電空閥氣密性試驗(yàn)用夾具設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄第1章緒論 41.1選題的目的與意義 41.2氣動(dòng)夾具的發(fā)展趨勢(shì) 41.3本課題主要討論問(wèn)題 5第2章電空閥 62.1電空閥的分類 62.2電空閥的工作原理 72.3氣密性試驗(yàn) 7第3章夾具的設(shè)計(jì) 83.1部件工藝的分析 83.2夾具的總體設(shè)計(jì) 93.2.1定位方案的設(shè)計(jì) 103.2.2夾緊方案的設(shè)計(jì) 123.2.3夾緊的工作原理 133.3夾緊力的計(jì)算 133.4其他部分的設(shè)計(jì) 13第4章氣壓傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 154.1氣壓傳動(dòng) 154.2氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)組成 154.2.1能源裝置及輔件 154.2.2執(zhí)行元件 154.2.3控制元件 164.3氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理 164.4氣動(dòng)元件的選擇 174.4.1氣缸的選擇 174.4.2空壓機(jī)的選擇 204.4.3控制元件的選擇 224.4.4確定管道直徑 264.5氣動(dòng)傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn) 264.5.1氣壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn) 264.5.2氣壓傳動(dòng)的缺點(diǎn) 274.6氣壓傳動(dòng)的發(fā)展 27結(jié)束語(yǔ) 28致謝 30參考文獻(xiàn) 31附錄 32第1章緒論1.1選題的目的與意義電空閥主要的工作技術(shù)是電空轉(zhuǎn)換技術(shù)，電空閥分為開環(huán)和閉環(huán)。電空閥氣密性試驗(yàn)用夾具的設(shè)計(jì)，氣密性試驗(yàn)對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)的企業(yè)來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)效率也是極其重要的。將高精度的壓力傳感器應(yīng)用于工件的氣密性檢測(cè)中的同時(shí)，夾具的夾緊和松開也應(yīng)用自動(dòng)控制。對(duì)于試驗(yàn)用夾具的設(shè)計(jì)需要考慮到夾具的設(shè)計(jì)要求。通過(guò)對(duì)其夾具的設(shè)計(jì)來(lái)縮短時(shí)間，進(jìn)而提高工作效率。電空閥在鐵路機(jī)車上、內(nèi)燃機(jī)車電動(dòng)車組的氣動(dòng)操作設(shè)備和電控制動(dòng)系統(tǒng)有著重要的作用。氣動(dòng)夾具是以壓縮空氣為動(dòng)力源的一種夾具，采用氣動(dòng)夾具有許多優(yōu)點(diǎn)，如操作方便能大大的減輕勞動(dòng)強(qiáng)度；氣動(dòng)反應(yīng)速度快，因而生產(chǎn)中縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率；氣動(dòng)夾具對(duì)氣動(dòng)元件的精度要求不是很高，易于制造，同時(shí)氣動(dòng)夾具便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。1.2氣動(dòng)夾具的發(fā)展趨勢(shì)隨著交通的發(fā)展，交通工具也得到了迅速的發(fā)展，交通工具的種類也變得多種多樣。其中主要的還是陸上交通工具。隨著交通速度的要求越來(lái)越高，所以對(duì)陸上交通工具的制動(dòng)系統(tǒng)要求也越來(lái)越高。電空閥在鐵路機(jī)車上、內(nèi)燃機(jī)車電動(dòng)車組的氣動(dòng)操作設(shè)備和電控制動(dòng)系統(tǒng)有著重要的作用。在國(guó)內(nèi)，電空閥的發(fā)展也非常的迅速。對(duì)于氣密性試驗(yàn)用夾具在國(guó)內(nèi)的發(fā)展不是很廣闊，氣密性試驗(yàn)夾具對(duì)電空閥有著重要的作用。近年來(lái)，數(shù)控機(jī)床、加工中心、成組技術(shù)、柔性制造系統(tǒng)、（FMS）等新加工技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)機(jī)床夾具提出了如下新的要求：能迅速而方便地裝備新產(chǎn)品的投產(chǎn)，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，降低生產(chǎn)成本；能裝夾一組具有相似性特征的工件；能適用于精密加工的高精度機(jī)床夾具；能適用于各種現(xiàn)代化制造技術(shù)的新型機(jī)床夾具；采用以液壓站等為動(dòng)力源的高效夾緊裝置，進(jìn)一步減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率；提高機(jī)床夾具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。在國(guó)外，近20年多來(lái)，有關(guān)氣動(dòng)的行業(yè)發(fā)展迅速。70年代，液壓與氣動(dòng)元件的產(chǎn)值比9:1，而20年后的今天，在工業(yè)發(fā)達(dá)的歐美、日本等國(guó)家，該比例已達(dá)到6:4。氣動(dòng)夾具的價(jià)格要比液壓的夾具低的多，相信在不久的將來(lái)氣動(dòng)行業(yè)必定超過(guò)液壓。所以氣動(dòng)夾具也會(huì)慢慢的成為主流。日本的SMC、德國(guó)的FESTO、英國(guó)的NORGREN和美國(guó)的PARKER都是知名的啟動(dòng)行業(yè)企業(yè)。隨著社會(huì)的發(fā)展，夾具是機(jī)械加工不可缺少的部件，在機(jī)床技術(shù)向高速、高效、精密、復(fù)合、智能、環(huán)保方向發(fā)展的帶動(dòng)下，夾具技術(shù)正朝著高精、高效、模塊、組合、通用、經(jīng)濟(jì)方向發(fā)展。同時(shí)隨著加工制造業(yè)的發(fā)展高速切削的結(jié)果，機(jī)動(dòng)工時(shí)大大縮短，勞動(dòng)生產(chǎn)率提高；推廣氣動(dòng)夾具是必要的，氣動(dòng)夾具操作方便，能大大的減輕勞動(dòng)強(qiáng)度；氣動(dòng)反應(yīng)速度快，因而生產(chǎn)中縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率；氣動(dòng)夾具對(duì)氣動(dòng)元件的精度要求不是很高，易于制造，同時(shí)氣動(dòng)夾具便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。1.3本課題主要討論問(wèn)題在電空閥氣密性試驗(yàn)用夾具的設(shè)計(jì)中，選取一種型號(hào)的電空閥，設(shè)計(jì)專用氣密性試驗(yàn)用夾具。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，選取合適氣缸是極其重要的。相關(guān)零件的位置關(guān)系和連接方式是設(shè)計(jì)中比較重要的環(huán)節(jié)。氣密性試驗(yàn)對(duì)于大規(guī)模生產(chǎn)的企業(yè)來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)效率也是極其重要的。如何檢驗(yàn)電空閥的氣密性也是重要的討論問(wèn)題。第2章電空閥電空閥在鐵路機(jī)車上、內(nèi)燃機(jī)車電動(dòng)車組的氣動(dòng)操作設(shè)備和電控制動(dòng)系統(tǒng)有著重要的作用。電空閥是借電磁吸力來(lái)控制壓縮空氣管路的導(dǎo)通或關(guān)斷。從而達(dá)到遠(yuǎn)距離控制氣動(dòng)器械目的的裝置。在電空制動(dòng)系統(tǒng)中最重要的是電\空轉(zhuǎn)換技術(shù)。具體的講就是電空閥的技術(shù)。2.1電空閥的分類在電磁鐵無(wú)電狀態(tài)下，電空閥的主閥口的狀態(tài)是開還是閉，將電空閥分為開環(huán)電空閥和閉環(huán)電空閥。開環(huán)控制，控制精度不是很高。另一種是帶反饋的閉環(huán)控制，控制精度很高。閉環(huán)控制分為線性閉環(huán)控和模擬閉環(huán)控制，現(xiàn)在一般都采用線性的數(shù)字式閉環(huán)控制，性能穩(wěn)定，控制精度也很高。無(wú)論開式還是閉式，電空閥都是由電磁機(jī)構(gòu)和氣閥兩部分組成。在國(guó)產(chǎn)的SS系列電力機(jī)上統(tǒng)一裝用螺管式電磁鐵、立式安裝的閉式電空閥；而在進(jìn)口的8K型電力機(jī)車上裝用拍合式電磁鐵、立式安裝的開式或閉式電空閥。下面是對(duì)TFK1B型電空閥介紹：TFK1B型電空閥是閉式電空閥，主要由線圈、密封墊、閥門、閥桿、閥道、接線柱等部件組成。如下圖2.1所示：圖2.1TFK1B型電空閥2.2電空閥的工作原理電空閥是借電磁吸力來(lái)控制壓縮空氣管路的導(dǎo)通或關(guān)斷。從而達(dá)到遠(yuǎn)距離控制氣動(dòng)器械目的的裝置。在電空制動(dòng)系統(tǒng)中最重要的是電、空轉(zhuǎn)換技術(shù)。下面是TFK1B型電空閥的工作原理的介紹:TFK1B型電空閥工作過(guò)程包括兩個(gè)狀態(tài)，失電狀態(tài)和得電狀態(tài)。1．失電狀態(tài)，當(dāng)線圈失電時(shí)，銜鐵在彈簧的反作用力下打開，帶動(dòng)閥桿上移，使下閥門關(guān)閉，大氣不能進(jìn)入電空閥；上閥門打開，傳動(dòng)風(fēng)缸的壓縮空氣經(jīng)電空閥排向大氣，氣動(dòng)器械恢復(fù)原狀。2．得電狀態(tài)，銜鐵吸合，閥桿動(dòng)作，使上閥門關(guān)閉，下閥門打開，大氣進(jìn)入電空閥，從而進(jìn)入傳動(dòng)風(fēng)缸。推動(dòng)氣動(dòng)機(jī)械動(dòng)作。由此可見(jiàn)，所謂的閉式電空閥是指作用原理為得電時(shí)上閥口關(guān)閉而下閥口開啟，失電時(shí)上閥口開啟而下閥口關(guān)閉的電空閥。而開式電空閥的作用原理與閉式正好相反。2.3氣密性試驗(yàn)氣密性試驗(yàn)主要是檢驗(yàn)容器的各聯(lián)接部位是否有泄漏現(xiàn)象。介質(zhì)毒性程度為極度、高度危害或設(shè)計(jì)上不允許有微量泄漏的壓力容器，必須進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。壓力容器應(yīng)按以下要求進(jìn)行氣密性試驗(yàn)：

（1）氣密性試驗(yàn)應(yīng)在液壓試驗(yàn)合格后進(jìn)行。對(duì)設(shè)計(jì)要求作氣壓試驗(yàn)的壓力容器，氣密性試驗(yàn)可與氣壓試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行，試驗(yàn)壓力應(yīng)為氣壓試驗(yàn)的壓力。

（2）碳素鋼和低合金鋼制成的壓力容器，其試驗(yàn)用氣體的溫度應(yīng)不低于5℃，其它材料制成的壓力容器按設(shè)計(jì)圖樣規(guī)定。

（3）氣密性試驗(yàn)所用氣體，應(yīng)為干燥、清潔的空氣、氮?dú)饣蚱渌栊詺怏w。

（4）進(jìn)行氣密性試驗(yàn)時(shí)，安全附件應(yīng)安裝齊全。

（5）試驗(yàn)時(shí)壓力應(yīng)緩慢上升，達(dá)到規(guī)定試驗(yàn)壓力后保壓10分鐘，然后降至設(shè)計(jì)壓力，通過(guò)對(duì)儲(chǔ)氣缸外部氣壓表的示數(shù)進(jìn)行氣壓值觀察，以下降應(yīng)不超過(guò)10%。如有泄漏，修補(bǔ)后重新進(jìn)行液壓試驗(yàn)和氣密性試驗(yàn)。氣密性試驗(yàn)與氣壓試驗(yàn)是不一樣的。首先，它們的目的不同，氣密性試驗(yàn)是檢驗(yàn)壓力容器的嚴(yán)密性，氣壓試驗(yàn)是檢驗(yàn)壓力容器的耐壓強(qiáng)度。其次試驗(yàn)壓力不同，氣密性試驗(yàn)壓力為容器的設(shè)計(jì)壓力，氣壓試驗(yàn)壓力為設(shè)計(jì)壓力的1.15倍第3章夾具的設(shè)計(jì)由于電空閥的多種多樣，在這里我選取了型號(hào)為TFK5—110的電空閥為夾具設(shè)計(jì)的對(duì)象。3.1部件工藝的分析對(duì)于TFK5—110型號(hào)的電空閥氣密性試驗(yàn)用夾具的設(shè)計(jì)，其中主要是對(duì)如何將TFK5—110型號(hào)電空閥進(jìn)行裝夾。下圖3.1就是TFK5—110電空閥。圖3.1TFK5—110電空閥TFK5—110電空閥進(jìn)行裝夾，在此我選擇了電空閥下面的黑色部分也就是閥座。下面是閥座部分的實(shí)體圖，如下圖3.2所示：圖3.2閥座通過(guò)對(duì)實(shí)體以及相關(guān)資料的查詢，TFK5—110電空閥的閥座的加工工藝是鑄造，閥座表面運(yùn)用涂漆進(jìn)行反腐，其中相關(guān)大小尺寸比較粗糙。加工較為簡(jiǎn)單，裝夾較為復(fù)雜。該工件的工藝性比較差。3.2夾具的總體設(shè)計(jì)夾具的總體設(shè)計(jì)，更具定位方案與夾緊方案，下面是電空閥氣密性試驗(yàn)用夾具的整體設(shè)計(jì)圖，圖3.3：圖3.3電空閥氣密性試驗(yàn)用夾具由圖3.3可以得到，該夾具由兩部分組成，第一部分是氣缸部分，也就是夾緊部分，如圖3.4;另外一部分是定位部分，如圖3.5所示；圖3.4夾緊部分圖3.5定位部分3.2.1定位方案的設(shè)計(jì)由于TFK5—110電空閥的閥座其表面有平整，以及在平整面的兩側(cè)有兩個(gè)直徑為8mm與機(jī)車相固定的孔，并且另外一面由一個(gè)直接約為32mm的半圓弧組成。所以TFK5—110電空閥的閥座可以采用一面兩銷（如圖3.6所示）進(jìn)行定位，一面兩銷是由2個(gè)M8六角頭螺栓C級(jí)GB/T5780—2000和擋板（如圖3.7所示）組成，通過(guò)一面兩銷，限制閥座的6個(gè)自由度，使其牢牢地固定在擋片上，這樣一來(lái)，減少了實(shí)驗(yàn)的誤差。同時(shí)加上使用弧形夾（如圖3.8所示）的方案進(jìn)行裝夾。圖3.6一面兩銷定位元件圖3.7擋板圖3.8弧形夾擋板(圖3.7)是閥座平面要配合的一個(gè)零件。同時(shí)也是定位的一部分，也是包括了電空閥進(jìn)出口的位置關(guān)系。當(dāng)閥座平面與擋片相接觸，擋片中間的孔1、2與閥座中進(jìn)、出口相接觸，銷通過(guò)孔3、4與閥座的定位孔連接。這樣不僅有弧形夾，還有一面兩銷對(duì)工件進(jìn)行定位。本次試驗(yàn)用夾具對(duì)于限制工件的自由度的要求不是很高，所以這樣的設(shè)計(jì)能夠滿足TFK5—110型電空閥氣密性試驗(yàn)用夾具的定位要求。所以此方案可取。3.2.2夾緊方案的設(shè)計(jì)氣缸的活塞與弧形夾進(jìn)行螺紋連接，運(yùn)用螺栓將弧形夾固定，然后通過(guò)氣動(dòng)系統(tǒng)對(duì)氣缸的控制，使得其活塞桿進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)。利用弧形夾將閥座與擋片進(jìn)一步接觸。然而，氣缸推力的大小通過(guò)氣動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)控制。如圖3.9所示：圖3.9試驗(yàn)用夾具3.2.3夾緊的工作原理通過(guò)氣壓傳動(dòng)控制系統(tǒng)給予氣缸動(dòng)力，運(yùn)用活桿將閥座固定在擋片上，同時(shí)運(yùn)用一面兩銷的定位方式，將工件夾緊。通過(guò)擋片中孔1、2進(jìn)出氣孔與空氣壓縮機(jī)和儲(chǔ)氣缸連接。需要在閥座與擋片之間插入一個(gè)密封裝置，這樣一來(lái)可以減少試驗(yàn)中的誤差。3.3夾緊力的計(jì)算夾緊力的計(jì)算，是由很多因素所構(gòu)成。本次試驗(yàn)用夾具的夾緊力主要是由氣缸提供。通過(guò)氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)氣缸的控制，通過(guò)氣缸活桿（其中活桿與弧形夾進(jìn)行螺紋連接）的橫向往返運(yùn)動(dòng)對(duì)電空閥進(jìn)行加緊。所以對(duì)于夾緊力的計(jì)算。也就是對(duì)氣缸的選擇的計(jì)算。在第4章。3.4其他部分的設(shè)計(jì)當(dāng)?shù)鬃∮?400mm*1400mm時(shí)，則底座的厚度選為20mm。如下圖3.10所示：圖3.10底座根據(jù)氣缸尺寸與定位元件的尺寸，它們的位置關(guān)系如圖3.10底座中M8空的位置關(guān)系。然而與底座是螺栓連接，這樣可以減少試驗(yàn)中的位置誤差。氣密性試驗(yàn)對(duì)位置的要求很高，這樣就會(huì)減少漏氣的幾率。在夾具的底座上，合理的放置氣缸，同時(shí)也要控制氣缸的高度，也要確定氣缸的位置精度，確保在試驗(yàn)的過(guò)程中不會(huì)發(fā)生位置的相對(duì)變化。這里采取了氣缸支撐座（如圖3.11）。在氣缸支撐座上，通過(guò)螺栓將其與夾具底座、氣缸進(jìn)行連接與定位。從而確保了氣缸的位置。圖3.11氣缸支撐座第4章氣壓傳動(dòng)的設(shè)計(jì)氣動(dòng)夾具的設(shè)計(jì)，主要是對(duì)氣壓傳動(dòng)元件的設(shè)計(jì)，其中氣缸它是以壓縮空氣為動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。在氣缸的設(shè)計(jì)中我們必須要了解關(guān)于氣壓傳動(dòng)的知識(shí)。4.1氣壓傳動(dòng)氣壓傳動(dòng)（pneumatic）一詞來(lái)源于希臘文，原意為風(fēng)吹。氣壓傳動(dòng)是指以壓縮空氣為工作介質(zhì)來(lái)傳遞能量和實(shí)現(xiàn)控制的一門技術(shù)，它包含了傳動(dòng)技術(shù)和控制技術(shù)兩個(gè)方面的內(nèi)容。氣壓傳動(dòng)由氣源、氣動(dòng)執(zhí)行元件、氣動(dòng)控制閥和氣動(dòng)輔件組成。氣源一般由Linktitle壓縮機(jī)提供。氣動(dòng)執(zhí)行元件把壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，用來(lái)驅(qū)動(dòng)工作部件，包括氣缸和氣動(dòng)馬達(dá)。氣動(dòng)控制閥用來(lái)調(diào)節(jié)氣流的方向、壓力和流量，相應(yīng)地分為方向控制閥、壓力控制閥和流量控制閥。氣動(dòng)輔件包括：凈化空氣用的分水濾氣器，改善空氣潤(rùn)滑性能的油霧器，消除噪聲的消聲器，管子聯(lián)接件等。在氣壓傳動(dòng)中還有用來(lái)感受和傳遞各種信息的氣動(dòng)傳感器。4.2氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)組成4.2.1能源裝置及輔件氣源裝置由空壓機(jī)、壓縮空氣的凈化儲(chǔ)存設(shè)備（后冷卻器、油水分離器、儲(chǔ)氣罐、干燥器及輸送管道）、氣動(dòng)三聯(lián)件（分水過(guò)濾器、油霧器及減壓閥）組成，還有一些必要的輔件，如自動(dòng)排水器、消聲器、緩沖器等，該些輔件是向系統(tǒng)輸送潔凈的壓縮空氣所必不可少的。對(duì)能源裝置的基本要求是：1）能源裝置外觀應(yīng)美觀，色澤應(yīng)與主機(jī)協(xié)調(diào)；2）能源裝置上所裝元件的排列布置應(yīng)勻稱，維護(hù)方便簡(jiǎn)易3）能源裝置應(yīng)節(jié)能；4）能源裝置應(yīng)工作平穩(wěn)，產(chǎn)生振動(dòng)小，噪聲??；5）和電氣、電子控制結(jié)合使用時(shí)，能遠(yuǎn)程控制動(dòng)源裝置以符合主機(jī)對(duì)所需的工作參數(shù)變化的要求。4.2.2執(zhí)行元件執(zhí)行元件是將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的元件，該系統(tǒng)的執(zhí)行元件是氣缸，它驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)，輸入為壓力和流量，輸出為力和速度。4.2.3控制元件本系統(tǒng)采用的均為電磁閥雙向換接，它的特點(diǎn)是換向簡(jiǎn)單，進(jìn)氣和回氣回路簡(jiǎn)單，安裝時(shí)統(tǒng)一，并且本系統(tǒng)的氣缸是垂直安裝升舉載荷，因此使用進(jìn)氣節(jié)流。氣缸內(nèi)的緩沖結(jié)構(gòu)提高換向平穩(wěn)性，所以此種換接方法可以被采用。4.3氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的工作原理氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)控制可以在高溫、腐蝕、震動(dòng)、強(qiáng)磁、輻射、多灰塵、易燃、易爆等極其惡劣的環(huán)境下安全、可靠地工作，與其繼電器強(qiáng)電電路、計(jì)算機(jī)和PLC弱電電路相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化。目前，氣壓傳動(dòng)控制系統(tǒng)可以控制和驅(qū)動(dòng)越來(lái)越多的機(jī)械設(shè)備，所以其應(yīng)用領(lǐng)域日益廣泛。氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的工作介質(zhì)壓縮空氣的粘性小、可壓縮性大，有利于構(gòu)成柔軟型驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)。隨著現(xiàn)在控制理論的引入和新型的氣壓傳動(dòng)閥的開發(fā)與應(yīng)用，氣壓傳動(dòng)控制系統(tǒng)性能和精度都得到了極大的提高。對(duì)于本次的電空閥氣密性試驗(yàn)用夾具的設(shè)計(jì)，對(duì)于氣壓傳動(dòng)控制系統(tǒng)的要求不是很高，所以采用了二位五通換向閥雙作用氣缸的換向回路。如下圖4.1所示：圖4.1二位五通換向閥雙作用氣缸的換向回路圖4.1的工作原理是：當(dāng)主控制閥雙氣二位五通換向閥2左腔通入控制氣壓信號(hào)時(shí)，也就是當(dāng)4按下，二位五通換向閥2左位處于工作狀態(tài)，雙作用氣壓缸活塞桿向外伸出；當(dāng)松開4，二位五通換向閥2左腔取消控制氣壓信號(hào)時(shí)，并且同時(shí)按下5使得二位五通換向閥2右位處于工作狀態(tài)，雙作用氣壓缸活塞桿快退。該回路的具有“雙穩(wěn)”的邏輯功能。4.4氣動(dòng)元件的選擇4.4.1氣缸的選擇本方案的機(jī)械設(shè)計(jì)中重在氣缸的設(shè)計(jì)，氣缸的作用是實(shí)現(xiàn)氣缸活桿的橫向移動(dòng)。對(duì)氣缸結(jié)構(gòu)的要求一是重量盡量輕，以達(dá)到動(dòng)作靈活、運(yùn)動(dòng)速度高、節(jié)約材料和動(dòng)力，同時(shí)減少運(yùn)動(dòng)的沖擊，二是要有足夠的剛度以保證運(yùn)動(dòng)精度和定位精度。氣缸的設(shè)計(jì)流程圖如圖4.2所示圖4.2氣缸設(shè)計(jì)流程圖根據(jù)題目要求，算取夾緊力時(shí)所得相關(guān)數(shù)值，Ｑ＝Ｗ/(i·η1·n)＝84/(0.8×0.8×3)＝44kg

由氣缸傳動(dòng)的計(jì)算公式：

Ｑ＝Ｐ·(πＤ2/4)·η

式中:Ｐ--壓縮空氣壓力＝6atm＝6kg/

η--氣缸摩擦系數(shù)，取0.8

i—壓板與工件的摩擦系數(shù),取0.8n—夾緊氣缸個(gè)數(shù),本夾具為1Ｄ--氣缸直徑(cm)D=34.2cm通過(guò)以上理論計(jì)算，可以選擇直徑為50mm的氣缸。但是，考慮到由于夾緊過(guò)程中活塞桿與弧形夾對(duì)工件的作用，因此，氣缸需有足夠的推力。此外還考慮到空氣壓縮機(jī)對(duì)氣缸的氣壓不斷的變化，零件材料缺陷，以及其它不可預(yù)見(jiàn)性因素的影響，為安全可靠起見(jiàn)，選擇直徑為63mm的氣缸。由圖4.3和圖4.4得：圖4.3氣壓輸出力圖4.4氣壓輸出力缸徑為63mm，為了安全取缸徑為查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（單行本）《氣壓傳動(dòng)與控制》得：電空閥氣密性試驗(yàn)用夾具中選SC63*100型號(hào)氣缸，因此缸徑為63mm，行程為100圖4.5氣缸表4.1氣缸的相關(guān)尺寸內(nèi)徑ABCDEFGHIJKL32140479328321527.522176M101.25M6140142499332341527.524177M121.25M6150150579338421527.532238M161.5M6163153579638421527.532238M161.5M81.25801837510847542133402610M201.5M101.5表4.2氣缸相關(guān)尺寸內(nèi)徑MNOPQRSTVW329.5141/8``4.57645331210409.5141/4``678.550371614509.5141/4``778.562472017639.5143/8``778.5745620178011.5173/8``10.598.595702520結(jié)合圖表最終選擇了SC63*100的氣缸，實(shí)體圖如圖4.6所示：圖4.6氣缸實(shí)體圖4.4.2空壓機(jī)的選擇氣源裝置是向氣動(dòng)系統(tǒng)提供所需壓縮空氣的動(dòng)力源，空壓機(jī)是氣壓發(fā)生裝置，是將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為氣體壓力能的轉(zhuǎn)換裝置。1）耗氣量的計(jì)算：缸徑,行程,全程需要的時(shí)間伸出耗氣量：縮回耗氣量：2）自由空氣量的計(jì)算（一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓狀態(tài)下的流量）：3）氣缸的理論用氣量的計(jì)算：其中：n：氣缸的個(gè)數(shù)，本設(shè)計(jì)中有1氣缸，所以n=1A：在一個(gè)周期內(nèi)單程作用次數(shù)，所以a=1：一氣缸在一個(gè)周期內(nèi)的平均用氣量（,）t:氣缸一個(gè)單行程的時(shí)間,t=4sT:設(shè)備的一次工作循環(huán)的時(shí)間,s所以取設(shè)備利用系數(shù)；漏損系數(shù)；備用系數(shù)則該設(shè)備氣缸的理論用氣量：根據(jù)相關(guān)資料選取下面空壓機(jī)，如圖4.7所示：圖4.7空壓機(jī)查有關(guān)手冊(cè)選用的空壓機(jī)的型號(hào)及技術(shù)規(guī)范為下表4.3:表4.3空壓機(jī)型號(hào)4.4.3控制元件的選擇電磁閥在選型時(shí)應(yīng)遵循的原則：適用性，管路中的流體必須和選用的電磁閥系列型號(hào)中標(biāo)定的介質(zhì)一致，包括溫度、粘度和工作壓差等因素；可靠性，電磁閥分為常閉和常開兩種，一般選用常閉型，但在開啟時(shí)間很長(zhǎng)而關(guān)閉時(shí)很短時(shí)要選用常開型，動(dòng)作時(shí)間很短頻率較高時(shí)一般選取直動(dòng)式，大口徑選用快速系列；安全性，一般電磁閥不防水，在條件不允許時(shí)請(qǐng)選用防水型，電磁閥的最高標(biāo)定公稱壓力一定要超過(guò)管路內(nèi)的最高壓力，否則使用壽命會(huì)縮短或產(chǎn)生其它意外情況，有腐蝕性液體的應(yīng)選用全不銹鋼型，強(qiáng)腐蝕性流體宜選用塑料王（SLF）電磁閥，爆炸性環(huán)境必須選用相應(yīng)的防爆產(chǎn)品；經(jīng)濟(jì)性，有很多電磁閥可以通用，但在能滿足以上三點(diǎn)的基礎(chǔ)上應(yīng)選用最經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)品。1）選擇換向閥1對(duì)夾具中的氣缸的換向閥選擇本設(shè)計(jì)中選用二位五通換向閥，因氣缸在中間位置需停止，所以二位五通能滿足要求。因氣缸要求壓力，流量，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，查表4.4得，選換向閥的通徑為表4.4換向閥的相關(guān)尺寸二位五通換向閥選，如圖4.8：圖4.8二位五通換向閥選表4.5二位五通換向閥選相關(guān)參數(shù)2對(duì)氣密性試驗(yàn)用夾具中的氣缸的換向閥選擇本設(shè)計(jì)中選用二位五通電磁換向閥，因氣缸在中間位置無(wú)需停止，所以二位五通能滿足要求。因氣缸要求壓力，流量，由機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，查表24.7-14得，選換向閥的通徑為同理：二位五通電磁換向閥選3）選擇消聲器氣缸，氣閥等工作時(shí)排氣速度快，氣體體積急劇膨脹，會(huì)產(chǎn)生刺耳的噪聲，這種噪聲損害人體的健康，惡化環(huán)境，為減小噪音通常在排氣口安裝消聲器。消聲器配于主控閥排氣口，氣缸排氣口處，起消聲濾塵作用。所以本設(shè)計(jì)采用KXY-3消聲器。如圖4.9表4.6消音器的相關(guān)參數(shù)圖4.9消音器4）選擇三聯(lián)件（分水濾氣器，減壓閥，油霧器的組合件）分水濾氣器又名空氣過(guò)濾器，其作用是濾除壓縮空氣中的水分，油滴及雜質(zhì)。油霧器的作用是當(dāng)壓縮空氣流過(guò)時(shí)，將潤(rùn)滑油噴射成霧狀，隨壓縮空氣流進(jìn)需要的潤(rùn)滑的部件，達(dá)到潤(rùn)滑的目的。由供氣壓力為，額定流量為，選擇型號(hào)為398.213，如表4.7表4.7空氣過(guò)濾器4.4.4確定管道直徑本設(shè)計(jì)按各管徑和氣動(dòng)元件通徑相一致的原則，初定各段管徑?？紤]到上漿機(jī)構(gòu)氣缸和吹掃機(jī)構(gòu)氣缸不同時(shí)工作的特點(diǎn)，由，可導(dǎo)出，取標(biāo)準(zhǔn)管徑為3mm。4.5氣動(dòng)傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)4.5.1氣壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)（1）以空氣為工作介質(zhì)，工作介質(zhì)獲得比較容易，用后的空氣排到大氣中，處理方便，與液壓傳動(dòng)相比不必設(shè)置回收的油箱和管道；（2）空氣的粘度很?。s為液壓油動(dòng)力粘度的萬(wàn)分之一），在管道中的壓力損失也很小，所以便于集中供氣、遠(yuǎn)距離輸送，外泄漏不會(huì)像液壓傳動(dòng)那樣嚴(yán)重污染環(huán)境；（3）動(dòng)作迅速、反應(yīng)快；（4）工作環(huán)境適應(yīng)性好，氣動(dòng)元件采用相應(yīng)的材料后，能夠在在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、強(qiáng)輻射、強(qiáng)振動(dòng)、強(qiáng)腐蝕等惡劣工作環(huán)境中正常工作；（5）成本低，使用安全，無(wú)爆炸和電擊危險(xiǎn)，過(guò)載能自動(dòng)保護(hù)；（6）壓縮空氣的工作壓力較低，因此，對(duì)氣動(dòng)元件的材質(zhì)要求較低；（7）氣動(dòng)系統(tǒng)維護(hù)簡(jiǎn)單，管道不易堵塞，也不存在介質(zhì)變質(zhì)、補(bǔ)充、更換等問(wèn)題。4.5.2氣壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)（1）由于空氣具有可壓縮性，因此工作速度穩(wěn)定性稍差。但采用氣液聯(lián)動(dòng)裝置會(huì)得到較滿意的效果。（2）因工作壓力低（一般為0.3～1.0MPa），又因結(jié)構(gòu)尺寸不宜過(guò)大，氣壓傳動(dòng)裝置的總輸出力不宜大于10～40kN。（3）噪聲較大，在高速排氣時(shí)要加消聲器。（4）氣動(dòng)裝置中的氣信號(hào)傳遞速度在聲速以內(nèi)比電子及光速慢，因此，氣動(dòng)控制系統(tǒng)不宜用于元件級(jí)數(shù)過(guò)多的復(fù)雜回路；（5）目前氣壓傳動(dòng)的效率較低。4.6氣壓傳動(dòng)的發(fā)展人們利用空氣的能量完成各種工作的歷史可以追溯到遠(yuǎn)古，早在公元前，埃及人就開始用風(fēng)箱產(chǎn)生壓縮空氣助燃，這個(gè)是最初氣壓傳動(dòng)的應(yīng)用。作為氣壓傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用的雛形大約開始與1776年英國(guó)人JohnWilkinson發(fā)明了能產(chǎn)生一個(gè)大氣壓左右的空氣壓縮機(jī)。1871年氣壓傳動(dòng)技術(shù)開始在采礦業(yè)使用氣動(dòng)風(fēng)鉆，1880年美國(guó)研究出了火車的氣壓制動(dòng)裝置，顯示了氣壓傳動(dòng)的簡(jiǎn)單、快捷、安全和可靠的特點(diǎn)。20世紀(jì)30年代初，氣壓傳動(dòng)技術(shù)成功應(yīng)用于自動(dòng)門的開閉及各種機(jī)械的輔助動(dòng)作上。進(jìn)入60年代尤其是70年代的后期，氣壓傳動(dòng)技術(shù)開始用于自動(dòng)裝置、包裝和檢測(cè)等輕巧的作業(yè)領(lǐng)域，來(lái)減輕繁重的體力勞動(dòng)。80年代以來(lái)，由于計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，氣壓傳動(dòng)技術(shù)不斷地?cái)U(kuò)展自己的應(yīng)用領(lǐng)域。目前氣壓傳動(dòng)已成為一門獨(dú)立的技術(shù)領(lǐng)域。結(jié)束語(yǔ)隨著答辯時(shí)間的來(lái)臨，畢業(yè)設(shè)計(jì)也接近了尾聲。經(jīng)過(guò)3個(gè)月的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了。在沒(méi)有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺(jué)得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來(lái)所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過(guò)這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面，這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的一種檢驗(yàn)，而且也是對(duì)自己能力的一種高提。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是電空閥氣密性試驗(yàn)用夾具的設(shè)計(jì)，非常切合我們機(jī)械專業(yè)，這也是對(duì)通往工作的我們的一種檢驗(yàn)。盡管我們對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握還不夠熟練，但是我還是希望通過(guò)自己的努力來(lái)完成這次設(shè)計(jì)。下面我對(duì)這次設(shè)計(jì)進(jìn)行小結(jié)：首先，當(dāng)我拿到課題時(shí)，對(duì)相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了收集于整理，并且通過(guò)老師的講解進(jìn)一步的了解了課題中所要重點(diǎn)研究的對(duì)象與方法；然后，對(duì)相關(guān)資料的查閱，熟悉了電空閥的相關(guān)知識(shí)，也收集了相關(guān)工裝夾具的設(shè)計(jì)事例，開了對(duì)于電空閥氣密性試驗(yàn)用夾具進(jìn)行整體框架的設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)型號(hào)為TFK5-110電空閥的觀察與研究，最終選取了對(duì)該閥座進(jìn)行定位與裝夾；其次，查閱相關(guān)氣動(dòng)夾具以及于本課題相關(guān)試驗(yàn)有夾具的信息，通過(guò)對(duì)相關(guān)數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，最終選擇了型號(hào)為SC63的雙作用氣缸。經(jīng)過(guò)不斷地努力，夾具的整體框架基本形成。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到許多的問(wèn)題，通過(guò)與老師的指導(dǎo)，這些問(wèn)題都較為輕松地解決了，同時(shí)還有同學(xué)的幫助；最后，運(yùn)用相關(guān)繪圖軟件，將自己所設(shè)計(jì)的夾具實(shí)體化，整理相關(guān)的資料，撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文。這次的設(shè)計(jì)是對(duì)我四年來(lái)所學(xué)的知識(shí)的綜合應(yīng)用，很多知識(shí)都已學(xué)過(guò)，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，將理論與實(shí)際緊密結(jié)合，使我以前不明白，不清楚的地方得到了充分的補(bǔ)充。同時(shí)也充實(shí)了自己。這樣對(duì)我的工作也有很大的幫助，我即將所要參加的工作與我們所學(xué)習(xí)的專業(yè)有著非常密切的聯(lián)系，只要看懂一張圖紙就可以解決許多問(wèn)題，也可以節(jié)省許多的時(shí)間，如果，你看不懂，就不知道怎么去解決它，還需要請(qǐng)教別人，這樣就會(huì)降低工作效率。所以這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我們每個(gè)即將走入工作崗位的學(xué)生來(lái)說(shuō)是一個(gè)很好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)?？梢宰屛覀?cè)谝院蟮墓ぷ髦懈玫倪\(yùn)用我們?cè)趯W(xué)校所學(xué)到的知識(shí)。致謝本課題的研究探討以及論文撰寫一直都是在周毓明老師的細(xì)心指導(dǎo)下進(jìn)行的，可以說(shuō)其中的每個(gè)環(huán)節(jié)都傾注了周毓民老師的智慧和心血，尤其是在畢業(yè)設(shè)計(jì)中遇到了困難，老師都會(huì)細(xì)心的解答，記得第二次去找老師，當(dāng)時(shí)問(wèn)老師需不需要買一個(gè)實(shí)物（電空閥）來(lái)進(jìn)行研究，后來(lái)老師帶我去了他朋友的公司，在公司中我了解到了許多關(guān)于我畢業(yè)設(shè)計(jì)中相關(guān)的信息，還無(wú)償?shù)淖屛規(guī)ё咭粋€(gè)電空閥進(jìn)行研究設(shè)計(jì)，為此我對(duì)周老師表示感謝。還有就是要感謝我的同學(xué)，他們總是能在我遇到問(wèn)題是幫我想到解決方法，難的問(wèn)題就在一起討論，這使我意識(shí)到團(tuán)隊(duì)精神的重要性，這也使我想到一句話“團(tuán)結(jié)就是力量”，感覺(jué)就像是一起完成一項(xiàng)艱巨的工程，可是我們不怕，我們相信我們會(huì)順利完成的。參考文獻(xiàn)[1]王啟平主編機(jī)床夾具設(shè)計(jì)哈爾濱哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社1996[2]李慶壽主編機(jī)床夾具設(shè)計(jì)北京機(jī)械工業(yè)出版社1984[3]孫光華主編工裝設(shè)計(jì)北京機(jī)械工業(yè)出版社1998[4]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊(cè)[M]北京:化學(xué)工業(yè)出版社2000[5]龔雯陳則韻機(jī)械制造技術(shù)北京:高等教育出版社1997.7[6]濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì).高等教育出版社第八版.第七版[7]孫桓、陳作摸、葛文杰機(jī)械原理高等教育出版社[8]郭克希主編.機(jī)械制圖.機(jī)械類、近機(jī)類[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004[9]馬恩李素敏液壓與氣壓傳動(dòng).高等教育出版社2010[10]張利平.液壓氣動(dòng)技術(shù)速查手冊(cè).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004[11]SullivanJA.FluidPower:TheoryandApplications,4thed.Columbus[12]Y.Wang&Z.Wang&N.Gindy(2008)Collision-freemachiningfixturespacedesignbasedonparametrictoolspaceforfive-axisgrindingIntJAdvManufTechnol(2009)45:1–7DOI10.1007/s00170-009-1939-5[13]MingShen