鋼管倒棱機(jī)夾緊機(jī)構(gòu)系列的優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、被譽(yù)為工業(yè)發(fā)展“血管”的鋼管在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。全自動(dòng)鋼管端面銑頭倒棱機(jī)是現(xiàn)代鋼管生產(chǎn)過程中不可缺少的設(shè)備之一，主要在鋼管的精整加工階段對鋼管的端面進(jìn)行平頭,去毛刺和倒棱坡口成型等工作。為保證鋼管的精整的質(zhì)量和效率，設(shè)計(jì)合理的夾緊裝置是一項(xiàng)重要的工作。鋼管夾緊裝置應(yīng)準(zhǔn)確的定位需加工的鋼管端面的位置，將鋼管夾緊并緊固，防止鋼管在切削力、慣性力、離心力以及重力等外力的作用下發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)、滑動(dòng)、位移和振動(dòng)等，使鋼管端面與刀具及切削成形運(yùn)動(dòng)

2、過程保持準(zhǔn)確的位置。
　　本文在總結(jié)各類經(jīng)典夾具的基礎(chǔ)上對鋼管夾緊裝置進(jìn)行了全新的設(shè)計(jì)，提出了多連桿式夾緊裝置，并對該夾緊機(jī)構(gòu)做了一下研究：
　　(1)根據(jù)設(shè)計(jì)的多連桿式夾緊機(jī)構(gòu)，計(jì)算出該機(jī)構(gòu)夾緊鋼管加工時(shí)的切削力（圓周力和平端面力），計(jì)算了卡鉗夾緊力以及鋼管被夾緊切削時(shí)的彈性變形量。通過STEP函數(shù)仿真模擬夾緊力的作用過程，并在ADAMS-View模塊中對夾緊力進(jìn)行了模擬測量驗(yàn)證，結(jié)果顯示計(jì)算值與仿真過程中的測量值相對誤差

3、為3.01％,兩者相差在±5%以內(nèi)。由此可見，ADAMS建立的仿真模型非常接近鋼管生產(chǎn)的實(shí)際工作夾緊力情況。
　　(2)基于Φ76鋼管夾緊機(jī)構(gòu)創(chuàng)建18個(gè)設(shè)計(jì)變量，并進(jìn)行了參數(shù)化建模及優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)夾緊裝置整體尺寸要求提出了兩種優(yōu)化思路。結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)需要及經(jīng)濟(jì)性考慮，最終選擇不改變夾緊機(jī)構(gòu)整體尺寸，僅改變內(nèi)部桿件尺寸及各桿件的連接位置的方案，獲得了結(jié)構(gòu)的最合理參數(shù)，使氣缸做功的最大驅(qū)動(dòng)力減少了36.6%，平均驅(qū)動(dòng)力減少了19.9%，

4、極大地降低了生產(chǎn)加工的能耗。
　　(3)針對鋼管口徑型號不一，對夾緊機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)將是一項(xiàng)復(fù)雜的工作，提出了系列優(yōu)化的方案，根據(jù)分析選取合適的中間設(shè)計(jì)變量建立與鋼管外徑之間參數(shù)關(guān)系，選取卡鉗兩鉸接間距離為中間變量，并將其創(chuàng)建為DV_19。通過改變DV_19的數(shù)值進(jìn)行系列優(yōu)化，優(yōu)化后，氣缸連桿的長度尺寸變?yōu)榱悖Q座連桿的尺寸減小約56.7%～66.8%，且鉗座連桿的中間鉸接與鉗口連桿處鉸接重合，此時(shí)鉗座連桿變?yōu)槎U，不再是受三個(gè)力