摘 要

随着科技和经济的飞速发展，以前滚轮的夹紧方式已经不能满足现在的供货要求了，必须重新设计一套夹紧方式来解放大量的人力物力，现在设计的这一套滚轮的自动夹紧装置很好的解决了这一问题，节省了大量的时间和人力物力，同时也很好地提高了经济效益。

夹紧方式的改变，比以前更加省时省力，稳定，也使操作变得更加简单，也提高了员工的安全性，也使环境变得更加环保。在夹紧方式的选择中是不可忽略的存在。这种夹紧方式在国外已经有多年的发展史，并且在逐步完善。

这个设计很好的体现了气动夹紧的优点：稳定、可控等，这套夹具的结构成为了此次研究的主要方向。此次设计中明确了夹具的类型、结构、尺寸等，并设计了夹具的自动夹紧机构等，选用了气缸，并确定了设计的零件所用的材料，以及要达到的加工精度。

关键词： 气动夹紧；夹具； 自动； 稳定； 机械设计

Abstract

Along with the rapid development of science and technology,economy, the previous clamping method of the roller can no longer satisfied the immediate supply requirements.Nowdays it’snecessary for people to design a set of roller clamping devices for liberating a large amount of human resourse and material resources. The automatic clamping devices of the roller have been designed at present which solves this problem very well. The device not only saves a lot of time, manpower and material resources. But also, it has greatly increased economic benefits.

Changes in clamping methods are more time-saving ,labor-saving,stable than before, and also make the operation simpler. Its also improve the lives safety of employees and make the environment more environment-friendly. It cannot be ignored that the selection of roller clamping mode. This roller clamping method has been developed for many years abroad and is on gradual perfection.

As well this design also reflects the advantages of pneumatic clamping , stability, controllability, etc. which has become the main direction of this research. In this design, the type, size, etc. of the fixture are proposed. Fixtures, automatic clamping mechanisms and the like are designed, air cylinders are selected, the materials used for the designed parts and the machining precision to be achieved are also determined.

Keywords: Pneumatic clamping；Fixture；automatic；stable；Mechanical design

目录

第一章 绪论 1

1.1 课题设计的研究背景 1

1.2 课题设计研究的意义 2

1.3 在国内外的发展 3

1.3.1.国内发展状况 3

1.3.2国外发展状况 3

第二章 滚轮的分析 5

2.1滚轮分析 5

2.2粗基准的选择 5

2.3精基准的选择 5

2.4本章小结 6

第三章 夹紧装置的选择 6

3.1定位元件分析 6

3.2夹紧力的方向与位置的选择 6

3.3夹紧机构的选择 7

3.4力源装置的选择 8

3.5本章小结 9

第四章 夹紧装置的设计 10

4.1肘夹选型的依据 10

4.2四杆机构长度的计算 10

4.3气缸的选择 11

4.4计算与校核 11

4.5夹紧力的计算 12

4.6本章小结 13

第五章 总体结构设计 14

5.1部分零件的设计 14

5.1.1底板1设计 14

5.1.2托盘设计 14

5.1.3底板2设计 15

5.2总体结构的设计 15

5.3本章小结 16

结论 17

致谢 18

参考文献 19

第一章 绪论

课题设计的研究背景

在以前的机械制造行业中夹具有着悠久的历史，它在为机械制造业的前进历史中起到了很大的帮助。由于科技的不断进步和电子信息的快速进步，让有些人认为机械制造业不行了。但是在改革开放后我国大部分地区都在进行工业化的改革，工业化推动了我国机械制造业的发展，因为机械制造业的不断进步，也让夹具得到了进一步的发展，进入21世纪后，我国夹具的进出口所花费的钱也达到了上亿元，其中有些夹具我们是可以自己进行设计的。我国国内的夹具制造业开始于20世纪60年代，当时政府斥资建立了面向机械行业的天津组合夹具厂和面向航空工业的保定向阳机械厂，随后夹具机械厂的成立犹如如雨后春笋，无数个生产组合夹具元件的工厂盖在了神州大地上。在当时，我国制造业曾一度达到全国年产组合夹具元件总计800万件的水平。在20世纪80年代以后即改革开放三十年，各个厂家各自独立开发了适合NC机床、加工中心的孔系组合夹具系统，不仅满足了我国国内的需求，还出口到美国等国家。但现如今我国每年尚有大量NC机床、加工中心来自国外，而由国外配套生产的孔系夹具，价格非常昂贵，现大都由国内厂商配套生产，节约了大量外汇。从国际上看，组合夹具的主要生产国是俄国、德国、美国。当前国际上的夹具企业均为中小企业，这些企业主要接受本地区和国内专用夹具、可调整夹具的订货，而通用性强的组合夹具已逐渐成为国际贸易中的一个有潜力的品种。有关夹具和组合夹具的产值和贸易额尚缺乏统计资料，而国外夹具的大型基础件费用比较高昂。但是，我国在组合夹具技术上有历史的积累和性能价格比的优势，并且我国加入WTO和如今制造业全球一体化的趋势，特别是电子商务的日益发展，其中对中国来说，夹具制造业蕴藏着很大的商机，具有进一步扩大出口的良好前景。

随着经济和科技的快速发展，许多企业也迎来了更大的挑战，必须快速高效，且产品的质量和数目也要达到企业的生产任务要求，而以前的对滚轮进行孔加工的方式，已经很难达到现在的要求了，科技的发展也改变了产品的加工模式，现在的工厂里几乎都以实现自动化和半自动化，以前的加工模式很难达到现在的要求。研究协会的统计表明，工件种类总数的85％左右是中、小批次多品种生产的工件品种种类，其他为大批量单一生产的工件品种种类。各个中、小企业生产的产品品种经常更新迭代，否则很难适应市场的需求与竞争。然而，采用传统的专用夹具仍然是大多数一般企业选择的生产方式，一般在具有中等生产能力的工厂，大约有成千上万套专用夹具；另一方面，在多品种生产的企业中，每隔3~4年就要更新50~80％左右专用夹具，而夹具的实际磨损量仅为10~20％左右。特别是近年来，数控机床、加工中心、成组技术、柔性制造系统（FMS）等新加工技术的应用，对机床夹具提出了如下新的要求：
1）新产品的投产迅速且方便，生产准备的周期短，生产成本较低；
2）具有相似性特征的工件能在多个机床夹具上正常加工；
3）对于的高精度机床夹具也能够符合机床加工精度的要求；
4）能适用于各种现代化制造技术的新型机床夹具；
5）采用以液压站等为动力源的高效夹紧装置，以进一步减轻劳动强度和提高劳动生产率；
6）提高机床夹具的标准化程度。