气动夹具设计在棒状工件螺纹紧固的应用
许多生产车间采用手工紧固方式，这样做一来效率低下，二来产品质量依赖于操作工的熟练程度。气动夹具是以压缩空气为动力源的一种夹具,它通过气缸把气体压力转换为机械能,可以完成夹具定位、夹紧等多种动作。今天就来介绍一种应用于棒状工件螺纹紧固中的旋转气动夹具。下面将举一实例解析说明旋转气动夹具设计。
一
加工对象工件
棒状工件A（外螺纹）
规格：φL84.5mm
重量：25g
棒状工件B（内螺纹）
规格：φL75.5mm
重量：12g
二
旋转气动夹具动作
通过机器人向组装装置传送棒状工件A（外螺纹）、棒状工件B（内螺纹）。本装置安装在X轴、Z轴的双轴机器人上，向棒状工件B位置前进、下降。升起带导杆的气缸，通过三卡爪气动夹具夹持棒状工件B。马达旋转时，通过同步带轮和扭矩限制器（释放和切断过载状态下的传递并保护转轴的装置）将旋转传递到三卡爪气动夹具上，并对棒状工件A、B进行螺纹紧固。螺纹紧固完成后，不会通过扭矩限制器传递大于额定扭矩的力。可通过接近传感器检测扭矩限制器的动作，得到螺纹紧固完成的信号。
三
主要零件的选型依据
螺纹紧固所需扭矩为0.06～0.12N·m，变更扭矩限制器的弹簧。
根据马达所需扭矩(0.25N.m)、转速(5.6～56rpm)，选择马达输出为0.005N.m、齿轮头减速比i=1/50的马达、齿轮头。
四
主要零件的计算过程
1.验证气动夹具的夹持力是否具有所需紧固扭矩。
2.确认三卡爪气动夹具的夹持力。
条件值：螺纹紧固所需扭矩T1=0.12N?m、工件外形d=φ12mm、摩擦系数μ=0.6(橡胶和金属)、供给压力p=0.6MPa。根据产品目录中的图表，供给压力为p时，三卡爪气动夹具的夹持力F=38N。
三卡爪气动夹具的传递扭矩：
T=F×μ×(d/2)，
T=38×0.6×{(12/2)×10-3}=0.14N?m?T1<t，[align]具有充分的夹持力。
3.确认马达的外伸负载条件值：齿轮头导向轴前端的容许外伸负载N0=200N·mm；导向轴前端与皮带中心之间的距离L1=6.5mm；皮带的安装张力Ti=46.1N、带轮接触角度θ=180°；容许皮带张力：N=N0/L1，N=200/6.5=30.7N?需注意，将皮带的张力控制在30.7N以下。
五
构造制作与设计要点驱动三卡爪气动夹具的活塞杆采用可旋转的构造，防止活塞杆连接部位的螺纹松动。
将上升的导轨用作气缸的导轨，无需使用花键，仅需通过浮动接头连接即可进行旋转+直线运动。
通过以上可以看出，在采用旋转气动夹具后，生产操作更方便,操作工劳动强度大大降低；并且由旋转气动夹具进行工件螺纹紧固的精度更高，产品质量也得到了大幅提升。如果您想进行气动夹具设计，请咨询我们青岛云意工业自动化科技有限公司！
