非标机械设计机械爪的设计(优.选)

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技术资料
• 常用公差与配合：
(1)轴孔及滑块与槽的滑动配合：孔或槽的公差＋0.03~+0.01(H7) 丶轴 或滑块的公差-0.01~-0.03(f6)资料哪里可快速搜寻： misumi技术资 料->尺寸公差及接合度。
(2)表面粗度：一般加工零件 GRIND) 。
,研磨的加工面
机械爪的实务设计
GR-01
中国机械社区非标机械实务设计培训初级班
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• 前言： • 本培训课程是针对机械本科系对非标机械设计有兴趣或想拥有求职的设
计作品的学员初级的设计技能培训，也适合机械科系应届毕业生的设计 训练，所以参加培训资格的人员必须已经具备以下基本学识： 1、机械本科人员，已经学会基本图学、机械材料等基本学能。 2、学员必须会使用SolidWorks、Inventor等零件图、组合图、工程
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(3)强力轴用材料：S45C ，表面处理：染黑(只防锈，一般非高强度的凸 轮轴常用，优点在於有韧性(热处理後韧性差)) ， 软氮化(增加轴的 表面硬度， 适用於需耐磨的配合) ； H.S.S.高速钢(适用高强度∮ 20以下的轴)。
(4)齿轮用材料：1丶小荷重用：SS41(染黑) ； S45C(高周波焠火处理+ 染黑) 。2.SACM1(氮化)适用於表面硬度高及忌讳热处理变形者。 3. 磷青铜；塑钢(白色丶黑色丶蓝色) 。
气缸2 弹簧
气缸1
弹簧
这是设计有钩的爪，使爪钩契合于工件， 但是移动过程中为了不使工件偏移，同时 以压板对钩施力的机械爪。
支点
定位销
钩爪
工件
压板
工件定位孔
图五、使用鈎爪和有推壓工件的机械爪
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凸轮轴承 凸轮沟 凸轮
接至马达
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正逆转
限制使爪做线性运动的滑槽
(10)保温密封垫：矽胶220˚C~230˚C 。
注：以上为非标机械常用材质，表面处理方式请自行翻阅教科书或询问 处理的厂商，在此不再赘述。
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• 以下共有10组实际机械手范例，请利用2周时间仔细研读了解其结构 及动作方式，若有任何疑问请贴文於中国机械社区专用栏目，授课老 师会为您解答，请针对问题简节询问,必要的话请附上图示。
(8)弹簧或弹性材料：SUP3 ：焠火+回火(板弹簧) ； SUP4 ：焠火+回火 (螺旋弹簧) ；琴丝线：350 ℃低温回火韧化热处理；弹簧钢线； SUS40(弹簧用不锈钢丶稍有磁性) ；铍铜合金(Be-Cu)：适用於板状 且需导电，可度铬增加耐磨性。
(9)耐腐蚀材料：一般用SUS304 ；超强耐酸硷(医药等)SUS316 ；铁氟 龙。
圖一可以同心爪取圆柱或球状物的机械手气缸固定臂活动臂滚子或轴承支点本体活动臂201312813中国机械社区机械设计培训初级班中国机械社区机械设计培训初级班201312814图二爪采用弹性材质的机械爪爪的抓取状态弹性材质气缸连杆空隙支点爪的摆动方向本体201312815中国机械社区机械设计培训初级班图三使用连杆机构可以裝載2個機械爪且同時開合移位的机構气缸壓縮弹簧支点201312816图四使用齿条与小齿轮的机械爪中国机械社区机械设计培训初级班工件抓取时的缓冲弹簧齿条气缸小齿轮支点201312817中国机械社区机械设计培训初级班图五使用鈎爪和有推壓工件的机械爪气缸2气缸1钩爪支点压板工件定位销工件定位孔弹簧这是设计有钩的爪使爪钩契合于工件但是移动过程中为了不使工件偏移同时以压板对钩施力的机械爪
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3、设计流程：
构思 或 市场需求
方向确认
机器规格
机构构思
整机设计构思
决定构思方案
机械流程配置
细部设计
零件制造
组装
试车
成品
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4、构思的流程：
规格确认
性能评估
需求功能
个别机构构思
可行性评估
总体构思评估
构思完成
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本体 凸輪
滚子或轴承 支点
活动臂
若要分别把握不同直径或球状物，以不同的 顺序移动至一定位置的物体时,就必须使用同 心握把的机械手。
气缸
固定臂
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支点
活动臂
軸承
圖一、可以同心爪取圆柱或球状物的机械手
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空隙
支点
气缸
弹性材质 爪的摆动方向
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连杆 本体 图二、爪采用弹性材质的机械爪
• 所有作业图纸版权虽归属中国机械社区，但学员仍可将自己的作业作 品及中国机械社区颁给的培训合格证书当作日後求职设计工作时之成 果展示作品。
• 学员作品成果会不定期的以GIF档发布於中国机械社区，以促进交流， 若有不愿意参与发布作品者请先予告知。
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爪的抓取状态
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支点
壓縮弹簧
气缸
图三、使用连杆机构，可以裝載2個機械爪且同時開合移位的机構
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抓取时的缓冲弹簧 爪
小齿轮
齿条
工件
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长孔
支点
气缸
图四、使用齿条与小齿轮的机械爪
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• 学员必须缴交的作业内容为solidworks或inventor的打包组立图(含 零件图工程图)丶转成PDF档标有公差尺寸的工程图，或使用其他3D绘 图软体则缴交的作业内容为IGES或STEP组立图丶转成PDF档标有公差 尺寸的工程图。
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• 教学者简介： • 网名：Arco • 户籍：中国台湾 • 年资：26年以上非标机械设计经验 • 设计实务： (1)电解及塑胶薄膜电容器自动化设备. (2)LED封装设备. (3)生物科技实验室自动化,全自动核酸纯化设备. (4)太阳能设备(全自动串焊机等). (5)工厂自动,半自动,夹治具,测试机具规画设计. (6)锁螺丝机. (7)电子业流水线自动化. (8)高压蒸煮专业营咖啡机业型.
(G代表研磨
• 材质：
(1)铝合金：A6061-T6 ，表面处理：超硬(最硬的表面处理) 丶珍珠砂亮 面(表面有细纹且易清理污秽) 丶阳极(一般的表面处理) 丶阳极黑色 (表面染色的处理：红丶黑丶金黄丶蓝丶紫……等) 。
(2)一般轴用材料：SS41 ； SS41磨光圆棒，表面处理：染黑丶无电解镍。 适用於不需强度的轴。
爪
垫圈
垫圈
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螺帽
压缩弹簧 气缸杆
当气缸杆向後退透过压缩弹簧上执 行夹持力，使夹持力不致於过大。
气缸
图八、以压缩弹簧减少抓取力的机械爪
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连杆1
气缸
支点
连杆2 图九、开闭对称的机械爪
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爪
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接至马达
驱动板
本体 本体
图的基本绘画技能。
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教学方式：
• 本教材所教学的内容皆为实际已经运用在机器上的机构，对学员来说 有绝对的实用参考价值。
• 本培训内容不使用艰巨的理论计算课程，完全以实用性为最主要目的， 令学员能够轻松地跨入机械设计的门槛。
• 本培训内容重点在於学员的实务设计,所以每名学员必须缴交由授课 者於教材内容指定的设计作业，经由授课者与学员远距互动教导直到 设计图达到设计标准，也就是一定会培训到学员完整设计完设计作业 才会给予结训证明。
(5)凸轮用材料： S45C(高周波焠火处理+染黑) ； SACM1(氮化)适用於 表面硬度高及忌讳热处理变形者。
(6)滑动面用材料： S45C(高周波焠火处理+染黑) ； SKD11(真空热处理 (高硬度)) 。
(7)刀口用材料：SKD11(真空热处理) ；碳化钨钢。
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机械设计 1、设计概论：
讨论、决策
市场 需求
设计
零件组成 或
模组化
制造
反馈 试车
修正
机械形成
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2、解决设计问题：
问题
脑力激荡
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资料收集 厘清问题 修正改良
A
对策
N
A
A
A
完成
方法评估 A
爪
这是经由凸轮的转动,使左右对称的凸轮沟驱动连结於爪
的凸轮轴承,使爪做开闭运动。
图中爪必须有使限制其做线性运动的相关机件，图并未
表现出来。
图六、以凸轮控制开闭的机械爪
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支点 爪
本体
开启状态
控制开闭的移动点 闭合状态
图七、开度大的机械手
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连杆
压缩弹簧 压缩弹簧令3爪闭合 时,保持一定的力量， 也缓冲马达旋转的力 量。
A
工件
爪 爪杆
当以A方向旋转时，连杆便接近爪杆的中心 线，使爪杆向本体中心缩回(3爪闭合) 。
图十、以连杆结合3爪的机械爪
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• 2周後授课者会针对教材内容对学员分别指定设计作业，作业经授课 者设计审查往返批示直到设计正确无误，方认可合格此次培训课目， 并由中国机械社区颁给合格的初级机械设计培训证书。
• 须缴交的作业内容为solidworks或inventor的打包组立图(含零件图 工程图)丶转成PDF档标有公差尺寸丶材质丶数量丶表面处理丶零件名 称丶图号的工程图，或使用其他3D绘图软体则缴交的作业内容为IGES 或STEP组立图丶转成PDF档标有公差尺寸的工程图。