[机械毕业论文]热封编带机设计【专业答辩必备资料】

天津工业大学 毕业设计（论文） 题目： 热封编带机设计 姓 名 王 鑫 合 学 院 机械工程学院 专 业 机械工程及自动化 指导教师 孙 建 军 职 称 教 授 2014 年 6 月 1 日天 津工业大学毕业设计（论文）任务书 题目 热封编带机设计 学生姓名 王鑫合 学院名称 机械 工程 学院 专业班级 机自 1006 课题类型 设计类 课题意义 随着社会和 经济的发展，机械加工工业对自动化的要求越来越高了。为节省劳动力，提高工作效率，先前单一的手工操作加工已经远远满足不了现代化生产加工的要求，机械加工都朝着自动化的方向发展。本课题所要开发的 热封编带 机，正是是结合自动送料，进料 ，封装 加工等 功能 的全自动 编带机 设备，达到了节省生产时间、降低成本、提高产品质量稳定性等目的。提高了我们在产品加工、加工方法、装夹等方面分析解决问题的能力。为我们今后的工作和学习打下了一定的基础。 任务与进度要求 2014.3.11-2014.3.28 到工厂参观实习，熟悉课题，收集相 关资料； 2014.3. 29-2014.4.14 查阅相关资料、分析课题，进行方案设计； 2014.4.15-2014.5.24 设计零部件结构，绘制装配图和零件图，校核主要部件； 2014.5.25-2014.6.7 撰写整理设计说明书，准备答辩。 主要参考文献 1雷天觉等 液压工程手册 M 北京：机械工业出版社， 1991 2 赵则祥 .公差配合与质量控制 M .开封：河南大学出版社， 1998. 3 朱家诚编著 .机械设计手册 M. 北京：机械工业出版社， 1996 4 曾正明 .机械工程材料手册 M. 北京：机械工业出版社， 2003 5 郑文纬 ,吴克坚 ,机械原理 M.第七版 高等教育出 版 社 ,2003 6 濮良贵 ,纪名刚 ,机械设计 M.第七版 高等教育出 版 社 ,2001 7白柳 .液压与气压传动 M. 机械工业出 版 社 .2009年 8 月 8 孙岩、陈晓罗、熊涌 .机械设计课程设计 M.北京：北京理工大学出版社， 2007. 起止日期 2014.03.11 至 2014.06.07 备注 院长 教研室主任 指导教师 毕业设计（论文）开题报告表 2014 年 3 月 9 日 姓名 王鑫合 学院 机械工程 学院 专业 机械工程及自 动化 班级 机自 1006 题目 热封编带机设计 指导教师 孙建军 一、与本课题有关的国内外研究情况、课题研究的主要内容、目的和意义： 国内外的非标装备设计应用范围很广，主要应用于 管螺母接头、工装夹具、 LED 封装、汽车、家电、气弹簧和金属高精密加工等领域 。本课题 的研究内容是设计 编带机 生产线 热封编带机 系统的结构。 热封编带机 ，其实本质是一套上料下料传输系统 。通过自动化控制、进给、反馈等技术，从而实现对工件传输的自动化控制。在将该传输过程进行分析的划分之后，对各个过程进行相关设计，再联结成整体，便形成了初步的方案。参考查阅资料对方案进行完善之后，通过论证最终形成了最后的方案。 通过本课题的研究，保证了 编带机 的加工各项要求，提高了生产效率，基本实现了加工的自动化；提高了我们在产品加工、加工方法、装夹等方面分析解决问题的能力。为我们今后的工作和学习打下了一定的基础。 二 、进度及预期结果： 起止日期 主要内容 预期结果 2014.3.11- 2014.3.28 2014.3.29- 2014.4.14 2014.4.15- 2014.5.24 2014.5.25- 2014.6.7 到工厂参观实习、收集资料信息、熟悉课题 查阅相关资料，分析课题，进行总体设计 对零部件进行设计，绘制装配图和零件图，并完成对重要零件的校核。 书写设计说明书 实习，熟悉课题。开题报告、外文资料翻译。 传输的方案设计，初步总体设计。 绘制装配图和零件图，并进行校核。 完成设计说明书。 完成课题的现有条件 由 力佑机电设备 有限公司提供部分设计资料， SolidWorks 软件， CAD 软件。 审查意见 指导教师： 年 月 日 学院意见 主管领导： 年 月 日 天津工业大学本科毕业设计（论文）评阅表 （设计类） 毕业设计 题目 热封编带机设计 学生姓名 王鑫合 学生班级 机自 1006 指导教师姓名 孙建军 评审项目 指标 满分 评分 选题 能体现本专业培养目标，题目大小、难度适中；学生工作量饱满，能得到较全面训练。 10 题目与生产、科研等实际问题结合紧密。 10 课题调研 文献检索 能独立查阅文献以及从事其它形式的调研，能较好地理解课题任务并提出实施方案；有分析整理各类信息从中获取新知识的能力。 15 外文应用 能正确引用外文文献，翻译准确，文字流畅。 5 设计说明书（论文） 设计图纸（插图）简洁、规范、无差错，设计栏目齐全合理，能正确使用国家标准单位。 15 设计说明书（论文）结构严谨，表达清楚， 文字通顺，用语正确 ，基本无错别字和病句，书写格式符合规范。 15 能根据毕业设计目标进行实验设计，对数据的运算及处理正确无差错，对实验结果的分析准确。 20 设计具有创新性或实用价值。 10 合计 100 意见及建议 评阅人签名： 年 月 日 天津工业大学毕业设计（论文）成绩考核表 学生姓名 王鑫合 学院名称 机械工程学院 专业班级 机自 1006 题目 热封编带机设计 1毕业设计（论文）指导教师评语及成绩： 指导教师签字： 年 月 日 2毕业设计（论文）答辩委员会评语及成绩： 答辩主席（或组长）签字： 年 月 日 3毕业设计（论文）总成绩： a.指导教师 给定成绩 b.评阅教师 给定成绩 c.毕业答辩成绩 总成绩 (a 0.5+b 0.2+c 0.3) 成绩： 成绩： 摘 要 “ 非标设备 ”就是非 标准设备 ，不是按照国家颁布的统一的行业标准和规格制造的设备，而是根据自己的用途需要，自行设计制造的设备。且外观或性能不在国家设备产品目录内的设备。 国内外的非标装备设计应用范围很广，主要应用于 管螺母接头、工装夹具、LED 封装、汽车、家电、气弹簧和金属高精密加工等领域。 热封编带机 ，其实本质是一套上料下料传输系统。通过自动化控制、进给、反馈等技术，从而实现对工件传输的自动化控制 ， 达到了节省生产时间、降低成本、提高产品质量稳定性等目的。 在将该传输过程进行分析的划分之后，对各个过程进行相关设计，再联结成整体，便形成了初步的方案。 参考查阅资料对方案进行完善之后，通过论证最终形成了最后的方案。 通过本课题的研究，保证了 编带机 的加工各项要求，提高了生产效率，基本实现了加工的自动化 。 关键词 ： 非标设备 ，编带机， 传输系统 ； ABSTRACT Non-standard equipment is non-standard devices, is not in accordance with uniform standards and specifications for equipment manufacturing industry issued by the State, but according to his own use needs, to design equipment manufacturing. And the appearance or performance of the device is not in the national equipment products directory. Non-standard equipment design at home and abroad a wide range of applications, mainly used in the field of nut pipe fitting, fixture, LED packaging, automotive, home appliances, gas springs and metal high-precision processing. Sealing tape machine, in fact, the essence of the material under a transport system. Through automation, feed, feedback technology, enabling the workpiece transfer automation and control, to achieve the savings in production time, reduce costs, improve product quality and stability purposes. After the transfer process is divided analysis of the various processes related design, and then linked into a whole, they form a preliminary plan. After the reference to the scheme to improve access to information, through the demonstration eventually form the final solution. By studying this topic to ensure that the processing requirements taping machine, improve production efficiency, the basic realization of automated processing. Key words： Non-standard equipment, taping machine， Transmission system； 目 录 第一章 绪论 . 1 1.1 制造 行业的发展状况 . 1 1.2 非标 自动化设备的应用状况 . 2 1.3 毕业设计的目的 和 意义 . 3 1.4 毕业设计课题 研究内容 . 3 1.4.1 毕业设计课题 设计 内容 . 3 1.4.2 毕业设计课题的研究目标 . 3 1.5 本章小结 . 3 第二章 自动排出系统设计（成品箱转向） 的初步认识和设计 . 4 2.1 自动排出系统（成品箱转向）的 背景技术 . 4 2.2 自动排出系统（成品箱转向）的 设计 内容 . 4 2.3 成品箱配出系统一般工艺流程 . 4 2.4 自动排出系统（成品箱 转向 ） 的初步设计方案 . 5 2.5 成品箱排出系统（成 品箱转向）的初步设计法案流程图 . 5 2.6 本章小结 .6 第三章 成品箱自动排出 系统中机架部分的设计 .7 3.1 机架部分的总体设计 . 7 3.2 机架部分中的本体结构 . 8 3.3 机架部分中的 定位 结构 . 8 3.4 本章小结 . 9 第 四 章 成 品箱自动排出 系统中 成品箱传送机构 的设计 . 10 4.1 传送 机构 的 总体设计 . 10 4.2 传送 机构 中的 电机的选取 . 11 4.3 传送 机构 中的轴承 的选 取 . 12 4.4 传送 机构中 链传动的选取 . 13 4.5 传送 转机构中轴的 选取与 校核 . 15 4.6 传送 转机构中 辊 轴的 选取 . 18 4.7 本章小结 . 21 第 五 章 成品箱自动排出 系统中 成品 转向 机构 的设计 . 22 5.1 转向 机构 的 总体设计 . 22 5.2 传送 机构 中传感器的选择 . 22 5.3 转向机构中气动设计 . 23 5.4 气缸原件的选择 . 24 5.5 转向机构中辊筒的选择 . 26 5.6 转向机构的总设计图 . 28 5.7 本章小结 . 28 第 六 章 结论 . 29 参考文献 . 30 附录 . 31 外 文 论文 原文 . 31 中文 论文翻译 . 41 装配图明细表 . 51 谢辞 . 53 第一章 绪论 1.1 制造行业的发展情况 近几年来“中国制造”成为了最热门的关键词之一，被越来越更多人所关注，虽然制造业仍是我国经济发展中重要的一部分，但在不知不觉中已慢慢步入高成本时代，部分行业产能过剩，相当一 部分企业应对危机的能力、技术研发的能力均较为薄弱，企业核心技术缺失、工业创意相对落后的状况较为普遍，这些问题都严重制约了我国制造业的生存与发展空间。面对着越来越多未知的挑战，我国制造业企业必须以战略的眼光和高度，遵循与自身掌控的资源及能力相匹配的原则，立足于打造企业的长期竞争力，根据企业的不同状况确立适合的战略及实施步骤，做出持续不懈的努力，逐步实现转型与升级。 一、 中国制造业的积极作用 ： 目前中国制造业创造了 GDP总量的 1 3，贡献出口总额的 90。从 1978 2006年，我国规模以上制造业增加值，按 可比口径计算，年均增长约 15，高于全部工业与 GDP 年均增幅，自此，加工贸易无论是在 GDP 增长中的份额，还是对经济增长的拉动都凸现了它的重要地位。特别是 1998 2008 年，加工贸易对经济增长的贡献度每年平均达 58 6，对经济增长的拉动度达 4 8 个百分点（以GDP 平均增长率 8计算）。中国制造业每产生 10的增长，就能拉动全球经济增长 1 个百分点。中国在全球制造业体系中扮演着独特角色，既是其他国家和地区产业内贸易的伙伴，又是垂直分工中的重要环节 世界制造业中心。 年份 占世界制造业出口比例 占世界制造业出 口比例 1980 0.80% 1.10% 1990 1.90% 1.70% 2000 4.70% 3.50% 2005 9.60% 6.60% 注：中国制造业占世界制造业进出口比例 二、 中国当前制造业的发展以及现状 ： 2001 年，中国加入了世贸组织，对于我国一直以来是国民经济一大支柱之一的制造业，既是机遇同时也是挑战。 虽然中国的很多制造业产品产量均位于世界前列，其中钢、水泥、化肥、化纤、数字程控交换机等重要产品产量为世界首位。但按人均制造业产品数量比较，我们就处于一个非常 落后的地位。人 均制造业产品的水平，不仅反映了一国制造业生产的规模，也反映了一国经济生活的质量和水平 。低水平制造产品的相对过剩，替代不了高技术含量制造产品的绝对短缺。 国家 制造业劳动生产率 制造业的增加值率 中国 1.10% 26.23% 美国 4.38% 49.22% 日本 4.37% 48.35% 德国 5.56% 27.92% 三、 中国制造业存在的严重问题 ： 中国制造业存在着很多的问题，一是发展方式粗放，长期以来过于依赖物质资源投入，依靠土地、劳动力的低成本优势，资源能源消耗过多，环境污染严重。二 是科技创新能力不强，在基础原材料、重大装备制造和关键核心技术等方面与世界先进水平还存在较大差距，很多重要产业对外技术依存度高，许多核心关键技术受制于人。三是产品附加值不高，缺乏自主品牌。中国制造业实际上最主要的优势是利用了它的劳动力成本的优势和它的资源，牺牲了大量可复制的资源，增加了我们环境污染，来获取了我们制造业的一点点国际上优势。 四、 中国制造业未来的走向 ： 在劳动力成本渐渐升高的时代，依靠着丰富劳动力资源的中国制造业将面临着更严峻的挑战。中国制造业要进行转型是必然的选择。中国制造业产品产业链大部分 属于加工企业，效率问题实际上是很大的问题。我们怎么才能从依靠劳动力优势、依靠高能耗的消耗，到依靠技术、依靠品牌，在产品价值链上往高端去发展，这是中国制造业存在的主要问题，如何实现产品从价值链的低端往高端发展。 制造业不仅对于中国，与世界上的其他国家，都是社会进步与富民强国之本。任何一个大国为了自身的发展和安全，都将装备制造业的发展和升级作为国家战略来对待，高度发达的装备制造业是实现工业化的必备条件，也是一个国家综合竞争力的重要标志。拿美国来说，虽然其服务业已经超过 80%，但是它还是世界上制造业最强的国家 。可见制造业特别是装备制造业始终是高于 GDP 的速度在增长，它已经成为我国最大的产业和国民经济重要的组成部分。所以制造业对于中国现在甚至在以后很长的一段时间里，依然是不可或缺的一部分。但是我国的制造业和国际先进水平的差距依然是显而易见的。而且以产业低端的为主，附加值较低。能源消耗大，污染比较严重也是存在的严重问题。中国制造业转型升级是必然地选择，相信在不断的尝试不断的努力之后，中国的制造业会实现一个新的目标，走向更高的一层。同时制造业区际转移的展开也将标志着我国制造业结构调整和增长方式转型的全面启动，这也是对 中国制造业前景的一个良好的信号。沿海地区以 OEM 生产方式发展起来的制造业，正面临生产要素价格上涨以及资源、能源短缺和高消耗的影响，产业转移压力巨大，迫切要求转向更具成本优势和资源优势的地区，在金融危机的大背景下正是对接形成跨区域产业链的有利时机，而金融危机使中国制造业区际转移的临界点提前到来。一方面，区域差异的趋缓为产业转移提供了必要的宏观条件。目前我国工业和制造业发展呈现出“东慢西快”的态势。从历史经验来看，当经济处于下行期时，我国区域经济发展的差距呈缩小之势，目前“东慢西快”的区域增长状况也反映了这一规 律。另一方面，中国制造业区际转移的潜力巨大。中国经济具有纵深的腹地，沿海经济带，中部经济带，东北、西北和西南经济带，每一个经济带之间具有非常良好的功能承接和产业替补的优势。在多管齐下的改变下，中国的制造业一定会实现质的飞跃，实现由“制造”到“创造”的转变。 1.2 非标自动化设备的应用状况 国家政策对机械工业的大力支持，使得我国机械工业的销量得到了高速的增长。产业规模也得到了持续的扩大。这些都得益于中央施行应对国际金融危机的一揽子计划。机械工业的高速稳定的回升，也归益于国家政策的大力支持，相关产业的振兴和 调整的计划的落实。因此，国家的相关政策为机械行业提供了一个非常好的发展契机。 自动化在机械产业中的比重占有很高的 地位 。自动化装备 可以进行单一的重复性工作、可以进行长时间的工业作业、可以进行复杂的精密控制、可以进行高危险的工业作业等。在国外的制造业发张进程中，自动化装备占有很大的比重。国际标准自动化设备的比率值为 55，然而大多数国外企业的自动化设备比率值都远远的超过这一比率值。而在国内，我国制造业的自动化设备的比率值仅为 22。因此，我国在自动化发展的道路上，仍有很大的差距。 针对各种行业的不同需求，自 动化设备中的非标自动化设备近些年得到了快速发展。非标准自动化设备 是根据企业的实际需要自行设计的设备。并不是按照国家标准来制造的。相对于标准自动化设备，非标自动化设备的使用条件相对特殊。所以 ， 标准自动化设备在一定程度上根本无法实现非标自动化设备的功能但非标自动化设备在一定该条件下却可以 实现标准自动化不能实现的产量，因此作为标准自动化补充 的非标自动化设备 ，已经广泛应用于汽车零部件的生产制造及安装，电子电器生产线产品输送以及加工制造业装配行业等众多行业。在我国， 50%的非标自动化产品应用于汽车制造业，而电气电子行 业的非标自动化产品也达到了 10% 15%。根据国际机器人工业联合会（ IFR）的预测， 2014 年中国将成为全球最大非标自动化设备市场，销量为 35 万部，比 2011 年增长约 60%，占全球总销量 17%。 国内制造业自动化设备应用状况为： 1.设备国产率低 在我国制造业转型的过程中，大部份 非标 自动化设备 与标准自动化设备 都不能达到完全 的 国产，仍然需要在相关技术产品上取得突破。 2.智能化较少 在工业生产中， 当 自动化 技术 发展到极致之后， 人类 就需要突破自动化 技术的屏障 逐步 向智能化 技术 发展， 因此 在整个生产过程中，人类起的就是对相关智能设备进行日常维护和调试 的作用 。 1.3 毕业设计的目的和意义 随着社会和经济的发展，机械加工工业对自动化的要求越来越高了。为节省劳动力，提高工作效率，先前单一的手工操作加工已经远远满足不了现代化生产加工的要求，机械加工都朝着自动化的方向发展。本课题所要开发的 热封编带 机，正是是结合自动送料，进料 ，封装 加工等 功能 的全自动 编带机 设备，达到了节省生产时间、降低成本、提高产品质 量稳定性等目的。 通过本课题的研究，保证了 编带机 的加工各项要求，提高了生产效率，基本实现了加工的自动化；提高了我们在产品加工、加工方法、装夹等方面分析解决问题的能力。为我们今后的工作和学习打下了一定的基础。 1.4 毕业设计课题研究内容 1.4.1 毕业 设计 研究 内容 热封编带机 ，其实本质是一套上料下料传输系统 。通过自动化控制、进给、反馈等技术，从而实现对工件传输的自动化控制。在将该传输过程进行分析的划分之后，对各个过程进行相关设计，再联结成整体，便形成了初步的方案。参考查阅资料对方案进行完善之后，通过论证 最终形成了最后的方案。 1.4.2 毕业设计 研究目标 1.根据设计要求 ， 设计出能够满足设计要求的自动化设备完成 自动送料，进料 ，封装 加工 的全过程。 2.根据设计要求，设计出能够满足市场需求并且节约成本的自动化热封编带机。 1.5 本章小结 本章主要介绍了 制造 行业的相关背景以及非标准自动化设备的主要应用，确定了毕业设计课题的目标以及具体任务。 为以后工作的具体开展打下了基础 。 第二章 热封编带机 的初步认识和设计 2.1 热封编带机 的背景技术 随着社会和经济的发展，机械加工工业对自动化的要求越来越高 了。为节省劳动力，提高工作效率，先前单一的手工操作加工已经满足不了现代化生产加工的要求，机械加工都朝着自动化的方向发展。本课题所要开发的 热封编带 机，正是是结合自动送料，进料 ，封装 加工等 功能 的自动 编带机 设备，达到了节省生产时间、降低成本、提高产品质量稳定性 等目的。 2.2 热封编带机 的设计内容 热封编带机是能够把无序的芯片进行有序排列并包装成带的设备 ,编带机能够提高芯片的利用率。它的主要功能机构有自动送料机构、编带机构和热封机构等。 2.3 成品箱排出系统一般工艺流程 根据行业 规范 ， 编带机 ，一般可分为两大部分：一是 芯片的 送料 ；二是 芯片的冷封装 。 芯片的送料一般通过送料机构实现箱子的转向，成品箱的运输一般通过传送带实现。但是这种传统的编带机占用面积一般过大而且过于笨重。 图 2-3 传统 编带机 系统 2.4 热封编带机 的初步设计方案 热封编带机在行业中已经广泛的存在，热封编带机的出现在一定程度上提高了企业的生产效率，并且极大地节省了人力。节约了劳动成本，提高了企业的盈利。所以热封编带机在生产企业的传统生产链中起着举足轻重的作用。 所以， 基于此种情况，我们对热封编带机进行了重新设想、重新整合与重新设计。 编带的工艺流程 :芯片在传送带上 ,当传送带启动运转时 ,芯片沿传送带运行 ,在轨道上有缺口 ,当芯片通过这些区域时 ,轨道会剔除一些芯片 ,使通过的芯片能够以正确的姿态进入直线传送带中。编带机构是整个设备的核心机构 ,它主要是由伺服电机带动吸嘴在 Y 轴、 Z 轴上运动 ,实现吸嘴在水平运行的同时能够上下运行的合成运动方式。走带步进电机在吸嘴降到编带角度时动作完成编带任务。要利用热封机构对料盒进行热封 ,同时步进电机要完成输送料盒和编带功能。最后卷带装箱。 2.5 热封编带机 的初步设计法案流程图 前期产品的加工 送料机构 进 入分离机构 前期产品的加工 芯片装盒 进入传送机构 达到位置 冷封装载盒 送出芯片载盒 图 2.5 设计的热封编带机 2.6 本章小结 本章主要介绍了课题背景技术、课题的技术领域、设计内容以及设计师应注意的事项。 提出了编带机系统中热封编带机机械机构的基本设计方案。对编带机的自动送料机构、编带机构和热封机构等 组成部分进行了介绍。 分离芯片 电机带动传送带运输芯片 使芯片到达指定位置 热封芯片 在电机的作用下实现芯片的封装 第三章 热封编带机 中机架部分的设计 3.1 热封编带机 机架部分的总体设计 设备的机架是热封编带机 机械部分的主体，其设计准 则 应 包括满足工况 的 要求，满足刚度 要求 、强度要求以及 机械设备 稳定性的要求。根据机械手册中介绍，机架按 照 外形可 以 分为网架式、框架式、梁