有自己親自動(dòng)手做過(guò)了才知道他的難與易。 總而言之，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)自己不久未來(lái)將要從事的工作進(jìn)行了一次很好的適應(yīng)性的訓(xùn)練，從中鍛煉了自己獨(dú)立分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，也培養(yǎng)了我嚴(yán)肅認(rèn)真和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，這些都超出了完成畢業(yè)設(shè)計(jì)本身的意義，也為以后從事的工作鋪墊了基石。 參考文獻(xiàn) [1] 李旦等，機(jī)床專用定位夾緊裝置圖冊(cè)，哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005。 [2] 孫已德，機(jī)床定位夾緊裝置圖冊(cè)，北京：China Machine 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周永強(qiáng)，高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)，北京：中國(guó)建材工業(yè)出版社，2000 致 謝 大學(xué)生活即將結(jié)束，在這短短的四年里，讓我結(jié)識(shí)了許許多多熱心的朋友、工作嚴(yán)謹(jǐn)教學(xué)相幫的教師。畢業(yè)設(shè)計(jì)的順利完成也脫離不了他們的熱心幫助及指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)，在此向所有給予我此次畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)和幫助的老師和同學(xué)表示最誠(chéng)摯的感謝。 首先，向本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師表示最誠(chéng)摯的謝意。在自己緊張的工作中，仍然盡量抽出時(shí)間對(duì)我們進(jìn)行指導(dǎo)，時(shí)刻關(guān)心我們的進(jìn)展?fàn)顩r，督促我們抓緊學(xué)習(xí)。老師給予的幫助貫穿于設(shè)計(jì)的全過(guò)程，從借閱參考資料到現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際操作，他都給予了指導(dǎo)，不僅使我學(xué)會(huì)書(shū)本中的知識(shí)，更學(xué)會(huì)了學(xué)習(xí)操作方法。也懂得了如何把握設(shè)計(jì)重點(diǎn)，如何合理安排時(shí)間和論文的編寫(xiě)，同時(shí)在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，她和我們?cè)谝黄鸸餐鉀Q了設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題。 其次，要向給予此次畢業(yè)設(shè)計(jì)幫助的老師們，以及同學(xué)們以誠(chéng)摯的謝意，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，他們也給我很多幫助和無(wú)私的關(guān)懷，更重要的是為我們提供不少技術(shù)方面的資料，在此感謝他們，沒(méi)有這些資料就不是一個(gè)完整的論文。 另外，也向給予我?guī)椭乃型瑢W(xué)表示感謝。 總之，本次的設(shè)計(jì)是老師和同學(xué)共同完成的結(jié)果，在設(shè)計(jì)的一個(gè)月里，我們合作的非常愉快，教會(huì)了大我許多道理，是我人生的一筆財(cái)富，我再次向給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)表示感謝！