卡盘油缸夹紧装置的设计开题报告

 2022-10-23 14:46:20

1. 研究目的与意义

机械加工中会用到夹紧机构,尤其在数控车床加工中液压卡盘的夹紧作用尤为突出。它具有夹紧和定位的作用,是数控车床加工结构中不可缺少的一部分。目前,随着现代自动车床及加工中心的发展,促进卡盘夹具原理及结构研究工作的快速发展及卡盘精密性的不断提高,其省力,高效的优点在金属切削加工中应用广泛适合机械制造业的快速发展。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。因此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。液压卡盘油缸夹紧装置是机床行业中一种应用极为广泛的零件加工的夹持方式,通过液压卡盘卡爪对零件的可靠夹紧完成零件的切削,在机床切削中起着至关重要的作用。油缸及卡盘的种类(中空或中实)根据零件切削加工需要进行选择。

2. 课题关键问题和重难点

本课题关键问题是卡盘油缸夹紧装置部件的主要零部件的设计,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。通过选择的回转油缸进行拉力大小计算。根据执行元件的特点选择合适的控制阀组,如方向控制阀,压力控制阀等。以及技术经济分析,主要零件成本分析及成本计算。油缸活塞从油缸最前端运动到最后端所经过的距离就是油缸的行程。中实油缸液压卡盘的行程是固定的。因此需要掌握好油缸的行程与卡盘的行程之间的关系。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)

卡盘是机床上用来夹紧工件的机械装置。利用均布在卡盘体上的活动卡爪的径向移动,把工件夹紧和定位的机床附件。卡盘一般由卡盘体、活动卡爪和卡爪驱动机构 3部分组成。卡盘体直径最小为65毫米,最大可达1500毫米,中央有通孔,以便通过工件或棒料;背部有圆柱形或短锥形结构,直接或通过法兰盘与机床主轴端部相联接。卡盘通常安装在车床、外圆磨床和内圆磨床上使用,也可与各种分度装置配合,用于铣床和钻床上。从卡盘爪数上可以分为:两爪卡盘,三爪卡盘,四爪卡盘,六爪卡盘和特殊卡盘。从使用动力上可以分为:手动卡盘,气动卡盘,液压卡盘,电动卡盘和机械卡盘。从结构上可以分为:中空卡盘和中实卡盘。

软爪卡盘的卡爪加工后,可以提高工件的定位精度,如是新三爪卡盘,工件安装后的定位精度小于0.01mm。如三爪卡盘的平面螺纹磨损较严重,精度较差,换上软爪轻加工后,工件安装后的定位精度仍能保持在0.05mm以内。软爪卡盘装夹已加工表面或软金属,不易夹伤表面。对于薄壁工件,可用扇形爪,增大与工件接触面积而减小工件变形。软爪卡盘适用于已加工表面作为定位精基准,在大批量生产时进行工件的半精车与精车。

软爪卡盘正确的调整与车削,是保证软爪卡盘精度的首要条件。软爪的底面和定位台,应与卡爪底座滑配和正确地定位。软爪用于装夹工件的部分比硬爪加长(10~15)mm,以备多次车削,并要对号装配;车削软爪的直径最好与被装夹工件直径一致,或大或小,都不能保证装夹精度。一般卡爪车削直径比工件直径大0.2mm左右,也即是被卡的工件直径,要控制在一定公差范围内;车削软爪时,为了消除间隙,必须在卡爪内或卡爪外安装一适当直径的圆柱或圆环,它们在软爪安装的位置,应和工件夹紧的方向一致,否则不能保证工件定位精度。当工件为夹紧时,圆柱应夹紧在卡盘爪里面进行车软爪爪面,当工件为涨紧时,圆环应安装在卡盘爪外面,车削软爪外面。

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4. 研究方案

本次设计首先通过对机床卡盘油缸夹紧装置中液压夹紧原理的理解,了解液压控制及液压传动,掌握其控制原理,运用相关知识进行设计卡盘油缸夹紧装置,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。

在设计前首先熟悉卡盘油缸夹紧装置总体的功能和每一部分的功能,善于观察和发现不足之处,找出可以改善解决不足的具体方案,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。

第一周 完成英文翻译,提交英文翻译给指导老师批阅。

第二周 英文翻译经指导老师批阅合格并确认后,译文和原文均用PDF格式,上传至毕业设计管理系统。译文封面用标准模板。

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