車床上碟簧作動(dòng)力時(shí)彈簧夾頭夾緊及松開機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)開題報(bào)告

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告</p><p>　學(xué)生姓名</p><p>　指導(dǎo)教師姓名</p><p>　課題來源D.自擬課題課題性質(zhì)A.工程設(shè)計(jì)</p><p>　課題名稱車床上用碟簧作動(dòng)力時(shí)彈簧夾頭夾緊及松開機(jī)構(gòu)</p><p>　畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和意義 采用通過對(duì)通用夾具和專用夾具

2、的對(duì)比，進(jìn)行車床上用碟簧作動(dòng)力時(shí)彈簧夾頭夾緊及松開機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，使其滿足工人在各種環(huán)境中實(shí)際加工工件時(shí)的要求。畢業(yè)設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容：1、機(jī)械制圖a) CAD繪制課題裝配圖0號(hào)圖 1張 b)其它零件圖紙采用CAD繪制,CAD圖紙折合0號(hào)1張 （約10個(gè)零件）c) 繪制碟型彈簧受力簡(jiǎn)圖2、設(shè)計(jì)計(jì)算a) 彈簧夾頭受力分析計(jì)算b) 碟型彈簧受力及壓縮量分析計(jì)算c) 彈簧夾頭松開用推力軸承選型分析d) 氣缸活塞受力分析計(jì)算3、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析各零件成本分

3、析課題成本計(jì)算4、翻譯有關(guān)外文資料本課題研究的意義：本課題對(duì)車床上用碟簧作動(dòng)力時(shí)彈簧夾頭夾緊及松開機(jī)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，其意義如下：1、在對(duì)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題進(jìn)行了初步了解之后，隨著普通車床和數(shù)控車床的不斷發(fā)展，車床用碟簧作動(dòng)力時(shí)彈簧夾頭夾緊及松開機(jī)構(gòu)與傳統(tǒng)的卡爪式夾緊及松開機(jī)構(gòu)相比，具有動(dòng)平衡性好、穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造、夾緊可靠、使用便捷和更換方便等優(yōu)點(diǎn)。2、大學(xué)四年中學(xué)習(xí)了許多的機(jī)械課程，比如機(jī)械原理，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床，金屬材料的加工

4、與熱處理，材料力學(xué)，理論力學(xué)等，在此過程中學(xué)會(huì)了將理論與實(shí)際相結(jié)合來解</p><p>　文獻(xiàn)綜述本次課題研究的是車床用碟簧作動(dòng)力時(shí)彈簧夾頭的夾緊與松開機(jī)構(gòu)。車床的主要附件夾具，用于裝夾工件的裝置。車床夾具分通用夾具和專用夾具。常見的附件還有卡盤、頂尖、中心架、跟刀架、花盤等。彈簧夾頭夾緊裝置是一種用來裝置在銑床上的一種用來禁錮鉆頭或者是銑刀的一種筒形的夾具，是一種用來固定加固需要改造的零件的一種固定裝置。彈簧夾

5、頭夾緊裝置能精確地定位與夾緊工件或刀具，具有抵抗扭矩和承受來自多方向切削力，增大驅(qū)動(dòng)力、拉力和轉(zhuǎn)換驅(qū)動(dòng)力為工件或刀具夾緊力，快速松開工件 ( 或刀具 )，在不降低加工精度和使工件不受損害條件下的高重復(fù)精度，能在較寬的主軸轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)工作與只有極小的夾緊力損失的能力[1] 。彈簧夾頭是精密機(jī)床主軸夾緊的重要裝置，直接影響到精密機(jī)床加工精度及表面加工質(zhì)量，該裝置具有工作穩(wěn)定可靠、精度重復(fù)性好的特點(diǎn)[2]。碟形彈簧簡(jiǎn)稱碟簧，它是一種由鋼板沖壓成

6、碟形的薄板彈簧，體積小，承載能力大，加壓均勻，緩沖和減震能力強(qiáng)，采用不同的組合（疊合或?qū)希┛梢缘玫讲煌姆?、非線性、漸增性、零剛度及負(fù)剛度的變性特性曲線[3]。主軸速度彈簧夾頭往往是以非常高的主軸速度進(jìn)行車削時(shí)的較好選擇，主要有兩</p><p>　文獻(xiàn)綜述目的是設(shè)計(jì)一種碟簧式氣動(dòng)夾緊及松開機(jī)構(gòu)，以解決提高機(jī)構(gòu)的動(dòng)平衡性和穩(wěn)定性的問題，同時(shí)又便于制造和使用方便。該碟簧式氣動(dòng)夾緊及松開機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)包括：旋轉(zhuǎn)主軸、

7、套在主軸內(nèi)隨其旋轉(zhuǎn)的拉管、固定與拉管一端的彈簧夾頭、連接于拉管另一端的落幕套、汽缸、連桿和軸承：所述螺母套的小直徑段套接在拉管上，中直徑段套置在主軸外，大直徑的變徑端之間；該壓縮碟簧兩端被固定在主軸上的凸臺(tái)與螺母套的大直徑段的變徑端之間；所述汽缸活塞桿與主軸平行，并且通過連桿與固定于螺母套上的軸承外圈相接觸形成推動(dòng)關(guān)系；所述拉管與主軸為軸向可滑動(dòng)的套接結(jié)構(gòu)，主軸端部與螺母套之間保留一段可移動(dòng)間隙。如上所述的碟簧式氣動(dòng)夾緊及松開機(jī)構(gòu)，所述

8、連桿的端部與氣缸活塞桿活動(dòng)鏈接，中部為圓環(huán)形，在圓環(huán)內(nèi)側(cè)上設(shè)有撥叉擋在軸承的外圈上，連桿下端活動(dòng)固定于支座上。該機(jī)構(gòu)如圖1所示：1.彈簧夾頭 2.汽缸 3.碟簧 4.連桿 5.軸承6.螺母套 7.拉管 8.支座 9.主軸</p><p>　文獻(xiàn)綜述該碟簧式氣動(dòng)夾緊及松開機(jī)構(gòu)與傳統(tǒng)的數(shù)控車床所使用的卡爪式氣動(dòng)夾緊及松開機(jī)構(gòu)相比，具有動(dòng)平衡性好、穩(wěn)定性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

9、單、易于制造、夾緊可靠、使用便捷和跟換方便等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足株洲高轉(zhuǎn)速的平衡性要求，主軸轉(zhuǎn)速可提高到6000r/min。目前廣泛使用的彈簧夾頭材質(zhì)有60Si2Mn、65Mn、9SiCr等幾種，以選用彈簧鋼為主，其主要目的是保證夾頭頸部的彈性與韌性。近來也有選用GCr15軸承鋼的。彈簧夾頭熱處理工藝改進(jìn)概括如下：（1）一段（整體）硬度法：采用整體亞溫淬火[5]、等溫淬火[6]，獲得整體硬度50~55HRC。淬火的彈簧夾頭彈性部位性能較理想，

10、但夾緊頭部硬度偏低較易磨損，壽命不高。（2）二段硬度法[7]：采用整體淬火、局部回火方法來達(dá)到，獲得頭部硬度60~63HRC，頸部和尾部硬度50~55HRC，二段硬度法避免了頭部易磨損缺陷，但頸部、尾部因彈性不足會(huì)出現(xiàn)早期脆斷；（3）三段硬度法[8]：將彈簧夾頭裝在夾具內(nèi)進(jìn)行整體加熱，保溫后將頭部、頸部放入260~280℃硝鹽等溫槽中，尾部暴露空氣中空冷，空冷至黑色時(shí)整體入硝鹽等溫，然后380~400℃整體回火，此時(shí)頸部硬度50~55H

11、</p><p>　研究?jī)?nèi)容1．彈簧夾頭夾緊的可靠性針對(duì)車床主軸彈簧夾頭夾緊機(jī)構(gòu)，首先建立了彈簧夾頭夾緊力的可靠性分析模型，對(duì)車床主軸彈簧夾頭夾緊機(jī)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，通過分析可知：當(dāng)彈簧夾頭的彈性模量和彈簧夾爪與工件的直徑間隙有20正態(tài)隨機(jī)波動(dòng)時(shí)，該夾緊機(jī)構(gòu)可靠性還是可以保證的；其次，建立了整個(gè)彈簧夾頭夾緊機(jī)構(gòu)的非線性有限元模型，與理論計(jì)算結(jié)果的相對(duì)誤差為12.1，由此驗(yàn)證了有限元模型的準(zhǔn)確性.2．對(duì)碟型彈簧受力及壓縮

12、行程最佳使用范圍進(jìn)行分析，碟形彈簧的材質(zhì)選擇60Si2MnA鋼。3．根據(jù)工作所需力的大小來確定活塞桿上的推力和拉力。由此來選擇氣缸時(shí)應(yīng)使氣缸的輸出力稍有余量。若缸徑選小了，輸出力不夠，氣缸不能正常工作；但缸徑過大，不僅使設(shè)備笨重、成本高，同時(shí)耗氣量增大，造成能源浪費(fèi)。</p><p>　研究計(jì)劃研究周期與時(shí)間安排畢業(yè)設(shè)計(jì)起止日期：2.22—6.03（第1周—第15周）第1周 (2.22-2.26) 收集資料，學(xué)

13、習(xí)有關(guān)書籍文獻(xiàn)，參觀工廠，搜集設(shè)計(jì)過程中所要遵照的有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)并進(jìn)行學(xué)習(xí)。第2周 (2.29-3.04) 提出完成課題的基本思路和方法，暨完成該課題所采用的技術(shù)路線、方案，要設(shè)計(jì)和完成的任務(wù)第3周 (3.07-3.11）完成開題報(bào)告及外文材料翻譯第4周 (3.14-3.18) 完成彈簧夾頭受力分析、碟型彈簧受力及壓縮量分析計(jì)算第5周 (3.21-3.25) 完成裝配圖草圖設(shè)計(jì)，繪制彈簧夾緊受力簡(jiǎn)圖第6周 (3.28-4.01)

14、 完成彈簧夾頭松開用推力軸承選型分析；確定松開氣缸的松開力，完成氣缸活塞受力分析計(jì)算，氣缸密封件的選型分析第7周 (4.04-4.08）畢業(yè)設(shè)計(jì)中期檢查第8周 (4.11-4.15）完成裝配圖設(shè)計(jì)，進(jìn)行零件圖計(jì)算機(jī)繪圖第9周 (4.18-4.22) 完成零件圖計(jì)算機(jī)繪圖第10周 (4.25-4.29）進(jìn)行各零件及課題成本分析，完成各零件成本及課題成本計(jì)算第11周 (5.02-5.06) 遞交論文初稿第12周 (5.09-5<

15、/p><p>　特色與創(chuàng)新本論文特色與創(chuàng)新如下：(1)通過對(duì)于彈簧夾頭可靠性分析，保證了裝夾工件更安全，更可靠。(2) 碟簧的壓縮行程最佳使用范圍在其最大壓縮行程的10%-75%之間，形變熱處理可將60Si2MnA鋼的機(jī)械物理性能提高45-52,達(dá)到和略超過同類鋼種SAE9260、SAE9255、SUP6和SUP7常規(guī)熱處理水平。(3)采用增力機(jī)構(gòu)，以減少氣缸的尺寸。可以降低汽缸成本，減少耗氣量，避免能源浪費(fèi)。<