项目五任务1、气压结合夹持式夹具的设计(外夹与内撑).pdf
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1、气压结合夹持式夹具的实训气压结合夹持式夹具的实训气压夹持式夹具的设计(外夹与内撑)项目五 气压夹持式夹具的实训任务一气压夹持式夹具的设计内容有哪些?导入如何进行结构件设计和外购件选型?目 录学习目标知识准备任务实施主题讨论1学习目标外购件参数确定及选型知识目标学习目标2夹具的结构件设计3夹紧力计算1.外购件参数确定及选型学习重点2.夹具的结构件设计知识准备气压夹持式夹具的组成及各部分的作用1.气动元件:气缸/动力源,提供夹紧力。2.夹持机构:俗称“夹爪”,完成夹持动作;3.同步机构:保证左右活塞同步运动,左右夹爪同步合拢和张开,使夹具的定位中心保持不变。4.导向机构:对夹爪和工件起到支撑和导向
2、作用。承担工件和夹爪的重量。使左右夹爪保持直线运动,姿态不变。1.活塞夹紧力计算及气缸选型1)计算初始条件工件外径(mm)65工件内径(mm)55工件高度(mm)100材料(密度)(吨/M3)45钢(7.8)工件/夹爪摩擦系数无润滑0.152)工件为空心圆柱体,质量为:D1外径(mm);D2内径(mm);H高度(mm);材料密度(吨/m3)任务实施3)夹紧力计算工件/夹爪摩擦力F=FJ、工件/夹爪摩擦系数;FJ、夹紧力(N);以工件为研究对象:2F=mg;所以:)(、NmgFJ64.715.028.9234.024)气缸选型满足三个条件:a.为确保夹具对工件夹紧可靠,实际夹紧力FJ=10FJ、
3、=76.4N。b.考虑生产现场用气量大,供气不稳定等原因,按照最低供气压力0.3MPa进行选型。c.夹具以活塞杆推出(OUT)作为夹紧行程。满足上述条件的最小气缸直径是20mm:输出推力94N76.4N,满足夹紧力的要求。任务实施2.气缸选型及结构参数的确定SMC是世界著名的气动元件综合制造商,气动元件的全球市场占有率高达26%,在工业生产高度自动化的日本市场,其占有率更是超越61%。SMC气缸分为:“标准型”、“大缸径(最大200mm)”“长行程(最大300mm)”根据上述计算,气缸选型确定为标准型、缸径20mm。任务实施2.气缸选型及结构参数的确定本夹具采用单方向顶推的夹紧机构,因此采用单
4、杆气缸;为便于活塞的双向控制,同时提高活塞的回程速度,采用单杆双作用气缸。任务实施气缸的基本形式确定后,需要进一步确定气缸型号。气缸型号以气缸的结构参数命名。结构参数归纳成7个项目(如图);下面逐一介绍这7项结构参数的含义及确定方法。2.气缸选型及结构参数的确定(1)安装方式(如图5-1-5)表示气缸安装在夹具上的固定连接结构;有通孔、两端螺纹、脚座、杆侧法兰、无杆侧法兰、双耳环6种选择形式任务实施2.气缸选型及结构参数的确定 B型(通孔型)(缸径20mm)安装尺寸:安装螺栓孔:通孔5.5mm,沉孔9mm,深度7mm;安装螺栓:M5,长度随气缸行程不同;安装螺栓孔位置:水平/垂直间距,均为25
5、.5mm;杆端内螺纹:M50.8,深度7mm;活塞杆直径:10mm;外廓尺寸:端面3636mm;气缸长度(19.5+行程)mm,随气缸行程不同;任务实施为保证气缸与夹具连接牢固,通孔型气缸固定螺栓的伸出长度C规定为7.5mm;在设计夹具的气缸安装板时,板的厚度应保证大于7.5mm;螺栓杆部的长度D视气缸行程而定,气缸行程越长,螺栓长度也越长。2.气缸选型及结构参数的确定任务实施上述安装尺寸中,“安装螺栓”及“安装螺栓孔位置”尺寸与结构件“气缸安装板”的匹配如图(图中画圈尺寸)。2.气缸选型及结构参数的确定任务实施b.其它5种安装方式2.气缸选型及结构参数的确定两端螺纹孔或安装附件。两端螺纹孔:
6、优点:气缸安装板上配合孔不需要加工螺纹,制造更容易。缺点:在安装板背面拧螺栓,容易与夹爪及导向机构发生干涉。“杆侧安装法兰”和“无杆侧安装法兰”:在气缸前后端面连接有矩形法兰附件,通过法兰与夹具固定,只需两个螺栓,安装更方便。任务实施2.气缸选型及结构参数的确定“脚座”:夹具结构不适合与气缸的端面安装固定时,通过脚座转换安装方向,底面与夹具连接。“双耳环”:在无杆侧安装有一对耳环,与夹具铰链连接,用于气缸摆动工作的场合。通过上述安装形式的分析对比,选择“B型(通孔型)”气缸。任务实施2.气缸选型及结构参数的确定(2)形式(如图5-1-5/)气压式,气液联动式空气可压缩性,活塞速度随负载而变化。
7、多数情况下对活塞速度的稳定性要求不高,采用气压式即可满足要求。在对活塞速度稳定性要求较高的场合,采用气液联动式。气缸产生动力,油缸提供阻尼力,油缸阻尼力大小与活塞运动速度成正比,起到稳定活塞速度作用。任务实施2.气缸选型及结构参数的确定(3)气缸直径(如图5-1-5/)供应商按一定的尺寸间隔设定气缸的直径,由用户选用。在“任务实施1.活塞夹紧力计算及气缸选型”中,已经通过计算选定了气缸直径为20mm。(4)通口螺纹的种类(如图5-1-5/)气缸连接气管的孔口,通过内螺纹与管接头连接,同一螺纹规格有不同通径状态的接头。供货状态下,通口用塑料堵头封堵,防止杂物落入。任务实施2.气缸选型及结构参数的
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