機(jī)械畢業(yè)設(shè)計（論文）-圍板包裝箱的自動生產(chǎn)線上料與拼接裝置設(shè)計【全套圖紙ug三維】

1、<p><b>　　編號</b></p><p><b>　　無錫太湖學(xué)院</b></p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）</b></p><p>　　題目： 圍板包裝箱的自動生產(chǎn)線上料 </p><p>　　與拼接裝置設(shè)計 <

2、/p><p>　　信機(jī) 系 機(jī)械工程及自動化 專業(yè)</p><p>　　學(xué) 號： 　　　　　　</p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師：（職稱：副教授 ）</p><p>　?。毞Q： ）</p><p>　　2013年5月15

3、日</p><p>　　無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）</p><p><b>　　誠 信 承 諾 書</b></p><p>　　全套圖紙，加153893706</p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文） 圍板包裝箱的自動生產(chǎn)線上料與拼接裝置設(shè)計 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進(jìn)行研究所取得的成果，其

4、內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計（論文）中特別加以標(biāo)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。</p><p>　　班 級： 機(jī)械95 </p><p>　　學(xué) 號： 0923221 </p><p>　　作者姓名： </p><p>　　2013

5、年 5 月 15 日</p><p><b>　　無錫太湖學(xué)院</b></p><p>　　信 機(jī)　系 　機(jī)械工程及自動化 　專業(yè)</p><p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計論 文 任 務(wù) 書</p><p><b>　　一、題目及專題：</b></p><p>　　1、題目　　圍

6、板包裝箱的自動生產(chǎn)線上料與拼接裝置設(shè)計 　　</p><p>　　2、專題　 　</p><p>　　二、課題來源及選題依據(jù)</p><p>　　圍板箱是配合托盤使用的可折疊可拆卸的木箱,由托盤、箱體、箱蓋組成。常見的是四角圍板箱和六角圍板箱兩種,即分別由4塊實木側(cè)板和6塊實

7、木側(cè)板通過鉸鏈連接而成,可對折疊和對角折疊,容易拆開和安裝,循環(huán)利用率高,可以根據(jù)內(nèi)置產(chǎn)品的高度來增添圍板的層數(shù)。由于裝箱的靈活性、對裝載物的適應(yīng)性和重復(fù)使用性,圍板箱被廣泛運用于機(jī)械、化工、電子、五金以及其他領(lǐng)域,此外還具有傳統(tǒng)木箱不具備的很多優(yōu)點,因而這種產(chǎn)品在國外也特別受歡迎,運用也很普遍。常見的圍板木箱的實木側(cè)板是由整板組成,原材料資源相對較少,價格較貴,造成生產(chǎn)成本很高;現(xiàn)今的拼接工藝主要是手工作業(yè),在此種工藝條件下一般生產(chǎn)效

8、率并不是很高。為了進(jìn)一步節(jié)約成本,提高效率,在此特開發(fā)設(shè)計圍板包裝箱的自動生產(chǎn)線上料與拼接裝置設(shè)計</p><p>　　三、本設(shè)計（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：</p><p>　?、偈炀氝\用UG繪制三維模型圖 </p><p>　?、谑煜灏b箱生產(chǎn)加工的過程

9、 </p><p>　?、哿私饨鼛啄陮逑渖a(chǎn)工藝的改進(jìn) </p><p>　?、茉O(shè)計出正確合理的上料和拼接裝置 </p><p><b>　　四、接受任務(wù)學(xué)生：&

10、lt;/b></p><p>　　機(jī)械95 班 　　姓名 </p><p>　　五、開始及完成日期：</p><p>　　自2012年11月10日 至2013年5月15日</p><p>　　六、設(shè)計（論文）指導(dǎo)（或顧問）：</p><p>　　指導(dǎo)教師　　　　　　　簽名</p>&l

11、t;p><b>　　簽名</b></p><p><b>　　簽名</b></p><p><b>　　教研室主任</b></p><p>　　〔學(xué)科組組長研究所所長〕　　　　　　　簽名</p><p>　　系主任 　　　　　　簽名</p>&l

12、t;p>　　2012年11月10日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　現(xiàn)如今，隨著自動化設(shè)備的普及，人工生產(chǎn)的效率相對來說越來越低，圍板包裝箱的生產(chǎn)還未開發(fā)出全自動化的設(shè)備。針對工廠內(nèi)圍板包裝箱的生產(chǎn)效率較低以及工人勞動強(qiáng)度較大的問題，通過對原有圍板箱生產(chǎn)工藝的分析以及生產(chǎn)企業(yè)的走訪調(diào)查和相關(guān)數(shù)據(jù)的搜集整理研究,提出了一種自動化生

13、產(chǎn)圍板包裝箱的側(cè)板的方法。先進(jìn)行木板的自動上料，然后在木板的側(cè)面進(jìn)行打孔，打孔后以木銷拼接技術(shù)為基礎(chǔ)，將兩塊木板進(jìn)行拼接，使木材長度可不受樹木生長高度和木料長短的限制,達(dá)到短材長用。其中，生產(chǎn)節(jié)拍各機(jī)構(gòu)的時間盡量保持相同，木銷的自動上料采用自重式的送料裝置，機(jī)架采用框架式結(jié)構(gòu)，控制系統(tǒng)為PLC控制系統(tǒng)。新型生產(chǎn)線的應(yīng)用極大地提高了勞動生產(chǎn)率，填補(bǔ)木工機(jī)械在木材橫向拼接方面的空白,能夠大幅度降低生產(chǎn)成本,節(jié)約勞動力,使用自動線產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定

14、,增強(qiáng)了產(chǎn)品的市場競爭力。</p><p>　　關(guān)鍵詞: 圍板箱；上料；拼接；自動生產(chǎn)線</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Nowadays, with the popularity of automation equipment, artificial production efficiency is

15、relatively lower, the coaming packaging has not developed a fully automated production equipment. Against the coaming packaging within the plant production efficiency is low and the worker labor intensity big problems, t

16、hrough the analysis of the original coaming box production technology and production enterprise of visiting survey and collect related data research, put forward a automated production coam</p><p>　　Key word

17、s:boarding box;On the material;splicing;automatic production line </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要III</b></p><p>　　AbstractIV</p><p><

18、;b>　　目 錄V</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p>　　1.1本課題的設(shè)計內(nèi)容和意義1</p><p>　　1.2國內(nèi)外的發(fā)展概況1</p><p>　　2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計7</p><p>　　2.1 圍板的參數(shù)（單位：mm）

19、7</p><p>　　2.2 自動線生產(chǎn)流程7</p><p>　　2.3 生產(chǎn)節(jié)拍的確定8</p><p>　　2.4 機(jī)架結(jié)構(gòu)的確定9</p><p>　　2.5 控制系統(tǒng)的確定9</p><p>　　3木板上料裝置的設(shè)計11</p><p>　　3.1木板上料裝置的要求11&

20、lt;/p><p>　　3.2木板上料的流程11</p><p>　　3.3升降臺的設(shè)計11</p><p>　　3.3.1運動學(xué)分析11</p><p>　　3.3.2 動力學(xué)分析12</p><p>　　3.4 過渡輥臺設(shè)計12</p><p>　　3.4.1 過渡輥臺設(shè)計要求12&

21、lt;/p><p>　　3.4.2 過渡輥臺結(jié)構(gòu)12</p><p>　　3.4.3 過渡輥臺的尺寸參數(shù)計算13</p><p>　　3.5計算送料缸的受力16</p><p>　　4 鉆孔裝置設(shè)計17</p><p>　　4.1 鉆孔工作臺的總體設(shè)計17</p><p>　　4.2液壓自

22、動鉆孔機(jī)的設(shè)計17</p><p>　　4.2.1 主軸的設(shè)計17</p><p>　　4.2.2液壓系統(tǒng)設(shè)計18</p><p>　　4.2.3 電動機(jī)的選取19</p><p>　　4.2.4傳動比的分配21</p><p>　　4.2.5齒輪傳動系統(tǒng)23</p><p>　　4

23、.3鉆孔工序控制系統(tǒng)的設(shè)計26</p><p>　　5木銷上料裝置設(shè)計29</p><p>　　5.1 木銷自動上料裝置的選擇29</p><p>　　5.2 木銷自動上料裝置的改進(jìn)29</p><p>　　6 拼接裝置設(shè)計33</p><p>　　6.1拼接的總體設(shè)計方案33</p><

24、;p>　　6.2拼接工序的定位33</p><p>　　6.3拼接工序的具體設(shè)計33</p><p><b>　　7結(jié)論與展望35</b></p><p><b>　　7.1結(jié)論35</b></p><p><b>　　7.2展望35</b></p>

25、<p><b>　　致 謝37</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)38</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1本課題的設(shè)計內(nèi)容和意義</p><p>　　隨著我國木材深加工業(yè)的發(fā)展,木材拼接生產(chǎn)工藝技術(shù)逐漸

26、得到了廣泛的應(yīng)用,而國外的木材拼接設(shè)備也在我國許多木材生產(chǎn)企業(yè)中大量運用。特點是使木材長度可不受樹木生長高度和木料長短的限制,達(dá)到短材長用[1]。然而目前國內(nèi)市場上尚未有專門用于圍板箱這種能有效利用短材的側(cè)板的拼接自動機(jī)械或者自動線,這不得不說是木材拼接應(yīng)用領(lǐng)域一個較大的缺憾。</p><p><b>　　圍板箱的結(jié)構(gòu)：</b></p><p>　　圍板箱是配合托盤使

27、用的可折疊可拆卸的木箱,由托盤、箱體、箱蓋組成。常見的是四角圍板箱和六角圍板箱兩種,即分別由4塊實木側(cè)板和6塊實木側(cè)板通過鉸鏈連接而成,見圖1.1,可對折疊和對角折疊,容易拆開和安裝,循環(huán)利用率高,可以根據(jù)內(nèi)置產(chǎn)品的高度來增添圍板的層數(shù)。</p><p><b>　　圍板箱的優(yōu)點：</b></p><p>　　1．圍板箱的長、寬根據(jù)托盤的尺寸確定，使用層數(shù)可根據(jù)承載物

28、的高度來決定，最大限度地提高箱體空間的利用率。</p><p>　　2．由于無釘化作業(yè)，顯著地降低了工人在裝卸過程中發(fā)生工傷的風(fēng)險。</p><p>　　3．不存在因箱體的部分損壞而令整箱報廢的情況，對于同一尺寸，可實現(xiàn)完全互換使用。</p><p>　　4．運輸時可將圍板折疊為雙層或四層相連接的木板結(jié)構(gòu)擺放在托盤上，大大地減少貯運體積，有效的降低運輸成本。<

29、/p><p>　　在循環(huán)包裝系統(tǒng)里，方便靈活的圍板箱有著無可比擬的優(yōu)勢。這是一種標(biāo)準(zhǔn)的物流器具，損壞的頂蓋與側(cè)板很容易進(jìn)行替換，整體循環(huán)包裝系統(tǒng)的投資比較低廉，而使用壽命則可達(dá)十年之久這也是一種可靠的堅固的可以折疊的包裝系統(tǒng)。由于裝箱的靈活性、對裝載物的適應(yīng)性和重復(fù)使用性,圍板箱被廣泛運用于機(jī)械、化工、電子、五金以及其他領(lǐng)域,此外還具有傳統(tǒng)木箱不具備的很多優(yōu)點,因而這種產(chǎn)品在國外也特別受歡迎,運用也很普遍。</

30、p><p>　　常見的圍板木箱的實木側(cè)板是由整板組成,原材料資源相對較少,價格較貴,造成生產(chǎn)成本很高;江蘇某公司在滿足工藝強(qiáng)度要求的情況下使用拼接板工藝,使用兩塊窄板通過木銷拼接的方式進(jìn)行拼接?，F(xiàn)今的拼接工藝主要是手工作業(yè),整個拼接區(qū)有工人10名,每天每人拼接板500片。在此種工藝條件下一般能節(jié)約成本33%,但是生產(chǎn)效率并不是很高。在當(dāng)前經(jīng)濟(jì)環(huán)境下,開發(fā)圍板箱的實木側(cè)板拼接自動線具有重大的意義,填補(bǔ)木工機(jī)械在木材橫向

31、拼接方面的空白,能夠大幅度降低生產(chǎn)成本,節(jié)約勞動力,使用自動線產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,增強(qiáng)了產(chǎn)品的市場競爭力,在此特開發(fā)設(shè)計圍板包裝箱的自動生產(chǎn)線上料與拼接裝置設(shè)計。</p><p>　　1.2國內(nèi)外的發(fā)展概況</p><p>　　在20世紀(jì)50年代前，機(jī)械制造業(yè)推行的是“剛性”生產(chǎn)模式，自動化程度低，基本上是“一個工人，一把刀，一臺機(jī)床”，導(dǎo)致勞動生產(chǎn)率低下，產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定；為提高效率和自動<

32、;/p><p>　　圖1.1 常見的圍板形狀</p><p>　　化程度，采用少品種、大批量的做法，強(qiáng)調(diào)的是“規(guī)模效益”，以實現(xiàn)降低成本和提高質(zhì)量的目的。在20世紀(jì)70年代，主要通過改善生產(chǎn)過程管理來進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本。</p><p>　　從20世紀(jì)80年代起，我國開始實行改革開放政策，引進(jìn)西方的先進(jìn)制造技術(shù)，同時與西方國家解除與廣泛的合作。機(jī)械制造裝備中較

33、多的采用了數(shù)控機(jī)床，機(jī)器人，柔性制造單元和系統(tǒng)等高技術(shù)的集成，來滿足產(chǎn)品個性化和多樣化的要求，以滿足社會各類消費群體的不同要求。機(jī)械制造裝備普遍具有“柔性化”、“自動化”和“精密化”的特點，以便更好地適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)的需要，適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)和經(jīng)常更新品種的需要。隨著計算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、先進(jìn)制造技術(shù)的飛速發(fā)展，這些高新技術(shù)也被廣泛的應(yīng)用于制造業(yè)的各個領(lǐng)域，加速了制造業(yè)的發(fā)展和變革進(jìn)程。</p><p>　　制造

34、業(yè)是國名經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，也是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的載體及使其轉(zhuǎn)化為規(guī)模生產(chǎn)力的工具與橋梁。裝備制造業(yè)是一個國家綜合制造能力的集中體現(xiàn)，重大裝備研制能力是衡量一個國家工業(yè)化水品和綜合國力的重要標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在，我國正值“十一五”建設(shè)期間，國家將振興裝備制造業(yè)作為推進(jìn)工業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級的主要內(nèi)容。按照立足科學(xué)發(fā)展，著力自主創(chuàng)新、完善體制機(jī)制、促進(jìn)社會和諧的總思路，組織實施國家自主創(chuàng)新能力建設(shè)規(guī)劃和高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃，大力加強(qiáng)自主創(chuàng)新支撐體系建設(shè)，著力推

35、進(jìn)重大產(chǎn)業(yè)技術(shù)與裝備的自主研發(fā)，實現(xiàn)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)由大到強(qiáng)的轉(zhuǎn)變，全面提升我國全面提升我國的自主創(chuàng)新能力和國際競爭力，為調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式，實現(xiàn)全面建設(shè)小康社會的奮斗目標(biāo)奠定堅實基礎(chǔ)。</p><p>　　二十世紀(jì)20年代，隨著汽車、滾動軸承、小型電動機(jī)和縫紉機(jī)等工業(yè)發(fā)展，機(jī)械制造中開始出現(xiàn)自動線[2]，最早出現(xiàn)的是組合機(jī)床自動線。在二十世紀(jì)20年代之前，首先是在汽車工業(yè)中出現(xiàn)了流水生產(chǎn)線和半自動生產(chǎn)線，

36、隨后發(fā)展成為自動線。第二次世界大戰(zhàn)后，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家的機(jī)械制造業(yè)中，自動線的數(shù)目急劇增加。</p><p><b>　　條件優(yōu)點：</b></p><p>　　采用自動線進(jìn)行生產(chǎn)的產(chǎn)品應(yīng)有足夠大的產(chǎn)量；產(chǎn)品設(shè)計和工藝應(yīng)先進(jìn)、穩(wěn)定、可靠，并在較長時間內(nèi)保持基本不變。在大批、大量生產(chǎn)中采用自動線能提高勞動生產(chǎn)率，穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動條件，縮減生產(chǎn)占地面積，降低生產(chǎn)

37、成本，縮短生產(chǎn)周期，保證生產(chǎn)均衡性，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p><b>　　步驟：</b></p><p>　　1．先確定節(jié)拍時間：不論何種制品，皆在其必須完成的恰好時間內(nèi)制造。</p><p>　　2．單位流程：只針對一項產(chǎn)品，進(jìn)行單位配件的搬運、裝配、加工及素材的領(lǐng)取。</p><p>　　3．先導(dǎo)器：制作以

38、目視即能了解節(jié)拍時間的裝置。</p><p>　　4．U字型生產(chǎn)線：將設(shè)備依工程順序逆時針排列，并由一人負(fù)責(zé)出口及入口。</p><p>　　5．AB控制：只有當(dāng)后工程無產(chǎn)品，而前工程有產(chǎn)品的情形，才進(jìn)行工程。</p><p>　　6．燈號：傳達(dá)生產(chǎn)線流程中產(chǎn)品異狀的裝置。</p><p>　　7．后工程領(lǐng)?。荷a(chǎn)線的產(chǎn)品要因應(yīng)后工程的需求。

39、</p><p><b>　　意義：</b></p><p>　　自動生產(chǎn)線在無人干預(yù)的情況下按規(guī)定的程序或指令自動進(jìn)行操作或控制的過程，其目標(biāo)是“穩(wěn)，準(zhǔn)，快”。自動化技術(shù)廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科學(xué)研究、交通運輸、商業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)和家庭等方面。采用自動生產(chǎn)線不僅可以把人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動以及惡劣、危險的工作環(huán)境中解放出來，而且能擴(kuò)展人的器官功能，極大地

40、提高勞動生產(chǎn)率，增強(qiáng)人類認(rèn)識世界和改造世界的能力。</p><p><b>　　應(yīng)用范圍:</b></p><p>　　機(jī)械制造業(yè)中有鑄造、鍛造、沖壓、熱處理、焊接、切削加工和機(jī)械裝配等自動線，也有包括不同性質(zhì)的工序，如毛坯制造、加工、裝配、檢驗和包裝等的綜合自動線。</p><p>　　切削加工自動線在機(jī)械制造業(yè)中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣。主要有：

41、用于加工箱體、殼體、雜類等零件的組合機(jī)床自動線；用于加工軸類、盤環(huán)類等零件的，由通用、專門化或?qū)Ｓ米詣訖C(jī)床組成的自動線；旋轉(zhuǎn)體加工自動線；用于加工工序簡單小型零件的轉(zhuǎn)子自動線等。</p><p><b>　　設(shè)備聯(lián)結(jié):</b></p><p>　　自動線中設(shè)備的聯(lián)結(jié)方式有剛性聯(lián)接和柔性聯(lián)接兩種。在剛性聯(lián)接自動線中，工序之間沒有儲料裝置，工件的加工和傳送過程有嚴(yán)格的節(jié)奏

42、性。當(dāng)某一臺設(shè)備發(fā)生故障而停歇時，會引起全線停工。因此，對剛性聯(lián)接自動線中各種設(shè)備的工作可靠性要求高。</p><p>　　在柔性聯(lián)接自動線中，各工序(或工段)之間設(shè)有儲料裝置，各工序節(jié)拍不必嚴(yán)格一致，某一臺設(shè)備短暫停歇時，可以由儲料裝置在一定時間內(nèi)起調(diào)劑平衡的作用，因而不會影響其他設(shè)備正常工作。綜合自動線、裝配自動線和較長的組合機(jī)床自動線常采用柔性聯(lián)接。</p><p><b>

43、;　　傳送系統(tǒng):</b></p><p>　　自動線的工件傳送系統(tǒng)一般包括機(jī)床上下料裝置、傳送裝置和儲料裝置。在旋轉(zhuǎn)體加工自動線中，傳送裝置包括重力輸送式或強(qiáng)制輸送式的料槽或料道，提升、轉(zhuǎn)位和分配裝置等。有時采用機(jī)械手完成傳送裝置的某些功能。在組合機(jī)床自動線中當(dāng)工件有合適的輸送基面時，采用直接輸送方式，其傳送裝置有各種步進(jìn)式輸送裝置、轉(zhuǎn)位裝置和翻轉(zhuǎn)裝置等對于外形不規(guī)則、無合適的輸送基面的工件，通常裝在

44、隨行夾具上定位和輸送，這種情況下要增設(shè)隨行夾具的返回裝置。</p><p><b>　　控制系統(tǒng):</b></p><p>　　自動線的控制系統(tǒng)主要用于保證線內(nèi)的機(jī)床、工件傳送系統(tǒng)，以及輔助設(shè)備按照規(guī)定的工作循環(huán)和聯(lián)鎖要求正常工作，并設(shè)有故障尋檢裝置和信號裝置。為適應(yīng)自動線的調(diào)試和正常運行的要求，控制系統(tǒng)有三種工作狀態(tài)：調(diào)整、半自動和自動。在調(diào)整狀態(tài)時可手動操作和調(diào)整

45、，實現(xiàn)單臺設(shè)備的各個動作；在半自動狀態(tài)時可實現(xiàn)單臺設(shè)備的單循環(huán)工作；在自動狀態(tài)時自動線能連續(xù)工作。</p><p>　　控制系統(tǒng)有“預(yù)?！笨刂茩C(jī)能，自動線在正常工作情況下需要停車時，能在完成一個工作循環(huán)、各機(jī)床的有關(guān)運動部件都回到原始位置后才停車。自動線的其他輔助設(shè)備是根據(jù)工藝需要和自動化程度設(shè)置的，如有清洗機(jī)工件自動檢驗裝置、自動換刀裝置、自動捧屑系統(tǒng)和集中冷卻系統(tǒng)等。為提高自動線的生產(chǎn)率，必須保證自動線的工作

46、可靠性。影響自動線工作可靠性的主要因素是加工質(zhì)量的穩(wěn)定性和設(shè)備工作可靠性。自動線的發(fā)展方向主要是提高生產(chǎn)率和增大多用性、靈活性。為適應(yīng)多品種生產(chǎn)的需要，將發(fā)展能快速調(diào)整的可調(diào)自動線。</p><p><b>　　發(fā)展前景:</b></p><p>　　數(shù)字控制機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人和電子計算機(jī)等技術(shù)的發(fā)展，以及成組技術(shù)的應(yīng)用，將使自動線的靈活性更大，可實現(xiàn)多品種、中小批量生

47、產(chǎn)的自動化。多品種可調(diào)自動線，降低了自動線生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)批量，因而在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛，并向更高度自動化的柔性制造系統(tǒng)發(fā)展。</p><p><b>　　維修保養(yǎng):</b></p><p>　　自動生產(chǎn)線節(jié)省了大量的時間和成本，在工業(yè)發(fā)達(dá)的城市，自動生產(chǎn)線的維修成為熱點。自動生產(chǎn)線維修主要靠操作工與維修工來共同完成。</p><p>　　

48、自動生產(chǎn)線維修的兩大方法:</p><p>　　同步修理法：再生產(chǎn)當(dāng)中，如發(fā)現(xiàn)故障盡量不修，采取維持方法。使生產(chǎn)線繼續(xù)生產(chǎn)到星期天，集中維修工，操作工，對所有問題，同時修理。設(shè)備在星期一正常全線生產(chǎn)。</p><p>　　分部修理法：自動生產(chǎn)線如有較大問題，修理時間較常。不能用同步修理法。這時利用星期天，集中維修工，操作工對某一部分，進(jìn)行修理。待到下個星期天，對另一部分進(jìn)行修理。保證自動生

49、產(chǎn)線在工作時間不停產(chǎn)。另外，在管理中盡量采用予修的方法。在設(shè)備中安裝計時器，記錄設(shè)備工作時間，應(yīng)用磨損規(guī)律，來予測易損件的磨損，提前更換易損件，可以把故障以前消滅。保證生產(chǎn)線滿負(fù)荷生產(chǎn)。</p><p><b>　　自動生產(chǎn)線的保養(yǎng):</b></p><p>　　電路、氣路、油路及機(jī)械傳動部位(如導(dǎo)軌等)班前班后要檢查、清理 ；工作過程要巡檢，重點部位要抽檢，發(fā)現(xiàn)異樣

50、要記錄，小問題班前班后處理(時間不長)，大問題做好配件準(zhǔn)備；統(tǒng)一全線停機(jī)維修，做好易損件計劃，提前更換易損件，防患于未燃。</p><p>　　在國內(nèi)，圍板箱是一款可反復(fù)循環(huán)使用的新型包裝，適用于緊固件、金屬球、沖壓件等不規(guī)則產(chǎn)品的包裝，是出口到歐洲的產(chǎn)品包裝的不二選擇。圍板箱基本以木板為主要材料，側(cè)板大多數(shù)都是采用模板或者大板制作，使得材料的選取過于苛刻，而且成本比較高。圍板箱的生產(chǎn)也主要以人工為主，木板加工以

51、半自動化為主。</p><p>　　而國外，德國KTP公司可以說是制造圍板箱的代表，經(jīng)過其幾代人的努力，現(xiàn)今已經(jīng)研制出了可折疊式塑料圍板箱（見圖1.2）。其生產(chǎn)方式也采用了全自動化的生產(chǎn)線模式，箱子規(guī)格也都已經(jīng)基本標(biāo)準(zhǔn)化，方便統(tǒng)一規(guī)格生產(chǎn)。</p><p>　　圖1.2 國外先進(jìn)的圍板箱</p><p>　　從國內(nèi)外發(fā)展情況來看，國內(nèi)外的圍板箱生產(chǎn)具有以下的優(yōu)缺點：

52、</p><p>　　（1）在國內(nèi)，圍板箱的規(guī)格可以根據(jù)買家的要求來制定，比較方便靈活；在國外，圍板箱的規(guī)格趨于標(biāo)準(zhǔn)化，方便一體化生產(chǎn)，銷售，物流規(guī)格可漸漸統(tǒng)一，適應(yīng)以后的發(fā)展前景。</p><p>　?。?）在國內(nèi)，圍板箱各部分不存在因箱體的部分損壞而令整箱報廢的情況，對于同一尺寸，可實現(xiàn)完全互換使用；在國外，部分圍板箱已經(jīng)趨于一體化，防水，防塵，全面保護(hù)物品，存儲較方便。</p&

53、gt;<p>　?。?）在國內(nèi)，使用木板為主材料，成本低廉；在國外，開始使用可完全回收利用的塑料，從而減少樹木的砍伐，保護(hù)環(huán)境。</p><p>　?。?）在國內(nèi)，圍板箱的生產(chǎn)方式采取以半自動化為主，有訂單再生產(chǎn)的方式；在國外，圍板箱的生產(chǎn)方式采取全自動化生產(chǎn)線的模式。</p><p>　　總的來說，國外的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)模式是可以借鑒的，但由于國內(nèi)基本情況的限制，所以在國內(nèi)圍板箱

54、的基本材料還是以木板為主材料。</p><p><b>　　2 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　2.1 圍板的參數(shù)（單位：mm）</p><p><b>　　長木板的參數(shù)：</b></p><p>　　拼接前：長=600，寬=60，高=10</p><p>　　拼接

55、后：長=600，寬=120，高=10</p><p><b>　　短木板的參數(shù)：</b></p><p>　　拼接前：長=400，寬=60，高=10</p><p>　　拼接后；長=400，寬=120，高=10</p><p>　　木銷參數(shù)：長=60，直徑=6</p><p>　　長板木板打孔位置

56、見圖2.1，從右邊往左，依次打孔，第一個孔距離邊是100，再往右依次200打兩個孔，孔的直徑為6。短板打孔也是如此，但是只打兩個孔。</p><p>　　圖2.1木板孔的位置</p><p>　　2.2 自動線生產(chǎn)流程</p><p>　　由于所加工的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較簡單由于所要加工的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)比較簡單,工位較少,采 用直線型同步順序組合自動線,各自動機(jī)用傳送工件裝置連接

57、起來,以一定的生產(chǎn)節(jié)拍進(jìn)行生產(chǎn),無儲存裝置,自動線前端設(shè)置料倉，這樣生產(chǎn)率較高，產(chǎn)品質(zhì)量較穩(wěn)定。流程圖見圖2.2。</p><p><b>　　圖2.2生產(chǎn)線流程</b></p><p>　　整個自動生產(chǎn)線的前方為自動上料裝置，自動上料裝置采用升降機(jī)構(gòu)用水平推料方式推最上面一塊板。上料輸送機(jī)將堆垛木板的托盤送至升降機(jī)并將空托盤帶回，升降機(jī)帶動托盤上升到指定高度，推板機(jī)

58、將一層木板從升降機(jī)上推至過渡輥臺并逐疊將木板推入鉆孔工序。推板機(jī)推板時，過渡輥臺將升降機(jī)上的非動作層木板擋??；每當(dāng)推板機(jī)將一層木板推走，升降機(jī)就帶動托盤上升到指定高度，等待推板機(jī)推動下一層木板。木板推出后會到達(dá)鉆孔工作臺，鉆孔工作臺上方的壓緊塊在氣缸的推動下壓緊木板從木板的側(cè)面進(jìn)行鉆孔，鉆孔工位完成后，由步進(jìn)電機(jī)控制輸送帶，讓木板繼續(xù)縱向移動，進(jìn)入拼接工位。到達(dá)位置后，上方輥子往下壓，并進(jìn)行逆時針運動，下方的輥子進(jìn)行順時針運動，夾住木板

59、使木板順利的進(jìn)入到拼接工位。與此同時，在輥子夾住木板時，前方鉆孔工作臺上的壓緊裝置張開，并且退回起始位置。</p><p>　　拼接裝置包括木銷的上料和木板的橫向側(cè)壓。在圖2.3內(nèi)，主要畫出了木銷自動上料的裝置，料斗下部的一排木銷通過帶槽滾筒旋轉(zhuǎn),不僅可以將木銷逐根分離供給,而且還能防止木銷出現(xiàn)卡住的情況。料斗下方，設(shè)置有槽式上料器，上料器有三個容納木銷的的槽，接受從料斗落下的木銷。不僅有上料的作用，還有定位的作

60、用，當(dāng)木銷向左運動時，木銷會被送到與木板對應(yīng)的孔的位置。木銷具體的拼接如圖2.4所示，當(dāng)木銷被送到對應(yīng)位置的時候，木板由于側(cè)面的氣缸提供的側(cè)壓力進(jìn)行橫向運動，從而進(jìn)行拼接。</p><p>　　為了使工件加工后符合圖紙的技術(shù)要求，就必須保證工件的加工精度。這樣就要求我們在安裝夾緊工件時不但要保證工件的位置正確，而且要保證工件的位置準(zhǔn)確，并使工件在整個加工過程中始終保持這一正確位置，以便消除任何影響工件加工精度的移

61、動或轉(zhuǎn)動的自由度，確保工件的尺寸精度和位置精度。工件的專用夾具就是根據(jù)工件加工的特定工序而設(shè)計，安裝時只要工件靠牢夾具的定位元件，并用夾緊機(jī)構(gòu)將其夾緊就可迅速可靠地保證工件占有正確的位置。</p><p><b>　　圖2.3拼接工序</b></p><p>　　2.3 生產(chǎn)節(jié)拍的確定</p><p>　　生產(chǎn)線的節(jié)拍是指連續(xù)完成相同的兩個產(chǎn)品

62、之間的間隔時間。即指完成一個產(chǎn)品所需的平均時間。生產(chǎn)工藝平衡即是對生產(chǎn)的全部工序進(jìn)行平均化，調(diào)整各作業(yè)負(fù)荷，以使各作業(yè)時間盡可能相近。通過平衡生產(chǎn)線，可以提高操作者及設(shè)備的工作效率；可以減少單間產(chǎn)品的工時消耗，降低成本；可以減少工序的在制品，真正實現(xiàn)有序流動；可以在平衡的生產(chǎn)線基礎(chǔ)上實現(xiàn)單元生產(chǎn)，提高生產(chǎn)應(yīng)變能力，應(yīng)對市場變化。</p><p>　　生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍可根據(jù)公式（2.1）計算</p>

63、<p><b>　　(2.1)</b></p><p>　　式中，T為年基本工時，一般規(guī)定，按一班制工作時為2360h/年，按兩班制工作時為4650h/年； 為復(fù)雜系數(shù)，一般取0.65-0.85，復(fù)雜的生產(chǎn)線因故障導(dǎo)致開工率低些，應(yīng)取低值，簡單的生產(chǎn)線則取高值；N為生產(chǎn)線加工工件的年生產(chǎn)綱領(lǐng)（件數(shù)/年）。</p><p><b>　?。?.2）&l

64、t;/b></p><p>　　式中，q為產(chǎn)品的年產(chǎn)量（臺數(shù)/年）；n為每臺產(chǎn)品所需生產(chǎn)線加工的工件數(shù)量（件數(shù)/臺）；p1為備品率；p2為廢品率。</p><p>　　根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)及自動線形式,按照工件傳送的平穩(wěn)性的原則確定圍板的實木側(cè)板拼接自動線的生產(chǎn)節(jié)拍為3部分:自動上料、定位鉆孔和木銷拼接,在時間上確保上料、鉆孔、拼接各部分耗時相等,使自動線的生產(chǎn)率達(dá)到最大化[3]。</

65、p><p>　　2.4 機(jī)架結(jié)構(gòu)的確定</p><p>　　考慮到生產(chǎn)工藝要求及廠房面積,圍板的實木側(cè)板拼接自動線有效工作高度設(shè)計在1 m,長度控制在3 m以內(nèi)。為了縮短自動線的長度,考慮推送機(jī)構(gòu)的氣缸放在工作臺下面,同時安裝放大行程機(jī)構(gòu),縮短氣缸的行程,從而縮短自動線的長度。機(jī)架、料倉、氣缸架均采用型材組焊的形式拼成框架式結(jié)構(gòu)[4]。</p><p>　　2.5 控制

66、系統(tǒng)的確定</p><p>　　控制部分經(jīng)比較選擇PLC控制[5]。若用單片機(jī)控制,單片機(jī)的制造工藝決定了其對工作環(huán)境要求較高。當(dāng)單片機(jī)運行一定時間后,元器件工作會出現(xiàn)不穩(wěn)定,可靠性差等情況。當(dāng)用其驅(qū)動步進(jìn)控制器時就會出現(xiàn)丟步和失步的情況,從而影響加工送料精度;若采用電氣控制，電路將十分復(fù)雜，成本較高，有點大材小用;而PLC控制,結(jié)構(gòu)較簡單,成本也不高,尺寸精度也能滿足要求。 PLC是專為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而設(shè)計的控制

67、器件,具有功能強(qiáng),應(yīng)用面廣的等諸多優(yōu)點。由于采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù),即便在較差的環(huán)境下工作PLC也具有很強(qiáng)的可靠性[6]。</p><p>　　3木板上料裝置的設(shè)計</p><p>　　3.1木板上料裝置的要求</p><p>　　機(jī)床上下料裝置是將待加工工件送到機(jī)床上的加工位置和將已加工工件從加工位置取下的自動或半自動機(jī)械裝置，又稱工件自動裝卸裝置。大部分機(jī)床上下

68、料裝置的下料機(jī)構(gòu)比較簡單，或上料機(jī)構(gòu)兼有下料功能，所以機(jī)床的上下料裝置也常被簡稱為上料裝置。按照自動化程度，機(jī)床的上下料裝置分為人工上下料裝置和自動上下料裝置兩類。人工上下料通常借助傳送滾道或起重機(jī)等設(shè)施，通過人工操作進(jìn)行機(jī)床的上下料，主要適用于單件小批生產(chǎn)或大型外形復(fù)雜的工件。相反，在大批量的生產(chǎn)重，為了提高生產(chǎn)效率、降低勞動強(qiáng)度，通常采用自動化的上下料裝置，如料倉式，料斗式或機(jī)器人等。而我所設(shè)計的是自動化的上下料裝置。</p&

69、gt;<p>　　機(jī)床的上料裝置的設(shè)計原則：</p><p>　　（1）上下料時間要符合生產(chǎn)節(jié)拍的要求，縮短輔助時間，提高生產(chǎn)率。</p><p>　?。?）上下料工作力求平穩(wěn)，盡量減少沖擊，避免工件產(chǎn)生變形或損壞。</p><p>　?。?）上下料裝置要盡可能結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，維護(hù)方便。</p><p>　?。?）上下料裝置

70、應(yīng)有一定的結(jié)構(gòu)范圍，盡可能地滿足各種不同工件的上下料需求。</p><p>　　3.2木板上料的流程</p><p>　　木板上料裝置主要是由上料輸送機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、推板機(jī)構(gòu)、過渡輥臺四部分組成其工作流程如圖3.1所示。上料輸送機(jī)將堆垛木板的托盤送至升降機(jī)并將空托盤帶回，升降機(jī)帶動托盤上升到指定高度，推板機(jī)將一層木板從升降機(jī)上推至過渡輥臺并逐疊將木板推入鉆孔工序。推板機(jī)推板時，過渡輥臺將升

71、降機(jī)上的非動作層木板擋住；每當(dāng)推板機(jī)將一層木板推走，升降機(jī)就帶動托盤上升到指定高度，等待推板機(jī)推動下一層木板。</p><p><b>　　圖3.1上料裝置</b></p><p><b>　　3.3升降臺的設(shè)計</b></p><p>　　3.3.1運動學(xué)分析</p><p>　　該木板上料機(jī)升降

72、裝置為雙層結(jié)構(gòu),每一層的結(jié)構(gòu)、運動特性和受力特點完全相同。為簡化計算所以取單層結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,其運動簡圖如圖3.1.2所示。由圖3.1.2可知:驅(qū)動力F作用在D處, A點速度垂直向上,記為, D點速度水平向左,記為。此機(jī)構(gòu)為平面機(jī)構(gòu),分析速度時可用速度瞬心法求解。記AD、BC桿長均為L,AC桿的瞬心角速度為,AC的瞬心為B點。</p><p>　　所以A點的運動速度為</p><p><

73、;b>　?。?.1）</b></p><p><b>　　D點的速度為</b></p><p><b>　?。?.2）</b></p><p>　　由此可知, D點水平速度如果保持定速,則AB的升降速度與有關(guān)。而若使AB的升降速度為勻速,則水平傳動速度應(yīng)為可調(diào)速度。</p><p>

74、;　　下面以該上料機(jī)采用的升降機(jī)構(gòu)為例分析計算。已知參數(shù):單層行程,最低位置°,最高位置°。由式(3.2)可知:</p><p>　　(1)當(dāng)A取最小值10°時,為最大值5.671;</p><p>　　(2)當(dāng)A取最大值50°時,為最小值0.840。</p><p>　　又由可以計算出L=844.6mm,即AD、BC桿的長度

75、均為844.6mm。</p><p>　　3.3.2 動力學(xué)分析</p><p>　　仍然以單層機(jī)構(gòu)為研究對象,假設(shè)其中的各約束為理想約束。已知載荷力Q,水平推力F。根據(jù)虛位移原理,作用于該質(zhì)點系的所有主動力在任何虛位移中所做的虛功之和為零。即</p><p><b>　　（3.3）</b></p><p><b&

76、gt;　　由圖2可得</b></p><p><b>　?。?.4）</b></p><p><b>　　變分計算得</b></p><p><b>　?。?.5）</b></p><p>　　將式(3.5)代入式(3.4)并整理得</p><p

77、>　　由此可知載荷Q、角度與水平驅(qū)動力F的關(guān)系。</p><p>　　3.4 過渡輥臺設(shè)計</p><p>　　3.4.1 過渡輥臺設(shè)計要求</p><p>　　在木板自動上料系統(tǒng)中，過渡輥臺是銜接升降機(jī)、推板機(jī)和翻板輸送機(jī)的橋梁，應(yīng)滿足木板貯放和準(zhǔn)確推擋非動作層木板兩大基本功能。對貯放功能的設(shè)計要求主要是應(yīng)具有足夠的承載能力、保證小摩擦阻力和對木板導(dǎo)向。而對

78、準(zhǔn)確推擋非動作層木板功能的設(shè)計要求則主要是針對能防止木板堆垛傾斜情況以及保證足夠的剛度。</p><p>　　3.4.2 過渡輥臺結(jié)構(gòu)</p><p>　　由過渡輥臺的設(shè)計要求可知，過渡輥臺應(yīng)由機(jī)架、輥臺和擋板裝置組成。機(jī)架采用焊接式，其上安裝導(dǎo)向板為木板移動導(dǎo)向；輥臺采用輥子組合而成，用于貯放木板并配合推板機(jī)推板；擋板裝置是過渡輥臺的核心部分之一，用于推擋升降機(jī)上的非動作層木板。<

79、/p><p>　　圖3.1.2升降臺簡圖</p><p>　　3.4.3 過渡輥臺的尺寸參數(shù)計算</p><p>　　過渡輥臺的傳輸方式有以下幾種：（1）牽引鏈條傳動式:其缺點是傳動噪音大,且輸送機(jī)線路在水平面內(nèi)彎曲半徑大。（2）電動輥子式:其缺點是要實現(xiàn)積放功能要有復(fù)雜的電氣控制,且不能較好地保證積放位置的準(zhǔn)確性,另外電動輥子成本昂貴。牽引鋼絲繩和輥子接觸傳動式:其輸

80、送線路雖可水平彎曲,但缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜,因為要保證鋼絲繩和輥子間有足夠大的摩擦力,必須在沿線安裝有足夠多的張緊輪。（3）牽引平皮帶和輥子接觸傳動式:其缺點是輸送線路不能在水平面內(nèi)彎曲,另外沿線也需要足夠多的壓緊輥子,實現(xiàn)輥子的積放功能所需結(jié)構(gòu)復(fù)雜。（4）通軸式摩擦輪或傘齒輪傳動式:其缺點是傳動噪音大,且安裝精度要求高,制造成本亦較大。這邊我們選取的是第一種，牽引鏈條傳動式。</p><p><b>　?。?/p>

81、1）輥子長度</b></p><p>　　對于木板來說，在不影響正常運輸和安全的條件下，直線段輥子長度的計算公式如下所示:</p><p>　　其中:: 輥子長度，mm</p><p>　　B: 件貨寬度，mm</p><p>　　: 寬度裕量( 50 ～100) ，mm</p><p>　　取 B =60

82、mm，查表3.4.1 得 =100mm。</p><p>　　表3.4.1棍子長度（mm）</p><p><b>　?。?）輥子間距</b></p><p>　　輥子間距應(yīng)該滿足運行中貨物穩(wěn)定性要求，即一般情況下按照下式選取:</p><p>　　其中: L———貨物長度</p><p><

83、;b>　　對要求平穩(wěn)的物品，</b></p><p>　　取查表3.4.2可取 P=160mm</p><p>　　表3.4.2棍子間距（mm）</p><p><b>　?。?）輥子直徑</b></p><p>　　輥子軸徑與輥子的承載能力有關(guān)，可按照下式選取</p><p>

84、　　[F]: 作用在單個貨物上的載荷，N;</p><p>　　其中: m: 單件貨物的重量</p><p>　　: 單列輥子的有效支承系數(shù)，與貨物的地面特性及輥子平面度有關(guān)，一般可取 =0.7，對于底部剛性很大的貨物可取=0.5。</p><p>　　選取輥子直徑為50mm。</p><p>　　表3.4.3棍子直徑的選取</p>

85、;<p><b>　?。?）過渡輥臺高度</b></p><p>　　根據(jù)升降臺的參數(shù)和表3.4.4，選取過渡輥臺高度為630mm</p><p>　　表3.4.4棍臺高度（mm）</p><p><b>　?。?）機(jī)架長度</b></p><p>　　由于木板的參數(shù)規(guī)格最長的是600

86、mm，而且有導(dǎo)軌長度，根據(jù)表3.4.5，選取機(jī)架長度為1000mm。</p><p>　　表3.4.5機(jī)架長度（mm）</p><p>　　（6）輸送速度的選取</p><p>　　輥子輸送機(jī)的輸送速度是根據(jù)生產(chǎn)率和工藝要求確定的。重力式輥子輸送機(jī)的速度不能大于 2m/s，否則物件在轉(zhuǎn)彎處會飛出輸送機(jī)，有利的速度為 0.3ms ～ 0.5m/s。驅(qū)動型輥子輸送機(jī)的最

87、大速度不允許超過1. 5m/s，過高的速度產(chǎn)生噪聲和磨損，鏈驅(qū)動輥子輸送機(jī)的速度，以≤0. 5為宜。根據(jù)過渡輥臺的要求，這里選取輸送速度為0. 32m/s。</p><p>　?。?）動力式輥子輸送機(jī)計算</p><p>　　單鏈傳動，連續(xù)單鏈驅(qū)動輥子輸送機(jī)鏈條的牽引力:F = fL( Dr \ Ds) ( Wm+ Wc + RdCd + RiCi) + 0. 25LW</p>

88、<p>　　式中: f———摩擦系數(shù);</p><p>　　L———輸送機(jī)長度，m;</p><p>　　Dr———輥子直徑，m;</p><p>　　Ds———輥子鏈輪節(jié)圓直徑，m;</p><p>　　Wm———單位長度物件重力，N / m;</p><p>　　Wc———鏈條重力，N / m;<

89、;/p><p>　　Rd———傳動輥子包括鏈輪不包括心軸的重力，N;</p><p>　　Cd———輥子輸送機(jī)每米內(nèi)傳動輥子數(shù);</p><p>　　Ri———從動輥子不包括心軸單件重力，N;</p><p>　　Ci———輥子輸送機(jī)每米內(nèi)從動輥子數(shù);</p><p>　　W———每米鏈條的重力，N。</p>

90、<p>　　由于 Wm 遠(yuǎn)大于 Wc + RdCd + RiCi，故粗略計算:F = fL( Dr \ Ds) + 0. 25LW</p><p>　　查表3.4.6選取 f =0.035</p><p>　　表3.4.6摩擦系數(shù)</p><p>　　f取0.035，Dr=0.5，Ds=0.25，Wm=2000，W=6N</p><p

91、><b>　　計算得F=89N</b></p><p>　　式中P------電動機(jī)功率，KW；</p><p>　　K———功率安全系數(shù)，K = 1.2 ～ 1.5;</p><p>　　Fo———單鏈傳動限力式輥子輸送機(jī)積放狀態(tài)下鏈條最大牽引力，N;</p><p>　　ν———輸送速度，0.3m/s;<

92、/p><p>　　η———驅(qū)動裝置效率，η = 0.65 ～ 0.85。</p><p>　　取 ν =0.32m/s K =1.5 η =0.7 </p><p>　　計算得P=0.08KW，查表3.4.3選取電機(jī)功率為0.37KW。</p><p>　　3.5計算送料缸的受力</p><p>　　送料缸在推進(jìn)

93、工件時，工件受料斗上面所堆積工件重量的壓力而在所推進(jìn)工件的上、下兩面產(chǎn)生摩擦阻力, 每個工件的重量為 0.5 kg，故摩擦阻力為 Ff=2Q 總·f＝2×5×0.2=2(N)，送料缸所受最大軸向力為 F 缸＝2+5 =7(N)，力很小,則將其運動近似為空載運動。</p><p><b>　　4 鉆孔裝置設(shè)計</b></p><p>　　4

94、.1 鉆孔工作臺的總體設(shè)計</p><p>　　鉆孔工作臺的流程圖如下：</p><p>　　圖4.1.1鉆孔工作臺的流程</p><p>　　木板輸送到鉆孔工作臺上，對木板進(jìn)行定位，因為模板的規(guī)格參數(shù)不可能一模一樣，有的長有的短，對木板的定位要求比較嚴(yán)格，，如果從中心進(jìn)行定位的話，首先是比較復(fù)雜，其次，下一工序拼接的定位要與現(xiàn)在的定位一樣，所以從中心定位的方法雖然

95、可取但是無形中增加了定位的難度以及后續(xù)鉚接的難度。</p><p>　　除了中心定位，我們還可以對邊進(jìn)行定位，木板是縱向輸送過去的，鉆孔是從木板的側(cè)面往里面鉆，所以，我們可以從木板的短邊進(jìn)行孔的定位。當(dāng)木板過去的時候，用一塊擋板將其擋住，另外一端用液壓缸將木板縱向壓緊。因為木板要從側(cè)面進(jìn)行鉆孔，所以木板在Z軸方向也要進(jìn)行壓緊，壓緊方式也同樣選擇氣缸的方式。</p><p>　　4.2液壓自

96、動鉆孔機(jī)的設(shè)計</p><p>　　由于木板參數(shù)的限制，木板只能橫向鉆孔，所以現(xiàn)在設(shè)計了一臺臥式液壓自動鉆孔機(jī),包括鉆孔機(jī)構(gòu),主軸箱及卡緊油缸,床身及油路系統(tǒng)[7]。這里著重介紹鉆孔機(jī)構(gòu),卡緊油缸及油路系統(tǒng)。鉆孔機(jī)構(gòu)如圖4.2.1。該機(jī)床的鉆孔機(jī)構(gòu)包括鉆頭卡緊及驅(qū)動部分。鉆頭通過鉆卡直接安裝在液壓油缸上,油缸上有導(dǎo)軌在基座的導(dǎo)軌上滑動,活塞桿通過支架固定在底座上,液壓油由活塞桿端部及后缸蓋進(jìn)入油缸,推動油缸運動,

97、或進(jìn)給鉆孔或退出[8]。</p><p>　　圖4.2.1液壓自動鉆孔機(jī)</p><p>　　根據(jù)生產(chǎn)要求，自動鉆床的動作流程如下：啟動（電源及控制模塊）→主軸快進(jìn)→主軸工進(jìn)→主軸停留→主軸快退→主軸快退停止→主軸電機(jī)和液壓泵電機(jī)停轉(zhuǎn)。鉆床的主運動是主軸的旋轉(zhuǎn)運動，由電動機(jī)經(jīng)皮帶輪傳給主軸，但進(jìn)給運動采用液壓傳動。</p><p>　　4.2.1 主軸的設(shè)計<

98、/p><p>　　在鉆床的切削加工過程中，主軸作高速的旋轉(zhuǎn)運動和直線進(jìn)給運動，由于液壓缸活塞桿不宜作高速的旋轉(zhuǎn)運動，因此主軸采用套裝結(jié)構(gòu)：主軸由軸承支承在活塞桿內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運動，活塞和活塞桿由液壓驅(qū)動完成進(jìn)給運動，如圖4.2.2所示。</p><p>　　由于工件材料是木板，所以擬定工件材料為切削性能較好的 Q235 鋼[9]，查《金屬切削手冊》，選擇進(jìn)給量 f=0.2mm/r，其對應(yīng)的切削速度

99、V=32m/min；根據(jù)計算，得切削轉(zhuǎn)矩為 M=13.5 N·m、軸向切削力為 ，主軸傳遞的功率為 P=1.25kW。主軸材料選用 45 鋼，根據(jù)功率 P求得主軸最小直徑 dmin=13mm。根據(jù)主軸的結(jié)構(gòu)要求，選定前軸頸直徑為 40mm，后軸頸直徑為 35mm。 </p><p>　　圖4.2.2主軸的結(jié)構(gòu)簡圖</p><p>　　1. 鎖緊螺母 2.墊 圈 3.液壓缸蓋&

100、lt;/p><p>　　4.深溝球軸承 5.墊圈 6.推力球軸</p><p>　　承 7.主軸 8.活塞桿 9.液壓缸筒</p><p>　　4.2.2液壓系統(tǒng)設(shè)計</p><p><b>　　(1)負(fù)載分析</b></p><p>　　液壓缸的負(fù)載由五部分組成，即工作阻力、摩擦阻力、慣性力、密封阻

101、力和背壓力[10]。</p><p>　　因為是臥式鉆床，所以液壓缸的負(fù)載不包括重力。根據(jù)工作要求，快進(jìn)行程為 60mm，工進(jìn)行程為 30mm，主軸快進(jìn)、快退速度為 3m/min，工進(jìn)速度為 0.17m/min，加速、減速時間 Δt=0.2s；取主軸長度 l=550mm，可求得主軸重力為 55N。考慮到軸上零件和活塞桿的重力，現(xiàn)取整個主軸組件的重力G=200N，由此計算出慣性力：</p><p

102、><b>　?。?.1）</b></p><p>　　式中 Δv 為從靜止到 3m/min 的速度變化量。</p><p>　　工作阻力即軸向切削力 =2595N；摩擦阻力在機(jī)械效率中考慮，取機(jī)械效率η=0.9；快進(jìn)時，在不考慮背壓的情況下，主軸在重力的作用下自動下移；工進(jìn)時，液壓缸要克服工作阻力和摩擦阻力，此時重力起到動力作用，為了使液壓缸有足夠的液壓作用力，

103、計算時取重力的一半代入公式[11]。主軸系統(tǒng)各運動階段的計算公式及負(fù)載大小如表4.1 所示（由于慣性力很小，未列入加減速階段的負(fù)載）。</p><p>　　表4.1液壓缸各階段運動負(fù)載表</p><p>　　(2)主軸液壓缸主要參數(shù)的確定</p><p>　　根據(jù)負(fù)載大小初選工作壓力為 =3MPa；為了防止自動鉆床在完成工進(jìn)后主軸突然前沖，在回油路上安裝背壓閥[12

104、]，背壓力為 =0.8MPa；快速運動時背壓取0.5MPa。如圖 3 所示，根據(jù)活塞桿內(nèi)安裝的軸承尺寸及活塞桿的直徑系列，取活塞桿直徑 d=100mm，由此計算出液壓缸的內(nèi)徑為： </p><p><b>　?。?.2）</b></p><p>　　根據(jù)液壓缸內(nèi)徑尺寸系列取 D=125mm。</p><p>　　選擇缸筒固定式雙桿活塞缸[13]

105、，驗算有效工作面積 A是否大于或等于保證最小穩(wěn)定速度（0.17m/min）時的有效面積：</p><p>　　A>，滿足設(shè)計要求。式中 為流量閥的最小穩(wěn)定流量，=0.05L/min.</p><p>　　主軸液壓缸各運動階段的壓力、流量和功率如表 4.2 所示。</p><p>　　4.2.3 電動機(jī)的選取</p><p>　　1 類型

106、和結(jié)構(gòu)型式的選擇</p><p>　　三相交流異步電動機(jī)[14]的結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、維護(hù)方便，可直接接于三相交流電網(wǎng)中，因此在工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛，設(shè)計時應(yīng)優(yōu)先選用。</p><p>　　表4.2液壓缸各運動階段的壓力、流量和功率</p><p>　　Y系列電動機(jī)是一般用途的全封閉自扇冷式三相異步電動機(jī)，具有效率高、性能好、噪聲低、振動小等優(yōu)點，適用于不易燃、不易爆

107、、無腐蝕性氣體和無特殊要求的機(jī)械上[15]。</p><p>　　在經(jīng)常啟動、制動和反轉(zhuǎn)的工作場合，要求電動機(jī)的裝懂慣量小和過載能力大，應(yīng)選用起重及冶金用YZR和YZ系列電動機(jī)。</p><p><b>　?。补β实拇_定</b></p><p>　　電動機(jī)的容量（功率）選擇是否合適，對電動機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。當(dāng)容量小于工作要求時，電動機(jī)不

108、能保證工作機(jī)的正常工作，或使電動機(jī)長期過載而損壞；若過量則價格高，并會造成浪費。</p><p>　　電動機(jī)容量主要由電動機(jī)運行時的發(fā)熱條件決定，而發(fā)熱有與其工作情況有關(guān)。對于長期連續(xù)運轉(zhuǎn)、載荷不變或變化很小、常溫下工作的機(jī)械，選擇電動機(jī)時只要使電動機(jī)的負(fù)載不超過其額定值，電動機(jī)便不會過熱。也就是可按電動機(jī)的額定功率等于或略大于所需電動機(jī)的功，在手冊中選取相應(yīng)的電動機(jī)型號[16]。這類電動機(jī)功率計算如下述步驟：&

109、lt;/p><p>　　1）工作機(jī)所需功率（KW）</p><p>　?。?.3） 或 （4.4）</p><p>　　式中，為工作機(jī)的阻力，N；為工作機(jī)的線速度，m/s；為工作機(jī)的阻力矩，N·m；為工作機(jī)軸的轉(zhuǎn)速，r/min；為工作機(jī)的效率，帶式輸送機(jī)

110、可選取=0.96，鏈板式輸送機(jī)可選取=0.95.</p><p>　　2）電動機(jī)至工作機(jī)的總效率（串聯(lián)時）</p><p><b>　?。?.5）</b></p><p>　　式中，…,為傳動系統(tǒng)中各級傳動機(jī)構(gòu)、軸承以及聯(lián)軸器的效率[17]。各類機(jī)械傳動的效率見表3.1。</p><p>　　表4.3 機(jī)械傳動效率概略值

111、</p><p>　　3）所需電動機(jī)的功率（kW）</p><p>　　所需電動機(jī)的功率由工作機(jī)所需功率和傳動裝置的總效率按下式計算：</p><p><b>　?。?.6）</b></p><p><b>　　4）電動機(jī)額定功率</b></p><p>　　按來選取電動機(jī)型

112、號。電動機(jī)功率裕度的大小應(yīng)視工作機(jī)構(gòu)的負(fù)載變化狀況而定。</p><p><b>　　3 轉(zhuǎn)速的確定</b></p><p>　　額定功率相同的同類型電機(jī)，有幾種不同的同步轉(zhuǎn)速[18]。一般常用、市場上供應(yīng)最多的是同步轉(zhuǎn)速為1500r/min和1000r/min的電動機(jī)，設(shè)計時優(yōu)先選用。如無特殊需求，則不選同步轉(zhuǎn)速為3000r/min和750r/min的電動機(jī)。<

113、;/p><p>　　根據(jù)選定的電動機(jī)類型、結(jié)構(gòu)、功率和轉(zhuǎn)速，從標(biāo)準(zhǔn)中查出電動機(jī)的型號后，將其型號、額定功率（kW）、滿載轉(zhuǎn)速（r/min），以及電動機(jī)的安裝尺寸、外形尺寸和軸伸連接尺寸等記下以備后用。</p><p>　　4.2.4傳動比的分配</p><p>　　電動機(jī)選定后根據(jù)電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)的轉(zhuǎn)速即可確定傳動系統(tǒng)的總傳動比i，即</p>&l

114、t;p><b>　　(4.7)</b></p><p>　　1傳動比分配的一般原則</p><p>　　1）各級傳動比可在各自薦用值的范圍內(nèi)選取。各類機(jī)械傳動的傳動比薦用值和最大值見表3.2。</p><p>　　表4.4 各類機(jī)械傳動的傳動比</p><p>　　2 傳動比分配的參考數(shù)據(jù)</p>&

115、lt;p>　　1）帶傳動與一級齒輪減速器[19]：設(shè)帶傳動的傳動比為，一級齒輪減速器的傳動比為i，應(yīng)使，以便使整個傳動系統(tǒng)的尺寸較小，結(jié)構(gòu)緊湊。</p><p>　　2）二級圓柱齒輪減速器：為了使兩個大齒輪具有相近的浸油深度，應(yīng)使兩級的大齒輪具有相近的直徑（低速級大齒輪的直徑應(yīng)略大一些，使高速級大齒輪的齒頂圓與低速軸之間有適量的間隙）.設(shè)高速級的傳動比為，低速級的傳動比為，減速器的傳動比為i，對于二級展開式

116、圓柱齒輪減速器，傳動比可按下式分配：</p><p><b>　　（4.8）</b></p><p>　　對于同軸式圓柱齒輪減速器，傳動比可按下式分配：</p><p><b>　　（4.9）</b></p><p>　　但應(yīng)指出，齒輪的材料、齒數(shù)及寬度亦影響齒輪直徑的大小。欲獲得兩級傳動的大齒輪直