1308-機(jī)床夾具柔性化技術(shù)研究及設(shè)計(jì)
1308-機(jī)床夾具柔性化技術(shù)研究及設(shè)計(jì),機(jī)床,夾具,柔性,技術(shù)研究,設(shè)計(jì)
例如 : 當(dāng) 1 臺液壓設(shè)備所需輸出力為 100 kN、液壓缸直徑 D = 80 mm 時(shí) , 采用該裝置的參數(shù)如上。若采用液壓缸活塞直接輸出力 , 經(jīng)計(jì)算 , 所需的液壓系統(tǒng)的工作壓力為 20 M Pa; 而采用該裝置后 ,液壓系統(tǒng)的工作壓力只需 2. 9 M Pa。同上 , 所需輸出力為 100 kN , 液壓系統(tǒng)工作壓力給定為 2. 5 M Pa, 若采用液壓缸活塞直接進(jìn)行力的輸出 , 經(jīng)計(jì)算 , 所需液壓缸直徑 D = 225 mm ; 而采用該裝置后 , 所需液壓缸直徑 D = 85 mm。由上述實(shí)例可見 , 利用機(jī)械增力機(jī)構(gòu)與液壓傳動技術(shù)結(jié)合 , 在輸出力及液壓缸直徑一定的條件下 ,能顯著降低液壓系統(tǒng)壓力 ; 而在輸出力及液壓系統(tǒng)壓力一定時(shí) , 則能顯著減小液壓缸的直徑?;跓o桿活塞缸的斜楔增力液壓夾具蘇州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 (215021) 付春梅液壓傳動夾具在現(xiàn)代制造業(yè)中應(yīng)用極為廣泛。液壓缸的結(jié)構(gòu)形式往往出于習(xí)慣而選擇有桿活塞式液壓缸。圖 1 所示即為常用的基于有桿活塞液壓缸的斜楔增力夾具 , 其工作時(shí) , 斜楔的斜面在液壓缸活塞桿的推動下作用于滾輪 , 使得杠桿式壓板繞固定鉸鏈軸轉(zhuǎn)動 , 從而夾緊工件。圖 1 基于有桿活塞缸的斜楔增力夾具原理圖該夾具液壓缸軸線方向上尺寸過大 , 結(jié)構(gòu)不緊湊 ; 活塞桿剛性較差 , 因而需在斜楔下面設(shè)計(jì)支承元件。為此 , 我們設(shè)計(jì)了 2 種用無桿活塞液壓缸代替有桿活塞液壓缸的斜楔增力夾具 , 一種是基于無桿活塞缸的單面斜楔增力夾具 , 活塞做成單面斜楔狀 , 用于單向夾緊工件的場合 , 見圖 2。另一種是基于無桿活塞缸的雙面斜楔增力夾具 , 活塞做成雙面斜楔狀 , 用于雙向夾緊工件的場合 , 見圖 3。圖 2 單面斜楔增力夾具 圖 3 雙面斜楔增力夾具當(dāng)活塞在液壓缸左腔液體壓力的作用下向右運(yùn)動時(shí) , 活塞上的斜面作用于滾輪 , 使?jié)L輪驅(qū)動杠桿式壓板繞固定鉸鏈軸擺動 , 進(jìn)而夾緊工件。工件夾緊后 , 在保持油壓不變的情況下可對工件進(jìn)行加工。加工完畢后使換向閥切換至右位工作 , 活塞向左運(yùn)動 ,杠桿式壓板在復(fù)位彈簧 (圖中未予示出 )作用下反向擺動 , 從而松開工件。不難看出 , 對于基于有桿活塞缸的夾具而言 , 具有同樣功能的無桿活塞缸夾具在軸線方向上的尺寸大大減小 , 使得夾具的總體結(jié)構(gòu)變得簡單緊湊。此外 , 由于沒有了外伸的活塞桿 , 增強(qiáng)了剛性。通過建立數(shù)學(xué)模型 , 可得圖 2 所示機(jī)構(gòu)的夾緊力 F c 的計(jì)算公式為 :F c = PD2p l1G4l2 \[ tan (A+ U1p ) + tanU2 ] (1)圖 3 所示機(jī)構(gòu)的夾緊力 F c 的計(jì)算公式為 :F c = PD2p l1G8l2 tan (A+ U1p ) (2)式中 : p —— 液壓油的工作壓力 ;D —— 液壓缸的內(nèi)徑 ;l1、 l2—— 杠桿主動臂與被動臂的長度 ;G—— 杠桿的傳遞效率 , 通常取 G= 0. 97;A—— 斜楔角 ;U1p—— 滾輪的當(dāng)量摩擦角 ;U2 —— 活塞與缸的摩擦角。tanU1p = (rf 1) R (f 1 為滾輪與其轉(zhuǎn)軸之間的摩擦因數(shù) , r 為滾輪轉(zhuǎn)軸半徑 , R 為滾輪外圓半徑 ) ;U2 = arctanf 2 (f 2 為活塞與缸壁間的摩擦因數(shù) )。基于對稱連桿式二次正交增力浮動機(jī)構(gòu)的氣動夾具蘇州大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院 (215021) 林杰 芮延年氣壓傳動是一種“準(zhǔn)綠色”的傳動技術(shù) ; 缺點(diǎn)是系統(tǒng)壓力 p 不可能太高 (一般 p = 0. 4~ 0. 7 M Pa) ,因而往往造成夾具體積過于龐大。因此 , 在要求輸出力較大的場合 , 人們常利用不同類型的增力機(jī)構(gòu) , 對壓縮空氣作用于活塞上的軸向力加以放大 , 然后再進(jìn)行輸出。此外 , 較多夾具需要 2 點(diǎn)浮動夾緊 , 一般都是采用附加的浮動機(jī)構(gòu) , 這使結(jié)構(gòu)復(fù)雜 , 且夾緊力不夠大。為此 , 我們設(shè)計(jì)了集增力與 2 點(diǎn)浮動夾緊功能于一體的新型夾具 , 運(yùn)用二次正交對稱機(jī)構(gòu)與無桿氣缸結(jié)合 , 使整個夾具結(jié)構(gòu)緊湊 , 輸出力大。1. 工作原理夾具工作原理如圖 1 所示 , 在無桿活塞式氣缸的活塞中部設(shè)計(jì)有 1 個徑向孔 , 以適當(dāng)間隙與滑塊·44· 《新技術(shù)新工藝》·機(jī)械加工與自動化 2004 年 第 10 期
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