熱能驅動夾具技術的研究與創(chuàng)新設計.pdf

1、隨著數(shù)控加工為代表的先進制造技術的迅速發(fā)展，夾緊裝置日益顯得重要.目前制造業(yè)中廣泛使用的夾緊裝置基本上是液壓或氣動夾緊裝置.然而，液壓與氣動夾緊裝置存在著以下顯著缺點：（1）夾緊力所需要的機械能，要經過很多能量形式轉換環(huán)節(jié)，造成能量損耗大，能源利用率低。（2）存在高速旋轉的機械傳動裝置，噪聲污染較為嚴重。（3）液壓傳動夾具在很多環(huán)節(jié)上無法避免油液泄漏，并由此造成較為嚴重的地面及空氣污染。
　　 為了提高能源的利用效率和減少對環(huán)境

2、的污染，本文提出了一種新概念的夾緊裝置設計方法。夾緊裝置由溫控微量位移驅動裝置、面積效應行程放大裝置和自鎖雙邊單作用增力鉸桿機構組成。其原理是：利用半導體制熱/制冷快速轉換技術使得溫度敏感材料產生微量位移，通過基于帕斯卡原理的面積效應行程放大裝置，進行100倍左右的放大而變成顯著位移，然后作用于過臨界點鉸桿增力自鎖機構上，對工件進行夾緊。這種新概念的夾具裝置，不僅能夠實現(xiàn)切削加工過程零耗能，而且具有結構簡單、能源利用效率高、穩(wěn)定性好、無

3、噪聲污染、自鎖性能優(yōu)良的優(yōu)點.
　　 論文的主要研究內容如下：
　　 （1）構建了夾緊力能源驅動方式的分類體系。這一分類體系，便于人們從整體上全面認識和掌握能源驅動方式的差異，并為科學選擇驅動方式提供理論依據(jù)。
　　 （2）對適用于夾具的制冷技術和行程放大裝置做了重點的總結和研究。為今后能源驅動央緊裝置的創(chuàng)新設計提供了相關技術背景，給出了能夠指導相關驅動力選取的建議。
　　 （3）對熱管線膨脹的低速夾緊裝

4、置以及石蠟驅動等長度及體積致非相變夾緊裝置，進行了一定研究。結合工作原理圖，對所創(chuàng)新設計的央緊裝置做了相關介紹和說明。
　　 （4）對基于熱致相變的夾緊裝置，進行了較為系統(tǒng)的整理和總結，創(chuàng)新設計了基于利用半導體制熱/制冷快速轉換技術使得溫度敏感材料產生微量位移，通過基于帕斯卡原理的面積效應行程放大裝置，作用于過臨界點鉸桿增力自鎖機構上產生夾緊力的夾緊裝置.對所創(chuàng)新設計的夾緊裝置進行了力學建模和力學分析，給出了力學計算公式。