基于复合功能杠杆的气动双工位夹具.pdf

基 子 复 合 功 能 杠 杆 的 笺 动 双 工 位 夹 具 口黄颖 口王明娣 口钟康民 口刘勇涛 口张弛 苏州大学 机电工程学院江苏苏州2 1 5 0 2 1 摘 要 现代工业生产 中普遍使 用的双工位 夹具结构复杂 ， 生产效率低 ， 不易维护 。 通过运 用对称结构并结合使 用气 缸 、 杠杆及 夹紧元件 ， 设计 出一种复合功 能杠杆 向下压紧双工位 高效 夹具 ， 仅 用一个气缸便可 实现 两个 工位 工件 的夹紧， 结构 简单 ， 生产效率 高， 节能环保 。 关键词 双工位夹具杠杆增力机构 内置杆气压缸 中图分类号 T H1 2 8 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 0 4 9 9 8 2 0 1 3 0 4 0 0 5 6 0 2 近 年 来 ， 轻 合 金 Ⅲ因 其 质 量 轻 、 比 强 度 高 、 导 热 性 好 、 抗 电 磁 干 扰 等 优 异 性 能 ， 被 广 泛 应 用 于 航 空 、 航 天 、 机 械 设 备 、 医 疗 器 械 等 领 域 。但 因 硬 度 低 、 耐 磨 性 差 、 耐 腐 性 差 等 问 题 ， 还 需 要 进 一 步 对 轻 合 金 进 行 处 理 ， 所 以 可 通 过 改 善 轻 合 金 的 夹 具 结 构 来 提 高 对 轻 合 金 工 件 的 加 工 效 率 并 保 证 其 表 面 质 量 。顺 序 加 工 的 双 工 位 夹 具 ， 由 于 装 卸 工 件 时 间 与 加 工 时 间 重 合 ． 生 产 效 率 高 ， 在 现 代 制 造 业 中 得 到 了 广 泛 应 用 。 但 是 ，现 有 的 双 工 位 夹 具 ． 大 多 是 两 套 相 互 独 立 的 驱 动 系 统 ， 即 一 个 工 位 就 用 一 个 气 缸 或 液 压 缸 ． 所 以不 仅 夹 具 成 本 高 ， 而 且 一 旦 两 个 加 工 工 件 相 距 很 近 时 ．这 两 套 相 互 独 立 的 液 压 缸 或 气 缸 ， 由 于 占用 较 大 空 间 导 致 干 涉 而 无 法 使 用 。本 文 介 绍 的 双 工 位 夹 具 的 设 计 思 路 是 利 用 内 置 杆 气 压 缸 的 双 向对 称 功 能 ， 仅 使 用 一 个 气 缸 或 液 压 缸 ， 就 能 够 完 成 对 两 个 工 位 工 件 的 顺 序 夹 紧 。 1 工作原理 实 际 生 产 中 ， 向 下 压 紧 的 夹 具 数 量 明 显 多 于 侧 向 或 其 它 方 向 夹 紧 的 夹 具 。 图 1为 利 用 复 合 功 能 杠 杆 而 实 现 向 下 压 紧 的 双 工 位 夹 具 。 当 换 向 阀处 于 图 l a 所 示 上 端 位 置 时 ， 压 缩 空 气 进 入 下 端 气 腔 ， 推 动 活 塞 向 上 运 动 ， 一 般 杠 杆 起 作 用 ， 铰 接 在 杠 杆 端 部 的 面 接 触 式 夹 紧 元 件 向 下 压 紧 左 端 工 件 ， 这 时 ， 便 可 对 左 侧 元 件 进 行 机 械 加 工 。 加 工 过 程 结 束 后 ， 使 换 向 阀 切 换 至 右 位 如 图 1 b 图 所 示 ， 则 压 缩 空 气 进 入 上 端 气 腔 ， 推 动 活 塞 向 下 运 动 ， 恒 增 力 杠 杆 起 作 用 ， 铰 接 在 杠 杆 中 部 的 面 接 触 式 夹 紧 元 件 向 下 压 紧 右 端 工 件 ，此 时 杠 杆 端 部 的 面 接 触 式 夹 紧 元 件 松 开 左 侧 工 件 ， 然 后 压 紧 右 侧 工 件 。 此 后 ， 可 在 对 右 侧 工 件 进 行 加 工 的 过 程 中 ， 对 左 侧 的 工 件 进 行 装 卸 。 } 教育部大学生创新试验计划项 目 编号 l 1 1 0 2 8 5 2 9 收稿 日期 2 0 1 2年 1 1月 圆 2 0 1 3 ／ 4 2 力学计算 图 1中 ， 压 紧 力 F 的计 算 公 式 如 下 型 廷 1 ‘ ， 、 式 中 D 为 气 缸 活 塞 的 直 径 Ip 为 压 缩 空 气 压 力 ； ’ 7 1 为 气 缸 的 传 动 效 率 ，通 常 取 0 ． 7 ～ 0 ． 9 ； 7 ／ 为 杠 杆 的 传 动 效 率 ， 通 常 取 0 ． 9 7 ； l 为 动 力 臂 长 度 ； 2 为 阻 力 臂 长 度 。 由式 1 可知 ， 内置 杆气 压 缸 驱 动杠 杆 增 力 双 I 位 高 效 夹 具 的 输 出力 经 过 杠 杆 进 行 力 放 大 ．可 以 减 小 所 需 气 缸 的 直 径 ， 节 省 空 间 。 3 总结 本 文 介绍 的复合 式 内置 杆 气 压缸 驱 动杠 杆 增 力双 工 位 高 效 夹 具 ， 具 有 以 下 显 著 优 点 机械制造5 1 卷 第5 8 4期 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 大 型 轴 瓦 加 工 工 艺 分 析 及 变 形 控 制 口林景华 大连华锐重 工集 团股 份有 限公 司辽 宁大连1 1 6 0 3 1 摘要 对大型减速机 用轴 瓦进 行加 工工 艺研 究， 提 出加 工中需要 注意的事项 ， 并针 对轴瓦变形提 出修复意见 。 可供 机械加工 工艺员参考 。 关键词 轴 瓦滑动轴承油膜 中图分类号T Hl 6 l ； T G 5 0 6 ． 7 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 0 4 9 9 8 2 0 1 3 0 4 0 0 5 7 0 2 冶 金 行 业 大 型 剪 切 设 备 中 减 速 机 的 轴 其 支 撑 轴 承 大 部 分 都 选 择 剖 分 式 轴 瓦 结 构 ，材 料 为 铸 造 铝 青 铜 合 金 ， 这 种 铜 合 金 强 度 高 、 耐 磨 、 耐 蚀 ， 可 耐 高 温 达 2 5 0 ℃ 。 铜 瓦 也 称 滑 动 轴 承 ， 工 作 中 主 要 是 与 轴 颈 间 形 成 油 膜 间 隙 。 一 层 很 薄 的 油 膜 在 其 相 对 运 动 时 起 润 滑 作 用 。 如 果 润 滑 不 良 ， 则 可 能 导 致 轴 与 轴 瓦 直 接 接 触 ， 产 生 摩 擦 ， 摩 擦 产 生 的 高 温 将 导 致 轴 瓦 损 坏 。 尽 管 轴 瓦 是 由 耐 高 温 的 铜 合 金 材 料 制 成 ，但 直 接 接 触 产 生 的 摩 擦 高 温 仍 能 将 其 损 坏 ． 因 此 轴 瓦 与 轴 之 间 的 间 隙 大 小 决 定 了 滑 动 轴 承 的 精 度 ，而 轴 与 轴 瓦 的 加 工 则 是 保 证 轴 承 精 度 的 关 键 。 轴 颈 的 加 工 通 过 磨 削 可 以 很 容 易 达 到 ， 但 大 直 径 、 薄 壁 轴 瓦 的 加 工 以 及 变 形 一 直 是 制 造 中 的 难 点 。 笔 者 对 此 类 件 的加 工 工 艺 和 变 形 修 复 进 行 了 大 量 的 研 究 和 实 践 ， 总 结 了 一 些 制 造 经 验 。 1 大直径 、 薄壁轴 瓦的特点及变形分 析 1 ． 1 大 直 径 、 薄 壁 轴 瓦 的 特 点 大 直 径 薄 壁 轴 瓦 一 般 是 指 孔 径 ≥5 6 0 mm、 壁 厚 ≤ 2 5 mm 的 径 向 刚 度 很 小 的 套 类 件 ， 主 要 技 术 指 标 外 收稿 日期 2 0 1 2年 1 1月 圆 、 内 孔 的 尺 寸 公 差 ； 外 圆 、 内 孔 的 圆 度 误 差 ； 内 外 圆 的 同 轴 度 误 差 ；端 面 与 内 孔 的 垂 直 度 误 差 ， 如 图 1所 示 此 件 为 国 内 某 钢 厂 大 型 剪 切 减 速 机 上 使 用 的 轴 瓦 。 由 于 这 类 轴 瓦 结 构 型 式 的 限 制 。制 造 过 程 中最 常 1 该 夹 具 利 用 内 置 杆 气 压 缸 双 向 对 称 功 能 ， 只 用 一 个 气 缸 就 能 实 现 两 个 工 位 的 顺 序 压 紧 。 与 常 规 夹 具 相 比 ， 不 仅 少 用 一 个 气 缸 ， 而 且 节 省 空 间 。 同 时 ， 此 高 效 夹 具 可 以 应 用 于 轻 合 金 工 件 ， 提 高 工 件 的 加 工 效 率 。 2 该 夹 具 的力 传 递 元 件 是 简 单 的 杠 杆 机 构 ，其 中 与 杠 杆 铰 接 的 面接 触 夹 紧 元 件 ， 均 采 用 圆柱 体 加 工 而 成 ． 制造 、 更 换 方 便 ， 延 长 了夹 具 的使 用 寿 命 。同 时 ， 轻 合 金 工 件 的硬 度 低 、 耐 磨 性 差 ， 面接 触 夹 紧 元 ．- q - 以 减 小 夹 紧 轻 合金工 件时的力 ． 保证轻合金 工件的表面质量 。 3该 夹具 采 用气 压 缸 驱动 ， 可 以压缩 空 气 势 能 ， 节 能 环 保 。 由于 双 工 位 夹 具 生 产 效 率 高 ，气 动 夹 具 还 有 节 能 环保 的优 势 。 因而不 仅适 用 于轻 合金 工 件 ， 更 具 有 广泛 a 机 械制 造5 1 卷第s s 4 推 广 的 价 值 。 参 考 文 献 [ 1 ] 钱翰 城， 李俊． 轻合金表面 工程技术述评 [ J ] ． 特 种铸造及有 色合金， 2 0 0 7 。 2 7 8 5 9 6 5 9 9 ． [ 2 ] 盛小 明， 钟康 民． 基 于固定式无杆 活塞缸驱 动的增力夹紧机 构 [ J ] ． 机械 制造， 2 0 0 5 ，4 3 1 0 7 1 7 2 ． [ 3 ] S i ，G u a n g J u ；Z h o n g ，K a n g Mi n ； e t a 1 ． T w o p o n t F l o a t i n g Cl a mp i n g De v i c e B a s e d o n F i x e d C y l i n d e r w i t h Do u b l e p i s t o n a n d T o s g l e- l e v e r F o r c e A m p l i fi e r [ J ] ．A d v a n c e d Ma t e r i a l s Re s e a r c h ， 2 01 1 ，2 0 1 - 2 0 3 ， 2 2 2 O 一 2 2 2 3 ． [ 4 ] 林 文焕， 陈本 通． 机床夹 具设 计 [ M] ． 北京 国防 工业 出版 社 。 1 9 8 7 ． △ 编 辑 功 成 2 0 1 3 ／ 4 回 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m