1. 研究目的与意义
背景：机械加工中会用到夹紧机构，零件的夹持方式有很多种，数控机床因其零件在高速旋转中进行切削加工，故对零件的可靠夹紧有其特殊的要求，液压卡盘和回转油缸对零件的可靠夹持机构是机床行业中一种应用极为广泛的零件加工的夹持方式，通过卡盘卡爪对零件的可靠夹紧完成零件的切削。油缸及卡盘的种类（中空或中实）根据零件切削加工需要选择。
意义：保证在任何特殊情况下如：机床切削过程中出现故障、突然停电等情况下，零件都被夹持，安全可靠。因此在对零件的夹紧方面，液压系统装置在安全可靠性方面需有多重保护装置，如液压锁、蓄能器等。零件的夹持力通常通过液压旋转油缸提供。轴向推拉力经拉杆连接到动力卡盘的螺套上，并经斜楔机构等将轴向力放大成夹持零件的径向夹紧力，这就是液压卡盘和回转油缸对零件的夹持机构。现在使用较多的是电动、液压、气动动力卡盘，这些动力卡盘结构原理基本相同，仅动力源不同。动力卡盘需配套相应的动力源，动力传递机构和力源控制系统。
2. 课题关键问题和重难点
本课题是要求设计一种采用国产三爪卡盘和回转油缸的零件夹持机构，关键问题是液压卡盘及夹紧油缸型号的选择，零部件之间的连接方式如拉杆与卡盘及油缸螺套之间的连接等。本课题通过卡盘卡爪对零件的可靠夹紧完成零件的切削，根据零件夹持实际情况可选用标配软爪或设计专用软爪。通过对本课题的设计，要求达到对卡盘和回转油缸夹持机构的详细结构极其工作原理有较为深刻的理解，同时掌握其液压工作原理和根据零件加工的需要调整夹持零件的径向夹紧力来满足零件切削要求。在本次设计中，卡盘的行程比油缸的行程小，拉杆的行程应选择卡盘的行程。同时，零件松开时即卡盘与油缸都松开时，两者都应处于最前位置，从而两者都处于不互相受力的情况，即最佳状态。
难点为解决现有卡盘油缸夹紧装置部件的专用拉杆的设计合理问题，以及拉杆材料及热处理方式的选择。
3. 国内外研究现状（文献综述）
常见液压动力卡盘的供油压力初始设定后,在主轴运动过程中保持恒定不变,随着转速的升高,卡爪的离心力增加,卡盘夹持工件外圆时的动态夹紧力减小,夹紧力损失限制了卡盘转速的进一步提高。当然也有采用分级控制的,例如MJ-50型数控车床卡盘夹紧系统采用两个减压阀来调节系统压力,一个用于高速,一个用于低速,但是由于压力的分级不够细,在精加工中,速度不是太高时过大的初始夹紧力会破坏容易变形材料的表面,而高速时有可能出现松动等问题;在夹持工件内孔时的情况跟夹持工件外圆正好相反,低速时需要高的夹紧力,高速时需要降低夹紧力。
该文提出一种基于供油压力随转速变化的夹紧力补偿方法,设定2000、3000、4000r/min三个速度变化的压力转折点,在夹持工件外圆时,当转速在0~2000r/min时采用静态夹紧力F0,对应系统压力为2MPa;当转速在2000~3000r/min时对应系统压力为2.5MPa,动态夹紧力基本维持在F0;当转速在3000~4000r/min时对应系统压力为3MPa,动态夹紧力基本维持在F0;当转速超过4000r/min时,对应系统压力为3.5MPa,动态夹紧力基本维持在F0;在夹持工件内孔时初始夹紧力依然采用F0,压力为2MPa,然后随速度升高按照上面的3个速度转折点每次降低0.5MPa。（来源于数控车床液压卡盘夹紧控制系统的研究）
液压卡盘主要由油缸、活塞、卡圈、支承套、卡瓦座、碟形弹簧、卡瓦、保护套、防护罩、推力球轴承、密封圈等零件和标件组成。工作时液压油从油缸进油口进入油缸，油缸与活塞构成一个封闭腔，随着压力的升高，在压力油的作用下，活塞下移，经推力球轴承推动卡圈，支承套一起下移，使碟形碟簧受到压缩，卡圈在向下移动的同时带动三个卡瓦作离开圆心的水平运动，从而达到松开的目的。需夹紧时，操作换向阀将液控单向阀打开，卡盘封闭腔的油液经油管，液控单向阀和换向阀与油箱相通，此时封闭腔无压力，碟簧则在弹性力的作用下，自动复位，并推动支承套、卡圈、经推力球轴承与活塞向上移动，带动三卡瓦作向心水平运动，从而达到夹紧的目的。（来源于液压卡盘的工作原理及主要参数的设计）
4. 研究方案
本课题研究的主要目的是设计出液压卡盘的夹紧装置，使其满足诸如定位精度等众多要求，以使其达到预想的目的。为了完成本课题的设计，在设计之前的准备工作必须做好，首先是搜集和分析资料，主要包括选用的液压卡盘的型号，为呼和浩特机床附件厂的中空卡盘，型号为K52/400；选用回转油缸为呼和浩特机床附件厂的中实油缸，型号为K22/160，确定主轴头部为GB5900.1-2008-A211。初步确定液压卡盘的夹紧装置的主要零件，其次提出设计方案，研究方案可行性，设计各个部件，并对市场发展做了分析。
本课题研究所要达到的预期效果是在数控车床加工过程中，当使用液压卡盘装夹时，使用本课题所设计的夹持机构可以提高加工过程的机械自动化程度，提高生产效率，降低工人的劳动强度，降低企业成本。
在这次毕业设计中复习和巩固自己的专业知识，加强对绘图软件的熟练程度，提高自己的专业设计技能。设计过程中可参考一些国内外的文献资料，优化其结构设计，并对回转油缸进行推拉力计算，完成对卡盘油缸夹紧装置课题的设计。
5. 工作计划
毕业设计前一学期末完成英文翻译，收集、查阅、文献资料并准备开题报告。
第1周完成英文翻译，提交英文翻译给指导老师批阅。英文翻译经指导老师批阅合格并确认后，译文和原文均上传至毕业设计管理系统。译文封面用标准模板。
第2周查阅文献资料，撰写开题报告，同时熟悉课题要求。
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
