ZCJS-1夹具试验台气动系统设计
摘要：针对无锡职业技术学院校企合作智能产线项目，配套ZCJS-1夹具试验台研制。本文主要研究ZCJS-1夹具试验台气动系统的设计，首先对ZCJS-1夹具试验台的系统功能要求展开分析，为气动控制方案的设计奠定基础。接着，从课题的实际需求出发，结合所需输入的参数要求，进行了气动原理的设计以及气动元件的设计与选型，之后，采用了虚实结合的方法，对试验台展开虚拟验证与实际测试，验证ZCJS-1夹具试验台气动系统实际的功能和性能。采用气动控制系统研制的ZCJS-1夹具试验台，测试验证了夹具设计的合理性，保证了试验的可重复性。同时提供了试验台维护和故障排除方法，提高多品种小批量零件在智能产线上生产效率，推动智能产线夹具快速研发与验证。
关键词：ZCJS-1夹具试验台；气动夹具；气动元件；气动系统
目 录
一 绪论 5
1.1课题研究背景 5
1.2课题市场调研 6
1.3课题设计目标 7
1.4课题设计内容 8
二 ZCJS-1夹具试验台气动控制方案设计 9
2.1气动系统设计 9
2.1.1系统功能要求 9
2.1.2参数设计要求 9
2.1.3气动系统设计 10
2.2气动元件设计 11
2.2.1夹紧气缸设计 11
2.2.2定位气缸设计 13
2.2.3调速阀设计 15
2.2.4方向控制阀设计 16
2.3 气动元件选型 17
2.3.1转角气缸选型 17
2.3.2超薄气缸选型 19
2.3.3调速阀选型 21
2.3.4方向控制阀选型 23
2.4总体布置 26
三 ZCJS-1夹具试验台气动系统测试验证 27
3.1虚拟验证 27
3.2系统测试 28
四 ZCJS-1夹具试验台气动系统维护 29
4.1安装维护 29
4.2故障排除 29
4.2.1气缸故障原因与排除 30
4.2.2方向控制阀故障原因与排除 30
五 总结 32
5.1结论 32
5.2展望 32
致谢 33
参考文献 34
一 绪论
1.1课题研究背景
机械制造向“互联网+”方面发展，国家工业4.0改革提出了智能制造计划。智能生产线逐步向多品种小批量生产进发。智能生产线制造零件需要对零件进行分析，通过零件的分析确定夹具的选择，对零件进行定位，夹紧再然后进行加工。夹具的生产对于多品种小批量零件生产至关重要。定位夹紧对零件的精度起到了绝对性作用。如何选择正确的夹具体，如何加工高精度零件，给机械制造工业提出了一个难题。今天夹具试验机的出现解决了这个问题。可以测试夹具体的合理性，减少对零件加工的试验，可以得出正确的信息，判断出是使用动态力夹紧还是使用静态力夹紧。夹紧力的选择决定了夹具是否会对零件加工产生不良影响。离线试验机的出现同时解决了在线耗时耗力对夹具的检测，推动了试验台对多品种小批量零件生产夹具的定位分析，推动了机械制造工业的进步。
根据上述情况，无锡职业技术学院机械制造系老师提出了夹具试验台的设计，实验小组参与了老师的设计，与企业共同开发了智能生产线。进一步了解了企业的智能生产线，也知道现实操作上的不足，所以这次设计一个ZLCX-1夹具试验台。通过此试验台可以对定位精度、夹紧力，振动，压力等进行分析，并预测夹具的维护周期，定位件的磨损以及夹紧装置失效等分析与预判。并与互联网联动，实现了离线分析，解决了时间、空间上的历史问题，使机械制造产业更紧密的联系到了一起。试验小组通过网络搜索和走访周边企业进行实地考察，对夹具试验台有了一定的了解。夹具试验台对夹具进行多角度的测试，各个方面是否对零件的生产造成不必要的误差，是否能达到设计精度，夹具的耐用性好不好，需要多久对夹具进行周期的维护，夹具体如果是钻夹具，对钻套磨损情况是否了解，需要多久更换一次，如果是车夹具，对对刀块的磨损是否需要清楚，多久调整一次，对刀具的要求，能使用多久，刀具使用的极限是多久，多久更换一次可以避免调试刀具的次数，以提高效率等等情况。实际了解中，大部分的企业对试验台的使用频率较高，但测试的角度都比较单一，以测试夹具力为主。同时对试验台的需求比较高，一台试验台大多只能对一种机床进行测试。并且大部分试验机都存在或多或少的精度问题，同轴度的检测基本没有。试验机占用地方比较大，维护起来比较复杂，一些老的试验台被搁置在一旁不在使用。结构方面比较单一，难以检测一些特殊的零件。同时试验台的使用需要专业人士来操作，同时手动操作耗时耗力，普通人无法使用这些试验台。介于企业上和市场上的夹具试验台都存在许多诸多弊处。所以我们准备设计出一台试验台来迎合连杆与阀盖试验机的需要。我们使用了多种结构，采用离线的方式来设计一套可以在两个夹具上使用的试验台，并通过气动进行夹紧，减少了人力的使用。
参考文献
[1]艾兴，肖诗纲.切削用量简明手册[M].北京：机械工业出版社，2002.6（2016.2 重印
[2]陈立德．机械设计基础课程设计指导书[M].北京：高等教育出版社，2013.7（2016.3 重印）
[3]吴慧媛，韩邦华.零件制造工艺与装备--机械制造技术[M].北京：电子工业出版社，2010.2
[4]孙燕华．AutoCAD 机械制图[M].北京：机械工业出版社，2014.8（2016.1 重印）
[5]王先逵.机械加工工艺手册【单行本】钻削、扩削、铰削加工[M].北京：机械工业出版社，2008.6
[6]曹岩，白瑀.机床夹具手册与三维图库[M].北京：化学工业出版，2010.3
[7]何庆，李郁.机床夹具设计教程[M].北京：电子工业出版社，2012.8
[8]孙本绪，熊万武.机械加工余量手册[M].北京：国防工业出版社，1999.11
[9]吴拓.现代机床夹具【设计要点】[M].北京：化学工业出版社，2016.7
[10]毛平淮.互换性与测量基础基础（第三版）[M].北京：机械工业出版社，2015.12
[11]李洪.机械加工工艺手册[M].北京：北京出版社，1999.12
[12]吴拓.机床夹具设计实用手册[M].北京：化学工业出版社，2014.1
[13]陈向云.机床夹具设计[M].北京：电子工业出版社，2013.7
[14]杨叔子.机械加工工艺手册[M].北京：机械工业出版社，2015.12
