刀具材料及切削条件等有关的系数背吃刀量，进给量指数切削条件不同时的修正系数。根据经验公式从有关资料中查出，用，的硬质合金车刀车削结构钢件外圆时，其中,指数比大，说明背吃刀量对的影响比进给量对的影响大。那么，.则，.工件与心轴在轴向方向与圆周方向的摩擦系数为.安全系数.为防止工件在车削时，在切削分力作用下打滑而转动所需的轴向拉力为.夹紧气缸的设计计算根据机械设计手册，由预算确定的所需气缸轴向输出力推力.，得活塞式气缸双作用气缸内径式中，气缸工作压力，η气缸的机械效率活塞杆直径,。代入数值得根据标准化气缸系列的数值进行圆整，得。活塞杆直径的确定与验算取活塞杆直径，按下式进行验算式中，活塞杆承受的轴向力，活塞杆材料的需用应力，。代入数值，得，成立。故活塞杆直径满足强度要求。气缸筒壁厚的确定与验算气缸内径确定后，根据机械设计手册，其壁厚选取为,根据下式进行强度验算式中，气缸筒的壁厚，最高工作压力，气缸筒内径，气缸筒材料的许用应力，。代入数值得，成立。故该缸筒壁厚满足强度要求。气缸进排气口螺孔直径的确定气缸进排气口螺孔的大小与空气消耗量缸径活塞杆直径活塞的平均速度等及供气压力均有关系，故难于准确计算。根据机械设计手册，按缸径查取。根据，查得，进排气口螺孔直径规格为.。活塞的厚度取决于密封圈的种类和排数。气缸筒与活塞活塞杆与活塞气缸筒与气缸盖活塞杆与气缸盖之间均选用形橡胶密封圈，其沟槽尺寸皆为标准值。环境中，比液压电子电气传动和控制优越气动装置结构简单，成本低，维护方便，过载能自动保护。气压传动的不足之处由于空气的可压缩性较大，气动装置的动作稳定性较差，外载变化时，对工作速度的影响较大由于工作压力低，气动装置的输出力或力矩受到限制。在结构尺寸相同的情况下，气压传动装置比液压传动装置输出的力要小得多。气压传动装置的输出力不宜大于气动装置中的信号传递速度比光电控制速度慢，所以不宜用于信号传递速度要求十分高的复杂线路中。同时实现生产过程中的遥控也比较困难，但对般的机械设备，气动信号的传递速度是能满足工作要求的噪声较大，尤其是在超音速排气时要加消声器。在所有的驱动方式中，气压驱动是最简单的，在工业上应用很广。其中不少气动系统应用于机器人，多用于开关控制和顺序控制的机器人。气动执行元件既有直线气缸也有旋转气动马达。气动系统的工作介质是压缩空气，气动控制阀简单便宜，而且工作压力也低的多。多数气动驱动用来完成挡块间的运动。气动系统的主要优点之就是操作简便易于编程，所以可以完成大量的点位搬运操作的任务。但是用气压伺服实现高精度很困难。不过在能满足精度的场合，气压驱动在所有的机器人及机械手中是重量最轻的，成本也最低。安装在多路接头上的电磁阀控制通向各个气动元件的气流量。综上所述，并结合具体设计的上下料机构抓取工件的尺寸大小等，本设计最终采用气压驱动。.本章小结随着机械制造业的发展，对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求。为了更有效地提高产品质量生产效率，降低生产成本，改善工人的劳动条件，数控机床的使用越来越普遍，因而对自动上下料机构的设计也就变得越来越重要。本设计中的自动上下料机构的工作对象是套类零件，主要由自动安装夹具，坯料工件拾取机械手和动力及控制系统组成。其中，自动安装夹具为自动定心夹紧的涨胎心轴，机械手是单臂式的，动力及控制采用气压驱动和电气控制。普通气缸驱动的机械手可实现柔性自动上下料，送料精度较高，能节约人力降低加工成本。气动机械手与气动夹具相辅相成实现自动上下料，不但省事，减少投资，节约时间，而且工作可靠。这个过程往往不是次能够完成的，而是随着设计工作的深入进行不断修改完善。.功能原理设计此阶段的落脚点是为不同的功能不同的工作原理不同的运动规律匹配不同的结构，这就是通常所说的型数综合，而且通过上述的排列组合，会出现非常多的功能原理解，产生很多的运动方案，这就为优选方案提供了基础。技术设计技术设计的任务是在功能原理设计所取得的优化方案的基础上，使原理构思转化为具有实用水平的具体结构，其中包括确定基本技术参数，进行总体布局设计和结构装配图设计。对所设计的产品应满足如下要求制造和维护经济操纵方便安全可靠性高使用寿命合理。为了达到这些要求，零件应满足强度刚度抗振性耐磨性耐热性和工艺性等原则。.确定基本技术参数主要尺寸参数工作尺寸标志着机械的工作范围和主要性能，般包括工作尺寸外形尺寸工作装置尺寸等。应根据产品需满足的工艺要求及尺寸范围来确定。质量参数包括整机质量各主要部件质量质心位置等。功率参数包括运动参数动力参数机械的运动参数有移动速度加速度和调速范围等，主要取决于机器要实现的工艺要求。机器的动力参数包括承载力原动机功率。工作装置是载荷直接作用的构件，力参数是其设计计算的依据，也是机械性能的主要标志。原动机功率反映了机械的动力级别，它与其他参数有函数关系，常是机械分级的标志，也是机械中各零部件的尺寸设计计算的依据。技术经济指标包括机械的生产率，机械的精度效率寿命成本等。技术经济指标是评价机械设备性能优劣的主要依据，也是设计应达到的基本要求。.机械结构设计机械结构设计的任务就是依据所确定的原理方案，在总体设计的基础上给出具体的结构图，结构设计包括机器的总体结构设计和零部件的结构设计。结构设计的基本原则是明确功能明确工作原理明确使用工况及应力状态明确简单安全结构构件安全功能安全运行安全工作安全和环境安全。另外，结构设计原理提供了用具体结构实现预定功能的策略和方法。.驱动方式的确定驱动系统是带动操作机各运动副的动力源，常用的驱动方式包括电动机驱动液压驱动和气压驱动三种。电动机驱动电动机驱动是利用各种类型的电动机经过机械传动或直接驱动操作机构以获得各种运动。气动,自由度,机械手,结构设计,毕业设计,全套,图纸摘要针对数控车床设计的种套类零件自动上下料机构，实现了坯料的抓取自动定位夹紧以及工件的回放。该机构主要由自动安装夹具，坯料工件拾取机械手，动力及控制系统组成。零件的自动定位夹紧由弹簧涨胎心轴实现，涨胎心轴是以工件的内孔表面定位，由气缸驱动弹性筒夹向外扩涨，实现工件的定位和夹紧的。坯料工件的拾取回放是由单臂形式的机械手通过伸缩旋转以及俯仰等运动实现的，这些运动均由气缸驱动获得。本设计中，为实现工件的自动上下料，单臂机械手的运动与涨胎心轴的张合需进行紧密配合。考虑到所夹持工件的实际尺寸质量等因素，本机构采用气动夹具电气控制实现了坯料和工件的拾取安装回放过程的自动完成。本文对气动机械手进行总体方案设计，确定了机械手的坐标形式和自由度。同时，设计了机械手的夹持式手部结构。关键词自动上下料气动机械手气动夹具套类零件目录摘要第章概述.气动四自由度机械手结构设计的背景与目的数控机床.气动四自由度机械手结构设计的意义第章总体方案设计.方案设计概述方案设计.明确设计要求.功能分析.功能原理设计技术设计.确定基本技术参数.机械结构设计.驱动方式的确定电动机驱动气压驱动.本章小结第章气缸夹紧设计.夹紧力的确定.夹紧气缸的设计计算.本章小结第章机械手设计.运动分析.结构设计手部设计.概述.机械式手抓设计.夹紧气缸的设计计算臂部设计.臂部设计的基本要求.手臂直线运动机构.手臂伸缩运动气缸的设计计算机身设计.概述.臂部俯仰运动气缸的设计计算.回转运动气动装置的设计计算.本章小结结论致谢附录附录第章概述.气动四自由度机械手结构设计的背景与目的数控机床数控机床是种以数字量作为指令信息形式，通过电子计算机或专用计算机装置控制的机床，是在机电体化技术的基础上发展起来的种灵活而高效的自动化机床，在机械行业中得到了日益广泛的应用，因为它具有如下的特点适应性强适应性即所谓的柔性，是指数控机床随生产对象变化而变化的适应能力。在数控机床上进行产品加工，当产品改变时，仅仅需要改变数控设备的输入程序即工作程序，又称用户软件就能适应新产品的生产需要，而不需改变机械部分和控制部分的硬件，而且生产过程是自动完成的。这点不仅满足了当前产品更新更快的市场竞争需要，而且较好的解决了单件小批量多变产品的自动化生产问题。适应性强是数控机床最突出的优点，也是数控机床得以生产和迅速发展的主要原因。能实现复杂的运动普通机床难以实现或根本无法实现轨迹为三次以上的曲线或曲面的运动，如螺旋桨汽轮机叶片之类的空间曲面而数控机床则可以实现几乎是任意轨迹运动和任何形状的空间曲面，适用于复杂异型零件的加工。加工精度高，产品质量稳定数控机床是按照预定程序自动工作的，般情况下工作过程不需要人工干预，这就消除了操作者认为生产的误差。在设计制造设备主机时，通常采取了许多措施，使数控设备的机械部分达到较高的精度。数控装置的脉冲当量可达,同时，可以通过实现检测反馈修正误差或补偿来获得更高的精度。因此，数控机床可以获得比机床本身精度更高的加工精度。尤其提高了同批零件生产的致性，使产品质量获得稳定的控制。生产效率高数控机床比普通机床的生产效率能高出许多倍。尤其对些复杂零件的加工，生产效率可提高十几倍甚至几十倍。其原因如下数控机床具有较高的刚性，可采用较大的切削用量，有效地减少了加工中的切削时间。具有自动变速自动换刀河其他辅助操作自动化等功能，而且无需工序间的检验和测量，使辅助时间大为缩短。工序集中机多用的数控加工中心，在次装夹工件后几乎可以完成零件的全部加工，这样不仅可减少装夹误差，还可减少半成品的周转时间，生产效率的提高更为明显。减轻劳动强度，改善劳动条件数控机床的工作是按预先编制好的加工程序自动连续完成的，操作者除输入加工程序及相关的操作之外，不需进行繁重的重复手工操作，劳动条件和劳动强度大为改善。有利于科学的生产管理采用数控机床能准确地计算产品生产工时，并有效地建华检验工夹具和半成品的管理工作。数控机床采用标准的信息代码输入，这样有利于于计算机连接，构成由计算机控制和管理的生产系统，实现制造和生产管理的自动化。数控机床与普通机床相比具有许多优点，其应用范围正在不断扩大，但目前它并不能完全替代普通机床，也还不能以最经济的方式解决机械加工中的所有问题。在实际选用时，定要充分考虑其技术经济效益。数控机床最适合加工具有以下特点的零件多品种小批量生产的零件。形状结构比较复杂的零件。需要频繁改型的零件。价格昂贵，不允许报废的关键零件。需要最短周期制作的急需零件。批量较大精度要求很高的零件。由于数控机床的自动化程度生产效率都很高，可最大限度地减小操作工人。因此，大批量生产的零件采用数控机床加工，在经济上也是可行的。车床主要是用于车削加工，在机床上般可以加工各种回转表面，如内外圆柱面圆锥面成形回转表面及螺纹表面等。在数控车床上还可以加工高精度的曲面与端面螺纹。用的刀具主要是车刀各种孔加工工具钻头铰刀镗刀等及螺纹刀具。车床主要用于加工各种轴类套筒类和盘类零件上的回转表面。数控车床加工零件的尺寸精度可达，表面粗糙度可达.以下。数控车床的种类很多，各种卧式车床都有数控化的。数控车床主要可分为数控卧式车床数控立式车床和数控专用车床数控凸轮车床数控曲轴车床数控丝杠车床等或分为普通数控车床和车削加工中心。数控车床与卧式车床相比，有以下几个特点高精度数控车床控制系统的性能不断提高，机械结构不断完善，机床精度日益提高。高效率随着新刀