软管封口折边机的工作头设计

资源类型:pdf 资源大小:199.00KB 文档分类:工业技术 上传者:王卫红
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文档信息

【作者】 龚秉周 

【关键词】折边 曲导杆机构 设计 

【出版日期】2005-04-30

【摘要】对于金属软管尾部的封口折边, 在工厂多采用两组四杆机构来完成。本文介绍了一种新型的导杆机构, 该机构结构简单, 只需单臂驱动就可以完成夹紧和折边两个动作, 实用效果良好。

【刊名】机床与液压

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0 概述金属薄壁软管在充灌流质物体后须折边封口。一般方法是先压平其尾部, 再经图 1所示的机构完成折边, 然后再由其它机构将折弯部份压紧, 完成封口。由图 1可知, 该折边机构由两组四杆机构组成。折边时, 其中的一组用来驱动夹紧爪, 另一组用来驱动滚轮将尾部折弯, 所以不仅结构比较复杂, 而且需要两路传动系统来驱动。我们对此作了改进, 设计了一种如图 2所示的曲导杆机构, 可以将夹紧和折边两个动作一次完成。图 3是图 2所示机构的运动示意图。该机构的动作过程如下: 当主动摆杆 1向下运动时, 驱动导杆 3使左夹爪向右方运动; 与滑块 2固联的凸缘 5在向下运动时压紧弹簧 6, 驱动右夹爪, 使工件被夹紧。当主动摆杆继续向下摆动时, 与滑块 2固联的推杆 4就将工件尾部折弯于左侧, 以完成折边动作。1 设计要点由上述动作过程可知, 要使该曲导杆机构完成规定的动作, 设计时应保证以下两点:(1) 要有合适的夹紧行程。待夹紧工件后, 当构件 1继续下摆时, 构件 3 (导杆) 应基本静止或只作少许后退 (少许后退是允许的, 由此引起的夹紧松驰可由右夹爪上弹簧压力补充之)。(2) 完成夹紧动作后, 推杆 4的滚轮头应刚好与工件尾部右侧接触, 且继续运动时, 应有合适的折边终止轨迹点, 才能将工件尾部按要求折弯。本设计实质上是两连架杆对应角位置设计和连杆轨迹曲线设计的综合, 并且由于一根连架杆 (即导杆) 是曲杆, 因此单纯用作图法或解析法来设计都比较困难。从实用角度出发, 在工程中我们按以下设计思路来处理这个问题。将导杆的槽设计成两段, 上段为直槽, 下段为曲槽。完成夹紧功能时, 滑块运动在直槽部分, 完成折边功能时, 滑块运动在曲槽部分, 当滑块运动到直槽与曲槽的交接点时 (参见图 4中的B2 点 ), 机构处于夹紧终止时的极限位置 (即导杆的下极限位置)。具体设计时, 以分界点B2 为突破口, 先合适地定出该点, 然后分别进行夹紧功能设计和折边功能设计。下面分节叙述。2 设计步骤2 1 确定分界点B2先构思此工作头的大致造型, 并根据工作空间选定两支点A、D的位置以及主动摆杆的长度。参见图 4, 以A为圆心, 以主动摆杆AB长为半径画弧。并在弧上合适位置选一点, 过该点作切线mm, 切点即为B2 点, 切线mm在B2 点以上部分作为导杆直槽导路, 在B2 点以下部分经圆弧修正后作为曲槽。导杆在下极限位置时切于B点的轨迹圆。选择B2 点时应注意, 为满足夹紧后导杆基本不动的要求, 应使B2 点接近连心线AD, 以免滑块越过B2 继续沿曲槽运动时使导杆后退过多, 引起左夹爪松驰影响夹紧力。同时也应注意, 若B2 点太靠近连心线AD, 将使切线mm的斜率过大, 过分弯曲的导路会影响完成折边功能的滚轮推杆的有效轨迹。2 2 夹紧行程设计在确定了夹紧动作的下极限位置后, 要求得夹紧的行程, 实际上是要求出机构的上极限位置, 以此确定出导杆直槽应有的长度以及摆杆的摆角。这一步可以由常规的作图法求得。为方便作图, 将图 4所示图形进行简化, 略去切点B2 以下的圆弧部分, 延长切线, 并过D点作切线的垂线DC, 得导杆处于下极限位置时的机构AB2CD, 如图 5所示。根据夹紧爪开合度的要求, 给定DC的摆角β,将杆DCB2 绕D点顺时针转过β角, 使导杆与B点的轨迹圆相交于B1 点, 得机构的上极限位置AB1CD。夹角α则是完成夹紧过程时AB应摆过的角度。2 3 折边功能的设计为了保证滑块既能在直槽部分又能在曲槽部分滑动, 滑块的两侧边应设计成鼓形。鼓形的廓线宜接近于曲槽内凹弧的形状, 且滑块不宜太长。夹紧动作完成后, 滑块已移至圆弧切点。由运动示意图可以看出, 当摆杆AB继续下摆时, 滑块沿曲槽下滑, 且滑块本身也作顺时针转动, 因此推杆 4的滚轮头必向左下方运动, 可将工件折弯。由于软管折边的宽度一般较窄, 故滚轮头折边行程并不需要很长, 也不需要复杂的轨迹曲线, 只需定出滚轮头的折边起始点和终止点的位置, 将工件折弯到与夹紧爪刀口贴平, 使折弯角超过 90°即可, 以便于以后压紧。下面介绍用试凑法设计该功能的一般步骤 (见图 6)。(1) 画出夹紧终了时的机构位置AB2CD。此时应根据工作空间、工件传送装置等, 先初步确定左右夹爪以及被夹紧工件的位置。(2) 选择推杆及滚轮尺寸, 过B2 点作推杆的方向线B2F′(推杆固结在滑块上 ), 使滚轮靠住工件右侧, 此F′点即作为折边起始点。校验滑块运行在夹紧区段时该滚轮能否越过工件顶部顺利落到F′点的校验方法为: 在B1B2 段内 (见图 5), 作数个导杆和滑块位置, 再依次作推杆及其滚轮, 如果有干涉, 则可调正工件位置, 直到满意为止。(3) 假定折边时滑块仍沿直槽运动 (即先不考虑曲槽), 让摆杆AB继续下摆, 此时杆CD将往下摆动 (即左夹爪渐松)。控制摆动角在许可范围内, 使导杆交B点圆弧轨迹于E点。如果在E点作出滑块, 可以发现, 滑块从B2 点运行到E点, 其本身作顺时针转动的幅度并不大,亦即滚轮头F′向左侧偏移量很小, 因而不能满足折边行程的要求。为此, 不应该使滑块再沿直线下滑,应走曲线 (如虚线所示 ), 以增大顺时针偏转量, 这就是曲槽导杆设计思路的由来。(4) 过C′点作C′B′2等于CB2。得B′2点, B′2点以上部分为导杆的直槽, 以下部分应设计为曲槽。为此, 作一合适圆弧 (如虚线所示 ), 与C′B′2直线相切, 切点为B′2点。(5) 延长虚线圆弧, 并用直线过渡引至D点,即得整根曲导杆。一般经这样处理后, 折边功能也能得到满意的效果。另外, 夹紧下极限位置B2 对机构折边功的影响已在 2 1节中述及, 实际设计时可多找几点试试, 选择其较满意者; 而推杆B2F′的实际结构可以设计成可伸缩性的, 以便于调正其长度。软管封口折边机的工作头设计@龚秉周$宁波大学!宁波315211折边;;曲导杆机构;;设计对于金属软管尾部的封口折边, 在工厂多采用两组四杆机构来完成。本文介绍了一种新型的导杆机构, 该机构结构简单, 只需单臂驱动就可以完成夹紧和折边两个动作, 实用效果良好。【1】隆礼湘译机构元件[M]北京:机械工业出版社,1980:11~13 【2】天津大学,西北工业大学等六校编机械原理北京:人民教育出版社,1979:45~48

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