需要購買對應(yīng) 紙 咨詢 14951605 買對應(yīng)的 紙 14951605 或 1304139763 編號 無錫 太湖學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文） 題目： 軸承內(nèi)外圈加工專用機床 上料機構(gòu)設(shè)計 信機 系 機 械 工 程 及 自 動 化 專業(yè) 學(xué) 號： 0923248 學(xué)生姓名： 周唐燕 指導(dǎo)教師： 彭勇 （職稱： 副教授 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日 無錫 太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文） 軸承內(nèi)外圈加工專用機床上料機構(gòu)設(shè)計 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計（論文）中特別加以標注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 機械 96 學(xué) 號： 0923248 作者 姓名： 2013 年 5 月 25 日 I 無錫 太湖學(xué)院 信 機 系 機械工程及自動化 專業(yè) 畢 業(yè) 設(shè) 計論 文 任 務(wù) 書 一、題目及專題： 1、 題目 軸承內(nèi)外圈加工專用機床上料機構(gòu)設(shè)計 2、專題 二、課題來源及選題依據(jù) 該課題來源于迪奧企業(yè)軸承內(nèi)外圈加工專用機床上料機構(gòu)的設(shè)計。該機床主要用于汽車設(shè) 計、軍工行業(yè)和其他工業(yè)行業(yè)的軸承生產(chǎn)制造，實現(xiàn)了單機自動化、多機線自動化的生產(chǎn)制造。其中軸承行業(yè)，占據(jù)頂端市場份額的 90%以上，速度、準確性和耐用性是我們產(chǎn)品成功的重要因素。在機械行業(yè)中占著很重要的位置。 本設(shè)計屬于結(jié)構(gòu)設(shè)計和仿真運動結(jié)合類課題，要求完成軸承內(nèi)外圈加工專用機床上料機構(gòu)的設(shè)計和建模，上料機構(gòu)的虛擬裝配以及仿真運動分析。通過本設(shè)計，可以幫助學(xué)生加深對本專業(yè)的相關(guān)知識理解和提高綜合運用專業(yè)知識的運用。 三、 本設(shè)計（論文或其他）應(yīng)達到的要求： 分析原始資料，查閱相關(guān)資料，收集整理有關(guān)上料機構(gòu)設(shè)計、成型工藝、設(shè)備、機械加工等的資料； 對機床進行系統(tǒng)分析和功能分析，并在此基礎(chǔ)上確定上料機構(gòu)的 計方案； 完成上料機構(gòu)的整體設(shè)計，以及各個零件的建模和裝配，最后進行上料機構(gòu)的仿真分析； 完成一篇設(shè)計說明書及一篇外文翻譯； 四、接受任務(wù)學(xué)生： 機械 96 班 姓名 周唐燕 五、開始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、設(shè)計（論文）指導(dǎo)（或顧問）： 指導(dǎo)教師 簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學(xué)科組組長研究所所長 簽名 系主任 簽名 2012 年 11 月 12 日 要 本文是根據(jù)無錫迪奧機械廠軸承內(nèi)外圈生產(chǎn)線改造項目要求，針對工人手工上料易出現(xiàn)危險，且效率較低的問題，設(shè)計一套軸承內(nèi)外圈加工專用機床上料機構(gòu)，使其能夠代替工人手工上料，保證工人操作的安全性，并提高生產(chǎn)效率。 論文根據(jù)軸承內(nèi)外圈的特點，對其上料機構(gòu)進行了合理的 設(shè)計。此上料機構(gòu)主要實現(xiàn)了坯料的自動定位、夾緊以及工件的回放等功能。這一系列運動都是由氣缸驅(qū)動獲得。本設(shè)計中的設(shè)計部分主要包括：上料機構(gòu)設(shè)計；料道設(shè)計；夾緊機構(gòu)設(shè)計；驅(qū)動系統(tǒng)等。確定了上料機構(gòu)的具體尺寸后，利用 件對上料機構(gòu)的零件進行參數(shù)化建模，并對整體結(jié)構(gòu)進行虛擬裝配。然后將裝配體導(dǎo)入 件的運動仿真界面，并利用軟件進行運動學(xué)仿真和動力學(xué)仿真。分析仿真結(jié)果，得出相應(yīng)結(jié)論。最后對軸承內(nèi)外圈加工專用機床上料機構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計，提高其穩(wěn)定性，可靠性，讓本設(shè)計能夠真正的投入到日常生產(chǎn)操作中，使其切實能夠為軸承 廠的生產(chǎn)線改造做出貢獻。 關(guān)鍵詞： 上料機構(gòu)；參數(shù)化建模；虛擬裝配；運動仿真 is on of of it to by is it a of is to of of a of to of of of is by of of of G of of to to G to of is to to it to to V 目 錄 摘 要 . . 錄 . V 1 緒論 . 1 料機構(gòu)設(shè)計的研究內(nèi)容和意義 . 1 料機構(gòu)國內(nèi)外發(fā) 展現(xiàn)狀 . 1 課題應(yīng)達到的要求 . 2 2 總體方案設(shè)計 . 4 料機構(gòu)的類型 . 4 計方案 . 5 計要求 . 5 體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案 . 6 料機構(gòu)各部分的設(shè)計與計算 . 7 章小結(jié) . 14 3 基于 上料機構(gòu)三維建模與虛擬裝配 . 15 G 軟件介紹 . 15 維建模 . 16 要部件及其相互關(guān)系 . 16 要零部件的三維建模 . 16 料機構(gòu)的虛擬裝配 . 21 于 高級裝配功能 . 21 料機構(gòu)的虛擬裝配 . 22 章小結(jié) . 24 4 基于 運動仿真 . 25 動仿真的工作界面 . 25 G 的接口問題 . 25 開運動仿真主界面 . 26 動仿真工作界面介紹 . 26 料機構(gòu)的運動仿真 . 27 桿特性的建立 . 28 動副特性的建立 . 30 加運動 . 31 析驗證 . 33 章小結(jié) . 34 5 結(jié)論與展望 . 35 論 . 35 足之處與展望 . 35 謝 . 36 參考文獻 . 37 軸承 內(nèi)外圈加工專用機床上料機構(gòu)設(shè)計 11 緒論 料機構(gòu)設(shè)計的研究內(nèi)容和意義 本課題來源于無錫迪奧機械廠生產(chǎn)線改造項目。 本論文的主要內(nèi)容包括： (1)根據(jù)企業(yè)實際生產(chǎn)設(shè)備和技術(shù)要求，提出軸承內(nèi)外圈加工專用機床上料機構(gòu)的結(jié)構(gòu)方案，并對各個零部件進行設(shè)計。 (2)對軸承內(nèi)外圈加工專用機床上料機構(gòu)利用 件進行三維建模。 (3)對軸承內(nèi)外圈加工專用機床上料機構(gòu)進行 虛擬裝配，對虛擬樣機進行干涉檢驗，并進一步完善樣機。 (4)將裝配部件導(dǎo)入 件運動仿真界面，并在 對機構(gòu)進行運動仿真分析，檢驗所選取方案及其模型的合理性，并對機構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計。 上料機構(gòu)設(shè)計的意義： 軸承內(nèi)外圈加工專用機床上料機構(gòu)是利用壓縮空氣作為動力源，取之不盡，用之不竭，可以節(jié)約能源，氣體不易堵塞流動通道，用過后可隨時排出，不污染環(huán)境，成本較低，維護保養(yǎng)容易，氣動動作迅速，反應(yīng)快，氣動機械手與氣動夾具相互配合工作，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)控車床的自動連續(xù)工作，從而提高了零件的加工成本，降低了工人的勞動強度。軸 承內(nèi)外圈加工專用機床上料機構(gòu)作為前沿的產(chǎn)品和自動化生產(chǎn)線更新的需求，可以大量代替單調(diào)重復(fù)或要求高精度的工作，并提供多機床看管的可能性，因此能夠大大的提高公司的勞動生產(chǎn)率。 料機構(gòu)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 上料是加工必備之步驟，因此上料是機械設(shè)備中必要之工序，并且上料在國內(nèi)用途較為廣泛。 1、機械冶金工業(yè)用途 物流產(chǎn)業(yè)如今將產(chǎn)業(yè)效率提高到了一定的程度，因此對于物料運輸這一塊過程，在機械產(chǎn)業(yè)鏈中是不可或缺的一部分，也是成為提高生產(chǎn)效率的有效手段之一。 傳送帶式 (功用包括提升、加料、整物件運輸、刪選、檢驗、抽取、 出倉等 )適用于各種貨物運輸與協(xié)調(diào)，因其處于平面?zhèn)魉?，但作用面積及其占地面積非常巨大，所以用在空曠且運輸通暢的廠房之中較為合適。加上振動機構(gòu)，或者將傳送裝置曲線化，可以進行檢測及其檢驗工作。而其主要技術(shù)參數(shù)決定其具體適用方面，角度及其長度，速度及其平穩(wěn)度。 因此使用范圍由“平面輸送”到“斗式運輸”方式，關(guān)于適用環(huán)境我們便可根據(jù)自己的使用條件加以調(diào)節(jié)，這也是一種趨勢，節(jié)約資源、空間、時間，所以如此看來，傳送帶機械設(shè)備跟其他機械設(shè)備相同，同樣具有靈活性的特點。 螺旋輸送設(shè)備設(shè)計參數(shù)復(fù)雜，難于設(shè)計，而又適合密封，密 封以便于防止塵埃，所以在條件要求苛刻的、無塵密封式機械設(shè)備易于使用，利于推力及其密封包裝的摩擦來達到運輸目的。適用性廣泛，但其比較適用于細小的零件的傳送。傳送距離較傳送帶而言較為無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 短，而設(shè)備事故處理由于封閉性限制，設(shè)計方法具有很大的控制性，所以選擇時應(yīng)注意。 氣壓流體傳輸方式限制較為苛刻，一般用在顆?？蓱腋∥锛?，或為流體物件，機械結(jié)構(gòu)需要密封，清理較為繁瑣，而且需要確定定期更換腐蝕物件重要性。 有關(guān)其他運輸機、傳送機在機械領(lǐng)域中的應(yīng)用，是對適合場合特定環(huán)境的特有機械，礦車、鋼索等上料機構(gòu)改裝后會具有傳動系統(tǒng)的 特征，因此是分類的集合。 2、農(nóng)業(yè)等日常生活用途 日常生活中，傳輸上料為生活不可或缺之模式。而機械設(shè)備，便是將其簡單化，將其人性化，將其細致準確化的必要手段。從人力到物力，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程是單一繁瑣而耗時的，通過傳輸設(shè)備使此種勞動機械化，節(jié)約化，實效化。 傳送帶為農(nóng)業(yè)最為常用之手段，其占地廣，輸送距離長能夠適用多種作用的上料功用，例脫皮、加工、檢驗、提升種種功用，是令人力節(jié)約化的有力設(shè)備。而日常生活中，提供作為改變事物傳統(tǒng)定義的傳輸機械設(shè)備，令人更為節(jié)省勞動力，實現(xiàn)長時間舒適活動的便有：自動扶梯、自動人行道等便 捷行走攀登的傳輸設(shè)備。電梯也屬于廣義上的運輸機構(gòu)，因此傳送機構(gòu)幫助日常生活的行走、攀爬、檢驗、運輸?shù)确矫尕暙I巨大。 3、其他用途 既然有其他必定是人們少于接觸的領(lǐng)域，最近看了一篇關(guān)于大陸架淺海開采石油礦井類運輸系統(tǒng)，石油運輸油管輸送設(shè)備，其實細細歸類應(yīng)算上是氣壓流體類運輸體系統(tǒng)，但這里講的是新型用途，所以就不詳細追究關(guān)于適合新型運輸材料的系統(tǒng)的歸類問題了。 還有的特別用途，個人覺得是醫(yī)用化學(xué)用途，運輸材料具有特定性質(zhì)，此性質(zhì)關(guān)系到污染程度及其成活率，所以運輸需要特有材質(zhì)與環(huán)境保護，上料的概念個人認為體現(xiàn)在實驗與運輸過程之中，相信這個過程不僅僅需要人員心思縝密，還需要準確精密的設(shè)備來保證，而這段上料的設(shè)備主要依靠的動力源仍然可以是電力與點擊回轉(zhuǎn)驅(qū)動的系統(tǒng)，例如機械手臂 1。 上料機構(gòu)國外的發(fā)展現(xiàn)狀： 機械手上料機構(gòu)首先是從美國開始研制的。 1958 年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機械手。它的結(jié)構(gòu)是：機體上安裝一個回轉(zhuǎn)長臂，頂部裝有電磁塊的工件抓取機構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教形的。 1962 年，美國聯(lián)合控制公司在上述方案的基礎(chǔ)上又試制成一臺數(shù)控示教再現(xiàn)型機械手。 1962 年美國機械制造公司也實驗成功一種叫 械手。 1978 年美國 省理工學(xué)院聯(lián)合研制一種 工業(yè)機械手，裝有小型電子計算機進行控制，用于裝配作業(yè)，定位誤差小于 1 毫米。聯(lián)邦德國 司還生產(chǎn)一種電焊機械手，采用關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)和程序控制。日本是工業(yè)機械發(fā)展最快、應(yīng)用最多的國家。自 1969 年美國引用兩種機械手后大力從事機械手的研究。 料機構(gòu)設(shè)計應(yīng)達到的要求 本課題應(yīng)該達到以下幾個要求： (1)分析原始材料，查閱相關(guān)資料，收集整理有關(guān)上料機構(gòu)設(shè)計、成型工藝、設(shè)備、機械加工等的資料。 軸承 內(nèi)外圈加工專用機床上料機構(gòu)設(shè)計 3(2)對機床進行系統(tǒng)分析和功能分析，并在此基礎(chǔ)上確定上料機構(gòu)的設(shè)計方案。 (3)完成上料機構(gòu)的零件設(shè)計以及整體設(shè)計，對各個上料機構(gòu)的所有零件進行三維建模與虛擬裝配。 (4)對上料機構(gòu)的裝配體進行分析。 (5)對上料機構(gòu)的裝配體進行運動仿真分析，得出結(jié)論，分析其運動過程。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 2 總體方案設(shè)計 料機構(gòu)的類型 1、臥式平行四桿上料機構(gòu)工作原理及結(jié)構(gòu) 該上料機構(gòu)采用臥式平行四桿機構(gòu)，減少了頂桿與導(dǎo)套間的力矩，使頂桿運動更加平穩(wěn)。它較好的解決了將水平直線運動轉(zhuǎn)化為垂直直線運動的問題。因為水平撞桿可以脫離撥叉 ，該機構(gòu)調(diào)整起來十分方便。相對齒輪齒條而言，該機構(gòu)造價低廉，調(diào)整方便，對環(huán)境要求低。實踐證明該機構(gòu)安全可靠，簡便實用 2。 工件水平放置，上料機構(gòu)用氣缸推動自動上料，并通過模具加以整形。圖 為其機構(gòu)簡圖，圖 其運動簡圖和工件圖。 圖 動上料機構(gòu)簡圖 圖 構(gòu)運動簡圖和工件圖 2、碗槽開啟式上料機構(gòu)工作原理及結(jié)構(gòu) 碗槽開啟式上料機構(gòu)通過兩組平行的長軸安裝在托架上，碗槽靠軸承座固定在長軸上，兩個連接桿的一端分別與兩組長軸相連，另一端與減速機。電機相連，電機頻繁啟動來實現(xiàn)碗槽的 開啟。 圖 碗槽開啟式上料機構(gòu)簡圖。其支架結(jié)構(gòu)為焊接結(jié)構(gòu)，用以托住托架；支架與托架的連接板用螺栓緊固，兩組平行的沿軋制線左右均布的長軸，由軸承座固定在托架上。軸承 內(nèi)外圈加工專用機床上料機構(gòu)設(shè)計 5長軸與長軸之間靠花鍵套連接，用于傳遞扭矩。每三個碗槽一組用軸承座與長軸固定，為便于碗槽開啟，軸承座內(nèi)部裝有銅套。兩個連接桿一端用關(guān)節(jié)軸承與長軸相連，另一端與偏心輪相連，以實現(xiàn)左、右碗槽分別開啟，偏心輪裝在減速機上，減速機為雙出軸，每根出軸上裝有一個偏心輪，每個偏心輪內(nèi)部裝有兩盤軸承，偏心輪上帶有增量式編碼器，用于控制開啟的角度，左、右碗槽中間帶有 自循環(huán)冷卻水槽，用于降低碗槽及軋件的溫度。工作時軋件經(jīng)倍尺剪切后，由剪后夾送錕夾送至碗槽，碗槽開啟使軋件落在矯直板上，倍尺剪后設(shè)有鋼導(dǎo)向器，使軋件能順利進入左、右碗槽 3。 圖 槽開啟式上料機構(gòu)簡圖 計方案 計要求 軸承內(nèi)外圈一般是在常溫下利用模具沖壓鋼板而成，其加工工藝的特點是：沖壓加工靠模具和設(shè)備完成加工過程，工件形狀和尺寸精度、表面質(zhì)量均能得到保證，能加工復(fù)雜的軸承內(nèi)外圈，生產(chǎn)效率高，成本低，但模具制造復(fù)雜、周期長。 沖壓軸承內(nèi)外圈的加工一般包括沖裁、彎曲、拉 延、成形等工藝，其中成形加工有縮口、翻邊、脹形、整形、校形等。軸承內(nèi)外圈其沖壓工藝過程主要有： 剪料：按工藝計算毛坯尺寸在龍門剪床上剪切所需要的條料。 切料、成形、沖裝置孔：借助復(fù)合模在壓力機上一次完成切料、成形、沖裝置孔。 車端面：在車床上采用專用夾具夾緊軸承內(nèi)外圈，車削端面，一般 擴張：借助擴張模具在壓力機上將軸承內(nèi)外圈內(nèi)腔擴大一些。 輔助工序：竄光、酸洗、清理和涂油包裝 4。目前軸承廠工人生產(chǎn)內(nèi)外圈均為手動上無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 料。手動上料不僅工作效率低，而且隨著勞動時間增加、勞動強度增加，工人在疲 憊的生產(chǎn)中，疏忽大意，容易產(chǎn)生誤操作，造成肢體損傷等一些事故的發(fā)生。如圖 示。 本文研究的軸承內(nèi)外圈加工專用機床上料機構(gòu)主要用在軸承內(nèi)外圈車端面的工序中，要求其能夠代替工人直接用手將內(nèi)外圈安裝到高速模具上的工作，而通過送料機構(gòu)完成向高速機床的上料任務(wù)。上料裝置以一定的速度和頻率不斷地將內(nèi)外圈送到高速機床上。在生產(chǎn)中，工人只需將內(nèi)外圈毛坯放置在上料機構(gòu)的料道上。與以往手工上料相比，可以大大降低工人的勞動強度和危險系數(shù)，同時提高公司的生產(chǎn)效率，降低成本。 圖 人手動上料過程 體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案 通過上文對兩種上料機構(gòu)的介紹，因為考慮到機構(gòu)的簡便性、經(jīng)濟性、工作環(huán)境等多種因素，所以選用第一種上料機構(gòu)。 上料機構(gòu)的設(shè)計思路可以用框圖形式更加直觀地表達，如圖 示。 軸承 內(nèi)外圈加工專用機床上料機構(gòu)設(shè)計 7圖 體設(shè)計思路框圖 軸承內(nèi)外圈加工專用機床上料機構(gòu)的上料工作應(yīng)由裝料系統(tǒng)和送料系統(tǒng)兩部分完成，工人將工件放入裝料系統(tǒng)，工件由自身重力滑入夾具，當(dāng)工件就位后， 制送料系統(tǒng)將工件送向高速車床的工作臺上。下文主要對方案中的各部件做具體分析和設(shè)計計算，力求做出一套能夠切實代替工人手工上料的、高效的上料機構(gòu)。 料機構(gòu)各部分的設(shè)計與計算 1、上料機構(gòu)外形輪廓確定 目前，軸承廠的生產(chǎn)設(shè)備主要采用自動化機床。該機床主要用于印刷、造幣、電機制造等行業(yè)，它是提高機床精度，降低工件成本，提高生產(chǎn)率的理想工作機器。床身采用開式結(jié)構(gòu)，剛性超負荷保險，干式組合摩擦離合器與制動器，采用氣囊平衡缸。采用集中稀有統(tǒng)一潤滑、電氣采用 制。當(dāng)行程次數(shù)超過 250 次 /分時，可選配電腦電子凸輪控制器，該控制器可實現(xiàn)自動停止死點功能。可裝配光保護裝置，可搭配開卷、校平。自動送料裝置，實現(xiàn)壓力機自動化作業(yè)，能夠替代進口的產(chǎn)品。 軸承內(nèi)外圈加工專用機床，如圖 示。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 圖 承內(nèi)外圈專用機床 軸承內(nèi)外圈加工專用機床的主要技術(shù)參數(shù)如表 2示。 表 2承內(nèi)外圈加工專用機床的技術(shù)參數(shù)表 項目 要求 最大工件回轉(zhuǎn)直徑 80大車削長度 50心高 180軸頭行程 10軸錐孔 100軸孔徑 30軸轉(zhuǎn)速范圍 1200床輪廓尺寸 1200軸線與機床邊緣間距 275軸線距地面高度 1046頭箱長度 327表 2知，軸承內(nèi)外圈加工專用機床的輪廓尺寸為，軸承內(nèi)外圈直徑為 80料機構(gòu)底座下表面與工作臺表面平齊，所以確定夾具高度為 167慮到安裝空間和可靠性等因素，確定底座尺寸為 81 6 53 6 0 ，上料機構(gòu) L 型板的尺寸為 00150315 。 2、上料機構(gòu)距離確定 上料機 構(gòu)必須安裝在專用機床工作臺之外，由此可以確定機構(gòu)到專用機床工作臺中心的上料距離必須大于 160據(jù)夾具裝置實際尺寸和越過物料所需要的最小距離，確定自動上料每次行程在 180數(shù)值可以在后續(xù)仿真中進一步確定。 3、夾具裝置設(shè)計 軸承 內(nèi)外圈加工專用機床上料機構(gòu)設(shè)計 9(1)夾緊手指的尺寸設(shè)計 夾緊手指的夾持誤差不超過 工件半徑 02/80 ； 取手指長度為 2 倍的工件平均半徑 P 802 ，這 時夾持誤差最小。 取夾角為 1202 ，偏轉(zhuǎn)角 按最佳偏轉(zhuǎn)角確定： i 0/75a r c c i n/a r c c 3c o i o ss i m a x 8s i i n/co i n/1 21m a a 6s i n/c o i n/1 21m a i 夾持誤差滿足設(shè)計要求。 (2)彈簧選擇 應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膴A緊力，力量過大會損壞工件，力量過小則工件容易脫落。所以在確定握力時，除了考慮工件重量外 ，還應(yīng)考慮傳送或操作過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動，以保證工件夾持安全可靠 5。由上述材料可知，內(nèi)外圈直徑為 80根據(jù)夾具尺寸，所以選擇普通圓柱螺旋拉伸彈簧，長度不大于 80 (3)定位元件 工件以平面為定位基準，在夾具上定位的主要形式是支承定位。當(dāng)毛坯質(zhì)量不高，或不同批的毛坯尺寸差別較大時，使用可調(diào)支承調(diào)節(jié)支承點位置。在產(chǎn)品系列化情況下，用同一夾具加工結(jié)構(gòu)相同而尺寸規(guī)格不同的零件時，也可以通過適當(dāng)調(diào)整支承來完成。根據(jù)以上所述，選擇定位元件為可調(diào)定位銷。在機械手將毛坯送至夾緊裝置加工的過程中，毛坯 的定位需限制 5 個自由度，所以要加上上料 V 形鐵加以定位。 (4)導(dǎo)向桿的設(shè)計 不同配置和不同導(dǎo)向截面形狀，其摩擦阻力不同，要根據(jù)具體情況進行估算。該自動上料機械手機構(gòu)采用的導(dǎo)向桿截面形狀為圓柱狀，導(dǎo)向桿安裝在夾具的后部，起導(dǎo)引作用。啟動時，導(dǎo)向裝置的摩擦阻力較大，計算如下： 0 總 總 ( 0Y ( a / 總 (無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 摩摩摩 ( 2 總摩 (式中： 總G 參與運動的零部件所受的重力； L 手臂參與運動的零部件的總量的重心到導(dǎo)向支撐前端的長度； a 導(dǎo)向支撐的長度； 當(dāng)量摩擦系數(shù)，其值與導(dǎo)向支撐的截面形狀有關(guān)，對于圓柱面： 4 ， (其中， 是摩擦系數(shù)，對于靜摩擦且無潤滑時，銅對青銅取 為 對鑄鐵取 4、驅(qū)動裝置的選取 選擇哪一種驅(qū)動裝置，要根據(jù)上料機構(gòu)的工作要求，性能規(guī)范，控制功能，維護的復(fù)雜程度，運動的功耗，性能與價格比以及現(xiàn)有條件等綜合因素加以考慮 。目前主要有三類驅(qū)動裝置可供選擇，分別為液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū)動、電力驅(qū)動。 (1)液壓驅(qū)動的特點 功率質(zhì)量比大，即在同等功率下，液壓裝置的體積小，質(zhì)量??；無極調(diào)速；工作平穩(wěn)，與電器裝置配合，易于實現(xiàn)系統(tǒng)的遠程操縱和自動控制；易于過載保護；標準化、系列化程度較高，通用性好，便于選擇使用，縮短設(shè)計、制造周期 6。 (2)氣壓驅(qū)動的特點 氣壓傳動使用的壓縮空氣取自大氣，無傳動介質(zhì)成本。將用過的氣體直接排入大氣，不會污染環(huán)境；壓縮空氣的工作壓力較低，對元件材料和制造精度的要求較低；空氣的黏度很小，在管路流動過程中的壓 力損失遠遠小于液壓傳動，壓縮空氣便于集中供應(yīng)和遠程傳輸；使用方便、安全、維護簡單。 (3)電力驅(qū)動的特點 可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度 ,從而達到調(diào)速的目的 控制性能好 電力驅(qū)動是系統(tǒng)性與通用性最強的 ,它還是一種無污染的清潔能源 ,它的低成本和使用上的方便都是其他方式無法比擬的。 通過分析各類驅(qū)動系統(tǒng)特點，充分論證合理性、可行性、經(jīng)濟性及可靠性后，最終選用氣壓驅(qū)動 7。 5、氣缸的設(shè)計 (1)負載率的概念 負載率 Q=氣缸實際負載 /氣缸理論輸出力 其中 Q 是一個選擇值，與氣缸的負載性能、密封狀況及運動速度有關(guān)。其選取原則是速度愈小， Q 值越大，反之則小。對于慣性負載和以下等速度運動的氣缸 Q 值選取 合適，當(dāng)系統(tǒng)對氣缸無確定速度要求時， Q 值取 缸高速運動時 Q 值一般為 下。確定了氣缸負載率 Q，即可確定氣缸的理論輸出力，從而計算出缸徑。 軸承 內(nèi)外圈加工專用機床上料機構(gòu)設(shè)計 11 (2)氣缸耗氣量計算 以單活塞雙作用氣缸為例，一個往復(fù)行程壓縮空氣消耗量 q 可按下式計算： 222 44 (式中 L 氣缸行程 D 缸筒內(nèi)徑 d 活塞桿直徑 t 一個往返行程時間 v 容積效率，一般取 3)夾緊氣缸的計算 工件質(zhì)量 622 當(dāng)工件被豎直夾持時，手指握住工件時所需 要的夾緊力最大，工件質(zhì)量為 5夾緊力為： 手部的驅(qū)動力計算 圖 爪受力分析圖 如圖 示， Q 為活塞桿推力， N 為手指夾緊工件的夾緊力，則由力矩平衡， 知 21(其中， b=5c=75 =80代入數(shù)值得 活塞桿推力 9805 754922 根據(jù)機械設(shè)計手冊 8，由預(yù)算確定的所需氣缸軸向輸出力推力 得： 活塞式氣缸內(nèi)徑 根據(jù)標準化氣缸系列的數(shù)值進行圓整，得 2 。 活塞桿直徑的確定與驗算 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 取活塞桿直徑 0 ，按下式進行驗算： 代入數(shù)值得： ，成立。 故活塞桿直徑滿足強度要求。 氣缸筒壁厚的確定和驗算 氣缸內(nèi)徑確定后，根據(jù)機械設(shè)計手冊 8，其壁厚選取為 ，根據(jù)下式進行強度驗算： 2代入數(shù)值得： 1032 6 ，成立。 故該缸筒壁厚 滿足強度要求。 氣缸進排氣口螺孔直徑的確定 氣缸進排氣口螺孔的大小與空氣消耗量 (缸徑、活塞桿直徑、活塞的平均速度等 )及供氣壓力均有關(guān)系，故難于準確計算。根據(jù)機械設(shè)計手冊，按缸徑查取。根據(jù) 0 ，查得，進排氣口螺孔直徑規(guī)格為 16 活塞的厚度取決于密封圈的種類和排數(shù)。氣缸筒與活塞、活塞桿與活塞、氣缸筒與氣缸蓋、活塞桿與氣缸蓋之間均選用 O 形橡膠密封 圈，其溝槽尺寸皆為標準值。 連接螺栓直徑的確定與驗算 根據(jù)螺栓材料與載荷，初定螺栓直徑 ，按下式進行驗算： (代入數(shù)值得： 3242862，成立。 故螺栓直徑符合要求。 根據(jù)以上分析 與計算，最終選擇 20040 型氣缸。如表 2示。 軸承 內(nèi)外圈加工專用機床上料機構(gòu)設(shè)計 13 圖 C 系列標準氣缸 列標準氣缸有如下特點： 免潤滑性：采用含油軸承，使活塞桿無需加油潤滑； 耐久性：氣缸本體，前后蓋經(jīng)過陽極硬質(zhì)氧化處理，不僅具有耐磨耐腐蝕性，而且更顯外觀小巧精美； 耐高溫性：氣缸采用耐高溫密封材料，使氣缸在 150 攝氏度高溫條件下正常工作； 安裝多樣性：多種安裝附件供客戶選擇； 附磁性：氣缸活塞上裝有一個永久磁鐵，它可觸發(fā)安裝在 氣缸上的感應(yīng)開關(guān)來感測氣缸的運動位置 9。 表 2C 系列標準氣缸的主要技術(shù)參數(shù)表 內(nèi)徑 32 40 50 63 80 100 動作形式 復(fù)動型 工作介質(zhì) 經(jīng)過濾的壓縮空氣 固定形式 基本型 使用壓力范圍 證耐壓力 用溫度范圍 0用速度范圍 50沖形式 可調(diào)緩沖 緩沖行程 24 32 接口口徑 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 (4)氣缸定位的精度 氣缸由 制，采用繼電器輸出接口直接驅(qū)動交流電磁閥控制氣缸氣體流量，由光柵反饋檢測移動量，計算輸出一組二進制編碼控制閥組的開啟，得到不同的綜合面積，以改變控制閥的流量，使氣缸運動到準確地位置。 經(jīng)研究分析，本軸承內(nèi)外圈加工專用機床上料機構(gòu)適合采用直角坐標式，使用安裝在專用機床的工作臺上，送料末端位置與專用機床的工作臺模具相連接，側(cè)面垂直與等分機構(gòu)相連，上料機構(gòu)推動夾具將物料輸送到專用機床的工作位置，再由等分機構(gòu)卸料夾緊，夾具退回，再次送料。其結(jié)構(gòu)圖如圖 示。 圖 料機構(gòu)側(cè)視圖 8、軸承內(nèi)外圈加工專用機床上料機構(gòu)工作原理 將經(jīng)過完整工序后的軸承內(nèi)外圈放入料道 ，使其依靠自身重力沿料道下滑。 軸承內(nèi)外圈進入送料系統(tǒng)，由夾具三點定位夾緊。 氣缸推動夾具，將軸承內(nèi)外