自動剪板機畢業(yè)設計

1、裝訂線 自動剪板機設計摘要本文設計了一臺自動剪板機，此剪切機用于剪切厚為0.20.3mm，最大寬度為2000毫米的板帶，裁剪的鋼板規(guī)格為1m×2m×3mm.剪斷時間小于10s，重點就剪板機壓緊裝置、放料裝置、剪板機結構進行了設計，在設計中通過對比國內外剪板機，力求設計出結構簡單，操作方便，同時經濟、合理的剪板機，具體設計思路上：利用液壓系統(tǒng)控制刀架，大大減少了剪切的時間并且提高了剪切精度，采用自動送料機構以提高剪板機的自動化性能。近年來，隨著模具技術和沖壓技術的發(fā)展，剪板機的應用范圍在不斷地擴大，數(shù)量在不斷地增加，預計不久的將來，剪板機在沖壓用剪板機中的比例將會越來越大。關

2、鍵詞壓緊裝置 剪板機機構 放料裝置 Automatic cutting machine designAbstract This paper designed an automatic cutting machine, the shearing machine is used for cutting thick 0.2 0.3 mm, maximum width of 2000 mm plate band, cutting the steel plate specifications for 1 m * 2 m * 3 mm. Cut the time less than 10 s, mainl

3、y on shearing machine clamping device, feeding device, shearing machine structure design, by comparing the shearing machine at home and abroad in the design, make every effort to design a simple structure, convenient operation, economy, reasonable shearing machine at the same time, the specific desi

4、gn idea: use hydraulic system control tool post, greatly reducing the shear time and improved the precision of shearing, automated conveying mechanism in order to improve the automation of the shearing machine performance. In recent years, with the development of the mould and stamping technology, t

5、he application range of the shearing machine is constantly expanding, the number is constantly increasing, is expected in the near future, plate shears in the stamping with ratio of shearing machine will be bigger and bigger.Keywords Clamping device Shearing machine body Feeding device 目 錄前言1第1章 剪板機

6、的現(xiàn)狀及展望5第2章 斜刀片剪板機的總體介紹5 2.1 數(shù)控剪板機的工作原理6 2.2 剪板機總論6 2.3 上切式液壓斜刀片剪板機6第3章 總體布局設計6第4章 剪板機的設計8 4.1 刀刃側向間隙調整機構8 4.2 機架9 4.3 刀片9 4.3.1 刀片傾斜角9 4.3.2 上下刀刃側向間隙10 4.3.3 刀片的材料10 4.4 力能參數(shù)計算11 4.4.1 剪切力11 4.4.2 剪切金屬上的作用力11 4.4.3 剪切功11第5章 液壓機構的設計12 5.1 液壓傳動的優(yōu)缺點12 5.2 液壓傳動的基本原理12 5.3 液壓傳動系統(tǒng)的組成12 5.4 雙作用活塞油缸13 5.5 主

7、要性能參數(shù)13 5.5.1 安全系數(shù)13 5.5.2 壓力13 5.5.3 缸筒內徑的計算13 5.5.4 主要尺寸14 5.5.5 薄壁筒和厚壁筒的區(qū)別15 5.5.6 鋼筒的壁厚計算15第6章 壓緊裝置的設計15 6.1 壓緊機構及裝置16 6.2 夾緊機構的種類16 6.3 相關計算16第7章 關于環(huán)保和可行性經濟的分析！18結論20致謝21參考文獻22附錄前 言 剪板機是借于運動的刀片和固定的刀片，采用合理的刀片間隙，對各種厚度的金屬板材施加剪切力，使板材按所需要的尺寸斷裂分離的設備。剪板機常用來剪裁直線邊緣的板料毛坯。剪切能保證被剪板料剪切表面的直線性和平行度要求，并減少板材扭曲，以

8、獲得高質量的工件。板金行業(yè)的下料剪切工具，廣泛適用于機械工業(yè)，冶金工業(yè)，汽車，造船，電器電氣工程設備，板金加工，鋼管焊接，電子工業(yè)，航天航空工業(yè)，農業(yè)機械制造，餐飲家具各種機械行業(yè)，主要作用就是用于金屬剪切在使用金屬板材較多的工業(yè)部門，都需要根據尺寸要求對板材進行切斷加工，所以剪板機就成為各工業(yè)部門使用最為廣泛的板料剪斷設備。我的畢業(yè)設計選擇的題目是“自動剪板機設計”，自動剪板機設計，主要要求剪板機實現(xiàn)自動剪切的過程，可實現(xiàn)用于剪切厚為0.23mm，最大寬度為2000毫米的板帶，裁剪的鋼板規(guī)格為1m×2m×3mm.由于時間倉促和作者的知識水平有限，論文中的錯誤和不足在所難免

9、，請各位老師給予批評指正。 第1章 剪板機的現(xiàn)狀及展望我國的第一條板材加工FMS也于1991年12月通過了技術鑒定，其性能達到了國外同類產品80年代末期水平。該FMS由壓力機、折彎機和剪板機組成沖孔、剪切、折彎柔性制造系統(tǒng)，主要特點是沖孔單元可與倉庫單元相聯(lián)成為獨立的系統(tǒng)，用硬件和軟件來解決小規(guī)格數(shù)控直角剪板機大尺寸板件的加工，自動編程計算機可滿足板材加工FMS全線自動運行要求和加工單元獨立自動運行要求，主要數(shù)控剪板機和數(shù)控折彎機等三臺設備組成對上線前或下線后板材進行剪切、折彎加工。該FMS適用于多品種小批量生產方式，年處理板材2000t。發(fā)展數(shù)控技術，進而發(fā)展數(shù)控鍛壓機械是提高鍛壓生產技術水

10、平的關鍵。近幾年來，數(shù)控技術廣泛應用于鍛壓機械各個領域，國內的數(shù)控剪板機也已有一定的發(fā)展。從1986年10月第一臺W67Y-160K/3200數(shù)控折彎機由天小鍛壓機床廠研制成功以來，國內在數(shù)控折彎、數(shù)控剪切技術發(fā)展較為有代表性的單位濟南鑄造鍛壓機械研究所、黃石鍛壓機床廠和上海沖剪機床廠。上海沖剪機床廠更是異軍突起，從1986年以來先后開發(fā)成功具有現(xiàn)代水平的QC12K與WC67K兩大系列數(shù)控剪板機，并正在研制直角剪板機。其中W67K系列數(shù)控折彎機采用瑞士CYBELEC CNC7200P折彎機專用數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)可通過X軸（后擋料位置）、Y軸（機械擋料位置）來控制折彎角度，并由光柵尺檢測出滑塊位置

11、，由CNC來控制滑塊上下死點、快慢速度換點和板料壓緊點等。 國外鍛壓技術發(fā)展更是迅猛異常，并越來越趨向于CNC、DNC和柔性自動化。隨著鍛壓技術的發(fā)展和滿足單件小批量生產，只要用戶需要，即能提供多功能的各種數(shù)控鍛壓機械及附屬。CNC在國外相當普遍，如瑞典Pullmax公司的Ursviken分部每年大約生產200臺折彎機，其中90%以上的產品裝有CNC。采用CNC前擋料裝置的CNC剪板機，不但可提高生產率，而且可提高零件的精度和重復精度。英國EDWARDS PEARSON公司開發(fā)的CNC剪板機，備有二根3m長的CNC前擋料臂，其上帶夾持器，該機有一套全自動液壓傳動系統(tǒng)，整個過程可自動控制。瑞士H

12、AMMERLER公司的CNC控制二軸AS6型6×3100液壓剪板機，帶有前夾鉗送料裝置和后擋料裝置，工件、余料由堆垛系統(tǒng)分別堆放，預選的剪切件數(shù)和鋼板尺寸由數(shù)碼管顯顯示，擺動刀架的刀片間隙可以手工調節(jié)或由聯(lián)到CNC控制機構上的液壓定位裝置按板厚自動調節(jié)。意大利SALVGINI公司的C2型直角剪板機FMC，通過自動編程，優(yōu)化排料，將大型板坯剪成矩形板坯，或與沖?；剞D頭壓力機配套，將沖完的大張板材分割成小型工件。該公司的S4+P4型大型板材沖孔、成形、剪切及四邊折彎FMS，更是集多工位沖孔、剪切機、四邊折彎機加上自動送料裝置組成板材沖孔、剪切、焊接柔性制造系統(tǒng)。 第2章 斜刀片剪板機的總

13、體介紹2.1 數(shù)控剪板機的工作原理控直角剪板機有夾持板料在XY方向分別或同時送進的數(shù)控工作臺，兩套成直角安裝的剪切刀片分別平行于X軸、Y 軸，剪切刀片有刀片間隙自動調整裝置。數(shù)控系統(tǒng)按程序控制工作臺沿XY方向送料刀片間隙自動調整裝置按程序中設定的板厚剪切前自動調整間隙。小于700x900 mm的板件可從大板上一刀剪裁下來，并由輸送裝置送出；長度方向大于900 mm的工件機器自動采用半剪功能在長度方向接刀剪切；寬度方向大于700 mm的工件排料時排于夾鉗側不需要剪切。剪切、壓料均由液壓裝置提供動力。大板毛坯板料經人工或自動排料后一次裝夾即可分切所有排料的工件。剪切效率是傳統(tǒng)剪板機的36倍，材料利

14、用率高2.2 剪板機總論在板帶車間軋制線及其輔助作業(yè)線上，裝有各種形式的剪切機，其中大多數(shù)是斜刀片剪切機。斜刀片剪切機主要用來剪切帶材的頭部尾部和分切。傳動方式分機械傳動、液壓傳動和壓縮空氣傳動三種。在實際生產中多采用前兩種方式。近年來，隨著液壓傳動的廣泛應用，在現(xiàn)代化軋板車間里，越來越多的采用液壓傳動的剪切機。液壓傳動的剪切機具有結構簡單重量輕等一系列優(yōu)點。如某廠1700冷連軋廠二十一臺斜刀片剪切機中，有十六臺液壓傳動之多，約占總數(shù)的百分之七十六。液壓傳動的剪切機雖然有很多優(yōu)點，但在應用上受條件的限制。剪切機附近沒有可利用的液壓站。需設置專用液壓站時，采用機械傳動則更為合理。采用液壓傳動時，

15、液壓工作系統(tǒng)的工作壓力一般在60140公斤/厘米2范圍之內，個別情況也采用210公斤/厘米2。一般固定在刀架的刀片是水平的，活動刀片的刀架則是傾斜的。上切式剪切機常單獨使用或用于獨立的機組之中。但對于較大型剪切機剪切板厚大于6mm的剪切機以及需要設置專用小車收集切頭的場合是，亦可考慮采用上切式剪切機。下切式剪切機則長設在連續(xù)作業(yè)線的前面后面和中間，進行切頭切尾和分切。剪切次數(shù)影響剪切質量。剪切次數(shù)多，則剪切面整個長度較為光滑，而且斷面與板帶表面成直角。如次數(shù)過少，由于剪切過程結束前，板帶材有足夠時間在自重作用下向下彎曲，致使剪切的最后部分的斷面與板帶表面不成直角。機械傳動的剪切機可以采用較小的

16、刀刃傾斜角和較多的剪切次數(shù)。液壓傳動則需采用較大的刀刃剪切角，因此只能采用少的剪切次數(shù)。2.3 上切式液壓斜刀片剪切機 上切式液壓斜刀片剪切機，主要由焊接機架下刀架活動上刀架同步裝置和油缸等組成。剪切機本身可以不設機座固定在其他設備的機體上。上刀架由兩個油缸共同驅動，兩個缸通過裝在上刀架上的兩個小齒輪和固定在立柱上的齒條達到同步，上刀架在立柱上的導槽中上下滑動。下刀架兩端用螺栓與兩根立柱連結，同時起下橫梁的作用。 此剪切機用于剪切厚為0.23mm，最大寬度為2000mm的板帶。 第3章 總體布局設計按如下步驟進行：（1） 擬定工藝方案，并繪制工序圖及加工示意圖。（2） 擬定全線的自動化方案。（

17、3） 確定自動線的總體布局，繪出自動線的總聯(lián)系尺寸圖。（4） 繪制自動線周期表。（5） 對于沒有充分把握的某些工序、先進工藝及結構，進行必要的試驗工作等?，F(xiàn)以加工自動線，可在以下幾方面實現(xiàn)自動化：（1） 機床工作循環(huán)自動化。（2） 工件在機床上的裝卸自動化。（3） 工件的定位與夾緊的自動化。（4） 工件在工序間的輸送自動化。（5） 自動線的鏈鎖保護自動化。（6） 自動線的上料與下料自動化。（7） 加工質量的自動檢驗及自動控制。自動線的布局是指組成自動線的機床、輔助裝置以及連接這些設備的工件傳送系統(tǒng)中各種裝置的平面和空間的布局形式。它是由工件加工工藝、車間的自然條件、工件轉送方式和生產綱領所決定

18、的。自動化剪板機系統(tǒng)中工件在工作臺上方通過輸送料道傳送。工件可通過鏈條傳送裝置使工件橫向傳送，或者通過油缸推料使工件縱向輸送，根據需要可設置空中料倉。由上下料機械手進行自動上下料。本裝配線的組成：主線呈矩形布置，由兩條主線、兩個升降臺、一臺剪板機以及各類機械手等裝置組成。剪板機最大可剪板厚3mm,最大可剪板寬2000mm，具有以下特點：（1）機身整體焊接，整體加工，具有足夠的強度、剛度及較高整體精度。（2）具有單次、連續(xù)行程、點動和半行程剪切功能，適用于多種工況的剪切。（3）設有快速調整刀片間隙機構，定位可靠。（4）設有輕壓、日光燈源對線裝置，便于對線剪切和調整維修。（5）設有電子計數(shù)器，便于

19、剪切計數(shù)。（6）設有防護柵與電氣聯(lián)鎖，確保安全。滾子傳送機是由一根根平行的轉軸及轉軸上套的滾輪、鏈輪（或齒輪）及驅動裝置組成的。噴氣真空吸盤抓取裝置由真空吸盤、吸盤桿、真空噴咀、固定支架、緩沖彈簧等組成。其特點是真空噴咀是以壓縮空氣為動力源的真空發(fā)生器。為了能抓取帶孔的工件，每個吸盤都能單獨工作。在每個真空吸盤上設置有緩沖彈簧，當吸盤接觸被吸附的鋼板表面時，給吸盤一定的預壓力，使其密封良好；而且也能補償吸附表面的位置高低誤差。真空式吸盤是利用真空泵抽去吸盤內腔的空氣，使吸盤內腔形成真空而吸住工件的。圖3-2所示為具有真空泵吸盤的氣路系統(tǒng)控制原理，當電磁閥1通電后，閥芯左移，真空泵與吸盤接通進行

20、抽氣，吸盤內腔形成真空而吸附工件；當電磁閥1斷電閥芯復位時，電磁閥2通電，閥芯左移，吸盤內腔接通大氣而釋放工件，工件在自重或外力輔助作用下脫開吸盤。圖3-2 真空泵系統(tǒng)原理對于圖3-2所示的真空式吸盤,其特點是系統(tǒng)工作過程中如果發(fā)生斷電現(xiàn)象,兩電磁閥的所有氣路通道將會自動關閉,此時只要吸盤與工件接觸的密封性較好,則工件仍能保持被吸附狀態(tài),不會因斷電立即脫落而造成事故.因此,真空式吸盤工作可靠,吸附力也較大;但因需要真空泵設備,故成本較高。真空式吸盤的吸附力主要取決于吸盤的吸附面積和吸盤內腔的真空度。吸盤內腔的真空度由真空泵的類型而定，可用真空表測量而得到。吸盤內腔的壓強越小，真空度越高；反之，

21、內腔壓強越高，則真空度越低。 升降臺采用液壓方式進行升降，通過安放在油缸的導向管上升或下降。工作臺采用齒輪鏈條形式，由電動機直接驅動圓柱滾輪進行轉動。升降臺之種類很多,通常有兩種分類方法。第一類分類方法是按運動形式來分類，即擺動式及平舉式。（1） 擺動式升降臺一端繞著固定轉動而只有一端升降，使升降臺在運動時呈一定的傾斜度，類似上下擺動的形式，因此被稱為擺動式。這種升降臺多用于升舉長度較大的軋件，它要此平舉式升降臺更省力，因之應用較廣。通常在三輥式軋機上用者最多。（2） 平舉式升降臺臺之兩端平行上下移動，本例中涉及到的升降臺采用液壓平舉式升降臺，從理論上論證了這種升降臺的結構優(yōu)越性，得出以下結論

22、：（1） 該機械具有較為優(yōu)越的行程放大比和較小的起升角，縮小了結構尺寸，具有小型輕便的特點；（2） 該機構的能較準確的定位，具有良好的自鎖性能；（3） 便于就用計算機進行現(xiàn)場控制，特別是用于升降臺的同步運行控制，具有良好的開發(fā)前景。 第4章 剪切機設計4.1 刀刃側向間隙調整機構刀刃側向間隙的調整是靠移動上刀架達到的，如下圖所示，上刀架4的左右移動是由每個M16的調節(jié)螺栓1進行調節(jié)。為了防止在松開固定螺栓3時上刀架下滑，在上刀架與機架2連接處各設有一個橫向的導向鍵5，該鍵也承受剪切時對上刀架作用的切向力。 圖4-1刀刃側向間隙調整機構 1調節(jié)螺栓；2機架；3固定螺栓；4上刀架；5導向鍵4.2

23、機架剪切機由機架、上下刀架、導向滑軌和傳動裝置等組成。目前機架大都采用框架式焊接結構。其優(yōu)點是制造周期短，特別適合于單件或小批量生產；在結構上根據受力情況合理布置和選用不同厚度的鋼板，可以減輕設備重量，一般約比鑄件輕20%左右。其缺點是鋼板焊接前的加工量較大，還需相應的焊接設備和焊接技術，焊后一般尚需進行消除內應力的退火處理。4.3 刀片4.3.1 刀刃傾斜角 增加斜刀片剪切機刀刃的傾斜角雖然可以提高剪切能力，但加大了刀片行程，會導致機架高度加高等一系列問題。同時，許用最大傾斜也受鋼板與刀片間磨擦條件的限制，當傾斜角大于最大許用值時，鋼板就會從刀口中滑出無法實現(xiàn)剪切。因此，傾斜角的實際選用值有

24、一定的范圍。刀刃傾斜角與板帶厚度的關系可參閱圖4-2。 鋼板厚度,毫米圖4-2 刀刃傾斜角與鋼板厚度的關系刀刃傾斜角不僅影響剪切力,也直接影響剪切質量和精度。由于刀刃傾斜角的存在,剪切時必然使被切帶材產生向下的撓曲和扭曲，而且撓曲和扭曲，隨刀刃傾斜角的大小而增減.實踐證明,薄帶材使用較小的刀刃傾斜角對控制撓曲和扭曲較為有效。但剪切厚板帶時則不宜選用4.3.2 上下刀刃側向間隙 上下刀刃側向間隙也直接影響剪切質量。側向間隙選用正確，可使剪切面與帶材表面成90º直角。側向間隙的大小與被剪切的材質和帶厚有關。刀刃側向間隙為板帶材厚度的710%時，剪切面接近垂直，因此，一般取刀刃側向間隙為被

25、切板帶材厚度的510%。設計斜刀片剪切機，特別是剪切厚度變化較大的剪切機，可參考上面推薦的側向間隙值，設計調節(jié)裝置。調節(jié)裝置的方式較多，一般都裝在固定刀架上。4.3.3 刀片的材料剪切時刀片受到擠壓、彎曲和摩擦的作用，因此，要求刀片材料要有一定的強度和韌性，并要有較高的硬度。刀片材料一般可參照被切材料按圖表4-3選用。剪 切 條 件 推 薦 使 用 鋼 種 刀 刃 硬 度 HRC熱剪一般金屬 65SiCr、5CrW2Si 5060 冷剪一般金屬 5CrNiMo、65CrSi8Cr3、9CrWMn 5258冷剪較硬金屬 9Mn2V、8Cr3 54604.4 力能參數(shù)計算 4.4.1 剪切力許多文

26、獻對剪切過程的分析都是將剪切力看作純剪切力，實際上，斜刀片剪切機剪切板帶時，會使被剪切金屬彎曲而產生彎曲抗力及局部的碗形彎曲力等。此外，還有一些因素如剪切斷面、切入深度及分離面的摩擦力等，對剪切力也有影響。 采利柯夫-諾沙利公式 ，公斤式中 考慮刀刃變鈍的系數(shù);表示和的關系最大剪切應力;被剪切金屬的強度極限考慮刀片傾斜角影響的系數(shù);表示和之比值被切金屬的平均剪切應力;相對切入深度;被剪切金屬試樣斷裂時的相對延伸率;刀片金屬的厚度;被切金屬的厚度,毫米。由表查得如下:代入上式,可得 公斤代入數(shù)據可得， KN 4.4.2 剪切金屬上的作用力剪切時除了產生剪切力P之外，對刀刃還將產生側向推力T，且T

27、=。無壓板剪切時，則TP=KN，有壓板剪切時，則TP=39.6877.36KN剪切時為了解避免板帶尾部翹起，一般都設有壓板裝置。壓緊裝置與剪刃的動作聯(lián)鎖，比剪刃約提前（對斜刀片剪切而言）壓住被剪切金屬。壓板開始壓住被剪切金屬而又未剪切時的初壓力可取為KN4.4.3 剪切功斜刀片剪切時的剪切功等于剪切力與刀片假設剪切行程的乘積w=ph=p b tan,公斤.毫米h-刀片假設剪切行程，毫米。b-被剪切金屬的寬度，毫米?？紤]剪切公式時，可得到 公斤.毫米第5章 液壓機構的設計5.1 液壓傳動的優(yōu)缺點液壓傳動是利用液體作為工作介質來傳遞力和進行控制的一種新興應用學科，其發(fā)展的速度很快。由于液壓傳動有著

28、許多明顯的優(yōu)點，目前已在鍛壓機械.金屬切削機床.工程機械.汽車工業(yè).自動化控制.冶金工業(yè).船舶交通.鐵路車輛.國防工業(yè)等許多部門得到了廣泛的應用?？梢哉f，凡是機械設備的工程領域，都可采用液壓傳動。液壓傳動具有下列優(yōu)點：（一） 液壓傳動能傳遞很大的力或力矩，它的這一點突出優(yōu)點廣泛應用在需要產生巨大力或力矩的場合。（二） 單位功率重量輕，結構尺寸小，在同等功率條件下，液壓傳動的重量和尺寸僅為直流電機的1020左右。（三） 反應速度快，動作靈敏。（四） 由于一般使用油液作為工作介質，油液本身具有不可壓縮性及吸震能力，所以傳動平穩(wěn)，準確。（五） 可在很大范圍內實現(xiàn)無級變速。（六） 由于油液作為工作介質

29、時，可實現(xiàn)自動潤滑，使使用壽命增長。（七） 由于液壓傳動的壓力.流量及方向是可控制的，再加上電子技術的配合，便于實現(xiàn)自動化，容易實現(xiàn)各種自動化機械。（八） 液壓傳動的元件可實現(xiàn)標準化.系列化，對制造和設計使用都很方便。液壓傳動存在的缺點：（一） 液壓元件制造精度高，使加工制造比較困難，尤其是用于控制的液壓閥，為防止油液的泄露，對零件的加工精度要求嚴格。（二） 為防止泄露對工作效率及工作平穩(wěn)性的影響，對密封要求極為嚴格，即便如此，泄露也難以避免。（三） 油液的黏度歲溫度的變化而變化，會直接影響傳動機構的工作性能，因此在低溫及高溫的條件下采用液壓傳動較為困難。（四） 對于維修人員需要有較高的水平。

30、5.2 液壓傳動的基本原理（一） 在液壓傳動中，以油液為工作介質來傳遞動作和能量，油液是傳動件。而在機械傳動中，軸.齒輪.帶和帶輪是傳動件，用以進行動力和運動的傳遞，所以，液壓傳動和機械傳動是完全不同的傳動方式。（二） 液壓傳動是在密封容器內，利用液體傳遞壓力能，然后通過執(zhí)行機構，把壓力轉化成機械能而做的功的一種傳動方式。（三） 液壓傳動中的工作介質是在受控制.受調節(jié)的狀態(tài)下進行工作的。5.3 液壓傳動系統(tǒng)的組成液壓傳動過程可用下面的框架表示： 電 動 機機械能 油 泵液壓能油缸或電動機機械能 負 載在上訴傳動中，由油泵將電動機的機械能轉換成液體的壓力能，再由油缸或由電機把液體的壓力能轉換為機

31、械能去推動負載運動。為了實現(xiàn)油液的輸送，在油泵與油缸或電機之間需用管道連接，為了實現(xiàn)執(zhí)行機構所要求的運動，在系統(tǒng)中還要配置各種控制閥及其他輔助設備。所以液壓傳動系統(tǒng)主要由動力裝置.執(zhí)行機構.控制裝置和輔助裝置四部分組成。5.4 雙作用活塞油缸油缸由活塞頭.活塞桿.缸體.左右端蓋.導向套及拉桿等組成。左右端蓋利用四根拉桿固定在缸體上。在左右端蓋上裝有由單向閥和節(jié)流閥組成的緩沖裝置，以保證塞在行程終點能準確定位和防止沖擊。當活塞退回時，活塞頭部的緩沖銷插入端蓋的孔內，此時活塞腔內的油液必須通過節(jié)流閥才能排出，由于節(jié)流作用，所以在活塞腔內形成排油阻力，使活塞得到緩沖。調節(jié)節(jié)流閥的開口，便可得到適合的

32、排泄阻力。當活塞反向運動時，高壓油由單向閥進入活塞腔內。5.5 主要性能參數(shù)5.5.1 安全系數(shù)對液壓缸的重要零件缸筒來說，液壓力.機械力和與安全系數(shù)有關的因素都對缸筒有影響。液壓缸因壓力過高喪失正常工作能力而破壞，往往是以強度問題.剛度問題和穩(wěn)定性問題三種形式表現(xiàn)出來的。其中，大量的.最重要的是強度問題。強度在壓力的作用下，其上任何一點存在兩個方向的應力；由于缸筒兩端拉力產生的軸向拉應力。當然，還存在著徑向應力，但它很小，可以不必考慮。由此可見，環(huán)向應力是軸向應力的兩倍，所以計算強度時，只需計算環(huán)向應力。缸筒的安全系數(shù)：由鋼材受交變載荷可知缸筒的安全系數(shù)為5液壓缸和液壓馬達是液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元

33、件。它將液壓能變?yōu)闄C械能輸出。液壓缸輸出直線運動和力，液壓缸廣泛用于需要直線往復運動和大扭矩、低轉速來回擺動的工作機上，傳動無間隙，運動無間隙，運動平穩(wěn)。5.5.2 壓力(1)額定壓力 由標準選取 (2)最高允許壓力 (3)試驗壓力 5.5.3 缸筒內徑的計算在工作壓力給定的情況下，確定缸筒內徑的原則是保證液壓缸具有足夠的出力來驅動工作負載。（1）活塞桿以推力驅動工作負載時D= （cm）活塞桿以拉力驅動工作負載時D= (cm)式中 推力(N) 拉力(N) 機械效率，取=0.95 p工作壓力(N/cm2) 回油背壓(N/cm2) d 活塞桿直徑(cm)由此計算后得直徑D=96.232mm （2）

34、當流量及活塞運動速度已知時，若不考慮容積效率，按活塞桿伸出速度計算內徑為D=10 (CM)按活塞桿縮回速度計算的內徑為D= (cm)式中 Q流量(L/min)活塞桿伸出速度(cm/min)活塞桿縮回速度(cm/min)d活塞桿直徑(cm) 由此計算后，缸徑為d = 89.327mm計算出的數(shù)值，如果不符合液壓缸內徑系列參數(shù)標準，其他零件也不容易配套。按照國內液壓缸規(guī)格化的要求，缸筒內徑計算后，需按表所規(guī)定的值進行圓整所以最后取缸筒內徑尺寸為D=100mm.5.5.4 主要尺寸圓柱輥輪：齒輪鏈條的重量總的重量由直桿承受拉壓載荷的簡單強度計算公式： 無縫鋼管 把數(shù)據代入公式：，可得由 速比為則 缸

35、筒外徑D=200mm5.5.5 薄壁筒和厚壁筒的區(qū)別從材料力學的知識可以知道，缸筒壁厚不同，液壓力，負載力和意外沖擊力作用在缸壁上的應力分布情況也是不同的，因此設計液壓缸時，必須考慮薄壁筒和厚壁筒的區(qū)別。區(qū)別薄壁筒和厚壁筒可按下式計算K=1.11.2 -缸筒外徑（mm）; D-缸筒內徑(mm) t-壁厚(mm) 滿足此條件者為薄壁筒，在次范圍者為厚壁筒。液壓缸的缸筒絕大部分都屬于薄壁筒。 5.5.6 缸筒的壁厚計算 薄壁筒的壁厚計算 由于薄壁筒的壁厚比曲率半徑小的多，根據薄膜理論，可以認為液壓力在缸筒圓周方向上引起的拉應力是相等的。其強度條件是主應力環(huán)向拉應力小于或等于許用應力。 缸體壁厚的計

36、算 缸壁厚度 供油壓力 D缸體內徑缸筒材料許用應力 常用缸筒材料 鋼管,應該指出：式中的壓力P，并不是額定工作壓力，而是液壓缸的試驗壓力。為了考核液壓缸的強度，在形式試驗和出廠試驗中，液壓缸的試驗壓力往往要比額定壓力高。當額定壓力小于或等于15.69兆帕時，試驗壓力等于1.54倍的額定壓力；當額定壓力大于15.69兆帕時，試驗壓力等于1.25倍的額定壓力。單實際計算時，往往采用工作壓力。 第6章 壓緊裝置的設計工件的安裝方法；夾具的分類；夾具的組成。工件的定位：定位的概念；工件的基準；定位方法及定位元件(工件以平面定位，工件以圓柱孔定位，工件以外圓柱面定位，工件以特殊表面定位)；定位誤差的分析

37、和計算(工件以平面定位，工件以圓柱孔定位，工件以外圓柱面定位，工件以一面兩孔定位等常見定位方式定位誤差的計算及實例分析)；組合表面定位。工件的夾緊：夾緊裝置的組成和基本要求，確定夾緊力方向和作用點的準則，夾緊力大小的估算方法；基本夾緊機構(斜楔夾緊機構，螺旋夾緊機構，偏心夾緊機構，定心夾緊機構)。分度和引導裝置：分度裝置的基本形式；抬起與鎖緊機構；分度定位器的操縱機構；孔加工刀具的引導裝置。夾具的動力裝置：氣動夾緊；液壓夾緊；電磁夾緊。夾具的設計方法：夾具設計步驟；設計實例。機床夾具的發(fā)展趨勢：機床夾具的發(fā)展方向；成組夾具；組合夾具6.1 壓緊機構及裝置 在機械加工過程中，一般都要對工件進行壓

38、緊。這是因為工件在加工過程中將會受到切削力.慣性力.離心力等外力的作用，如不夾緊，則無法保證在這些外力的作用下工件仍能保持在確定的工作位置，從而產生位移。工件的位移將會造成刀具及機床的損壞，甚至發(fā)生人身事故?？梢妸A緊機構及裝置在機械加工中占有很重要的位置。 一般夾緊裝置是由力源裝置.遞力機構和夾緊元件三部分組成。力遠裝置是產生夾緊力的裝置，如氣動液動和電動力裝置。遞力機構是傳力裝置，它把力源裝置的加緊作用力傳遞給加緊元件，從而產生對元件的夾緊。夾緊元件是夾緊裝置的執(zhí)行元件，通過它和工件受壓面的直接接觸而完成夾緊作用。通常我們把夾緊裝置中的遞力機構和加緊元件的組合稱為加緊機構。對于手動機構來說，

39、由于沒有力源裝置，他實際上是一個加緊機構。對加緊機構和裝置有下列基本要求：（1） 加緊過程中，工件應保持在即定的位置，在加緊過程中，工件不應離開定位支撐。（2） 要有適當?shù)募泳o力。使工件在加工過程中不產生位移和震動，又不會造成工件的損傷和變形。（3） 加緊操作應安全.方便.省力。（4） 加緊機構的自動化和復雜程度與工件的產量和批量相適應。6.2 夾緊機構的種類 夾緊機構按作用原理分有以下幾種：（1） 斜契夾緊機構 斜契夾緊是利用斜面移動所產生的壓力夾緊工件。在手動夾緊中，契塊往往與其他機構聯(lián)合使用。斜契夾緊機構還廣泛應用于氣動和液動夾緊裝置中。（2） 螺旋夾緊機構 螺旋夾緊由于結構簡單，夾緊可

40、靠，通用性大，因而在生產中使用極為普遍。但它存在著夾進工件和松開工件時費時費力的缺點，不適用于快速夾緊。（3） 偏心夾緊機構 偏心夾緊機構是利用轉動中心與幾何中心偏移的圓盤或軸做夾緊元件對工件進行夾緊。這種機構結構簡單，制造方便，操作簡單，在夾具中應用廣泛。主要缺點是行程和增力較小，自鎖性差，故常用于夾緊力不大的場合。6.3 相關計算由下式做相關計算：式中符號為，e為偏心距，R為偏心輪半徑，其比值e/R稱為偏心率或偏心比，表明偏心輪回轉中心與其幾何中心的偏離程度。它不僅影響夾緊力W，而且還影響機構的自鎖性能。作為一種手動夾緊機構，必須具有自鎖性，因此應在保證自鎖的前提下夾緊力的計算才有實際意義

41、。6.4 圓偏心的自鎖性能與分類圓偏心夾緊時，要可靠地保證自鎖，其夾緊點(轉角為)處的升角()必須滿足下式：上式經化簡整理后可得出圓偏心夾緊機構的自鎖條件為：令：式中：()_為偏心輪與被夾壓表面間的摩擦系數(shù)(摩擦角)；為保證自鎖允許的最大偏心率。表1為偏心輪工作面上幾個特殊位置處的值(按tg=0.1計算)：值表明在偏心輪工作面上各位置的自鎖性能是不同的，在g =90°-的位置，值為最小，即是自鎖性能最差的位置。為便于分析討論，現(xiàn)根據偏心輪保證自鎖的程度不同將其分為兩種類型：(1)完全自鎖類偏心(簡稱A類偏心)是指在偏心輪的工作面上以任意位置夾緊時均能保證自鎖的偏心。為此，必須滿足如下

42、條件：由(4)式可知，當g =90°-時，=min=sin則A類偏心的自鎖條件為：(2)部分自鎖類偏心(簡稱B類偏心)當e/Rsin時，偏心輪便不能保證完全自鎖，而僅有部分工作面夾緊時能保證自鎖，便屬于這類偏心。其自鎖條件為：由上式可求出B類偏心能保證自鎖的轉角范圍：不能保證自鎖的轉角范圍：現(xiàn)以本設計中e=6 mm，R=60 mm的標準偏心輪為例，分析其屬于何種類型及自鎖狀況。滿足(5)式，應屬A類偏心。將各已知值代入(7)、(8)式，可得：g 1=63.8°，g 2=104.8°，D=41°由于B類偏心在D所對應的圓弧段上是不能自鎖的，也就不能用于夾緊

43、工件，因此，計算在此范圍內產生的夾緊力也就無什么意義。當然這類偏心可利用自鎖段圓弧面(如g2的圓弧面)來夾緊，這就需要計算在此范圍內產生的夾緊力了. 第7章 關于環(huán)保和可行性技術經濟的分析眾所周知，20世紀中期以來人類開始追求高加工效率化的同時，又要求高速化，高精度化，高剛性及高可靠性的數(shù)控機床，近年來全球化的對數(shù)控機床提出減少環(huán)境污染，降低噪音，省能源，省空間等環(huán)保新概念，并聯(lián)機構、復合化、多機能化、工程集約化的現(xiàn)代數(shù)控機床的技術新動向，加速了一臺機床可同時進行車磨、車銑、多面多軸加工技術的發(fā)展。 高速、復合、智能、環(huán)保的現(xiàn)代數(shù)控機床的高可靠性是成功的關鍵所在，而采用鋼球間隔保持器技術的LM直