目录 引言1 第1章绪论2 1.1六角螺栓简介2 1.2六角螺栓级别和扭力(扭矩)的相对关系2 1.3弹簧夹头的现状和应用现状3 第2章气压传动方案4 2.1方案的提出4 2.2整体方案的分析、比较与确定5 第3章气缸的确定6 3.1气缸的选择6 3.1.1气缸的使用要求6 3.1.2气缸的选择要点6 3.2气缸各机构数据计算6 3.2.1气缸的作用力大小6 3.2.2活塞(或缸)的运动速度8 3.2.3气缸的选择11 第4章弹簧夹头的设计15 4.1弹簧夹头的使用和制造15 4.1.1何时使用弹簧夹头15 4.1.2弹簧夹头的应用16 4.1.3、弹簧夹头提出问题及提出解决问题的方案19 4.1.4、弹簧夹头的改进19 4.1.5、在加工夹具体和夹具头时对加工精度的保证20 4.1.6、卡块的加工工艺及其精度的保证22 4.2弹簧夹头的工艺24 4.2.1弹簧夹头的热处理24 4.3提高弹簧夹头寿命的探讨26 4.3.1提高寿命的探讨26 4.3.2弹簧夹头的精度分析27 结论与展望28 致谢29 参考文献30 附录A 31 附录B 36 插图清单 图1-1不锈钢六角螺栓......................................................2 图3-1气缸输出力经验图....................................................7 图3-2气缸输出力经验图....................................................8 图3-3活塞杆径与活塞杆最大计算长度(Ｌ)之间的关系..........................9 图3-4活塞杆径与活塞杆最大计算长度(Ｌ)之间的关系..........................9 图3-5 ...................................................................10 图3-6气缸空气消耗量....................................................11 图3-7气缸二维图.........................................................13 图3-8气缸三维图.........................................................13 图4-1以前的弹簧夹头结构.................................................18 图4-2镶块式弹簧夹头.....................................................19 图4-3夹头外锥面车加工示意图.............................................19 图4-4夹头定位面加工原理.................................................20 图4-5圆锥面的磨削原理...................................................20 图4-6夹头内孔的磨削原理.................................................21图4-7夹头导向面的磨削原理...............................................21 图4-8卡块六分口的铣削原理...............................................22 图4-9磨削卡块外径原理...................................................22 图4-10弹簧夹头示意图....................................................23 图4-11淬火+低温回火工艺图...............................................23 图4-11弹簧夹头回火工艺示意图............................................24 图4-12热处理工艺工艺曲线................................................26 表格清单 表3-1气缸型号表.........................................................11 表4-1回火温度和时间的关系................................................24 1.2六角螺栓级别和扭力(扭矩)的相对关系 在螺纹紧固件的使用中应用的较广泛的是螺栓－螺母连接副的形式，应用的较多的是有预紧力的连接方式，预紧力的连接可以提高螺栓连接的可靠性、防松能力及螺栓的疲劳强度，并且能增强螺纹连接体的紧密性和刚度。在螺纹紧固件的连接使用中，没有预紧力或预紧力不够时，起不到真正的连接作用，一般称之为欠拧；但过高的预紧力或者不可避免的超拧也会导致螺纹连接的失败。众所周知，螺纹连接的可靠性是由预紧力来设计和判断的，但是，除在实验室可以测量外，在装配现场一般是不易直观的测量。螺纹紧固件的预紧力则多是采用力矩或转角的手段来达到的。因此，当设计确定了预紧力之后，安装时采用何种控制方法？如何规定拧紧力矩的指标？则成为关键重要问题，这就提出来了螺纹紧固件扭（矩）－拉（力）关系的研究课题。 螺纹紧固件扭－拉关系，不仅涉及到扭矩系数、摩擦系数（含螺纹摩擦系数和支撑面摩擦系数）、屈服紧固轴力、屈服紧固扭矩和极限紧固轴力等一系列螺纹连接副的紧固特性的测试及计算方法，还涉及到螺纹紧固件的应力截面积和承载面积的计算方法等基础的术语、符号的规定。并且也还必须给出螺纹紧固件紧固的基本规则、主要关系式以及典型的拧紧方法。目前，这些内容ISO/TC2尚无相应的标准，德国工程师协会早在七十年代就发表了DVI2230《高强度螺栓连接的系统计算》技术准则。日本也于1987和1990年发布了三项国家标准，尚未查到其他国家的标准。国内尚未发现相应的行业标准，仅少数企业制定了企业标准。尤其是随着引进技术的国产化不断的拓展和螺纹紧固件技术发展的需要，这一需求日趋迫切。这也就是制定此项标准的初衷。 1.3弹簧夹头的现状和应用现状 在现代复杂的制造环境中，想在最佳状态下保持连续切削加工，大多数工厂都必须经过机床制造商的严格培训，认真学习新设备的加工运动原理、结构特征和使用技巧，方能进行操作使用。尤其对于顶端的技术系统，更是如此。例如，先进的机床控制系统，复杂形状零件的5轴加工程序的汇编等。庆幸的是，有一种与此相反的处理方案，这就是截止目前已经开发出的一些功能强大、精度高，但又容易操作(勿须专门培训)和使用寿命长的工艺装备。用以快速定位、夹紧工件(或刀具)的相对卡盘定位精度高的弹簧夹头(或称弹簧套)就属于这一范畴。它具有100多年的悠久历史和很广阔的应用范围。 第一个弹簧夹头的使用并不是很理想的。但当时确实证明了一个事实，一个好的工件夹头的使用，能提高生产效率和加工零件精度。后来，在车床开发制造领域享有盛名的Hardi
nge公司，在1901年骄傲地在他们开发的车床上使用了(于1890年)由本公司研制成功，用以提供工件定位与夹紧的弹簧夹头，并将他们的产品图纸和开发的系列产品向外公布。当时主要是为适应钟表和透镜制造业大批量生产的市场需要而开发的。能如此好地为早期(1920年前)的普通车床与凸轮式多轴自动车床提供得心应手的弹簧夹头产品，的确令人难以置信。这就如同在现在的先进的CNC车床上配置一套现代化技术的控制系统。 让我们回顾以往，随着加工与设备技术的不断进步，在要求各个系统都能极高地提高生产效率的设计改革潮流中，对作为机床的最基本但又很重要的工艺装备弹簧夹头，却从没有给以设计的空间和时间。这似乎是件非常奇怪的事情。 在机床结构也在以飞快速度变换着的形势下，能继续保持原弹簧夹头基本结构保持不变的这一奇迹，主要归功于它特具有的灵巧、精致的结构和功能强大、使用方便以及经济性好等特点。弹簧夹头虽小，但在机床工业中确实起到了很重要的作用，这是都是由于它具有以下很强的功能： 1.能精确地定位与夹紧工件(或刀具)，具有抵抗扭矩和承受来自多方向切削力的 功能。 2.具有增大驱动力(拉力)和转换驱动力为工件(或刀具)夹紧力的功能。 3.具有快速松开工件(或刀具)的功能。 4.具有在不降低加工精度和使工件不受损害前提下的高重复精度。 5.具有能在较宽的主轴转速范围内工作与只有极小的夹紧力损失的能力。