氣動臺鉗的設(shè)計與仿真【優(yōu)秀機械設(shè)計制造及其自動化課程畢業(yè)設(shè)計+含11張CAD圖紙+帶任務(wù)書+開題報告+中期報告+外文翻譯+33頁加正文1.56萬字】-jxsj08

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中期報告 1頁.doc

任務(wù)書 2頁.doc

固定鉗口墊塊-A4.dwg

墊塊-A4.dwg

外文翻譯  12頁.doc

大滑塊-A3.dwg

導(dǎo)向快-A4.dwg

導(dǎo)向桿- A4.dwg

小滑塊-A4.dwg

底座-A1.dwg

開題報告  8頁.doc

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活動鉗口墊塊-A4.dwg

裝配圖.dwg

設(shè)計說明書.doc

連接桿-A4.dwg

鑲快.-A4.dwg

摘要

本文對傳統(tǒng)臺鉗進行升級改造，結(jié)合氣動技術(shù)對原有傳統(tǒng)臺鉗相關(guān)結(jié)構(gòu)進行改進設(shè)計，并使用三維軟件進行臺鉗三維建模、虛擬裝配、機構(gòu)仿真。使之在功能上滿足實際生產(chǎn)的要求。降低操作工人的疲勞強度，提高人機功效。

關(guān)鍵詞：斜楔機構(gòu)；自鎖；虛擬裝配；機構(gòu)仿真；

ABSTRACT

In this paper, the analysis of hydrocarbon solvent ultrasonic cleaning study identified through experiments selected hydrocarbon solvent detergent formulations, using orthogonal test method, ultrasonic cleaning range analysis to determine the optimum parameters are: Pressure sound pressure：2W/cm2，Ultrasonic frequency：45KHz，Cleaning fluid: hydrocarbon solvent，Washing temperature: 45 ℃. In cold forging parts cleaning in a good cleaning effect.

Key words: clean technology; cold heading parts; hydro；Ultrasonic Cleaning

目    錄

摘要 I

ABSTRACT II

第1章 概論 1

1.1 課題背景 1

1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀 1

1.3 課題意義 2

1.4 工作內(nèi)容 2

第2章 氣動臺鉗的設(shè)計 3

2.1  臺鉗的介紹 3

2.1.1 臺鉗的種類 3

2.1.2 臺鉗的使用 4

2.2  臺鉗設(shè)計方案確定 4

2.2.1 方案1分析 6

2.2.2 方案2分析 7

2.2.3 方案對比及確定 7

2.3  臺鉗參數(shù)的計算 8

2.3.1  斜楔自鎖計算 8

2.3.2  夾緊力的計算 10

2.3.3  汽缸的選擇 10

第3章氣動臺鉗的仿真 12

3.1 三維建模的意義 12

3.1.1 臺鉗的三維建模 12

3.2 虛擬裝配的意義 19

3.2.1 臺鉗的虛擬裝配 19

3.3 機構(gòu)運動仿真的意義 22

3.3.1臺鉗的機構(gòu)運動仿真 23

3.4 臺鉗仿真小結(jié) 27

第4章 結(jié) 論 28

第5章 致謝 29

第6章 參考文獻 30

畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告 課題名稱 氣動臺鉗的設(shè)計與仿真 課題來源 生產(chǎn)實際 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 號 20090130541 學(xué)生姓名 宋曉鵬 指導(dǎo)教師 劉強 鄧開榜 完成日期 北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計開題報告 - 1 - 一、 課題來源、目的、意義 1． 課題的來源 本課題 根據(jù) 鄖西精誠汽配有限 公司制造車間實際的 生產(chǎn)情況 ，對原有的傳統(tǒng)臺鉗改為氣動臺鉗，通過結(jié)構(gòu)的設(shè) 計以及 仿真 達到可以在現(xiàn)實中使用。 2． 本課題研究目的 隨著機械制造業(yè)的飛速發(fā)展，產(chǎn)品的更新?lián)Q代越來越快，傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式已不能適應(yīng)現(xiàn)代社 會的發(fā)展需求，作為裝備制造業(yè)的必不可少組成部分的工藝裝備 。 （夾 也必然得到相應(yīng)的重視 ） 臺鉗是一種裝夾工件的工藝裝備，他廣泛應(yīng)用于機械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，臺鉗是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著工件的加工精度、勞動的生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等。 目前機械制造業(yè)中使用的臺鉗大部分是傳統(tǒng)臺鉗，但隨著技術(shù) 的發(fā)展以及制造業(yè)的要求越來越高，自動化 程度的提高，傳統(tǒng)的臺鉗在功能上達不到要求了，因此傳統(tǒng)臺鉗的改造升級是必然的趨勢。這樣才能適應(yīng)加工 制造 業(yè)的發(fā)展。 3． 本課題研究的意義 氣動技術(shù)，全稱氣壓傳動與控制技術(shù)，是生產(chǎn)過程自動化和機械化的最有效手段之一，具有高速高效、清潔安全、低成本、易維護等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于輕工機械領(lǐng)域中，在食品包裝及生產(chǎn)過程中也正在發(fā)揮越來越重要的作用。 通過該公司長期的調(diào)查統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，普通臺鉗結(jié)構(gòu)簡單，機械效率高，但是操作消耗體力較大，工人在長期的工作中容易產(chǎn)生疲勞，影響生產(chǎn)效率以及有一定的危險性。 改用 氣動 結(jié)構(gòu)，降低操作人員體 力勞動強度，提升人機功效。 綜合運用 機械設(shè)計基礎(chǔ)，機械制造基礎(chǔ)的知識和繪圖技能，完成傳動裝置的繪制，分析 與仿真 ，通過這一過程全面了解一個機械產(chǎn)品所涉及的結(jié)構(gòu)、 制造、裝配以及表達方面的知識，培養(yǎng)綜合分析、實際解決問題的能力，培養(yǎng)團隊協(xié)作精神。 湖北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計開題報告 - 2 - 二、 國內(nèi)外概況、預(yù)測和文獻綜述 1 課題的國內(nèi)外研究概況 臺鉗，又稱虎鉗，臺虎鉗。為鉗工必備工具，也是鉗工的名稱來源原因，因為 鉗工的大部分工作都是在臺鉗上完成的，比如鋸，銼，以及零件的裝配和拆卸。安裝在鉗工臺上，以鉗口的寬度為標(biāo)定規(guī)格。常見規(guī)格從 75 300 根 據(jù)臺鉗動力源的不同，臺鉗一般可以分為手動臺鉗，氣動臺鉗和液動臺鉗，三種臺鉗各有優(yōu)缺點，目前機械加工中應(yīng)用最廣的是手動臺鉗，氣動和液動應(yīng)用的比較少。但是隨著技術(shù)的進步和工業(yè)自動化的要求，氣動和液動作為動力源的臺鉗在加工制造中變得越來越重要。 手動臺鉗的 結(jié)構(gòu)是由鉗體、底座、導(dǎo)螺母、絲杠、鉗口體等組成?；顒鱼Q身通過導(dǎo)軌與 固定鉗身的導(dǎo)軌作滑動配合。絲杠裝在活動鉗身上，可以旋轉(zhuǎn)，但不能軸向移動，并與安裝在固定鉗身內(nèi)的絲杠螺母配合。當(dāng)搖動手柄使絲杠旋轉(zhuǎn)，就可以帶動活動鉗身相對于固定鉗身作軸向移動，起夾緊或放松的作用 。彈簧借助擋圈和開口銷固定在絲杠上，其作用是當(dāng)放松絲杠時，可使活動鉗身及時地退出。在固定鉗身和活動鉗身上，各裝有鋼制鉗口，并用螺釘固定。鉗口的工作面上制有交叉的網(wǎng)紋，使工件夾緊后不易產(chǎn)生滑動。鉗口經(jīng)過熱處理 淬硬，具有較好的耐磨性。固定鉗身裝在轉(zhuǎn)座上，并能繞轉(zhuǎn)座軸心線轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)到要求的方向時，扳動夾緊手柄使夾緊螺釘旋緊，便可在夾緊盤的作用下把固定鉗身固緊。轉(zhuǎn)座上有三個螺栓孔，用以與鉗臺固定。 氣動和液壓臺鉗在結(jié)構(gòu)上大致與手動臺鉗相同，只是動力源由液壓缸或氣壓缸提供，通過 局部的結(jié)構(gòu)改變 ，加上一些自鎖機構(gòu)。 采用氣動控制的臺鉗有很多優(yōu)點：①操作方便，能大大地減輕勞動強度②氣動反應(yīng)速度快，因而在生產(chǎn)過程中能縮短輔助時間，提高勞動生產(chǎn)效率③氣動夾具中的氣動原件允許有少量泄漏，因而對氣動原件的精度要求不高，易于制造④采用氣動夾具便于實現(xiàn)自動化控制。 氣動技術(shù)是以空氣壓縮機為動力源，以壓縮空氣為工作介質(zhì)，進行能量傳遞或信號傳遞的工程技術(shù)，是實現(xiàn)各種生產(chǎn)控制、自動控制的重要手段之一。 大約開始于 1776年， 個大氣壓左右壓力的空氣壓縮機。湖北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計開題報告 - 3 - 1880 年，人們第一次利用氣缸做成氣動剎車裝置，將它成功地用到火車的制動上。 20世紀 30 年代初，氣動技術(shù)成功地應(yīng)用于自動門的開閉及各種機械的輔助動作上。至 50年代初，大多數(shù)氣壓元件從液壓元件改造或演變過來，體積很大。 60 年代，開始構(gòu)成工業(yè)控制系統(tǒng)，自成體系，不再與風(fēng)動技術(shù)相提并論。在 70 年代，由于氣動技術(shù)與電子技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，在自動化控制領(lǐng)域得到廣泛的推廣。 80 年代進入氣動集成化、微型化的時代。 90 年代至今，氣動技術(shù)突破了傳統(tǒng)的死區(qū)，經(jīng)歷著飛躍性的發(fā)展，人們克服了閥的物理尺寸局限，真空技術(shù)日趨完美，高精度模塊化 氣動機械手問世，智能氣動這一概念產(chǎn)生，氣動伺服定位技術(shù)使氣缸高速下實現(xiàn)任意點自動定位，智能閥島十分理想地解決了整個自動生產(chǎn)線的分散與集中控制問題。 2 課題的研究趨勢預(yù)測 該課題主要研究的是在以前的結(jié)構(gòu)方案中利用氣動技術(shù)進行改進，氣動技術(shù) 是 一門應(yīng) 用很廣泛的學(xué)科。在工業(yè)各個領(lǐng)域中都大量使用。在以后的發(fā)展中結(jié)合氣 動技術(shù)的產(chǎn)品以及裝備 其發(fā)展趨勢主要有以下幾個方面： 體積更小，重量更輕，功耗更低。在電子元件、藥品等制造行業(yè)中，由于被加工件體積很小，勢必限制了氣動元件的尺寸，小型化、輕型化是氣動元件的第一個發(fā)展方向 。 執(zhí)行元件的定位精度提高，剛度增加，活塞桿不回轉(zhuǎn)，使用更方便 帶制動機構(gòu)和伺服系統(tǒng)的氣缸應(yīng)用越來越普遍。 多功能化，復(fù)合化，為了方便用戶，適應(yīng)市場的需要開發(fā)了各種由多只氣動元件組合并配有控制裝置的小型氣動系統(tǒng)。 與電子技術(shù)結(jié)合，大量使用傳感器，氣動元件智能化。帶開關(guān)的氣缸國內(nèi)已普遍使用，開關(guān)體積將更小，性能更高，可嵌入氣缸缸體 ;有些還帶雙色顯示，可顯示出位置誤差，使系統(tǒng)更可靠。用傳感器代替流量計、壓力表、能自動控制壓縮空氣的流量、壓力，可以節(jié)能并保證使用裝置正常運行。 高速、高頻、高響應(yīng)、高壽命方向發(fā)展。為了提高生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)效率，提高執(zhí)行元件的工作速度勢在必行。 氣動技術(shù)在國民經(jīng)濟中多數(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用都得到了大幅提高?？梢哉f，氣動技術(shù)水平的高低已成為一個國家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)準之一。 湖北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計開題報告 - 4 - 三、 系統(tǒng)設(shè)計方案及可行性分析 1 系統(tǒng)設(shè)計方案 本課題的系統(tǒng)設(shè)計方案采用氣動夾緊 來代替原有的手動夾緊，在該方案中利用了一個汽缸，一個滑塊機構(gòu)，再加上局部的改進完成了此次方案的改進。 本課題研究整體構(gòu)架如 圖 1。 該系統(tǒng)的運行過程如下，夾緊過程：打開汽缸控制閥，氣路啟動，活塞推動，滑 塊移動，通過滑塊機構(gòu)，將汽缸的動力實現(xiàn)轉(zhuǎn)向，活動鉗口移動，進行工件夾緊。夾緊之后，進行工件加工，為了防止氣源不穩(wěn)或者意外，滑塊設(shè)有自鎖機構(gòu) 已提高穩(wěn)定性。加工完畢，關(guān)閉汽缸控制閥，汽缸歸位，鉗口松開。 圖 1 設(shè)計方案 2 可行性分析 本課題重點是把液壓缸的推力轉(zhuǎn)換成夾緊力的過程中的穩(wěn)定性以及夾緊后穩(wěn)定性的問題，研究技術(shù)路線包括 氣動控制部分：汽缸推力的大小，汽缸的行程，汽缸運動的速度等等。機械運動部分 ：滑塊的自鎖，滑塊的復(fù)位 等等。 1） 氣動控制部分的建立：根據(jù)工作的要求，夾具要實現(xiàn)自動夾緊和加工完畢后自動松開 ，因此汽缸通過開關(guān)控制需自動實行進退，為了防止夾傷零件，氣缸運動過程中盡量平穩(wěn)，勻速。 2）機械運動部分：由于機構(gòu)的設(shè)計，汽缸的運動方向和夾緊里的方向不同向，因此中間需要一個轉(zhuǎn)向機構(gòu) ，還有一個就是位移的控制，汽缸的位移通過滑塊轉(zhuǎn)換方向后，夾具的移動要與汽缸的位移相協(xié)調(diào)，這就需要給滑塊選一個合適的傾斜角。在臺鉗使用的過程中為了防止氣源的不穩(wěn)定以及突然氣源中斷，應(yīng)該在機械運動部分設(shè)置自鎖機構(gòu)。 通過上述分析，該方案實際可行，但在實際操作中比以前操作復(fù)雜，但是很容易掌握，因此要規(guī)范操作說明。在系統(tǒng)運行前，應(yīng)進行相關(guān)檢查。 湖北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計開題報告 - 5 - 四、 預(yù)計達到的要求及預(yù)計的關(guān)鍵技術(shù) 術(shù)指標(biāo) 本課題預(yù)期成果實現(xiàn) 臺鉗的夾緊與松開實現(xiàn)汽缸供能 ， 降低操作人員體力勞動強度 。 汽缸在夾緊以及松開的時間要短，工件加工時，工件不能松動 。 鍵 技術(shù) 1） 氣動控制 技術(shù) ，如汽缸的穩(wěn)定性 2） 機械原理設(shè)計，如滑塊的設(shè)計，滑塊的自鎖。 五、 課 題研究進展計劃 畢業(yè)設(shè)計具體進度安排見表 1。 表 1 畢業(yè)設(shè)計具體進度安 排 表 序號 設(shè)計（論文）各階段名稱 日 期 1 收集有關(guān)資料，閱讀參考文獻，并熟悉設(shè)計 與仿真軟件 1 月 15 日 — 3 月 5 日 2 撰寫開題報告 3 月 6 日 — 3 月 10 日 3 分析 氣動臺鉗的功能要求， 提出設(shè)計方案，進行外文資料翻譯 3 月 11 日 — 4 月 1 日 4 對氣動臺鉗進行設(shè)計和仿真 4 月 2 日 — 5 月 14 日 5 撰寫畢業(yè)設(shè)計論文 5 月 15 日 — 5 月 21 日 6 檢查、改錯、打印、裝訂及整理設(shè)計資料 5 月 22 日 — 5 月 25 日 7 答辯前的準備及答辯 5 月 26 日 — 6 月 7 日 8 畢業(yè)設(shè)計資料整改 6 月 8 日 — 6 月 10 日 湖北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計開題報告 - 6 - 六、 現(xiàn)有的條件及設(shè)備 計算機一臺，相關(guān)圖紙若干。 。 七、參考文獻 [1]左健民 . 液壓與氣壓傳動 [J]械工業(yè)出版社 [2]鄭文緯 械原理 [M]（第 7 版） 等教育出版社 3]蒲良貴等主編 ． 機械設(shè)計 [M]. 北京：高等教育出版社 4] 馮辛安主編 ．機械制造裝備設(shè)計（第 2版） [M]械工業(yè)出版社 5]唐金松主編 ． 簡明機械設(shè)計手冊 [M]2000 [6] 肖繼德等主編．機床夾具設(shè)計 [M](第 2版 ) . 北京：機械工業(yè)出版社 7] 楊叔子主編 . 機械制造工藝及專用夾具 . 冶金工業(yè)出版社 [8] 成大先 . 機械設(shè)計手冊 [單行本液壓傳動 ]. 北京： 化學(xué)工業(yè)出版社 9] 劉會英 . 于春生主編 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 10] 孫恒 陳作模主編 . 《機械原理》第七版 . 高等教育出版社 . 2006 [11] 裘建新 主編 . 《機械原理課程設(shè)計指導(dǎo)書》 . 高等教育出版社 . 2005 [12] 徐錦 康主編 . 《機械設(shè)計》 . 機械工業(yè)出版社 13] 王三民主編 . 《機械原理與設(shè)計課程設(shè)計》 . 機械工業(yè)出版社 . 2004 [14] 鄒慧君主編 . 《機械原理課程設(shè)計手冊》 . 高等教育出版社 1998 [15] 許福玲 . 陳堯明 北汽車工業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計開題報告 - 7 - 開 題 報 告 要 求 1、 開題報告必須在 收集和閱讀有關(guān)資料，考查生產(chǎn)現(xiàn)場，參考類似產(chǎn)品，進行分析、對比、論證的基礎(chǔ)上進行撰寫。 2、 開題報告的內(nèi)容一般包括： 課題的來源、目的、意義、國內(nèi)外的現(xiàn)狀及發(fā)展；進 行可行性分析及系統(tǒng)設(shè)計方案；系統(tǒng)達到的功能要求、技術(shù)指標(biāo)；所應(yīng)用的新技術(shù)、新工藝、新裝置等及關(guān)鍵技術(shù)；系統(tǒng)研究的重點和難點；預(yù)測課題的經(jīng)濟效益和社會效益以及可能取得的成果等。 3、 開題報告不得少于 3000 漢字，并附有畢業(yè)設(shè)計計劃安排。 4、 開題報告要求在畢業(yè)設(shè)計前四周內(nèi)完成。 導(dǎo)師評語（應(yīng)根據(jù)“開題報告要求”，組織所指導(dǎo)的學(xué)生進行交流，對學(xué)生開題報告的內(nèi)容、設(shè)計方案、應(yīng)用技術(shù)以及預(yù)測成果等進行綜合評價。） 導(dǎo)師簽名： 200 年 月 日