d?5.2?1.3?0.8?0.5mm成立

??4?160故螺钉符合强度要求。 ⒎密封与防尘

活塞杆的密封形式有O形密封圈、Y形密封圈、V形密封圈、U形密封圈，为了方便设计与维护，本设计选用O形密封圈。

⒏排气装置的设计

液压传动系统经常会进入空气，使系统产生不稳定的现象，例如振动、爬行、前冲等，严重时会破坏系统的正常工作，因此设计液压缸时必须考虑空气的排出。

排气装置有两种，一种是开排气孔，把它安放在液压缸的最高处，并用管道连接排气阀进行排气；另一种是在液压缸的最高处安放排气塞，如图3-13所示。两种排气装置都是在液压缸排气时打开，排气完后关闭。

图3-13 液压缸的排气塞

第四章 机械手的运动分析

在本设计中，自动上下料装置已经确定为圆柱坐标形式的机械手，还有为了满足设计要求，机械手应该具有3个自由度：手臂伸缩，机身回转，机身升降。本设计的机械手主要由3个大部件和4个气缸组成：

⑴手部 采用一连杆式液动手爪，通过机构运动实现手爪的张开和闭合。

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⑵臂部 采用伸缩液压缸来实现手臂的伸缩。

⑶机身 采用一个回转液压缸和一个升降液压缸缸来实现手臂的升降和旋转。

4.1液压缸的设计选择

设计缸需要注意的问题： ⑴要尽量使结构紧凑，占地小；

⑵设计活塞杆最好受拉，不受压，以免产生纵向弯曲； ⑶选择合适的密封方式，防止泄漏；

⑷根据具体情况适当考虑缓冲装置和排气装置。

4.2 机械手的手爪的运动

本次设计的机械手手爪采用的是液压驱动方式，由于被抓取的工件是圆柱形的，所以手爪采用V字形结构，即保证了稳定性定又不损伤零件的表面。机械手部采用连杆式结构，它的结构简单、传动可靠。当无杆腔进油时，推动活塞杆前进，使活塞杆伸出，手爪闭合；当有杆腔进油时，活塞杆退回到初始位置张开。

4.3 机械手的臂部的运动

机械手手臂的运动主要是随着液压缸的伸缩，把手部放在任意位置，因此，臂部的运动有三个自由度。通过分析臂部的受力状况，它在运动中受到手部和工件的动、静载荷，且自身运动也比较多。因此，它的结构、尺寸、灵敏度等都会影响到工作进程。

在本设计中，利用活塞式液压缸来实现手臂的伸缩，机身则采用回转缸放在升降手臂上面的机构。竖直升降手臂是实现整个机构做竖直运动的动力元件，位于最底端，它担负着机械手的全部重量，因此对活塞杆的稳定性要进行校核计算。

4.4 机械手的整体运动分析

在本此设计中，由于要加工的零件尺寸和质量都比较小，为了减少机械手的数量，仅采用一台单臂机械手。

如下图所示，本此设计所采取的结构，当料台上放置一个轴套类零件时，机械手的手臂在伸缩液压缸的驱动下伸长，手爪在液压缸的驱动下夹紧料台上的工件，然后升降液压缸启动。手臂上升一定高度后，机械手在旋转液压缸的驱动下，逆时针旋转180°。这样，机械手臂就伸向了数控机床的主轴方向，然后将工件放在车床的相应位置，接着，手爪在液压缸的驱动下松开工件，机

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械手臂缩回，并且下降到一个安全的位置。数控机床加工完成之后，机械手臂上升、伸长、夹取工件，然后车床上的三爪卡盘松开，机械手臂再次旋转180°之后，将已经加工好的工件放在料台上，接着，手爪松开、缩回、下降，回到原始位置。至此，一个完整的自动上下料过程完成了。

图4-1 自动上下料机构的装配图

从上述运动的过程中可以知道，机械手的三个自由度为：手臂伸缩、机身旋转、手臂升降。具体的数据分析从数控机床的有关参数，以及机械手和机床之间的位置关系可以得出：料台高850mm，而机床主轴中心线高为1100mm，因

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此机械手手爪的升降高度应为300mm；该机构处在数控机床和工作台的中间，而机床主轴与料台相距1700mm，所以机械手应伸长850mm，如此才能在旋转180°后将工件放在准确位置。

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