一、參數(shù)的選擇
參數(shù)的選擇,對夾具是否有足夠的強(qiáng)度及剛性保證足夠夾緊力且使用輕巧是一個(gè)關(guān)鍵,選擇參數(shù)是一個(gè)需很慎重并需反復(fù)推敲的過程。
1.絲杠直徑的選擇
選擇絲杠直徑,應(yīng)考慮是專用機(jī)床,節(jié)奏快,生產(chǎn)量大,機(jī)床的實(shí)際負(fù)荷率有可能超出機(jī)床設(shè)計(jì)的允許生產(chǎn)率,或者工人違反工藝規(guī)程,甚至出現(xiàn)超載情況,認(rèn)為在結(jié)構(gòu)允許的情況下,最后定為直徑d=50mm。
2.絲杠的頭數(shù)、 螺距 (導(dǎo)程) 的選擇
對于頭數(shù)、螺距應(yīng)結(jié)合起來考慮,主要應(yīng)在滿足夾緊力、行程節(jié)拍的前提下選擇,同時(shí)自鎖角也是一個(gè)不容忽視的問題,若所選擇的螺旋升角不自鎖,則在夾緊、松開時(shí),會使液壓馬達(dá)的前后腔壓力不同,這樣,使得液壓系統(tǒng)復(fù)雜化。最后定為Z=2,T=10,S=20。計(jì)算得螺旋升角¥=8°3′8″。選材時(shí),絲杠為45 #鋼,調(diào)質(zhì)處理,絲杠母為ZQSn
3.油馬達(dá)的種類、 扭距、 排梁、 減速比的選擇
(1)油馬達(dá)種類和齒輪、葉片、柱塞三種常用的形式其中齒輪油馬達(dá)的額定壓力為10Mpa;葉片油馬達(dá)的額定壓力為6 Mpa、14 Mpa 兩種;柱油塞馬達(dá)的額定壓力為14 Mpa。考慮到一般的專用金屬切削設(shè)備的液壓壓力為4-6 Mpa,最高不超過6.5Mpa,并將經(jīng)濟(jì)效益、貨源狀況、檢修維修的繁簡程度綜合考慮,因而選用了3YM型的6 Mpa葉片油馬達(dá),從結(jié)構(gòu)上,這種油馬達(dá)基本上也能滿足要求。
(2)扭距、排量的選擇
當(dāng)回轉(zhuǎn)半徑一定的情況下,扭距越大,所產(chǎn)生的力也越大,而且,對于夾具,我們總是希望在結(jié)構(gòu)允許的前提下,夾緊力越大越好。葉片油馬達(dá)(YM 型)有螺紋連接和法蘭連接兩種,因法蘭連接不適應(yīng)本液壓系統(tǒng)(泵的流量為251/min)而選用螺紋連接的。型號為YM-A32-FL,其排量也為最大32ml/r。
(3)減速比的選擇
降低轉(zhuǎn)速,對于減速機(jī)構(gòu)講,還有一個(gè)目的,就是增加其輸出扭距。前已所述,因?yàn)橛袃商紫嗤膴A緊機(jī)構(gòu),故有兩個(gè)油馬達(dá)根據(jù)公式Q=Q1+Q2和Q=n.q。可求得每個(gè)油馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。最后求得每個(gè)油馬達(dá)的轉(zhuǎn)速為390r.p.m。考慮到夾緊,松開時(shí)間應(yīng)符合生產(chǎn)節(jié)拍的要求,將每個(gè)絲杠的轉(zhuǎn)速定為1.5r/s。這樣減速比為4.33。由以上數(shù)據(jù)求出油馬達(dá)減速后的輸出扭距。
二、夾緊力的計(jì)算
當(dāng)液壓系統(tǒng)的壓力分別為2,4,6MPA,其輸出扭距分別為0.7,1.48、2.24kg.m,而減速后傳到絲杠的扭距分別為3,6.41,9.7 kg.m,這些扭距所產(chǎn)生的夾緊力,由下式可算出:
M=Q[ry(φ+φ)+1f1]
取值M:3,6.41,9.7 (kgm)
r : 螺紋平均半徑,取絲杠半徑25
φ:螺旋升角8°3′8″
φ:磨擦角5°42′38″~8°31′51″(書中推薦10°)
l:取為1/3×(D132
-D232
/D122
-D222
)得21.27
f1:支承表面磨擦系數(shù):0.1~0.5
最后,求得夾緊力分別為285,609,922(kgf)
一般情況下,專用機(jī)床液壓系統(tǒng)的壓力為44.5,按此種情況,夾緊力為609N。因是兩套機(jī)構(gòu),則對工件的夾緊力為2×609=1218N。
三、絲杠強(qiáng)度的校核
有了夾緊力,絲杠的強(qiáng)度是否就成為另一問題了,校核其強(qiáng)度是必不可少的一步。因絲杠的形式為T50×20/2,則其內(nèi)徑為φ39,其空刀部位定為φ38,薄弱環(huán)節(jié)在此,校核其便可。分別按扭轉(zhuǎn)剛度和扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度校核。
按扭轉(zhuǎn)剛度d≥11.4 (cm)
式中:n轉(zhuǎn)速(r.p.m)n=1.5 ×60=90r/min
N功率(kw)N=M.n/975為0.18、0.59、0.9
則求得d分別為2.33、 3.13、 3.48(cm)
按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度d≥11.4 (cm)
則求得分別為1.39 2.06 2.37(cm)
絲杠均能滿足剛度和強(qiáng)度要求。
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