雙四連桿機構(gòu)增力的氣動夾具設(shè)計.pdf

第15卷第3期遼 寧 工 學(xué) 院 學(xué) 報Vol . 15 No. 3 1 9 9 5年9月JOURNAL OF L I AON I N G I N ST ITU TE OF TECHNOLOGYSep.1 9 9 5 雙四連桿機構(gòu)增力的氣動夾具設(shè)計 王祥林 (遼寧工學(xué)院) 摘 要 介紹了一種采用四連桿機構(gòu)增力的氣動夾具裝置,并詳細(xì)地分析了 增力機構(gòu)的受力特點。結(jié)果表明:這種雙四連桿夾緊機構(gòu)對于夾緊部位空間較小 而又需要較大夾緊力的情況特別適用,其壓板夾緊力是氣缸夾緊力的幾十倍。 關(guān)鍵詞 氣動夾具;四連桿機構(gòu);夾緊機構(gòu) 分類號 TG756 在雙面四軸銑床上,加工如圖1所示工件中的A、B平面。由于A、B面本身面積較大, 圖1 加工的工件圖 加工時的切削力也較大,而兩平面之間只有100mm的 厚度。因此,為了兩面同時銑削,必須保證可靠的夾緊, 這是銑削時的關(guān)鍵問題。筆者在設(shè)計夾具時,采用了一 種結(jié)構(gòu)簡單,夾壓力很大,用四連桿機構(gòu)增力的氣動夾 具。 經(jīng)過生產(chǎn)實踐證明,這種夾具工作可靠,工件的加工 質(zhì)量也符合要求。 1 夾具的結(jié)構(gòu)設(shè)計 工件以C、D面上的毛坯孔定位,從C面夾緊。 夾具 結(jié)構(gòu)如圖2.圖2中1為氣缸的活塞桿, 2為雙四連桿 增力機構(gòu),通過壓板3將工件4壓緊在支承塊5上。夾 具在夾緊部位的厚度為80mm ,因此它可以跟隨工件通 過銑刀。 圖3所示為對增力機構(gòu)作用力的分析。 略去摩擦與沖擊力的影響時(實際上沖擊和摩擦 的影響可以部分相互抵消 ), 根據(jù)匯交力系平衡理論可求得壓板夾緊力Q _ 與氣缸夾緊力FA _ 的關(guān)系如下: Q=F+F = 2F (因為 F=F ) 因為F=FBcos 2 +FCcos;FCsin=FBsin 2 ;FC=FB sin 2 sin 本稿1995年1月10日收到。 王祥林:男, 1939年生,高級工程師。錦州市古塔區(qū)士英街169號,遼寧工學(xué)院院長辦公室,郵編121001. 圖2 夾具結(jié)構(gòu) 圖3 增力機構(gòu)的力分析圖 所以F=FB (cos 2 + sin 2 ctg) 又因為FBcos 2 +F cos 2 =FA;FB=F B;FB= FA 2cos 2 所以F= 1 2 FA cos 2 + sin 2 ctg cos 2 = 1 2 FA(1 + tg 2 ctg) 721995年(總第51期) 王祥林:雙四連桿機構(gòu)增力的氣動夾具設(shè)計 Q= 2F=FA(1 + tg 2 ctg) 在夾緊過程中,當(dāng)氣缸活塞直徑一定,工作氣壓也一定,那么FA也是個定值,若夾緊后 = 150;= 11,則 Q=FA(1 + tg75ctg11)20FA 2 增力機構(gòu)特點 這種雙四連桿夾緊機構(gòu)與常用的杠桿夾緊機構(gòu)、 楔面夾緊機構(gòu)、 螺旋夾緊機構(gòu)和偏心夾 緊機構(gòu)相比較,其特點是: (1)因為Q _ 是隨 與 角變化的,所以增力倍數(shù)較高,可達(dá)幾十倍。這就可以采用直徑 較小的氣缸或較少的夾緊機構(gòu),因而對于夾緊部位空間較小而又需要較大夾緊力的情況特 別適用。 (2)在活塞行程和增力倍數(shù)都相同的條件下,該機構(gòu)壓力點運動軌跡的垂直距離較大。 如圖4所示:當(dāng)活塞行程為50mm時,壓力點垂直距離h近11mm。二者之比并不與Q和 圖4 FA之比互成反比,這是因為Q在整個活塞行程中是一個變量的緣故。設(shè)活塞行程為S,Q 壓力點垂直移動距離為h,則 ds dh = Q FA ; 0 1 FAds= 2 1 Qdh; FAS= 2 1 Q(h )d h 其中Q=Q(h)是h的函數(shù),隨h的增大而增大。 只有h增加到壓緊工件時,Q才是我們 所需要的設(shè)計值。而在其它時間,Q都小于設(shè)計值,較小的Q值意味著相應(yīng)的dh較大。 (3)結(jié)構(gòu)簡單。 (4)最后合成的總壓力Q _ 矢量與氣缸中心線相重合,這在很多情況下給夾具設(shè)計帶來 了方便。 3 結(jié) 論 (1)該機構(gòu)夾緊力Q _ 與 、 角密切相關(guān),而 、 角的數(shù)值又與各桿件的長度、 固定鉸支 座的位置以及它和壓板承壓平面的距離有關(guān)。因此,設(shè)計時應(yīng)對上述因素控制稍嚴(yán)些。 (2)由于橫梁的彈性變形和各鉸鏈運動副的間隙的影響,實際的 角要比設(shè)計值稍大, 角要比設(shè)計值稍小。這是在設(shè)計時應(yīng)考慮到的。 82 遼 寧 工 學(xué) 院 學(xué) 報 第15卷第3期 (3)C、C 桿與壓板平面的接觸圓弧部位應(yīng)淬火和磨光,使之達(dá)到HRC5055,光潔度 0. 8,圓弧半徑應(yīng)予以控制。壓板與該圓弧接觸的部位應(yīng)鑲上經(jīng)淬火和磨光的墊塊。 (4)該機構(gòu)的增力倍數(shù)可以在很大的范圍內(nèi)任意選擇。當(dāng)選用大的增力倍數(shù)時,夾壓點 和工件支承塊應(yīng)當(dāng)配置合理。 A Design of Pneumatic Clamp Reinforced by Twin-Four- L inkM echan ism W ang X iang lin Key words: pneumatic clamp; four- link mechanism; clamping mechanism ABSTRACT The auther introduces a pneumatic clamping device which is reinforced by a four-link mechanism , and analyses the forced feature of the reinforcing mechanism in details.The result show s that the tw in- four- link mechanism clamping system can get less space at the clamping position while the clamping force ismuch larger, say , The clamping force of the clamping plates is general decades higher than that of the cylinder. (R eceived on J an.10, 1995) (上接第25頁) UltrathinSwitching M odePowerSupply Used Single-chipM icrocomputer Zhu Guix ia;L iang B o;Chen Yongzhen Key words: sw itching mode power supply; ultrathin; power supply feature ABSTRACT The paper proposes a sw itching mode power supply w ith ultrathin and high performance used single2chip m irocomputer, which is convenient for users to carry w ith. A detail dis2 cussion of its opration principle and its circuit diagram are given and two ways of reducing noise indicated. Besides, the pric