罩蓋鉆孔液壓專(zhuān)用機(jī)械手的畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘要--------------------------------------------------------------I</p><p>　　ABSTRACTII</p><p>　　1 續(xù)論---------------------------------------

2、----------------------------------------------------1</p><p>　　1.1 選題的背景和意義--------------------------------------------------------------------1</p><p>　　2 機(jī)械手的總體理論設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1

3、罩蓋鉆孔專(zhuān)用機(jī)械手液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.1.1設(shè)計(jì)要求5</p><p>　　3 液壓缸的設(shè)計(jì)10</p><p>　　3.1缸體的材料10</p><p><b>　　3.2缸蓋11</b></p><p>　　3.3活塞的材料及要求11</p>&

4、lt;p>　　3.4活塞桿的材料及要求11</p><p>　　3.5首先確定剛體于端蓋的連接形式13</p><p>　　3.6液壓缸主要參數(shù)的確定14</p><p><b>　　3.7活塞：16</b></p><p>　　4 手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17</p><p>　　4.1腕部

5、設(shè)計(jì)17</p><p>　　4.2驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)17</p><p>　　4.3支架尺寸的設(shè)計(jì)18</p><p>　　5 上導(dǎo)軌和滑臺(tái)的設(shè)計(jì)20</p><p>　　5.1上導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)20</p><p>　　5.1.1導(dǎo)軌的材料20</p><p>　　5.1.2驗(yàn)算導(dǎo)軌的步驟是

6、：21</p><p>　　5.2滑臺(tái)設(shè)計(jì)22</p><p>　　5.2.1支架制造工藝規(guī)程23</p><p>　　5.2.2計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類(lèi)型23</p><p>　　5.2.3分析加工零件的工藝性23</p><p>　　5.2.4確定加工余量24</p><p>　

7、　5.3滑臺(tái)的工藝性分析：25</p><p>　　5.4滑臺(tái)的制造工藝規(guī)程25</p><p>　　6 下導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)27</p><p>　　6.1導(dǎo)軌零件的工藝規(guī)程27</p><p>　　6.1.1下導(dǎo)軌的工藝分析27</p><p>　　6.1.2毛胚的選擇27</p><p&g

8、t;　　6.1.3技術(shù)要求:28</p><p>　　6.1.4基準(zhǔn)的選擇28</p><p>　　6.2選擇機(jī)床設(shè)備及工藝裝備.28</p><p>　　6.3填寫(xiě)工藝文件28</p><p>　　7 卸料手指的設(shè)計(jì)30</p><p>　　7.1卸料手指的結(jié)構(gòu)30</p><p>

9、;　　7.2機(jī)械手手指的特點(diǎn)30</p><p>　　7.3夾持手部的夾緊驅(qū)動(dòng)力的設(shè)計(jì)計(jì)算30</p><p>　　7.3.1卸料夾緊機(jī)械手的設(shè)計(jì)計(jì)算30</p><p>　　7.3.2彈簧力的計(jì)算：31</p><p><b>　　結(jié)論32</b></p><p><b>　

10、　參考文獻(xiàn)33</b></p><p><b>　　致謝34</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文在分析了機(jī)械手的的發(fā)展概況和趨勢(shì)后,研制了這種液壓自動(dòng)機(jī)械手，它投資少,制造容易,工作穩(wěn)定可靠,維修檢修方便及操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn).</p><p>　　

11、它包括送料和卸料兩個(gè)機(jī)械手,它們?cè)诳刂葡到y(tǒng)的作用下,互相合理的搭配工作，當(dāng)送料機(jī)械手將料送至夾具時(shí),此時(shí)材料的中心線,夾具的中心線及卸料機(jī)械手中心線都在一條直線上,以保證料的定位準(zhǔn)確.</p><p>　　本文的設(shè)計(jì)主要內(nèi)容:</p><p>　　機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),包括送料機(jī)械手和卸料機(jī)械手.</p><p>　　控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),由行程開(kāi)關(guān),電磁閥等控制元件組成的液

12、壓控制系統(tǒng).</p><p>　　驅(qū)動(dòng)裝置的設(shè)計(jì),包括液壓缸等液壓系統(tǒng)圖.</p><p>　　本課題的設(shè)計(jì)對(duì)象是為磁電機(jī)輪殼鉆側(cè)面孔專(zhuān)用機(jī)床配套設(shè)計(jì)裝、卸料機(jī)械手，全文共分八部分。第一部分 卸料機(jī)械手系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案。對(duì)總體設(shè)計(jì)方案的提出做了詳細(xì)的介紹。</p><p>　　第一部分 機(jī)械手的總體方案的設(shè)計(jì).</p><p>　　第二部分

13、 液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算.</p><p>　　第三部分 導(dǎo)軌滑臺(tái)的設(shè)計(jì).</p><p>　　第四部分下導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工藝文獻(xiàn).</p><p>　　其它部分簡(jiǎn)略介紹了送料機(jī)械手手指,卸料機(jī)械手的設(shè)計(jì)。</p><p>　　關(guān)鍵字： 機(jī)械手； 液壓系統(tǒng)</p><p>　　ABSTRACT </p>&

14、lt;p>　　Machinying </p><p>　　The engyine lathe,one of the oldest metal removal machines,has a numbei of useful and highly desirable attributes.today these lathes are used primarily in small shops where sm

15、aller quantities rather than large production runs are encountered.</p><p>　　The engine lathe has been replaced in today is production shops by a wide nariety of automatic lathes such as automatic tracer lat

16、hes,turret lathes,and automatic screw machindes,Sll the advantages of single-point tooling for maximum metal removal,and the use of form tools for finish and accuracy,are now at the designer is fingertips with production

17、 speeds on a par with the fastest processing epuipment on the scene today.</p><p>　　Tolerances for the engine lathe depend primarily on the skill f the operator.The design engineer must bi careful in usying

18、tolerances of an experimental part that has been produced on the engine lathe by a skilled operator..In rdesigning an experimental part for production,economical tolerancds should be used.</p><p><b>　　

19、Grindying</b></p><p>　　Grinding is one of the most widely used methods of finishying parts to extremely close tolerances and low surface roughness.Currently,there are grinders for almost every type of

20、grinding operation.particular design features of a part dictate to a large degree the type of grindying machine required.Where processing costs are excessive,parts redesigned to utilize a less expensive,higher output gri

21、nding method economy of centerless grinding should be taken advantage of by proper design consideratio</p><p>　　Key word: Machinying Grindyying</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p

22、>　　1.1選題背景和意義：</p><p>　　1.11液壓技術(shù)的現(xiàn)狀、趨勢(shì)及優(yōu)缺點(diǎn)：</p><p>　　1.12液壓技術(shù)的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　液壓傳動(dòng)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)是一門(mén)“新”學(xué)科,相對(duì)于計(jì)算機(jī)等新技術(shù)，它又是一門(mén)較老的技術(shù)。如果從17世紀(jì)帕斯卡提出靜壓傳遞原理、18世紀(jì)英國(guó)制成世界第一臺(tái)水壓機(jī)算起，液壓傳動(dòng)已有二百多年的歷史。

23、但是由于當(dāng)時(shí)沒(méi)有成熟的液壓傳動(dòng)技術(shù)和液壓元件，因此它沒(méi)有得到普遍的應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)傳動(dòng)技術(shù)有了進(jìn)一步的需求。特別是在第二次世界大戰(zhàn)期間，由于軍事上迫切地需要反應(yīng)快、重量輕、功率大的各種武器裝備，而液壓傳動(dòng)技術(shù)正好具有這方面的優(yōu)勢(shì)，所以獲得了較快的發(fā)展。在戰(zhàn)后的50年中，液壓傳動(dòng)技術(shù)迅速地?cái)U(kuò)展到其他各個(gè)部門(mén)，并得到了廣泛的應(yīng)用。目前，液壓在實(shí)現(xiàn)高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲、長(zhǎng)壽命、高度集成化、小型化與輕量化、

24、一體化、執(zhí)行件柔性化等方面取得了很大的進(jìn)展。同時(shí)，由于它與微電子技術(shù)密切配合，能在盡可能小的空間內(nèi)傳遞出盡可能大的功率并加以準(zhǔn)確地控制，從而更使得它在各行各業(yè)中發(fā)揮出了巨大作用。</p><p><b>　　當(dāng)今物流界的發(fā)展</b></p><p>　　當(dāng)今物流倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)械在國(guó)際上市場(chǎng)前景廣闊，而中國(guó)倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)械的成長(zhǎng)和崛起，正慢慢改變著歐美發(fā)達(dá)國(guó)家占據(jù)高端產(chǎn)品的地位。漫長(zhǎng)而

25、又年輕的80多年物流倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)械的制造歷史，一直被歐美發(fā)達(dá)國(guó)家企業(yè)所壟斷，中國(guó)企業(yè)只能在低端產(chǎn)品市場(chǎng)相互廝殺。如今，國(guó)外企業(yè)一統(tǒng)天下的格局，正因逐漸做大做強(qiáng)的中國(guó)企業(yè)的參與而改變著。而物流服務(wù)的質(zhì)量與效率在其中占相當(dāng)大的比重。對(duì)于先進(jìn)的大型物流中心，其貨物的存放都是集中式，有電腦編程自動(dòng)按需要快速存取貨物。對(duì)于一些小型的物流站，沒(méi)有如此大的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，許多年來(lái)他們的物資裝卸存放都是由叉車(chē)、吊車(chē)、鏟車(chē)和人一起完成的。此種方法消耗人力巨大，且效率

26、不高，在此情況下，設(shè)計(jì)一種專(zhuān)門(mén)能在中、小型物流中心完成物資的裝卸工能的工具是一件非常必要的事。國(guó)際方面一直在努力，為使人力從這種繁瑣的低效率的生產(chǎn)中分離出來(lái)。</p><p><b>　　網(wǎng)上技術(shù)資料</b></p><p>　　1) 博信自動(dòng)化設(shè)備有限公司的碼垛機(jī)械手介紹: </p><p>　　BO XIN碼垛機(jī)械手的

27、特點(diǎn)：</p><p>　　·碼垛機(jī)械手是博信自動(dòng)化設(shè)備有限公司在參考了國(guó)內(nèi)外多種機(jī)型特點(diǎn)的基礎(chǔ)上研制開(kāi)發(fā)的新機(jī)型，質(zhì)量穩(wěn)定，性?xún)r(jià)比高是進(jìn)口同類(lèi)產(chǎn)品的1/3價(jià)格。·碼垛機(jī)械手的能力比機(jī)械式碼垛、人力都還要高。·結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，所以故障率低，容易保養(yǎng)，維修。·主要構(gòu)成零件少，配件少，所以維持費(fèi)用很低。·碼垛機(jī)械手可以設(shè)置在狹窄的空間，即可有效的使用。

28、3;全部控制可在控制柜屏幕上操作即可，操作非常簡(jiǎn)單。·通用性強(qiáng)：通過(guò)更換機(jī)械手的抓手即可完成對(duì)不同貨物的碼垛及拆垛，相對(duì)降低了客戶(hù)的購(gòu)買(mǎi)成本。本設(shè)備適應(yīng)于化工、飲料、食品、啤酒、塑料等自動(dòng)生產(chǎn)企業(yè)；對(duì)各種紙箱、袋裝、罐裝、啤酒箱等各種形狀的包裝都適應(yīng)。</p><p>　　BO XIN碼垛機(jī)械手的優(yōu)點(diǎn)以及與其它機(jī)械手的區(qū)別：</p><p>　　·BO XIN碼垛機(jī)械

29、手的程序里所需要定位的只有兩點(diǎn)，1個(gè)是抓起點(diǎn)，1個(gè)是擺放點(diǎn)，這兩點(diǎn)之間以外的軌道全由電腦來(lái)控制，電腦自己會(huì)尋找這兩點(diǎn)的最合理的軌道來(lái)移動(dòng)，所以教示方法極為簡(jiǎn)單。而其它廠家的機(jī)器手從抓起點(diǎn)到擺放點(diǎn)之間必須設(shè)定5至6個(gè)通過(guò)點(diǎn)，機(jī)器手必須通過(guò)這些點(diǎn)來(lái)移動(dòng)，導(dǎo)致教示方法操作方法復(fù)雜、難解。·BO XIN在機(jī)械手原理上的結(jié)構(gòu)屬于直線運(yùn)動(dòng)，而其它機(jī)器手的結(jié)構(gòu)屬于圓弧運(yùn)動(dòng)，它們必須用復(fù)雜的編程，才可以讓圓弧運(yùn)動(dòng)改為直線運(yùn)動(dòng)。所以碼垛精度遠(yuǎn)

30、遠(yuǎn)不如BO XIN碼垛機(jī)械手，因?yàn)橹本€運(yùn)動(dòng)才是最適合于碼垛作業(yè)工作。</p><p>　　1.13液壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)</p><p>　　液壓傳動(dòng)之所以能得到廣泛的應(yīng)用，是由于它具有以下的主要優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　(1)由于液壓傳動(dòng)是油管連接，所以借助油管的連接可以方便靈活地布置傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，這是比機(jī)械傳動(dòng)優(yōu)越的地方。例如，在井下抽取石油的泵可采用液壓傳動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)，以

31、克服長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)軸效率低的缺點(diǎn)。由于液壓缸的推力很大，又加之極易布置，在挖掘機(jī)等重型工程機(jī)械上，已基本取代了老式的機(jī)械傳動(dòng)，不僅操作方便，而且外形美觀大方。</p><p>　　(2)液壓傳動(dòng)裝置的重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、慣性小。例如，相同功率液壓馬達(dá)的體積為電動(dòng)機(jī)的12%～13%。液壓泵和液壓馬達(dá)單位功率的重量指標(biāo)，目前是發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的十分之一，液壓泵和液壓馬達(dá)可小至0.0025N/W(牛/瓦),發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)則約為0.

32、03N/W。</p><p>　　(3)可在大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。借助閥或變量泵、變量馬達(dá)，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，調(diào)速范圍可達(dá)1∶2000，并可在液壓裝置運(yùn)行的過(guò)程中進(jìn)行調(diào)速。</p><p>　　(4)傳遞運(yùn)動(dòng)均勻平穩(wěn)，負(fù)載變化時(shí)速度較穩(wěn)定。正因?yàn)榇颂攸c(diǎn)，金屬切削機(jī)床中的磨床傳動(dòng)現(xiàn)在幾乎都采用液壓傳動(dòng)。</p><p>　　(5)液壓裝置易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)——借助于設(shè)置

33、溢流閥等，同時(shí)液壓件能自行潤(rùn)滑，因此使用壽命長(zhǎng)。</p><p>　　(6)液壓傳動(dòng)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化——借助于各種控制閥，特別是采用液壓控制和電氣控制結(jié)合使用時(shí)，能很容易地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的自動(dòng)工作循環(huán)，而且可以實(shí)現(xiàn)遙控。</p><p>　　(7)液壓元件已實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和通用化，便于設(shè)計(jì)、制造和推廣使用。</p><p><b>　　液壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)是：&l

34、t;/b></p><p>　　(1)液壓系統(tǒng)中的漏油等因素，影響運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性和正確性，使得液壓傳動(dòng)不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比。</p><p>　　(2)液壓傳動(dòng)對(duì)油溫的變化比較敏感，溫度變化時(shí)，液體粘性變化，引起運(yùn)動(dòng)特性的變化，使得工作的穩(wěn)定性受到影響，所以它不宜在溫度變化很大的環(huán)境條件下工作。</p><p>　　(3)為了減少泄漏，以及為了滿(mǎn)足某些性能上的要

35、求，液壓元件的配合件制造精度要求較高，加工工藝較復(fù)雜。</p><p>　　(4)液壓傳動(dòng)要求有單獨(dú)的能源，不像電源那樣使用方便。</p><p>　　(5)液壓系統(tǒng)發(fā)生故障不易檢查和排除。</p><p>　　總之，液壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是主要的，隨著設(shè)計(jì)制造和使用水平的不斷提高，有些缺點(diǎn)正在逐步加以克服。液壓傳動(dòng)有著廣泛的發(fā)展前景。</p><p&g

36、t;　　1.14液壓傳動(dòng)在機(jī)械中的應(yīng)用</p><p>　　驅(qū)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)以及各種傳動(dòng)和操縱裝置有多種形式。根據(jù)所用的部件和零件，可分為機(jī)械的、電氣的、氣動(dòng)的、液壓的傳動(dòng)裝置。經(jīng)常還將不同的形式組合起來(lái)運(yùn)用——四位一體。由于液壓傳動(dòng)具有很多優(yōu)點(diǎn)，使這種新技術(shù)發(fā)展得很快。液壓傳動(dòng)應(yīng)用于金屬切削機(jī)床也不過(guò)四五十年的歷史。航空工業(yè)在1930年以后才開(kāi)始采用。特別是最近二三十年以來(lái)液壓技術(shù)在各種工業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛

37、。</p><p>　　在機(jī)床上，液壓傳動(dòng)常應(yīng)用在以下的一些裝置中：</p><p>　　1.進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)裝置磨床砂輪架和工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)大部分采用液壓傳動(dòng)；車(chē)床、六角車(chē)床、自動(dòng)車(chē)床的刀架或轉(zhuǎn)塔刀架；銑床、刨床、組合機(jī)床的工作臺(tái)等的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)也都采用液壓傳動(dòng)。這些部件有的要求快速移動(dòng)，有的要求慢速移動(dòng)。有的則既要求快速移動(dòng)，也要求慢速移動(dòng)。這些運(yùn)動(dòng)多半要求有較大的調(diào)速范圍，要求在工作中無(wú)級(jí)調(diào)

38、速；有的要求持續(xù)進(jìn)給，有的要求間歇進(jìn)給；有的要求在負(fù)載變化下速度恒定，有的要求有良好的換向性能等等。所有這些要求都是可以用液壓傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　2.往復(fù)主體運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)裝置龍門(mén)刨床的工作臺(tái)、牛頭刨床或插床的滑枕，由于要求作高速往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，并且要求換向沖擊小、換向時(shí)間短、能耗低，因此都可以采用液壓傳動(dòng)。 </p

39、><p>　　3.仿形裝置車(chē)床、銑床、刨床上的仿形加工可以采用液壓伺服系統(tǒng)來(lái)完成。 其精度可達(dá)0.01～0.02mm。此外，磨床上的成形砂輪修正裝置亦可采用這種系統(tǒng)。</p><p>　　4.輔助裝置機(jī)床上的夾緊裝置、齒輪箱變速操縱裝置、絲桿螺母間隙消除裝置、垂直移動(dòng)部件平衡裝置、分度裝置、工件和刀具裝卸裝置、工件輸送裝置等，采用液壓傳動(dòng)后，有利于簡(jiǎn)化機(jī)床結(jié)構(gòu)，提高機(jī)床自動(dòng)化程度。</

40、p><p>　　5.靜壓支承重型機(jī)床、高速機(jī)床、高精度機(jī)床上的軸承、導(dǎo)軌、絲杠螺母機(jī)構(gòu)等處采用液體靜壓支承后，可以提高工作平穩(wěn)性和運(yùn)動(dòng)精度。</p><p>　　液壓傳動(dòng)在其他機(jī)械工業(yè)部門(mén)的應(yīng)用情況見(jiàn)表1-1所示。</p><p>　　表1-1 液壓傳動(dòng)在各類(lèi)機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用實(shí)例</p><p>　　2 機(jī)械手的總體理論設(shè)計(jì)</p>

41、<p>　　機(jī)械手的整個(gè)系統(tǒng)主要由控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)三部分組成, 控制系統(tǒng)：液壓系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用全液壓驅(qū)動(dòng), 該系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的自動(dòng)運(yùn)行、手動(dòng)調(diào)節(jié), 同時(shí)保證了整機(jī)動(dòng)作迅速、平穩(wěn), 特別是滿(mǎn)足了機(jī)械手伸縮臂的動(dòng)作精度、需承受負(fù)載及運(yùn)動(dòng)性能等方面的特殊要求。執(zhí)行系統(tǒng)由手臂伸縮機(jī)構(gòu)、手部夾持機(jī)構(gòu)、定位機(jī)構(gòu)等組成, 整體為關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)。與傳統(tǒng)的上下料機(jī)械手不同的是: 該系統(tǒng)采用了具有雙夾持結(jié)構(gòu)的手臂設(shè)計(jì) , 在其中一

42、夾持機(jī)構(gòu)卸料后, 手臂旋轉(zhuǎn)一定角度, 另一夾持機(jī)構(gòu)上料, 在兩次上下料之間機(jī)械手臂往返各一次, 與傳統(tǒng)的往返各兩次比較更加節(jié)省時(shí)間, 效率更高。</p><p>　　2.1罩蓋鉆孔專(zhuān)用機(jī)械手液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　2.1.1設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　1）機(jī)械手的用途及工件重量</p><p&g

43、t;　　該套機(jī)械手共有兩個(gè)：送料機(jī)械手與卸料機(jī)械手，分別用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的自動(dòng)安裝與自動(dòng)卸料。其搬運(yùn)工件的重量為5N</p><p>　　2）要求機(jī)械手完成的動(dòng)作過(guò)程</p><p>　　圖2.1 機(jī)械手示意圖</p><p>　　該機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)示意圖如圖所示。其動(dòng)作要求分為七部分，分別是：</p><p>　　動(dòng)作一：送料——由送料機(jī)械手將一

44、個(gè)工件送到夾具中心線位置。</p><p>　　動(dòng)作二：預(yù)夾緊——由卸料機(jī)械手上的壓頭將工件推入夾具的心軸上，要求壓頭上的彈性銷(xiāo)輕輕頂住工件；然后送料機(jī)械手退回。</p><p>　　動(dòng)作三：“尋找”插銷(xiāo)位置——卸料機(jī)械手的手指夾住工件，手腕帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)120°。在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，當(dāng)定位銷(xiāo)孔插入定位銷(xiāo)孔后，此時(shí)，手指應(yīng)與工件打滑。</p><p>　　動(dòng)作四：

45、夾緊工件——卸料機(jī)械手前進(jìn)，由壓頭將工件壓緊。</p><p>　　動(dòng)作五：手指松開(kāi)——手指離開(kāi)工件，以便工件在加工中分度轉(zhuǎn)位，此時(shí)，加工開(kāi)始。</p><p>　　動(dòng)作六：手指夾住工件——加工結(jié)束后，手指將工件緊緊夾住。</p><p>　　動(dòng)作七：卸料、送料——手指將工件夾住退回原位置，松開(kāi)工件，同時(shí)送料機(jī)械手重復(fù)動(dòng)作一，手腕轉(zhuǎn)回原位置。</p>

46、<p>　　根據(jù)上述分析，得出動(dòng)循環(huán)圖如下：</p><p><b>　　圖2.2 循環(huán)圖 </b></p><p>　　2.1.2手部設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　(1)卸料、夾緊機(jī)械手：根據(jù)工件的形狀，采用最常見(jiàn)的外卡式兩指鉗爪，夾緊方式為常閉式彈簧夾緊，松開(kāi)時(shí)，用單作用式液壓缸。此種方式較為簡(jiǎn)單，制造方便。</p>

47、<p>　　①夾緊力的確定：由定位方式和夾具結(jié)構(gòu)可以看出（如圖2-3所示），夾具的定位面承受切削</p><p>　　圖2.3 卸料機(jī)械手工作圖</p><p>　　力的作用，工件在切削力的作用下壓緊在支承面上，為了使工件能在夾具中正確的定位和防止工件落下，取工件重量的二倍作為夾緊力的大小。已知工件重約5 N，取夾緊力，取摩擦系數(shù)，則因夾緊力而產(chǎn)生的摩擦力為：</p>

48、;<p>　　已知：彈性銷(xiāo)的位置尺寸</p><p><b>　　夾具定位在直徑</b></p><p>　　則彈性銷(xiāo)與工件間摩擦力矩</p><p>　　工件端面與夾具定位面之間的摩擦力矩</p><p>　　②彈簧拉力的計(jì)算：手指的夾緊力是依靠彈簧的拉力，拉力計(jì)算如下：</p><p

49、><b>　　已計(jì)算出</b></p><p><b>　　已知工件外徑，取</b></p><p>　　手指的夾緊力13.5 N即可滿(mǎn)足要求。</p><p>　　由手部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖可以看出，彈簧的拉力應(yīng)大于，一般為的三倍，即</p><p><b>　　取，取彈簧中徑</b&g

50、t;</p><p><b>　　當(dāng)拉伸變形 取</b></p><p><b>　　當(dāng)拉伸變形 取</b></p><p>　　根據(jù)《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》：</p><p><b>　　初選鋼絲直徑</b></p><p><b>　　彈簧指數(shù)

51、 </b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　( 2-1)</b></p><p><b>　　取</b></p><p><b>　　取剪切彈性模數(shù)</b></p><p><b

52、>　　圈數(shù)</b></p><p><b>　　取5圈</b></p><p><b>　　總?cè)?shù)</b></p><p>　　3）已知系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)</p><p><b>　　表2-1</b></p><p>　　表 2-2 總體

53、規(guī)劃，確定液壓元件</p><p>　　2.1.3各液壓元件的設(shè)計(jì)與教核</p><p>　　已知機(jī)床主軸進(jìn)給缸的外負(fù)載F機(jī) = 3600 N，根據(jù)此選取工件的壓力為p = 1 MPa。</p><p>　?。?）送料機(jī)構(gòu)液壓缸設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p>　　工件重量：輸料槽垂直方向按四個(gè)工件計(jì)算，已知工件的重量W=5N/個(gè)，總重量為W總

54、= 5×4 = 20N。</p><p>　　送料機(jī)構(gòu)重量：根據(jù)結(jié)構(gòu)圖計(jì)算出各部件重量之和為532.14N，卸料機(jī)械手的重量為44N，則總的正壓力為N = 20 + 532.14 + 44 = 596.14 N。</p><p>　　取摩擦系數(shù)f = 0.12(有潤(rùn)滑狀態(tài))。</p><p>　　摩擦力FE = 596.16×0.12 = 71.

55、5 N。</p><p>　　活塞作用力F = FE + FF + Ff + FI N</p><p>　　FE——外負(fù)載阻力（包括外摩擦阻力在內(nèi)） （N）；</p><p>　　FF——回油阻力 （N），當(dāng)油流回油箱時(shí)，可以近似取FF≈0；如果回油有阻力（有背壓）時(shí)，F(xiàn)F則為作用在活塞承壓面上的液壓阻力；</p><p>　　Ff ——密

56、封圈摩擦阻力 （N）；</p><p>　　FI——活塞在起運(yùn)、制動(dòng)或換向時(shí)的慣性力 （N），在加速時(shí)，取+FI，在減速時(shí)，取-FI，在恒速時(shí)，取FI=0；</p><p>　　FE：由上面計(jì)算知FE=71.5N；FF：由設(shè)計(jì)的液壓原理圖知：在送料液壓缸回路中沒(méi)有背壓，故取FF = 0；Ff：初步選取Ff =0.1F；FI：FI=m，m：為總重量，：為滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度。</p>

57、;<p>　　m=596.14N,，v = 6m/min，t = 0.2s，則 = 0.5m/s</p><p>　　FI = 596.140.5 = 298 N</p><p>　　F = 71.5 + 0 + 0.1F + 198 N (2-2)</p><p><

58、b>　　得F410.5 N</b></p><p>　　負(fù)載力F = 410.5 N</p><p>　　此外，送料液壓缸的額定工作壓力 = 1MPa，最高允許壓力 = 1.5 = 1.5MPa，耐壓實(shí)驗(yàn)壓力1.5Pn = 1.51=1.5MPa。</p><p><b>　　3 液壓缸的設(shè)計(jì)</b></p>&

59、lt;p><b>　　3.1缸體的材料</b></p><p>　　一般機(jī)床上的液壓缸大多采用灰鑄鐵或球墨鑄鐵材料，當(dāng)壓力較高時(shí)，采用無(wú)縫鋼管。</p><p>　　工程機(jī)械上的液壓缸缸體多數(shù)采用35號(hào)、45號(hào)鋼的無(wú)縫鋼管，特殊情況下用合金無(wú)縫鋼管制造。35號(hào)港的焊接性良好，所以需要進(jìn)行焊接的缸體，一般選用35號(hào)鋼管，對(duì)于高壓液壓缸，缸體材料可選用45號(hào)無(wú)縫鋼管

60、，且進(jìn)行調(diào)制處理，調(diào)制后的硬度為HB241~285。而我們所用的液壓缸壓力僅為1Gpa ,所以我們采用灰鑄鐵</p><p>　　1.缸體的配合精度和表面粗糙度</p><p>　　當(dāng)活塞用橡膠密封圈時(shí)，與活塞的配合一般采用H8/f8,H9/f9配合，當(dāng)采用O形圈密封時(shí)，為了減少內(nèi)部泄露需要更高的精度和更細(xì)的表面 粗糙度，配合一般取H7/g6配合，表面粗糙度值可取Ra0.2um。

61、需要指出，如果密封件的滑動(dòng)摩擦面的表面粗糙度值過(guò)?。ㄐ∮赗a0.05um）會(huì)造成完全密封，因不能形成表面油膜而成為干摩擦滑動(dòng)，結(jié)果反而加速了密封件的磨損。</p><p><b>　　2.缸體技術(shù)的要求</b></p><p>　　(1)缸徑的圓度、圓柱度不大于直徑公差的一半，當(dāng)使用活塞環(huán) 密封時(shí)，其缸徑圓度、圓柱度應(yīng)不大于直徑公差的1/3。</p>&

62、lt;p>　　(2)缸體軸線的直線度在500mm長(zhǎng)度上 不大于0.3mm。</p><p>　　(3)缸體端面對(duì)軸線的垂直度，按直徑每100mm上不大于0.04mm。</p><p>　　(4)缸體與端蓋采用螺紋連接時(shí)，螺紋采用6H/6g級(jí)精度的公制螺紋。</p><p>　　(5)為了提高缸體的耐磨性，可以在缸體內(nèi)表面鍍0.03~0.05mm厚的硬鉻，鍍鉻后

63、進(jìn)行珩磨或研磨。目前，缸體新的加工工藝是鏜空孔之后進(jìn)行滾壓，這樣既能獲得較細(xì)的表面粗糙度，又能提高表面硬度（硬度能達(dá)到35~40HRC）。缸體外表面應(yīng)涂耐油油漆。</p><p>　　(6)為了不磨傷活塞和缸蓋上的密封圈，在缸體內(nèi)孔兩端均應(yīng)作成15度到30度的坡度。</p><p><b>　　3.2缸蓋</b></p><p>　　3.2.1

64、缸蓋的材料</p><p>　　常用缸蓋的材料有鑄鐵和35號(hào)、45號(hào)鋼。當(dāng)缸蓋直接與活塞桿接觸時(shí)，最好用鑄鐵材料，若在工作表面熔堆黃銅、青銅或其他耐磨材料更好。</p><p>　　3.2.2缸蓋的配合及表面粗糙度</p><p>　　缸蓋與缸體的配合面起定位和防止泄露的作用，一般采用H7/h6 、H9/h9 的配合精度。配合表面粗糙度值Ra2um,內(nèi)孔的表面粗糙度

65、值Ra0.8um。</p><p>　　3.2.3缸蓋的技術(shù)要求</p><p>　　配合表面的圓柱度和圓度不大于直徑公差的一半。</p><p>　　內(nèi)外圓表面的同軸度不大于0.03 </p><p>　　端蓋對(duì)軸線的垂直度在直徑100mm上不大于0.04 mm。</p><p>　　3.3活塞的材料及要求</

66、p><p>　　3.3.1活塞的材料</p><p>　　活塞常用的材料是灰鑄鐵，耐磨鑄鐵，球墨鑄鐵和鋁合金，在工作壓力較大及沖擊較大的情況下使用鋼材，但為了改善活塞和缸體的摩擦條件，可在活塞的外面覆蓋一層青銅、黃銅或尼龍等耐磨材料。在缸徑較小時(shí)，往往將活塞與活塞桿做成整體式，活塞材料采用45號(hào)鋼，不進(jìn)行調(diào)制處理，此時(shí)缸體材料應(yīng)選用灰鑄鐵或潑墨鑄鐵。</p><p>　

67、　3.3.2活塞的配合精度與表面粗糙度 </p><p>　　活塞的外徑采用f8/f9，其表面粗糙度值為Ra0.4um。與活塞桿相配合的內(nèi)空采用H8或H9，其表面粗糙度值為Ra2um。</p><p>　　3.3.3活塞的技術(shù)要求</p><p>　　1）、活塞外徑的圓度、圓柱度不大于直徑公差的一半。</p><p>　　2）外徑為內(nèi)孔的同

68、軸度不大于公差的一半。</p><p>　　3）活塞端面于軸線的垂直度按直徑每100mm不超過(guò)0.04mm。</p><p>　　3.4活塞桿的材料及要求</p><p>　　3.4.1活塞桿的材料</p><p>　　實(shí)心活塞桿一般用35號(hào)、45號(hào)鋼?？招臈U一般用35號(hào)、45號(hào)無(wú)縫鋼管。在特殊情況下，可選用高強(qiáng)度的40cr鋼做為活塞桿的材料

69、。為了提高活塞桿的強(qiáng)度，需進(jìn)行調(diào)制處理，調(diào)制后的硬度為HB241~285</p><p>　　3.4.2活塞桿的配合精度和表面粗糙度</p><p>　　活塞桿與活塞配合一般選用H8/h8、H9/h9，表面粗糙度值為Ra0.8um</p><p>　　3.4.3活塞桿的技術(shù)要求</p><p>　　1)配合部分的圓度和圓柱度不大與直徑公差的一

70、半。</p><p>　　2)活塞桿軸線的直線度在500mm長(zhǎng)度上不大于0.03mm。</p><p>　　3)兩配合處的全跳動(dòng)不大于0.01mm。</p><p>　　4)與活塞端面相結(jié)合的臺(tái)階面的垂直度在直徑100mm上不大于0.04mm。</p><p>　　5)當(dāng)采用空心活塞桿時(shí)，必須留出焊接和熱處理的通氣孔。</p>

71、<p>　　6)為了提高耐磨性和防銹蝕，活塞桿表面可以鍍鉻（鉻厚度是0.02~0.06mm），并拋光。</p><p>　　液壓缸由于工作條件不同，所以結(jié)構(gòu)形式也有很大差別，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)具體選擇</p><p>　　3.5首先確定剛體于端蓋的連接形式</p><p>　　3.5.1剛體與端蓋的連接形式</p><p>　　端蓋的連接方式

72、于液壓缸的工作壓力、缸體的材料以及工作條件有關(guān)。當(dāng)工作壓力不高時(shí)，缸體材料常用鑄鐵材料，它與端蓋多用法蘭螺釘連接或法蘭螺栓連接，這中結(jié)構(gòu)易于加工和裝配，缺點(diǎn)是外形尺寸較大。當(dāng)工作壓力較高、缸體材料選用無(wú)縫鋼管時(shí)，如采用法蘭連接，則缸體短部要焊上法蘭盤(pán)，當(dāng)缸壁較厚時(shí)，也可采用圓柱銷(xiāo)固定法蘭盤(pán)結(jié)構(gòu)，這中結(jié)構(gòu)工藝復(fù)雜，無(wú)須采用。通常采用半閉環(huán)連接，這種連接方式加工和裝配都很方便，但開(kāi)環(huán)槽后，削弱了缸體的強(qiáng)度，當(dāng)外徑尺寸受到限制時(shí)，可采用內(nèi)半環(huán)

73、連接，這種連接方式，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。但在裝配時(shí)，密封圈有可能被環(huán)槽邊緣擦傷，因此在密封圈同錯(cuò)的環(huán)槽一側(cè)倒一個(gè)15度的角。而螺紋具有重量輕，外徑尺寸小的優(yōu)點(diǎn)，但端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜工藝要求較高，裝卸時(shí)要用專(zhuān)用夾具，在擰緊蓋時(shí)，有可能把密封圈擰扭。拉桿連接的端蓋具有加工和裝配方便的優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是徑向尺寸和重量最大，通常只用于較短的液壓缸，剛缸蓋和缸體永久連接時(shí)，也可用焊接的結(jié)構(gòu)或圓柱銷(xiāo)加焊接的結(jié)構(gòu)，</p><p>　　這樣

74、使結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。</p><p>　　端蓋與缸體之間的密封都采用了O形密封圈密封，但對(duì)工作壓力較低的液壓缸來(lái)說(shuō)，只需在缸體與端蓋之間加一張密封墊即可。</p><p>　　棕上所述，我們采用螺紋連接的液壓缸。</p><p>　　3.5.2活塞桿的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　活塞桿的結(jié)構(gòu)包括活塞桿、端蓋、密封圈、防塵圈及密封裝置等。在結(jié)構(gòu)上

75、不僅要解決端蓋與缸體的密封，而且要考慮對(duì)活塞桿的密封和防塵問(wèn)題。由于我們的液壓缸壓力并不大，缸行程也短，故無(wú)須在活塞桿安導(dǎo)向套。O形圈一般安裝在近共走油腔的一側(cè)，使密封圈有足夠的壓力使其張開(kāi)，以提高密封性能。為了清除活塞桿處外露部分粘附的塵土，保證油液清潔，在端蓋外側(cè)可增加防塵圈。</p><p>　　活塞桿和活塞的連接形式及密封</p><p>　　活塞與活塞桿的連接形式分為錐銷(xiāo)連接和螺

76、紋連接。螺紋連接不僅在機(jī)床上常見(jiàn)，工程機(jī)械上也應(yīng)用較多，但這種結(jié)構(gòu)在較大負(fù)載和有振動(dòng)的情況下容易松動(dòng)，常被半環(huán)連接的形式代替。我們將選用半環(huán)連接的形式。在小直徑的液壓缸中，也有將活塞和活塞桿做成整體的結(jié)構(gòu)。</p><p>　　活塞與缸體的密封按密封圈形式分O形密封、Y形密封、Yx形密封和V形密封，V形密封適合用與高壓系統(tǒng)的液壓缸中。 我們將采用O形密封。</p><p>　　崖壓缸進(jìn)出口

77、油孔的形式及大小的確定</p><p><b>　　油孔的大小</b></p><p>　　液壓缸進(jìn)出油口的大小，是根據(jù)所配油管內(nèi)的流量與平均流速來(lái)確定的，一般將壓力管路內(nèi)的允許平均流速定為4~5m/s,則可根據(jù)下式計(jì)算液壓缸進(jìn)出油孔所配油管的直徑，</p><p>　　d=?4.6=12mm°</p><p>

78、;　　根據(jù)對(duì)實(shí)際使用中液壓缸的調(diào)查，進(jìn)出油孔的尺寸選取標(biāo)準(zhǔn)值10mm。</p><p>　　選定油孔形式時(shí)的注意事項(xiàng)</p><p><b>　　圓柱管螺紋接頭</b></p><p>　　一般圓柱管螺紋是采用O形圈進(jìn)行密封的配管形式，所以密封表面的粗糙度一定要不大于 3.2 ，因此，這種連接方式加工成本較高，但可靠性好</p>

79、<p>　　3.6液壓缸主要參數(shù)的確定 </p><p>　　1．液壓缸的工作壓力Pn取決于整個(gè)液壓系統(tǒng)，因此液壓缸主要參數(shù)就是缸筒內(nèi)徑D和活塞桿直徑。</p><p><b>　　正壓力的計(jì)算：&l

80、t;/b></p><p>　　工件重量 已知工件凈重W=5N/個(gè)</p><p>　　總重W2=5*4=20N</p><p>　　送料機(jī)構(gòu)重量根據(jù)結(jié)構(gòu)圖，估算出各部總重量之和為532N</p><p>　　正壓力F=20+532=552N</p><p>　　取摩擦系數(shù)f=0.12（有潤(rùn)滑狀態(tài)）.</

81、p><p>　　摩擦力 Fr=552*0.12=65N</p><p>　　考慮其他因素，取液壓缸負(fù)載力F=400N</p><p>　　液壓缸內(nèi)徑D=1.13 (3-1)</p><p><b>　　取=0.9</b></p><p>&

82、lt;b>　　D=1.13=23</b></p><p>　　根據(jù)液壓缸內(nèi)徑系列（JB2183-77） 選取D=40mm，選活塞桿直徑d=20mm</p><p><b>　　2．缸筒的厚度計(jì)算</b></p><p><b>　　缸筒的厚度 </b></p><p>　　=+C1

83、+C2 ( 3-2)</p><p>　　缸筒選45號(hào)缸，[]=360GPa；[]=610GPa</p><p>　　式中 D為液壓缸內(nèi)徑 </p><p><b>　　P為缸內(nèi)最大壓強(qiáng).</b></p><p>　　[]= n

84、一般取5</p><p>　　==122Mpa (3-3)</p><p>　　=0.03m ( 3-4)</p><p>　　C1為公差余量 C2為磨損量</p><p>　　綜上所述 ，我們?nèi)?5m

85、m。</p><p><b>　　缸筒的厚度驗(yàn)算：</b></p><p>　　P0.35=0.35*=6mm。 (3-5)</p><p>　　缸筒的厚度符合要求。</p><p>　　3．缸筒采用螺紋相連接</p><p>　　缸筒螺紋參數(shù) 螺紋外徑d=48mm 外徑d=52m

86、m</p><p><b>　　缸筒螺紋強(qiáng)度計(jì)算：</b></p><p>　　=*10 ( 3-6)</p><p>　　上式 中 變動(dòng)載荷 K=2.5~4</p><p><b>　　K=0.12 </b></p>&l

87、t;p><b>　　N=1.2~2.5</b></p><p>　　==34.15 Mpa (3-7)</p><p><b>　　剪應(yīng)力</b></p><p>　　=*10==11.51Mpa ( 3-8)</p><p>&

88、lt;b>　　合應(yīng)力 </b></p><p>　　== 39.5 ==180Mpa (3-9)</p><p><b>　　活塞桿的強(qiáng)度計(jì)算</b></p><p>　　L=活塞桿全部伸出時(shí)活塞桿頂端連接點(diǎn)于液壓缸支承點(diǎn)之間的距離</p><p>　　由圖可知 L=35010d=10*40

89、=400 時(shí)，液壓缸屬于短行程型，主要須驗(yàn)算活塞桿壓縮線拉伸強(qiáng)度：</p><p>　　d 式中的n為屈服安全系數(shù)，常取2~4</p><p>　　d=20= 20 mm</p><p><b>　　3.7活塞：</b></p><p>　　活塞采用無(wú)導(dǎo)向環(huán)活塞；采用整體活塞，O形圈密封；</p>

90、<p>　　活塞的尺寸及公差 活塞厚度可按密封件的形式、數(shù)量來(lái)確定，在需要安裝導(dǎo)向環(huán)時(shí)，也應(yīng)有足夠的強(qiáng)度。有時(shí)，可以結(jié)合。中間圈的布置確定活塞的厚度D=320.8mm,根據(jù)以上考慮得出的厚度通常能滿(mǎn)足強(qiáng)度的需求。</p><p>　　活塞桿采用實(shí)心桿，實(shí)心桿制造工藝比較簡(jiǎn)單；</p><p>　　活塞內(nèi)端于活塞的連接采用卡環(huán)型鎖緊，同時(shí)還應(yīng)安裝活塞與活塞桿間的靜密封。靜密封采用

91、O形圈密封。</p><p>　　3.7.1用工況及安裝條件</p><p>　　工作中無(wú)劇烈沖擊，所以液壓缸的缸筒，端蓋可選用灰鑄鐵</p><p>　　排氣閥安裝在油液空腔最高處，以便排除空氣。</p><p>　　當(dāng)工作環(huán)境污染嚴(yán)重，有較多灰塵，砂，水分等雜質(zhì)時(shí)，須采用活塞桿防塵套。</p><p>　　3.7.

92、2裝方式與負(fù)載導(dǎo)向</p><p>　　1、耳環(huán)安裝 作用力處在一平面內(nèi)，如耳環(huán)帶有球輪，則可在圓錐角內(nèi)變向。</p><p>　　2、耳軸安裝 作用力處在一平面內(nèi)，通常較多采用的是前端耳軸和中間耳軸，后端耳軸只用于小型短行程液壓缸上，因它的支承長(zhǎng)度比較大，影響活塞彎曲穩(wěn)定性。</p><p>　　3、底座安裝 前端底座須用定位螺釘或定位銷(xiāo)，后端底座則用較

93、松螺孔，以允許液壓缸受熱時(shí)，缸筒能伸縮。</p><p>　　載導(dǎo)向 夜壓缸的活塞不應(yīng)承受側(cè)向負(fù)載力，否則必然使活塞桿直徑過(guò)大，導(dǎo)向套長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，因次通常對(duì)負(fù)載加裝導(dǎo)向裝置。</p><p>　　3.7.3緩沖機(jī)構(gòu)的選用：</p><p>　　此液壓缸工作壓力1Mpa，活塞桿速度0.08m/s，也得采用緩沖裝置。缸內(nèi)緩沖機(jī)構(gòu)不可能吸收全部動(dòng)能，須在缸外加裝制動(dòng)機(jī)構(gòu)&

94、lt;/p><p>　　部加裝行程開(kāi)關(guān)，當(dāng)開(kāi)始進(jìn)入緩沖階段時(shí)，開(kāi)關(guān)即切斷供油，使液壓</p><p>　　等于0，但仍能形成壓力脈沖。</p><p>　　在活塞桿與負(fù)載之間加裝減震器。</p><p>　　在液壓缸出口加裝液控節(jié)流閥。</p><p><b>　　5、裝置的選用</b></p&

95、gt;<p>　　選用密封圈：O形圈。</p><p><b>　　4 手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　卸料、夾緊機(jī)械手：送料機(jī)械手在原位時(shí)，首部應(yīng)正好對(duì)準(zhǔn)料桶落料口。工件將沿接料板的斜坡滑進(jìn)手部凹槽中。為使工件易于從輸料桶落入接料板，傾斜面與輸料筒的垂直壁間的夾角確定為15。</p><p>　　接料板的手部宜用夾爪形

96、式，夾爪與接料板采用銷(xiāo)連接，兩者之間用圓2、</p><p>　　扭轉(zhuǎn)彈簧支撐，當(dāng)工件落入凹槽時(shí)，夾爪在彈簧作用下，將工件夾持住，等待送料信號(hào)。</p><p><b>　　4.1腕部設(shè)計(jì)</b></p><p>　　液壓缸的安裝與固定：為保證液壓缸的軸線與導(dǎo)軌的平行度，將液壓缸安裝在導(dǎo)軌體中，液壓缸兩端與導(dǎo)軌的配合采用H7/h6配合。液壓缸與

97、導(dǎo)軌的軸向固定，前端采用螺栓連接，后端采用焊接的形式。</p><p><b>　　4.2驅(qū)動(dòng)裝置設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.2.1分析工作情況及設(shè)計(jì)要求、繪制液壓系統(tǒng)圖</p><p>　　根據(jù)機(jī)床與機(jī)械手 的工作循環(huán)圖，估計(jì)到系統(tǒng)的功率不大且連續(xù)工作，故可采用單個(gè)定量泵、非卸荷式供油系統(tǒng)：為了協(xié)調(diào)送卸料的時(shí)間，采用調(diào)速回路控制送料

98、速度，由于不會(huì)有負(fù)的負(fù)載，故采用進(jìn)油截流調(diào)速的方法；夾緊系統(tǒng)采用減壓回路，夾緊力的大小可以調(diào)整；為保證夾緊可靠和實(shí)現(xiàn)預(yù)夾緊，由單向閥和換向閥的中位機(jī)能組成保壓回路；有壓力繼電器組成的壓力控制回路分別控制夾緊是否可靠、手指的張開(kāi)和擺動(dòng)液壓缸回轉(zhuǎn)動(dòng)作的完成，該回路可簡(jiǎn)化控制系統(tǒng)，提高系統(tǒng)的可靠性。</p><p>　　在控制擺動(dòng)液壓缸的回路中，當(dāng)二位四通電磁換向閥處于失電時(shí)，擺動(dòng)缸的動(dòng)葉片總是處于一定的位置，使手指處

99、在水平位置，當(dāng)送料機(jī)械手在送完料退回時(shí)，不予手指發(fā)生干涉。為簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，控制手指動(dòng)作采用單作用式液壓缸。</p><p>　　3在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)是靠放在導(dǎo)軌內(nèi)的液壓缸通過(guò)支架帶動(dòng)的，支架一端通過(guò)與液壓缸活塞桿連接，一端于滑臺(tái)用螺栓連接。</p><p>　　方案一: 如 圖所示</p><p>　　圖4.1 滑臺(tái)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　上端

100、通過(guò)四個(gè)M6螺栓與滑臺(tái)連接，并加上連接鍵用來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和力，見(jiàn)小螺栓所受的剪力作用，下端與活塞桿連接，活塞桿的右端用軸肩定位，可以承受較大的軸向力，右端加一墊片，并擰緊雙螺母，使旋合螺紋間使終受到附加的壓力和摩擦力作用，工作載荷有變動(dòng)時(shí)，該摩擦力仍然存在，用來(lái)防止螺紋連接松動(dòng)?？紤]到使用彈簧墊圈和螺母組合防松時(shí)，螺母擰緊后，靠墊圈壓平產(chǎn)生彈性反力使旋合螺紋間壓緊，但由于墊圈的彈力不均，在沖擊、振動(dòng)的工作條件下其防松效果較差，一般用于不甚重

101、要的連接，而此處的連接沖擊雖較小但頻繁。故不亦采用此方案，圓螺母定位雖可承受較大的軸向力，但軸上螺紋處有較大的應(yīng)力集中，會(huì)降低軸的疲勞強(qiáng)度，應(yīng)適當(dāng)加大軸徑。</p><p>　　此外，此方案的支架通過(guò)螺栓安放在滑臺(tái)下面，加大了滑臺(tái)的長(zhǎng)度，但運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的力主要由連接平鍵來(lái)承受，使螺栓主要承受軸向力，保證了螺栓壽命，且加工過(guò)程中的連接螺栓孔為通孔，加工方便。</p><p>　　支架右端通過(guò)M

102、6螺栓與滑臺(tái)端面連接，左大端與活塞桿連接，右端靠活塞桿軸肩定位，左端靠自鎖螺母防松。當(dāng)螺母擰緊后，收口脹開(kāi)，利用收口的彈力使旋合螺紋間壓緊。</p><p>　　此防松結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，防松可靠，可多次拆裝而不降低防松性。此支架方案在滑臺(tái)端面與滑臺(tái)連接，減小了滑臺(tái)的長(zhǎng)度，但滑臺(tái)上的連接孔為盲孔，加工麻煩，且傳遞的活塞桿的力都由端面螺栓傳遞，螺栓受軸向力和傾覆力矩作用，且有輕微的多次沖擊，降低了M6螺栓的壽命。再考慮，此方

103、案的支架形狀不規(guī)則，在鑄完后機(jī)加工的定位不方便，設(shè)計(jì)的專(zhuān)用夾具復(fù)雜。比較方案一，方案二，則確定用方案一。</p><p>　　4.3支架尺寸的設(shè)計(jì)</p><p>　　活塞桿的直徑，軸肩的高度h一般取為h=（0.7~0.1）d，d為與零件相配處的軸的直徑，故取h=0.120=2m,所以活塞桿得孔徑取為mm,且的孔在批量生產(chǎn)時(shí)可以一次鑄出，減少加工量。</p><p>

104、;　　根據(jù)滑臺(tái)與支架的大體尺寸，連接支架與滑臺(tái)的螺栓直徑不宜過(guò)大，否則造成支架、滑臺(tái)尺寸過(guò)大。初選連接支架的螺栓為M6，取為4個(gè)，故螺栓孔分別為、</p><p><b>　　校核4-M7螺栓：</b></p><p>　　校核4-M11螺栓：</p><p>　　由以上尺寸得出支架連接活塞桿的孔的中心到滑臺(tái)下端面的尺寸為h=85。連接活塞桿的

105、孔為，取孔中心距邊的厚度為e=24 mm，因?yàn)橹Ъ転殍T件，根據(jù)鑄造時(shí)等壁厚的原則，取支架上端的高度為30mm，支架上端螺栓孔直徑，取，螺栓軸線到被連接件邊緣的距離，橫向兩螺栓間距根據(jù)下端厚80mm和兩螺栓孔徑取為24mm，故支架上端長(zhǎng)為40mm，縱向兩螺栓間距取為24mm，故寬為40mm，支架下端厚度取15mm 。</p><p><b>　　鍵的選擇與校核</b></p>&

106、lt;p>　　按鍵的選擇標(biāo)準(zhǔn)查手冊(cè)，選擇b=8,h=7,l=36(根據(jù)鍵槽長(zhǎng)度為38mm選取系列)，查其公差為，，t = 4，，h = 7.3。</p><p><b>　　校核鍵的強(qiáng)度</b></p><p>　　活塞直徑D=40mm,P=1MPa，K=0.5h=5mm，l=36-16=20mm，d=54mm</p><p><b

107、>　　(4-1)</b></p><p><b>　　(4-2)</b></p><p><b>　　( 4-3)</b></p><p>　　查表得鍵聯(lián)接（鑄鐵件）的許用壓強(qiáng)</p><p><b>　　，故鍵強(qiáng)度足夠。</b></p><

108、;p>　　5 上導(dǎo)軌和滑臺(tái)的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　5.1上導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　導(dǎo)軌的功用是導(dǎo)向和承載，在導(dǎo)軌副中，運(yùn)動(dòng)的一方叫動(dòng)導(dǎo)軌（滑臺(tái)），不動(dòng)的一方叫支承導(dǎo)軌。</p><p>　　按摩擦性質(zhì)可分為滑動(dòng)導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌。</p><p>　　滑動(dòng)導(dǎo)軌：1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用維修方便；&

109、lt;/p><p>　　2.沒(méi)有形成完全液體摩擦，低速易爬行；</p><p>　　3.磨損大，壽命低，運(yùn)動(dòng)精度不穩(wěn)定。</p><p>　　在滑動(dòng)導(dǎo)軌中有靜壓導(dǎo)軌、動(dòng)壓導(dǎo)軌和普通滑動(dòng)導(dǎo)軌。靜壓導(dǎo)軌的原理和靜壓滑動(dòng)軸承的原理相同，兩導(dǎo)軌面間有一層靜壓油膜，屬于純液體摩擦，多用于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌。動(dòng)壓導(dǎo)軌，當(dāng)導(dǎo)軌面間的相對(duì)滑動(dòng)達(dá)到一定值后，液體的動(dòng)壓效應(yīng)使導(dǎo)軌油腔處出現(xiàn)壓力油

110、楔，把兩導(dǎo)軌面分開(kāi)，從而形成液體摩擦，這種導(dǎo)軌只能用于高速的場(chǎng)合，故僅用作主運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，例如立式車(chē)床導(dǎo)軌。普通滑動(dòng)導(dǎo)軌的摩擦狀態(tài)有的為混合摩擦。這時(shí)，在導(dǎo)軌面間雖然有一定的動(dòng)壓效應(yīng)，但由于速度還不夠高，油楔還不足以隔開(kāi)導(dǎo)軌面，導(dǎo)軌面仍處于直接接觸狀態(tài)。在多數(shù)普通滑動(dòng)導(dǎo)軌屬于這一類(lèi)。此機(jī)床的導(dǎo)軌采用普通滑動(dòng)導(dǎo)軌。</p><p>　　V形對(duì)稱(chēng)導(dǎo)軌導(dǎo)向精度高，磨損后能自動(dòng)補(bǔ)償，凹形不利于排屑，易于保存潤(rùn)滑油，頂角一般取

111、</p><p>　　矩形導(dǎo)軌制造簡(jiǎn)單，承載能力大，不能自動(dòng)補(bǔ)償磨損，必須用鑲條調(diào)整間隙，導(dǎo)向精度低，需要良好的防護(hù)，主要用于載荷大的機(jī)床或組合導(dǎo)軌</p><p>　　V形和矩形導(dǎo)軌的組合，兼有導(dǎo)向性好，制造方便和剛度高的優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用廣泛，根據(jù)此機(jī)床的特點(diǎn)選用此類(lèi)型導(dǎo)軌。</p><p>　　雙三角形導(dǎo)軌導(dǎo)向精度高，能自動(dòng)補(bǔ)償磨損，加工檢修困難，要求四個(gè)面接觸、工藝

112、性差。主要用于精度要求高的機(jī)床。如坐標(biāo)鏜床、精密絲杠車(chē)床等</p><p>　　5.1.1導(dǎo)軌的材料</p><p>　　導(dǎo)軌的材料有鑄鐵、鋼、有色金屬和塑料等，對(duì)導(dǎo)軌材料的主要要求是：耐磨性高、工藝性好和成本低。</p><p>　　鑄鐵是一種成本低，有良好的減振性和耐磨性，易于鑄造和切削加工的金屬材料。在支導(dǎo)軌和支承軸承中有應(yīng)用。</p><

113、p>　　灰鑄鐵 應(yīng)用最多的是HT200，在潤(rùn)滑與防護(hù)較好的條件下有一定的耐磨性。鑄鐵——鑄鐵的導(dǎo)軌摩擦副適用于：需要手式刮研的導(dǎo)軌；對(duì)加工精度保持性要求不高的次要導(dǎo)軌；不經(jīng)常工作的導(dǎo)軌，其中包括移置導(dǎo)軌等。</p><p>　　鑄鐵導(dǎo)軌的淬火 采用淬火的辦法提高鑄鐵導(dǎo)軌的表面的硬度，可以增強(qiáng)抗磨料磨損、粘著磨損的能力，防止劃傷與撕傷，提高導(dǎo)軌的耐磨性。導(dǎo)軌表面的淬火方法有感應(yīng)淬火和火焰淬火等。感應(yīng)淬火有

114、高頻和中頻感應(yīng)加熱淬火兩種，硬度可達(dá)45~55HRC，而磨性可提高兩倍。其中中頻加熱淬硬層較深，可達(dá)2~3mm。高頻或中頻淬火后的導(dǎo)軌面還要進(jìn)行磨削加工。火焰表面淬火的導(dǎo)軌因淬硬層深而使導(dǎo)軌耐磨性有較大的提高，但淬火后的變形較大，增加了磨削加工量。目前，采用鑄鐵作支承導(dǎo)軌的，多數(shù)都要淬硬。只有必須采用刮研進(jìn)行精加工的精密支承導(dǎo)軌，以及某些移置導(dǎo)軌，才不淬火。</p><p>　　導(dǎo)軌的驗(yàn)算：導(dǎo)軌的變形主要是接觸變

115、形，有時(shí)也應(yīng)考慮導(dǎo)軌部分局部變形的影響。導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)，首先初步確定導(dǎo)軌的型式和尺寸，然后進(jìn)行驗(yàn)算。對(duì)于滑動(dòng)導(dǎo)軌，應(yīng)驗(yàn)算導(dǎo)軌的壓強(qiáng)和壓強(qiáng)的分布。壓強(qiáng)的大小直接影響導(dǎo)軌表面的耐磨性，壓強(qiáng)的分布影響磨損的均勻性。通過(guò)壓強(qiáng)的分布還可以判斷是否采用壓板，即決定導(dǎo)軌應(yīng)采用閉式還是開(kāi)式。</p><p>　　5.1.2驗(yàn)算導(dǎo)軌的步驟是：</p><p>　　受力分析 導(dǎo)軌上所受到的外力一般包括切削載荷、工

116、件和夾具的重量、動(dòng)導(dǎo)軌所在部件的重量和牽引力。這些外力使各導(dǎo)軌面產(chǎn)生支反力和支反力矩。牽引力、支反力、支反力矩都是未知力，一般可用靜力平衡方程式求出。</p><p>　　計(jì)算導(dǎo)軌的壓強(qiáng) 導(dǎo)軌的寬度，遠(yuǎn)小于其長(zhǎng)度。因此在寬度方向，可以認(rèn)為壓強(qiáng)分布是均勻的。這個(gè)假設(shè)使得導(dǎo)軌面的壓強(qiáng)計(jì)算，可以按一維問(wèn)題來(lái)處理。</p><p>　　而此處導(dǎo)軌受力只有工件和機(jī)械手的重量，滑臺(tái)的重量，且經(jīng)過(guò)估算

117、受力不大，故不需要驗(yàn)算。</p><p>　　5.1.3導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)特點(diǎn)：</p><p>　　普通滑動(dòng)導(dǎo)軌是指滑動(dòng)面直接接觸的滑動(dòng)導(dǎo)軌副。它的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單，制造方便和減振性好。缺點(diǎn)是磨損較快。鑄鐵——鑄鐵或鑄鐵——鋼導(dǎo)軌副的接觸剛度高，缺點(diǎn)是摩擦力大，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)大，低速時(shí)易產(chǎn)生爬行。如動(dòng)導(dǎo)軌上貼塑料軟帶，上述缺點(diǎn)就基本上不存在了，只是接觸剛性較低。因此，應(yīng)用廣泛，特別是數(shù)控機(jī)床。&l