机械毕业设计（论文）-轴类零件端面标记机设计（全套图纸） .pdf

论论 文文 题题 目目 轴类零件端面标记机轴类零件端面标记机 作作 者者 姓姓 名名 专专 业业 机械设计制造及其自动化机械设计制造及其自动化 指导教师姓名指导教师姓名 专业技术职务专业技术职务 高级实验师高级实验师 山东轻工业学院 2006 届本科生毕业设计（论文） 目目 录录 摘 要 2 第一章 标记机的工装夹持机构设计 3 1.1工装设计方案的选择 3 1.1.1三爪卡盘设计方案 3 1.1.2摩擦轮设计方案 3 1.2 机构零部件设计、选择 4 1.2.1电机的选择 4 1.2.2轴承的选择 4 1.2.3摩擦轮位置的设计 5 1.2.4夹紧气缸的选择 5 第 二 章 标 记 机 的 位 置 调 整 机 构 设 计 6 2.1快速进退机构设计 6 2.1.1 拖动气缸的选 择 6 2.1.2 导轨的选 择 7 2.2高度调节机构设计 9 第三章第三章 总总 结结 11 致 谢 12 参考文献 13 摘 要 在制造业信息化过程中，产品的标识已经被越来越多得企业采用，像汽车、 摩托车、航空航天、船舶、石油机械、工程机械、钢铁、工具制造、军工产品、 消防、模塑等行业，对各种材质的工件进行字符、图形等永久性标记。 文章针对轴类零件端面标记机的系统组成，系统参数出发，结合易恒科技有 限公司的具体项目，对轴类零件端面标记机的工装夹持系统，标记机位置调节固 定装置等几方面的设计进行了阐述。 关键词：关键词：轴类零件 端面标记 摩擦轮传动 夹持机构 气动标记机 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 abstract in information- based process of manufacturing industry, the marking of the product already drive more and more get the business enterprise adoption, be like the professions, such as automobile, motorcycle, aviation aerospace, ships, petroleum machine, engineering machine, steel, the tool manufacturing, soldier work product, fire fight and the mold .etc., carry on the permanent sex marking of character list, sketch.etc. to the work piece of various material. the article constitutes to the system that the stalk spare parts carries to face the marking machine, the system parameter set out, combining the concrete item of the yiheng science and technology limited company, packing to clip to hold the system to the work that the stalk spare parts carry to face the marking machine, the marking flight places to regulate to equipped to wait several designs to carry on to elaborate fixedly key words：the stalk spare parts ; the face marking; friction round transmission; rescue agencies; pneumatic marking machines 第一章第一章 标记机的工装夹持机构设计标记机的工装夹持机构设计 1.1 工装设计方案的选择 轴类零件端面标记机的夹具设计是为轴类零件打标识时专门设计的夹具， 利 用单字标记机延零件端面圆周弧线打印标记的标记机。结构简单、紧凑，操作方 便 迅速。 单字标记机固定，只能在固定位置进行单字标记，要打印圆弧形标记就需要 轴类零件进行旋转，在一个字打完之后，零件旋转一个固定角度，再进行标记。 我们需要将轴类零件固定并能够转动。 根据轴类零件的基本尺寸：长度范围：80350mm。直径：40 140mm。的加工要求，设计了两种夹具方案 1、三爪卡盘方案；2.摩擦轮方案。 1.1.1 三爪卡盘设计方案 三爪卡盘是机床上常用的工装， 用它夹持轴的一端带动整个轴的旋转， 可以实现轴的旋转。但使用三爪卡盘时零件的装卸比较麻烦且浪费时间，零件 的地位也不容易掌握， 以及三爪卡盘的固定及重量等因素决定了它只适合安装较 短的轴类或盘类工件，所以此方案被否决。 1.1.2 摩擦轮设计方案 摩擦轮传动是两个相互压紧的滚轮，通过接触面间的摩擦力传递运动和动力 的。 可以利用摩擦轮传动的方式来实现零件的转动。 由于其结构简单， 制造容易， 运转平稳， 噪声低。 只有两个摩擦轮支撑加工零件， 上面用气缸带动的滚轮压紧。 零件装卸容易，气缸压紧，不用工人手工长时间操作，定位简单，用顶针定位， 既能够完成定位，又不影响零件标记时转动。虽摩擦轮传动并不是很准确，但通 过用伺服电机的闭环控制，能够使加工精度仍在允许的范围内。 制造摩擦轮的材料应该是：弹性模量大，摩擦系数高，接触疲劳强度和耐磨 性好，吸湿小（对非金属材料） ，价廉并易于加工。 对于摩擦轮尺寸较大， 转速较低的开式传动以及结构复杂的摩擦轮常采用铸 铁与铸铁 （或钢） 相配的轮面， 为提高轮面硬度可采用冷铸或进行表面硬化处理。 利用摩擦轮的传动方式来带动零件转动，需要足够的摩擦力，我们可以通过 选择摩擦轮的材料来增大摩擦系数从而带来足够的摩擦力。 要求较高的摩擦系数 和低噪声时，可采用铸铁（或钢）与皮革、布质酚醛层压板、压制石棉纤维、弹 胶体等材料覆盖的轮面，但其接触硬度低。 圆柱摩擦轮传动特点： （1） 结构简单，制造容易。 （2） 压紧力大，宜用于小功率传动。 （3） 为减小压紧力，可将轮面之一用非金属材料作 覆面。 1.2 机构零件设计 1.2.1 电机的选择 选择的电机是用来带动摩擦轴转动，属于纯滚动，所需电机的功率并不大。 每打一个字后， 轴需转过一个小角度。 所以电机要能够低转速输出， 需要减速器。 这就用到了微特电动机。选用 tyv 系列高精度微型特种减速电动机。 tyv 系列高精度微型特种减速电动机采用高新技术，具有齿轮减速、涡轮减 速、直线往复等多种结构，并可配电子无级调速、阻尼制动、电磁刹车等功能， 适用于交流、直流多种电压，是一种高效、节能、低噪声的微特减速电动机。该 系列产品按国际标准结合用户要求研制，具有设计新颖、结构紧凑、安装方便， 减速比大，体积小，输出转矩大及运行可靠等特点。产品广泛应用于各种类型的 生产设备中，是较理想的机电一体化微特减速装置。 选型号：tyv4-30； 它的主要技术参数：极数 p4； 功率：30w； 电压：32 20; 频率：50hz； 电流：0.4a； 启动转矩：460/mn*m； 额定转矩：248/mn*m; 额定转速：1400/r*min-1 1.2.2 轴承的选择 滚动轴承在承受载荷并有相对回转运动的零部件间工作， 是机械中重要的基 础件。滚动轴承一般由带滚道的套圈、组成的滚动体和隔离引导滚动体的保持架 组成，具有承载、定位、减摩等功能。 滚动轴承的选择要考虑很多影响因素： 1） 滚动轴承的使用性能 滚动轴承的使用性能主要需要考虑轴承的承载能力、寿命与可靠性、滚动轴 承的速度特性、摩擦力矩、滚动轴承的运转精度、振动和噪声、调心性能等各方 面因素。 2） 滚动轴承的类型选择 选择滚动轴承的类型应考虑其工作条件（包括载荷情况、高速性能、调心性 能） ，安装性能和经济性。 3） 滚动轴承的精度选择 滚动轴承的精度选择包括滚动轴承的公差等级选择和滚动轴承的游隙选择 从以上的几个方面考虑， 结合实际加工零件的直径极限尺寸从40mm140mm， 摩擦轴的外套需60mm， 中心轴的直径是25mm根据以上数据选轴承的内径为20mm。 轴承代号：6004； d20mm；d42mm； b12mm 的深沟球轴承两个。 1.2.3 摩擦轮的位置设计 根据任务书所描述的标记机的加工范围：轴类零件直径从 40mm 到 140mm， 所以两摩擦轮的距离应小于 40mm。取轴类零件直径的中间值 90mm，取由三个轴 的中心形成一个正三角形，摩擦轮的直径取 60mm，则两摩擦轮之间最小距离为 15mm,符合加工要求。 1.1.4 夹紧气缸的选择 气压传动其优点是以空气为工作介质， 工作介质获得比较容易用后的空气排 到大气中，方便处理，不必设置回收空气的容器和管道。因空气的黏度很小（约 为液压油动力黏度的万分之一）其流动阻力损失也很小，所以便于集中供气、远 距离输送。外泄漏不会像液压传动那样严重污染环境。与液压传动相比，气压传 动动作迅速、反应快、维护简单、工作介质清洁、不存在介质变质等问题。工作 环境适应性好，特别在易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射、振动等恶劣工作环境 中，比液压、电子、电气控制优越。成本低，过载能自动保护。 近年来，气动技术结合了电子技术、液压、机械、电气传动的众多优点，因 而其发展异常迅速。 1） 在机械工业中， 如组合机床的程序控制、 轴承的加工、 零件的检测、 汽车制造、 农用机械的生产线上、 木工机械设备和工业机器人中已 得到广泛应用。 2） 在冶金工业中，金属的冶炼、烧结、冷轧、热轧、线材、板材的打 捆、包装、连铸连轧的生产线上已有大量的应用。 3） 在轻工、纺织、食品工业中，缝纫机、彩色电视机、洗衣机、电冰 箱、纺织机械、皮鞋制革、卷烟、食品加工等生产线上已得到广泛 应用。 4） 在化工、军工企业中，对于化工原料的输送、有害液体的灌装、炸 药的包装、石油钻采等设备上已有大量应用。 5） 交通运输中，列车的制动闸、车辆门窗的开闭，气垫船、鱼雷的自 动控制装置等气动的应用很广。 6） 在航天工业中， 因气动装置除能承受辐射、 高温外还能承受大的加 速度，所以在近代的飞机、火箭、导弹的控制装置中逐渐得到广泛 应用。 根据题目要求，夹紧轮用的气缸为 qgj 系列夹紧气缸，前法兰式，其技术 规格： 缸径/mm 40 50 63 使用温度范围/ - 560 最大行程/mm 50，75，100，125，150 工作介质 空气 工作压力/mpa 0.051.0 第二章第二章 标记机的位置调整机构设计 2.1 快速进退机构设计快速进退机构设计 当一个零件加工结束时,需要标记机能够离开标记位置， 以便于零件的装卸， 这就需要有一个快速进退机构带动标记机。当零件装好后快速进入标记位置，当 零件标记完成后快速离开便于更换加工零件。 所以这个快速进退机构就是由气缸 与导轨组成的。 2.1.1 拖动气缸的选择 .选用的是利用普通双向气缸作为动力装置， 圆柱型导轨作为支撑导向机构， 气缸带动固定在导轨上的标记机，实现快速进退的目的。 根据题目要求，选择的气缸是双作用气缸中的普通气缸，利用压缩空气使活 塞向两个方向运动，活塞行程可根据实际需要选定，双向作用的力和速度不同。 选择 qga系列基本型气缸，它是无缓冲气缸，是 qga 系列的改进型。其基 本参数为： 型号 缸径 d kk d b ee dd am wh zl hg tg qga32s 32 m101.25 12 24 m101 m6 14 22 90 3 34 48 2.1.2 导轨的选择 1）导轨的作用 按运动学原理，所谓导轨就是将运动构件约束到只有一个自由度的装置。这 一个自由度可以是直线运动或者是回转运动。 导轨主要用来支承和引导运动部件沿一定的轨迹运动并承受运动部件的重 量和工作载荷。两个作相对运动的部件构成一对导轨副，其中不动的配合面称为 固定导轨或静导轨，运动的配合面称为运动导轨或动导轨。导轨装置，在机械中 是使用频率较高的零部件之一。没有不使用导轨的金属切削机床；在测量机、绘 图机上，导轨是它们的工作基准；在其他机械中，例如轧机、压力机、纺织机等 也都离不开导轨的导向。由此可见导轨的精度、承载能力和使用寿命等都将直接 影响机械的工作质量。 2）导轨应满足的要求 1. 导向精度 导向精度是指动导轨沿静导轨运动时其运动轨迹的准确程度。 影响导向精度的主要因素有：导轨的几何精度、导轨的结构类型、导轨副的 接触精度、表面粗糙度、导轨和支承件的刚度、导轨的油膜厚度、油膜刚度、导 轨和支承件的热变形等。 几何精度 直线运动导轨的几何精度一般包括： 导轨在竖直平面内的直线 度（简称 a 项精度） ，导轨在水平平面内的直线精度（简称 b 项精度） ，两个导轨 面间的平行度或两导轨面间横向某长度的扭曲值（简称 c 项精度） ，其精度要求 可以用导轨全长上的误差 或单位长度上的误差表示 接触精度 精刨、精磨和刮研的导轨面表面接触精度，可采用着色法进行 检查。用接触面所占的百分比或 2525mm 2 面积内的接触点数来衡量。 2. 精度保持性 导轨精度的保持性主要取决于导轨的耐磨性和导轨材料的尺寸稳定性。 耐磨 性与导轨副的材料匹配情况、受力情况、加工精度、润滑方式及防护装置的性能 等因素有关，导轨及其支承件的残余应力等会影响导轨的精度的保持性。 3. 移动灵敏度和定位精度 移动灵敏度指工作台完成一次移动能达到的最短距离。 定位精度指工作台按要求由运动状态停止在某一指定点的能力。 灵敏度和定位精度与导轨类型、摩擦特性、运动速度、传动系统刚度、移动 件质量等因素有关。 4. 低速运动的平衡性 导轨低速运动的平衡性，指导轨在低速运动或微量移动时不发生爬行现象。 它与导轨的结构、导轨副材料匹配、润滑剂性质和导轨运动传动系统的刚度等因 素有关。 5. 抗振性和稳定性 抗振性主要指抗受迫振动的能力，而稳定性是指抗自激振动的能力，对于闭 环控制的数控机床，不仅要求导轨的起动、制动跟踪灵敏度高，还要求有适当的 粘滞阻尼特性，以防止在起动、制动过程中发生不稳定现象。 6. 刚度 导轨受力后的变形将影响部件之间的相对位置和导轨精度， 这对于高精度机 械和仪器尤为重要。 导轨变形有导轨本体的变形和动导轨与静导轨接触部位的接 触变形，应分别考虑。 7. 结构工艺性 在满足设计要求的前提下， 应尽量做到加工、 装配和维修方便， 成本低廉等。 8. 对温度变化的适应能力 环境温度变化和局部热源产生的不均匀的温度场，都会引起导轨变形，导轨 应有较好的适应能力。 3）导轨的类型、特点和应用 导轨类型 主要特点 应用 普通滑动导轨 （滑动导轨） 1.结构简单，使用维修方便 2.未形成完全液体摩擦时低速易爬行 3.磨损大、寿命低、运动精度不稳定 普通机床、冶金设备上应用普遍 塑料导轨 1. 动导轨表面贴塑料软带等与铸铁 或钢导轨搭配， 摩擦系数小， 且动、 静摩擦系数相近。不易爬行，抗磨 损性能好 2. 贴塑工艺简单 3. 刚度较低，耐磨性差，容易蠕变 主要应用于中、大型机床压强不 大的导轨，应用日趋广泛 镶钢、 镶金属导 轨 1. 在支承导轨上镶装有一定硬度的 钢板或钢带，提高导轨耐磨性（比 灰铸铁高 510 倍） ，改善摩擦或 满足焊接床身结构需要 2. 在动导轨上镶有青铜之类的金属 防止咬合磨损，提高耐磨性。运动 平稳、精度高 镶钢导轨工艺复杂，成本高。常 用于重型机床如立车、龙门铣床 的导轨上 滚动导轨 1. 运动灵敏度高、低速运动平稳性 好，定位精度高 2. 精度保持性好，磨损少、寿命长 3. 刚性和抗振性差，结构复杂、成本 高，要求良好的防护 广泛应用于各类精密机床、数控 机床、纺织机械等 动压导轨 1. 速度高（90