摘 要
围板箱作为产品外包的物流设施，具有可重复使用，能回收、降低成本、环保等优点。且越来越受客户的欢迎，使用量巨大。然而，现有的围板箱生产方式落后，并且在生产中人工所占工作量较大，这使得围板箱的生产上存在着生产效率低，劳动强度高以及质量不稳定等隐患，严重影响着围板箱推广和应用。为了提高劳动生产率，降低工人劳动强度，节约生产成本，我们对围板箱的现有生产工艺进行了分析研究，对现有工艺进行综合、设计，设计出了适应与围板箱生产的自动化生产线铆接装置。本文就自动铆接装置的设计做以下说明。
1) 通过对现有围板箱生产工艺的分析研究，并结合实际生产过程中对围板箱生产上的要求，提出了对围板包装箱生产工艺的改进方案，通过比较，分析其合理性和可行性。
2) 将所设计的围板包装箱自动化生产机构分成七大部分，并以凸轮技术为基础，分别进行设计，通过试验分析最终完成了自动钻铆机的设计。
3) 设计完成以后，利用三维建模软件UG建立了自动钻铆机中的钻孔、钻铆系统的三维实体模型，包括弧面凸轮转位机构，铆接机构等。
4) 利用动力学分析软件ADAMS对弧面凸轮转位机构的虚拟样机进行了运动学分析，得出了工作时的铆接筒的转位角速度、角加速度。这为弧面凸轮分度机构的优化提供了参照。
利用建立的铆接系统中的转位机构、钻孔机构的虚拟样机，进行了仿真
分析，得到了机构中从动件的运动规律及受力情况，这对我们在进行围板包装箱 自动化生产线铆接装置的设计及机构的修改有一定的指导意义，也为我们的设计节省了时间，减少了经济损失。
关键词：围板箱，自动钻孔、铆接装置，凸轮机构
Abstract
Coaming box as product outsourcing logistics facilities, is a reusable, can recycling, reduce cost, environmental protection, etc. And more and more popular with customers, huge usage.however, the existing coaming box backward production mode, and in the production of artificial workload is bigger, which makes the coaming box production there is a low production efficiency, high labor intensity and the quality is not stable etc, seriously affecting the coaming box promotion and application. In order to improve the labor productivity, reduce the workers labor intensity, saving the production cost, our existing to coaming box, this paper analyzes the production technology, comprehensive, design of the existing technology, designed the coaming box production to adapt to a riveting device of the automatic production line. In this paper, the design of automatic riveting device to do the following instructions.
1) through the analysis of the existing coaming box production technology research, and combining the actual production process to coaming box production request, proposed to the coaming packing production process improvements, through the comparison, analysis of its rationality and feasibility.
2) to the design of the automatic drilling and riveting machine is divided into seven parts, and on the basis of CAM technology, design, respectively, through the test analysis finally completed the design of the automatic drilling and riveting machine.
3) after the completion of the design, the use of three-dimensional modeling software UG to establish the automatic drilling and riveting machine in the virtual prototype model of drilling and riveting system, including the curved CAM indexing mechanism, riveting, etc.
4) using dynamic analysis software ADAMS to curve of CAM indexing mechanism, the authors carried out a kinematical analysis on the virtual prototype, the work is obtained when the riveting tube inversion angular velocity and angular acceleration. For the curve of CAM indexing mechanism that provides reference to optimization.
Of riveting system with built in indexing mechanism, the drilling mechanism of virtual prototype and simulatedAnalysis, obtained the institutions of follower motion law and force, it in the coaming for our packing automatic production line riveting device design and mechanism of modification has certain guiding significance, as well as our design saves time, reduces the economic loss.
Key words: coaming box, automatic drilling and riveting equipment, the CAM mechanism
目 录
摘 要 III
Abstract IV
目 录 V
1. 绪论 1
1.1 对围板包装箱生产工艺方法的分析及意义 1
1.2 国内外的发展概况 1
1．3 围板箱的组成及优点 2
2. 围板箱生产线的工艺分析 3
2.1 围板箱生产现状的介绍 3
2.2对围板加工工艺方法的确定 4
3. 围板包装箱自动化生产工艺的设计要求及整体结构的分析 6
3.1 围板包装箱自动化生产线铆接装置的设计要求 6
3.2 自动化钻孔铆接技术的概述 6
3.3 围板包装箱自动化铆接装置设计的整体结构分析 6
3.3.1 整体机构的分析 6
3.3.2 总体结构的设计 7
3.4 围板包装箱自动化铆接装置的工作循环分析 8
3.4.1 钻孔机构的工作循环 8
3.4.2 弧面凸轮分度机构的工作循环 8
3.4.3 铆接机构的工作循环 8
3.4.4 压紧机构的工作工作循环 8
3.4.5 送钉机构的工作循环 8
4.围板包装箱自动化生产线主体结构的设计 9
4.1 钻孔机构的结构设计 9
4.2 铆接机构的设计 10
4.3主动力轴的设计和校核及齿轮传动系统的设计 14
4.3.1 主动力轴的设计和校核 14
4.3.2 齿轮传动系统的设计 16
4.3.3 钻孔机构齿轮系统的设计与计算 17
4.3.4 铆接机构齿轮系统的设计与计算 20
5. 弧面分度凸轮机构的设计 21
5.1 弧面分度凸轮机构的结构分析 21
5.2 弧面凸轮具体参数的确定 22
5.2.1 分度数及分度角的计算 22
5.2.2 动静比K和凸轮动程角 22
5.2.3 计算中心距 22
5.2.4 计算凸轮的滚子尺寸 23
5.2.5 从动盘的尺寸 23
5.2.6 凸轮尺寸的确定 23
6. 凸轮机构的设计 24
6.1 凸轮机构的设计要求及结构方案的确定 24
6.2钻孔、铆接工艺加工过程的分析 24
6.3钻孔凸轮及铆接凸轮结构的设计和分析 24
6.3.1凸轮机构分析 24
6.3.2 凸轮机构中个参数的确定 25
6.5 沟槽凸轮理论轮廓的设计 26
7.送钉机构压紧机构的设计及工作原理 28
7.1压紧机构的设计及工作原理 28
7.2 送钉系统的结构设计和工作原理 28
7.2.1 送钉装置结构组成 28
7.2.2 铆钉的种类和规格 29
7.2.3 自动供钉装置的功能需求 30
7.2.4 自动供钉装置的结构组成 30
7.2.5 铆钉整理定向模块 31
7.3 送钉原理介绍 32
7.3.1 大压块的设计 32
7.3.2 搓板的设计 33
8. 动力系统的分析 34
8.1 钻孔铆接机构动力系统分析 34
8.2 电动机转速的确定 35
8.3 V带传动的设计及相关的参数计算 36
8.3.1带传动受力分析 36
8.3.2 带传动的最小初拉力和临界摩擦力 36
8.3.3 带的应力分析 37
8.3.4带传送设计计算 38
9. 总结与展望 39
9.1 总结 39
9.2 展望 39
致 谢 40
参 考 文 献 41
1. 绪论
1.1 对围板包装箱生产工艺方法的分析及意义
在循环包装系统里，方便灵活的围板箱有着无可比拟的优势。这是一种标准的物流器具，损坏的顶盖与侧板很容易进行替换，整体循环包装系统的投资比较低廉，而使用寿命则可达十年之久，这也是一种可靠的坚固的可以折叠的包装系统。由于装箱的灵活性、对装载物的适应性和重复使用性,围板箱被广泛运用于机械、化工、电子、五金以及其他领域,围板包装箱作为产品外包的物流设施，越来越受客户的欢迎，使用量巨大。然而，现有的围板箱生产方式落后， 在生产中人为因素较大，这使得围板箱的生产上存在着生产效率低， 质量不稳定等缺陷，这严重影响着围板箱的应用。针对现有围板工艺生产方法进行改进，设计出适用于围板生产的围板自动化生产线铆接装置，提高劳动生产率，降低工人劳动强度，节约生产成本。
1.2 国内外的发展概况
围板包装箱作为产品的外包物流设备具能够重复使用，可回收、降低运输成本、环保等优点。在运输产品方面受到广泛的运用，需求日益增加。现有的围板箱生产方式落后，并且在生产中人为因素较大，这使得围板箱的生产上存在着生产效率低，质量不稳定等缺陷，严重影响着围板箱的应用。
在国内，围板箱是一款可反复循环使用的新型包装，适用于紧固件、金属球、冲压件等不规则产品的包装，是出口到欧洲的产品包装的不二选择。围板箱基本以木板为主要材料，而侧板大多数都是采用模板或者大板制作，使得材料的选取过于苛刻，而且成本比较高。目前围板箱的生产也主要以人工为主，木板加工以半自动化为主，因此在生产中人为因素较大，这就导致围板箱的生产上存在着生产效率不高， 质量不稳定等缺陷，影响了围板的推广和运用。而在国外，德国KTP公司可以说是制造围板箱的代表，经过其几代人的努力，现今已经研制出了可折叠式塑料围板箱如图1.1所示。其生产方式也采用了全自动化的生产线模式，箱子规格也都已经基本标准化，方便统一规格生产。
图 1.1 围板国外生产方式
从国内外发展情况来看，国内外的围板箱生产具有以下的优缺点：
1、在国内，围板箱的规格可以根据买家的要求来制定，比较方便灵活；在国外，围板箱的规格趋于标准化，方便一体化生产，销售，物流规格可渐渐统一，适应以后的发展前景。
2、在国内，围板箱各部分不存在因箱体的部分损坏而令整箱报废的情况，对于同一尺寸，可实现完全互换使用；在国外，部分围板箱已经趋于一体化，防水，防尘，全面保护物品，存储较方便。
3、在国内，使用木板为主材料，成本低廉；在国外，开始使用可完全回收利用的塑料，从而减少树木的砍伐，保护环境。
4、在国内，围板箱的生产方式采取以半自动化为主，有订单再生产的方式；在国外，围板箱的生产方式采取全自动化生产线的模式。
5.总的来说，国外的标准化生产模式是可以借鉴的，但由于国内基本情况的限制，所以在国内围板箱的基本材料还是以木板为主材料。
1．3 围板箱的组成及优点
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