撕膜机之剥料机构的设计与仿真毕业论文.docx

毕业设计说明书（论文）中文摘要近年来，随着手机等行业的兴起，手机贴膜等产品的需求与日俱增，撕膜机在这样的情况下也迎来了它的春天。撕膜机是一种可以安全快捷地将膜从冶具上撕下来的机器。本文即是根据需求，对撕膜机中的剥料机构进行研究设计。根据原始的数据和生产要求，对撕膜机中的剥料机构进行了解，并对剥料机构中的重要零件进行了选型和计算，设计了剥料机构的具体结构，选用了合适的气缸和线性滑轨，并通过他们对其他零件进行设计，而且画出了他们的三维和二维图，还对他们的运动进行了仿真。剥料机构是撕膜机的重要组成部分，它的良好设计能给撕膜机带来更好的工作效果。关键词撕膜机 计算选型 结构设计 绘图 仿真毕业设计说明书（论文）外文摘要title design and simulation of tear film strip feeding mechanism of the machineabstractin recent years, with the increasing demand for mobile phones and other sectors rise, mobile phones and other products of the film, tear film machine in this case it also ushered in the spring. tear film machine is a safe and efficient manner on the film torn from the rule of the machine. this paper is based on the needs of the tear film machine stripping material research and design institutions. according to the original data and the production requirements of the tear film peeling machine feeding mechanism to understand, and stripping the feeding mechanism of the important parts for the selection and calculation, design concrete structures stripping feeding mechanism, the choice of the right cylinder and linear rails, and through them to other parts of the design, and to draw their three-dimensional and two-dimensional map, but also on their sport simulation. strip feeding mechanism is an important part of the tear film machine, its well designed to give a better tear film machine work results.keywordtear film machine calculated selection structural design draw simulation本科毕业设计说明书（论文） 第 页 共 页目 录1 绪论11.1撕膜机的概述11.2 撕膜机的工作原理21.3 撕膜机的一个工作流程21.4 本课题研究的目的和意义22 设计方案与工作原理32.1 总体设计32.2剥料机构的工作理32.3 剥料机构的设计思路43 气缸的选择43.1 气缸的介绍43.2气缸结构的选择53.3气缸缸径的计算73.4 气缸的安装形式93.5确定气缸的型号93.6剥料气缸的缺点和改进措施103.7压料气缸的优点103.8压料气缸的型号表示114 线性滑轨的选择114.1 确定使用条件114.2 确定形式尺寸134.3 静安全系数判断144.4 寿命计算175 轴的设计校核175.1 轴的材料选择175.2 轴的受力分析185.3 轴的校核186 轴承的选择186.1 型号的初选186.2 轴承的寿命计算197 实体建模197.1 软件介绍197.2 从动连扳建模197.3 滑板建模207.4 气缸安装板的建模217.5 摆杆的建模227.6 铰链座的建模227.7 气缸的建模238 撕膜机之剥料机构的装配258.1 滑块部分的装配258.2 薄型气缸部分的装配268.3 摆杆部分的装配278.4 换向轴部分的装配288.5 撕膜机总体的装配299 撕膜机之剥料机构的仿真设计329.1 定义伺服电动机329.2 创建运行分析349.3 回放结果并制作媒体播放文件36结论38致谢39参考文献40本科毕业设计说明书（论文）第 42 页 共 42 页1 绪论1.1 撕膜机的概述一种主要用于将黏附于工件（epd)表面的保护膜（用于保护物件）毫无损伤撕下的工具。撕膜机通过外形大小可以分为大型，中型，和小型，本次主要分析小型撕膜机的工作原理。一般的撕膜机的机台结构都是由收料轮，剥膜气缸，压料气缸，放料轮和冶具组成。它的工作电压为220伏，使用单相电源；小型撕膜机的整机功率大体为220瓦。可以用于大批量，多品种小型物件的表面保护膜的去除作业。1.2 撕膜机的工作原理撕膜机的汽缸带动安装冶具的滑台在线轨上作水平往复运动，完成物料的进给功能；马达通过时规带轮带动黏附膠带作步进运动，压料汽缸在垂直方向上做上下往复运动，完成膠带与工件表面压合的功能，剥料汽缸在水平方向上做前后运动完成将保护膜撕离的过程。如果工作过程中出现故障，马达断电，蜂鸣器报警，在触摸屏内会显示出故障原因，同时汽缸与马达均有机械档点，以保证出现故障后不会损伤及其它工件1。图1-1 撕膜机的结构图1.3 撕膜机的一个工作流程 (1）各汽缸位于初始位置，触摸屏内显示就绪，（2）在制具上放要撕膜的工件单手启动任一启动开关打开吸真空。（3）手指同时放入左右感应开关中启动机器，（4）治具汽缸回(初始位为出位)，完成物料进給，（5) 剥膜汽缸出(初始位为回位)， (6）压料汽缸出(初始位为回位), 使料带(膠帶)接触要撕离的膜，（7）剥膜汽缸回，（8）压料汽缸回，（9）破真空，（10）治具汽缸出(取出工件)，（11）电机带动料带运行一定的时间，完成一个循环。1.4 本课题的研究目的和意义撕膜机主要用于将粘附于工件表面的保护薄膜(用于保护物件)毫无损伤的撕下。本设计课题主要研究某一类型的撕膜机的功能、机构原理和零部件结构，针对设备运行过程中出现的工程问题，进行撕膜机之剥料机构的设计。并利用cad软件创建相关的机构的实体模型和机构运动仿真。在设计实践中，学生将综合运用所学专业知识和理论，从而培养学生的产品设计能力、机械绘图能力及计算机仿真能力。2 设计方案与工作原理2.1 总体设计图2-1 总体外观三维图撕膜机的剥料机构通过水平和竖直方向上的气缸来输出动力，使滚轮上下左右运动，带动上面的粘性缪带进行撕膜运动。整个剥料机构包括两个气缸，左右挡座，浮动接头，从动连板，滑板气缸安装座，摆杆，滚轮和安装在滑板里面的线性滑轨等零件构成，左右挡座档点位置可以调节。挡座不仅可以在剥料机构在工作过程中进行定位，而且还可以在气缸发生故障时保护其他零部件不受损害。另外还设计了摆杆，它通过弹簧和压料气缸安装座上的调整螺钉相连，不仅可以减轻压料气缸的轴向负载力，还可以减轻气缸撕膜时的横向载荷，更加有力于剥料机构的稳定2。2.2 剥料机构的工作原理剥料机构通过气缸来带动其他零件的运动，首先剥料气缸工作，气缸杆水平向左进行运动，带动和它连接的从动连扳一起运动，然后通过从动连扳带动安装在线轨上的其它零件一起运动，运动行程为60mm，运动到位后，竖直方向的压料气缸开始工作，带动他下面的滚轮一起向下运动，行程为20mm,此时滚轮正好压紧放在物料台上的工件，并且使滚轮上的粘性缪带紧黏附在所要撕的膜上，此时剥料气缸作回程运动，带动剥料滚轮上的缪带把工件上的膜撕开，等剥料气缸杆回到初始点后，压料气缸开始运动，使各个零件回到初始位置。完成一个剥膜运动。2.3 剥料机构的设计思路先选择符合条件的剥料气缸和压料气缸，再选择合适的线轨，轴和 轴承，对它们进行校核，然后通过这些标准件确定各个零件的大小尺寸，完成剥料机构的设计3。3 气缸的选择3.1 气缸的介绍3.1.1 气缸的典型结构和工作原理以生活中最常使用的单杆双作用气缸为例。图3-1显示了气缸的典型结构，前端盖、缸筒、活塞、活塞杆等零件共同组成了气缸。双作用气缸有两个腔，他是由活塞杆来区分的，没有活塞杆的是无杆腔，有活塞杆腔的是有杆腔4。每当无杆腔开始压进空气时，空气推动活塞，使有杆腔克服阻力向外运动；当有杆腔开始压进空气时，会使无杆腔体积变小，也就是气缸杆向内进行运动，当有杆腔和无杆腔交替变换压缩空气时，会使气缸杆作内外往复运动，可以带动物体作往复运动5。图3-1 普通双作用气缸1、3缓冲柱塞 2活塞 4缸筒 5导向套 6防尘圈 7前端盖 8气口 9-传感器 10活塞杆 11耐磨环 12密封圈 13后端盖 14缓冲节流阀3.1.2 气缸的分类气缸有很多种，可以按它的功能、结构特征、驱动方式或安装方法等来进行分类。下面对它的分类方法进行介绍，以结构特征来分类，气缸有活塞式气缸和膜片式气缸两种。按运动形式来分类，气缸有直线运动和摆动两种。3.2 气缸结构的选择3.2.1 剥料气缸的结构要求和选择剥料气缸在结构方面只要求能带动气缸作水平方向的往复运动即可，没有特殊要求，可以选择普通的双作用气缸。3.2.2 剥料气缸的结构原理下面的图3-2就是普通的单杆双作用气缸的结构简图，单杆双作用气缸一般都是由密封件，缸筒，活塞，前后缸盖等零件组成6。缸筒7通过前后缸盖固定连接。前后缸盖通过活塞杆来区分，有活塞杆的就是前缸盖如5，没有的就是后缸盖如14。进排气的通孔开在缸盖上，有的上面还安装了气缓冲机构。在前缸盖上有密封圈和防尘圈3，还有导向套4在上面用来提高导向精度。活塞杆6和活塞9之间紧紧相连。活塞上不仅有密封圈10，11用来防止活塞的左右两腔相互漏气，还有耐磨环12用来提高气缸的导向性。缓冲垫8装在活塞两侧，一般的缓冲垫都为橡胶制成的。如果是用气缓冲话，那么活塞两侧沿轴线的方向就会装缓冲柱塞，同时在缸盖上装缓冲套和缓冲节流阀，当气缸运动到端头时，缓冲柱塞就会进入缓冲套，气缸的排气需要经过缓冲节流阀，这样就会增加排气阻力，用来产生排气背压，会形成缓冲气垫，起到缓冲作用7。图3-2 普通双作用气缸 1，13弹簧挡圈 2防尘圈压板 3防尘圈 4导向套 5杆侧端盖 6活塞杆7缸筒 8缓冲垫 9活塞 10活塞密封圈 11密封圈 12耐磨环 14无杆侧端盖3.2.3 压料气缸的结构要求和选择竖直方向的行程只有20mm，行程相对而言较短，而且压料气缸还要尽量轻便以减轻线轨的压力，因此可以选择薄型气缸。为了更好的控制行程，可以在活塞上安装磁环。3.2.4 压料气缸的结构原理1. 薄膜式气缸结构如图3-3就是薄型气缸的工作原理图，它用膜片来代替活塞，膜片有盘型膜片和平膜片两种，一般用橡胶和钢片或青铜片制成，厚度一般为5-6mm。图3-3所示的膜片是气缸的原理类似于单作用的弹簧复位式气缸，在工作时。膜片在空气的推动下推动活塞杆运动。它的优点主要有：结构简单，密封性好，质量较轻，成本低，无磨损件和维修方便等方面。缺点主要是行程较短，一般不会超过50mm。平膜片的会更短。图3-3 薄膜式气缸1缸体 2膜片 3膜盘 4活塞杆2. 磁性开关气缸磁性开关气缸在活塞上装有磁环，薄膜气缸装在膜片上。在缸筒上装有磁性开关。磁性开关可以通过检测活塞的位置来控制行程位置，因此就不需要在缸筒上安装行程阀或者行程开关了，也不需要在活塞杆上装挡块了8。其原理图如图3-4所示，它在气缸的活塞部位装有永磁环，在缸筒上则装有舌簧开关，当装有永磁片的活塞运动到舌簧片附近时，磁力线会使其磁化，两个环片就会吸引接触，开关就会接通。反之，当永磁片离开时，开关就会断开，开关的接通和断开会使电磁阀换向，从而实现气缸的往复运动9。图3-4 磁性开关气缸1动作指示灯 2保护电路 3开关外壳 4导线 5活塞 6磁环 7缸筒 8舌簧开关3.3 气缸缸径的计算3.3.1 气缸缸径的计算方法101. 先求出气缸的轴向负载f2. 求出气缸的平均速度v 式（3-1)其中s是行程，t为一个行程的时间。3. 根据速度选定负载率当气缸低速运动，v 100 mm/s 时，0.65；当气缸中速运动，v100500 mm/s 时，0.5；当气缸高速运动，v 500 mm/s 时，0.35。4.根据负载率求出气缸的理论输出力ft 式（3-2）其中f为气缸的轴向负载，为选定的负载率。5. 求出气缸的直径d 式(3-3)3.3.2 剥料气缸缸径计算1. 气缸的工作环境水平方向的气缸要求能带动安装在线性滑轨上的零部件作水平往复运动，已经知道气缸的工作压力为0.5-0.6pa，水平方向的行程为s=60mm，一个行程要求时间为0.5s，由于线性滑轨的摩擦系数太小，所以忽略不计，在撕膜时，气缸要给出一个大约60n的撕膜力，要求符合条件的气缸11。2. 缸径的计算步骤先估算气缸的轴向负载f = 60n根据（3-1）计算气缸的平均速度根据速度可以选定负载率=0.5根据(3-2)求出气缸的理论输出力根据（3-3)求出气缸直径(p取0.6mpa)这样可以得出选取的气缸缸径要比16mm略大。3.3.2 压料气缸缸径计算1. 气缸的工作环境压料气缸安装在气缸安装板上，安装板和滑板，滑块相连接，所有的重力都作用在线轨上，为了减轻线轨的压力，所以压料气缸要比较轻便。气缸在0.5-0.6mpa的工作压力下，带动铰链座和滚轮作上下往复运动，行程为30mm，要求在0.3秒内完成一个行程，气缸要通过剥料滚轮对物体视施加100n的压力12。2. 缸径的计算步骤先估算气缸轴向的负载根据（3-1）气缸的平均速度选定气缸的负载率根据（3-2）确定气缸的理论输出力根据（3-3)确定气缸的缸径（p取0.5mpa）可以确定压料气缸缸径要大于22.6mm。3.4 气缸的安装形式3.4.1 常见的安装形式常见的气缸安装形式有：（1）固定式气缸 气缸固定安装，有脚座式和法兰式两种。（2）轴销式气缸 缸体绕固定轴作一定角度的摆动，有 u 形钩式和耳轴式两种。（3）回转式气缸 缸体固定在机床主轴上，可以随机床主轴作高速旋转运动。（4）嵌入式气缸 气缸缸筒直接制作在夹具体内13。3.4.2 剥料气缸的安装方法缸的安装形式根据安装位置和使用目的等因素决定。一般情况下，采用固定式气缸。这里面对水平剥料气缸没有特殊的固定要求，我选取了脚座式的安装方法。3.4.3 压料气缸的安装方法薄型气缸的安装形式有通孔（标准），两端螺孔，脚座型和杆端法兰型等方法，本次选择的安装类型为标准的通孔方法，主要优点是安装简单方便14。3.5 确定气缸的型号3.5.1 剥料气缸的型号根据得出的缸径大小和行程等方面的要求，我查找资料选取了一个符合要求的气缸，它的型号为cdm2b20-75，缸径为20mm，行程为75mm，是双作用气缸，完全符合要求。3.5.2 压料气缸的型号根据气缸缸径和行程的要求，我查找资料选择了一种类型的薄型气缸，它的型号为cdq2b25-35dm-xc8，它的缸径为25mm，行程为35mm，双作用类型，符合要求15。3.6 剥料气缸的缺点和改进措施这种类型的气缸行程较大，而行程越长，活塞杆前端容许的横向载荷越小，在一定横向载荷的情况下会导致气缸出现偏心的情况，偏心严重的话，不仅会导致气缸精度下降，还会导致活塞杆密封圈发生不均匀的磨损。针对这种情况，可以在气缸杆的端面加上浮动接头，能够有效地补偿被驱动体和气缸的偏心，弥补平行精度的不足16。图3-5 浮动接头的工作方式3.7 压料气缸的优点此种气缸使用磁性开关来控制气缸的行程位置，不需要在缸筒上安装行程阀或行程开关来检测气缸活塞位置，也不需要在活塞杆上设置挡块，设置方便。而且它无需给油，减少人工操作。不仅如此，它还可以承受相对较大的横向负载，可以满足滚轮撕膜时的横向力。3.8 压料气缸的型号表示图3-5 压料气缸型号的表示方法根据图片3-5，就可以知道cdq2b25-35dm-xc8型号气缸是一个内置磁环，缸径25mm,满行程为35mm，采用通孔安装方式的双作用薄型气缸。4 线性滑轨的选择4.1 确定使用条件选用线性滑轨通常需要计算负荷，其必要的条件需得知：4.1.1 组合图4-1 剥料结构线轨组合方式跨距的尺寸：滑座之间的相互尺寸，如图4-2所示为l0与l1。l0:为机构上单支滑轨上滑座之间的距离。l1为机构上双支滑轨之间的距离。l0与l1的尺寸大小容易影响整组线性滑轨组合的刚性与使用寿命。图4-2 线轨的组合和受力分析本结构选用的线轨只有一个滑轨，但有两个滑块，滑块之间中心距离为45mm。4.1.2 安装姿势一般的安装姿势有水平、竖直、倾斜、壁掛、吊下等方式，本机构的线轨采用掛壁的安装姿势17。4.1.3 作用负荷1.作用负荷的大小线轨受到物体的重力，各零件总体的质量大约为10kg；另外还受到气缸对它的牵引力，大约为60n。2. 作用负荷的方向和位置气缸的牵引力为水平方向，位置基本上与滑块中心平行，偏移可以忽略不计。但是竖直方向所受的重力因为壁掛的安装方式，力的方向与滑块中心不在一个平面，如图4-3。大致估算偏离为60mm。图4-3 壁掛安装的物体重力方向4.2 确定型式尺寸4.2.1 选择合适的型式因为滑轨要承受一个比较大的侧向力，还要承受一个较大的力矩，所以要选择一个高负荷，高扭矩的线轨。我查找资料，选取了一款符合条件的线轨型号，为mr微型滚珠线性滑轨。它采用哥德式45度四方向负荷结构，能四个方向等负荷，能提高负荷能力，如图4-4。图4-4 哥德式45度四方向等负荷结构4.2.2 确定滑轨的长度物体行程为60mm，并且两滑块左右两端之间的距离为90mm，并且滑轨两端还要预留一些安全距离，最后可以定滑轨总厂为190mm。4.2.3 预压选用表4-1 预压选用表预压等级微间隙、零间隙轻预压中、重预压使用状况1.冲击小1.悬臂使用1.冲击大2.两轴并列使用2.单轴使用的场合2.高振动3.精度要求不高3.轻负载3.重切削场合4.滑动阻力小4.高精度要求5.往复负荷较小场合应用范例1.焊接机1.nc车床1.机械加工中心2.切断机2.放电加工机2.nc车床，铣床3.材料供应机构3.精密xy平台3.磨床进给轴4.刀具交换机构4.一般加工机z轴4.刀具进给轴5.一般机构xy轴5.工业用机械手臂6.包装机6.线路板打孔机根据表格可知线轨应该选用轻预压，因为线轨受到轻负载。4.2.4 线轨的型号最终选定型号为mr15mnss2v1n-190l-15-15-i。此型号的定义为见下图4-6.图4-5 型号定义4.3 静安全系数判断4.3.1 计算负荷大小竖直方向重力大小式(4-1)物体重力偏移的力矩式（4-2)力矩对滑块所造成的力式（4-3） 式中为滑块在滑轨两侧力的作用点间距离。4.3.2 等效负荷计算等效负荷re式（4-4)式中rn为径向负载，sn为侧向负载已求出侧向负载为w，径向负载为fm，带入公式(4-4)可得因为有两个滑块，单个滑块所受等效负荷为650kgf。4.3.3 确定静安全系数1.静额定负载安全系数2. 确定接触系数式（4-5）表4-2 接触系数表靠紧时滑块的个数接触系数fc20.8130.7240.6650.61通常使用1根据表格可知道接触系数为0.81。3.根据式（4-5）计算静安全系数大小式中额定静负荷c0查资料可得为4200kgf。4.静安全系数判断表4-3 安全系数与运转情况表格运转情形s0一般运转1-2震动或冲击2-3高精度及高平稳运行3根据所求的安全系数5.23对照表格可知线轨可以高精度平稳运行。4.3.4 寿命计算1. 计算额定寿命 式（4-6）式中l:额定寿命（km)，c:基本额定动负荷（kgf)，p：计算负荷（kgf)，fc:接触系数，fh:硬度系数，ft:温度系数，fw:负荷系数。查资料可得mr型线性滑轨基本动额定负载c=2052kgf。硬度为hrc58度，fh=1。温度为常温，ft=1。接触方式为两个滑块靠近接触，fc=0.81。速度为0.12ms,fw=1。计算的p为650kgf。代入公式（4-6）为2. 计算寿命时间计算公式式（4-7）式中ln：寿命时间（h)。l：额定寿命（km），ls：行程长度（mm)。n1：每分钟往返次数（min-1）。已知额定寿命为836km，行程长度为60mm，每分钟往返次数为30次，带入公式（4-7）得线轨至少可用3870小时。5 轴的设计校核在剥料机构的所有轴中，只有剥料滚轮的芯轴需要校核，其它轴上所受的力都太小，只要满足轴的直径能够和其他零件匹配就可以了。5.1 轴的材料选择所有轴的材料都选择为调制45钢，这是在生活中运用最广泛的一种材料之一。5.2 轴的受力分析剥料滚轮的芯轴两端通过轴承来固定支承，中间固定剥料滚轮，它是一个心轴，只要承受径向上的力就可以了，下图5-1为轴的受力分析图。中间的滚轮给冶具上的物体施加一个竖直向下的100n的压力，给轴带来了100n的反作用力，轴的两端轴承部分就会给轴一个50n的支承力。图5-1 轴的受力分析5.3 轴的校核（1）最大弯矩计算根据材料力学所学的内容，可以判断出在轴的中间部分所受的弯矩最大，所受弯矩大小为： 式（5-1）（2） 求轴的最小直径查找资料可知，45调制钢的许用疲劳应力为180-165，可以求出最小直径为：式（5-2）剥料滚轮的芯轴的直径为6mm，满足强度要求。6 轴承的选择6.1 型号的初选剥料机构上的轴承都只要承受径向负载，所以选择深沟球轴承，根据轴端的尺寸，可以选择剥料滚轮芯轴的轴承内径为5mm，选择轴承的型号为fl695zz；而其他轴的轴端尺寸为12mm，可以选择轴承内径为12mm的6901的轴承。6.2 轴承的寿命计算选择受力最大的轴承fl695zz进行计算6.2.1 轴承的负载轴承只受到径向的负载查找资料可知轴承fl695zz的极限径向载荷为430n,符合要求。6.2.2 轴承的寿命计算要计算轴承寿命首先计算当量载荷，其计算公式为:式（6-1）式中 p为当量动载荷；fr为轴承所受径向载荷；fa为轴承所受轴向载荷；x为径向动载荷系数，y为轴向动载荷系数。查表得x为1，y为0，带入公式（6-1）进行计算：计算完当量动载荷，根据寿命公式计算轴承的寿命：查得样本，单列fl695zz的额定动载荷为1080n，轴承的转速为7200r/h。计算寿命按最小寿命计算：式（6-2）可以确定轴承fl695zz至少可以使用23328小时。7 实体建模7.1 软件介绍 现在随着科学的进步，计算机所用的技术也提高迅速，每个行业都有各自独自的软件，现在，三维设计越来越多地运用到实际生活当中来。pro/e作为众多三维设计软件中典型的一个，在全球得到了广泛的应用，并且渐渐成为最普及的绘图软件之一。pro/e具有二维草图绘制、实体零件建模、零件装配、零件仿真等多种实用功能，并且具有多功能，全面化等优点，更能吸引操作者。目前，能够熟练的操作pro/e已经成为各行业工程师必备的技能之一18。用pro/e绘制实体图时，“打开pro/e新建零件取消使用缺省模版确定选择mmns_part_solid确定”，就可以进入实体图绘制了19。7.2 从动连扳建模从动连扳的建模主要用拉伸来做，如图7-1所示为草绘平面图，先拉伸出大致的实体模型，然后在打孔，阵列，倒圆角就可以得出完整的实体模型，如图7-2为从动连扳的实体图。图7-1 从动连扳草绘图图7-2 从动连扳实体图7.3 滑板建模滑板的建模十分简单，首先草绘出整体结构，然后再进行打孔，阵列，倒角就行了。图7-3为滑板的草绘图，图7-4为滑板的实体图形。图7-3 滑板草绘图图7-4 滑板实体图7.4 气缸安装板的建模气缸安装板的建模十分简单，先对主体进行拉伸，然后再进行拉伸切除，再打孔阵列倒圆角就可以得出气缸安装板的三维模型。图7-5为气缸安装板的草绘图片，图7-6为气缸安装板的实体模型。图7-5 气缸安装板的草绘图图7-6 气缸安装板的实体模型7.5 摆杆的建模摆杆的建模十分简单，先进行拉伸，然后再拉伸切除，倒圆角就可以了。图7-7为摆杆的草绘图，图7-8为摆杆的实体图。图7-7 摆杆的草绘图图7-8 摆杆的实体图7.6 铰链座的建模先建立铰链座的实体模型，完成各个地方的打孔和倒圆角，然后用螺旋扫描完成螺纹的建立。图7-9为螺纹的轨迹图，图7-10为螺纹的截面图，图7-11为铰链座的实体模型。 图7-9 螺纹的扫描轨迹图 图7-10 螺纹的截面图图7-11 铰链座的实体模型7.7 气缸的建模气缸为标准件，为了仿真的需要，在进行气缸的建模时，气缸缸径大小，气缸大小准确，但有些地方省略了，只要保证能进行仿真即可，下面四幅图剥料气缸和压料气缸的实体模型。图7-12 压料气缸图7-13 剥料气缸8 撕膜机之剥料机构的装配撕膜机剥料机构的装配比较复杂，由于零件较多，我把装配分为了多个步骤，有多个装配组件。首先进行线轨部分的零件装配，然后进行压料气缸部分零件的装配，接下来为摆杆部分的装配，然后是换向轴部分和惰轮轴部分，最后将各个组件按顺序安装在总的撕膜机装配图上，这样总的装配就完成了。如图8-1为最后总的装配图。图8-1 剥料机构总装图8.1 滑块部分的装配滑块部分的连接都为刚性连接，首先新建一个组件，名字就命名为“huakuaibufen”，点击确定进入设计环境。添加文件“huaban”在系统放置部分点默认缺省位置，再添加文件“huakuai”，让滑板的面与滑块的面匹配重合，再将花滑块上的四个孔与滑板上的一一对应，就可以完成连接，再用同样的方法添加一个滑块。再添加文件“congdonglianban”，放置的方法与滑块基本一致，首先让从动连扳与滑板对应的两个面匹配重合，然后再将滑板上左侧的三个孔与从动连扳上的三个孔一一对应，这样就能完全约束从动连扳。再添加文件“qiganganzhuangban”，先将它与滑板之间要贴合的面匹配重合，选取孔的中心线，让它们对应的轴线对齐重合。最后将螺钉一一对应地放置在孔中，贴合面之间匹配重合，孔的中心线与轴的中心线对齐重合。然后轮到浮动接头的安装，添加文件“fudongjietou”，首先将浮动接头的中心线与从动连扳上端的圆形部分的中心线对齐重合，然后再将贴合的面匹配对齐，这样就完成了浮动接头的安装。然后是剥料气缸杆的安装，剥料气缸杆是插入在浮动接头的孔中，首先将杆插入浮动接头中，插入部分为10mm，匹配偏置两个端面为10mm就可以了。杆上和浮动接头连接部分有个螺母，将螺母与浮动接头贴合的面匹配重合，然后再插入杆上就可以了。这样滑块组件的装配就完成了。如图8-2为滑块组件的装配图。图8-2 滑块部分的安装8.2 薄型气缸部分的装配薄型压料气缸在杆和气缸部分为滑动杆连接，还有轴和轴承之间为销钉连接，其它部分都为刚性连接。新建一个组件，名称为“boxingqigangbufen”，点击确定进入设计环境。添加文件“boxingqigang”在系统放置部分点默认缺省位置，然后添加文件“boxingqiganggan”，选择连接方式为滑动杆，然后定义轴的连接为杆的轴线和气缸的孔的轴线之间的连接，将气缸杆的front面与气缸的front面匹配重合，这样就完成了气缸与气缸杆之间的连接定义。添加文件“luomu10”，将螺母与轴上相贴合的面进行匹配重合，然后将气缸杆的轴线与螺母孔的轴线进行对齐重合，这样完成螺母的安装。添加文件“jiaolianzuo”，将与螺母要贴合的面进行匹配重合，然后将气缸杆的轴线与铰链座上孔的轴线进行对齐重合，这样就完成了铰链座的安装。再添加文件“boliaozhouduanban”，将剥料轴端板与铰链座所要贴合的面进行匹配重合，然后再对两个孔上轴线与铰链座上两个孔的轴线一一进行对齐重合，这样就完成了剥料轴端板的放置，再添加一次文件“boliaozhouduanban”，按上次的方法定义铰链座上另一端的轴端板安装。添加文件“zhouchengfl6905”，将轴承孔的轴线与轴端板孔的轴线对齐重合，然后将轴承的端面与轴端板上固定轴承的端面进行匹配重合，完成一个轴承的放置，然后按照这个方法再在轴的另一面放置一个轴承。添加文件文件“boliaogunlunxinzhou”，选择轴和轴承的连接方式为销钉连接，将轴的中心线与轴承的中心线连接，然后将轴上固定轴承的端面与轴承的内端面重合，到现在才完成了一半，长时间右击鼠标，点击添加集，再定义轴的另一端和轴承的销钉连接，连接方法和上面相同。添加文件“boliaogunlunmiaozhou”，将缪轴上孔的中心线与心轴的中心线对齐重合，然后匹配偏置缪轴的端面与轴承内端面的距离为0.5mm，这样就完成了薄型气缸部分的装配。如图8-3.图8-3 薄型气缸部分装配图8.3摆杆部分的装配摆杆的装配在剥料滚轮轴和轴承之间使用的是销钉连接，其他部分采用的都是刚性连接。新建一个组件，组件名为“baiganbufen”，点击确定进入设计环境。添加文件“baigan”，在系统放置位置点缺省设置，再添加文件“zhoucheng6901”，将轴承孔的中心线与摆杆对应孔的中心线对齐重合，然后将轴承的端面与摆杆上对应的端面进行匹配重合，这样就完成了一个轴承的放置，再用同样的方法再放置一个相同的轴承在摆杆的另一端。添加文件“boliaogunlunzhou”，将滚轮轴与轴承之间进行销钉连接，轴的轴线和轴承的轴线相连接，轴承的端面与轴上的轴承端面重合，这样就完成一个轴承与轴的销钉连接，然后右击鼠标选择添加集，再定义一次轴与另一个轴承的销钉连接，如此，轴的连接定义就完成了。在轴上放置c型扣环，添加文件“cxingkouhuan”，将扣环的轴线与轴的轴线对齐重合，然后将扣环的端面与轴上它的贴合面进行匹配重合，这样就完成了c型扣环的放置。添加文件“tanhuanggudinxiao”，将弹簧固定销的轴线与摆杆上相对应的孔的轴线进行对齐重合，然后再将弹簧固定销与摆杆之间相贴合的两个面之间进行匹配重合，最后将固定销的front面与摆杆的front面进行匹配角度为0度。完成弹簧固定销的放置。放置弹簧固定销的螺母，首先添加文件，然后将螺母与固定销之间的轴线对齐重合，然后将螺母与摆杆之间相贴合的面进行匹配重合，完成螺母的安装。在摆杆的前段孔位置做一跳比较长的直线，为了摆杆部分在下面的安装做准备，如图8-4所示。图8-4 摆杆部分装配图8.4 换向轴部分的装配换向轴部分的装配只有轴和轴承之间为销钉连接，其他部分为刚性连接。新建一个组件，命名为“huangxiangzhoubufen”，点击确定进入设计环境。先添加零件“huanxiangzhou”,设置其放置为缺省放置，然后再添加零件“zhoucheng6901”，将轴承与换向轴的轴线对齐重合，再将轴承与换向轴贴合的面之间进行匹配重合这样就完成了一个轴承的放置，在用同样的方法放置另一个轴承。添加零件“huanxiangzhouxinzhou”，换向轴心轴与轴承之间为销钉连接，先将它们之间的轴进行连接，然后将贴合面重合完成连接。右击新建集，完成换向轴芯轴与另一个轴承的销钉连接。添加零件“cxingkouhuan”，将c型扣环用摆杆里同样的连接方式连接。这样就可以完成换向轴部分的装配。如图8-5。图8-5 换向轴部分装配图8.5 撕膜机总体的装配首先新建一个组件，命名为“simoji”，点击确定进入设计界面。8.5.1 撕膜机立柱部分的装配添加零件“simojilizhu”，设置为缺省放置。然后将线轨，左挡座，右挡座，等零件装在立板上，都是刚性放置，如图8-6为撕膜机立柱部分的装配图。图8-6 撕膜机立柱部分安装图8.5.2 添加滑块部分的组件添加滑块部分的组件，滑块部分组件与撕膜机组件之间为滑动杆连接，首先定义剥料气缸杆与气缸之间的滑动杆连接，分别为轴与轴连接，然后front面与front面重合，这样就定义完气缸杆与气缸的滑动连接：右击添加集，然后定义滑块与滑轨之间的滑动连接，首先滑块的轴与滑轨的轴连接，然后滑块与滑轨之间贴合的面重合，这样就可以定义玩滑块部分的组件放置。如图8-7为添加滑块部分的装配图。图8-7 添加滑块组件后装配图8.5.3 添加薄型气缸部分的组件添加薄型气缸部分的组件，它与撕膜机组件之间是刚性放置，将薄型气缸上的孔与气缸安装板上的孔一一对应放置就可以了。如图8-8为添加薄型气缸组件后的装配图。图8-8 添加薄型气缸部分后装配图8.5.4 添加摆杆部分的组件首先先在铰链座上添加销和扣环，然后通过销的轴线和铰链座的对称面来创建基准点，通过点和摆杆上的线建立槽连接，右击新建集，然后通过摆杆和铰链座上的对称面创建面连接，这样摆杆前端就可以在那个平面上的直线上做直线运动，再右击新建集，将摆杆上轴的轴线和滑板上的孔的轴线进行对齐重合，这样摆杆组件后面就能够绕轴运动，前端直线往复运动。如图8-9为添加摆杆组件后的组件图。图8-9 添加摆杆部分后的装配图8.5.4 完成总装图摆杆部分添加完后，继续添加弹簧，弹簧固定销等小零件，完成总装图，总装图如图8-10所示。8-10 撕膜机之剥料机构总装图9 撕膜机之剥料机构的仿真设计在撕膜机之剥料机构的设计仿真中，主要的运动为剥料气缸和压料气缸的左右和上下运动来带动零件的运动，运动中左右行程为60mm，上下行程为20mm，行程时间为向左为0.5s，向下为0.2s，因为运动时间太短，决定放慢十倍来进行仿真，下面为运动仿真的过程20。9.1 定义伺服电动机在已经装配好的组件中，在菜单命令中点击机构进入仿真界面。单机定义伺服发动机，首先定义向左方向的发动机，名字改为“xiangzuo”，连接轴选定为气缸的轴线，在轮廓部分设置速度为12，如图9-1为“xiangzuo”发动机的定义图。图9-1 “xiangzuo”伺服发动机定义图再定义一个向右的伺服发动机，名字为“xiangyou”，定义运动轴时反向，其他与向左发动机一样。定义一个向下的伺服电动机，如图9-2为“xiangxia”伺服电动机的定义图。定义运动轴是反向。图9-2 “xiangxia”伺服发动机定义图再定义一个向上的发动机，名称为“xiangshang”，定义运动轴时不需反向，其它与向下的伺服发动机一样。9.2 创建运行分析进行机构分析，如图9-3为机构分析图。机构分析名称为“simo”，类型选择为运动学。图9-3 机构分析图9.3 回放结果并制作媒体播放文件单机回放按钮，系统弹出如图9-4所示的对话框，单击其中的 按钮，打开如图9-5所示的对话框。 单击 （播放）按钮可以观察结果：单击 (停止）按钮结束运动仿真；单击捕获按钮，如图9-6打开了捕获对话框，单击其中的浏览按钮，可以选择文件的保存路径，并选择保存格式。完成后单击捕获对话框中的确定按钮，就可以制作媒体播放文件了。图9-4 回放图9-5 动画图9-6 捕获结 论在现今的生活中，手机普及很广，手机膜产量也在增加，对能够将手机膜等膜制品从冶具上安全高效地撕下来的撕膜机的需求也在增加。在这样的情况下，我对