轴承内外圈加工专用机床上料机构设计
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摘 要
本文是根据无锡迪奥机械厂轴承内外圈生产线改造项目要求，针对工人手工上料易出现危险，且效率较低的问题，设计一套轴承内外圈加工专用机床上料机构，使其能够代替工人手工上料，保证工人操作的安全性，并提高生产效率。
论文根据轴承内外圈的特点，对其上料机构进行了合理的设计。此上料机构主要实现了坯料的自动定位、夹紧以及工件的回放等功能。这一系列运动都是由气缸驱动获得。本设计中的设计部分主要包括：上料机构设计；料道设计；夹紧机构设计；驱动系统等。确定了上料机构的具体尺寸后，利用UG软件对上料机构的零件进行参数化建模，并对整体结构进行虚拟装配。然后将装配体导入UG软件的运动仿真界面，并利用软件进行运动学仿真和动力学仿真。分析仿真结果，得出相应结论。最后对轴承内外圈加工专用机床上料机构进行优化设计，提高其稳定性，可靠性，让本设计能够真正的投入到日常生产操作中，使其切实能够为轴承厂的生产线改造做出贡献。
关键词：上料机构；参数化建模；虚拟装配；运动仿真
目 录
摘 要III
AbstractIV
目 录VI
1 绪论1
1.1 上料机构设计的研究内容和意义1
1.2 上料机构国内外发展现状1
1.3 本课题应达到的要求2
2 总体方案设计4
2.1 上料机构的类型4
2.2 设计方案5
2.2.1 设计要求5
2.2.2 整体结构设计方案6
2.2.3 上料机构各部分的设计与计算7
2.3 本章小结14
3 基于UG的上料机构三维建模与虚拟装配15
3.1 UG软件介绍15
3.2 三维建模16
3.2.1 主要部件及其相互关系16
3.2.2 主要零部件的三维建模16
3.3 上料机构的虚拟装配21
3.3.1 基于UG的高级装配功能21
3.3.2 上料机构的虚拟装配22
3.4 本章小结24
4 基于UG的运动仿真25
4.1 运动仿真的工作界面25
4.1.1 UG的接口问题25
4.1.2 打开运动仿真主界面26
4.1.3 运动仿真工作界面介绍26
4.2 上料机构的运动仿真27
4.2.1 连杆特性的建立28
4.2.2 运动副特性的建立30
4.2.3 施加运动31
4.2.4 分析验证33
4.3 本章小结34
5 结论与展望35
5.1 结论35
5.2 不足之处与展望35
致 谢36
参考文献37
1 绪论
1.1 上料机构设计的研究内容和意义
本课题来源于无锡迪奥机械厂生产线改造项目。
本论文的主要内容包括：
(1)根据企业实际生产设备和技术要求，提出轴承内外圈加工专用机床上料机构的结构方案，并对各个零部件进行设计。
(2)对轴承内外圈加工专用机床上料机构利用UG软件进行三维建模。
(3)对轴承内外圈加工专用机床上料机构进行虚拟装配，对虚拟样机进行干涉检验，并进一步完善样机。
(4)将装配部件导入UG软件运动仿真界面，并在UG中对机构进行运动仿真分析，检验所选取方案及其模型的合理性，并对机构进行优化设计。
上料机构设计的意义：
轴承内外圈加工专用机床上料机构是利用压缩空气作为动力源，取之不尽，用之不竭，可以节约能源，气体不易堵塞流动通道，用过后可随时排出，不污染环境，成本较低，维护保养容易，气动动作迅速，反应快，气动机械手与气动夹具相互配合工作，能够实现数控车床的自动连续工作，从而提高了零件的加工成本，降低了工人的劳动强度。轴承内外圈加工专用机床上料机构作为前沿的产品和自动化生产线更新的需求，可以大量代替单调重复或要求高精度的工作，并提供多机床看管的可能性，因此能够大大的提高公司的劳动生产率。
1.2 上料机构国内外发展现状
上料是加工必备之步骤，因此上料是机械设备中必要之工序，并且上料在国内用途较为广泛。
1、机械冶金工业用途
物流产业如今将产业效率提高到了一定的程度，因此对于物料运输这一块过程，在机械产业链中是不可或缺的一部分，也是成为提高生产效率的有效手段之一。
传送带式(功用包括提升、加料、整物件运输、删选、检验、抽取、出仓等)适用于各种货物运输与协调，因其处于平面传送，但作用面积及其占地面积非常巨大，所以用在空旷且运输通畅的厂房之中较为合适。加上振动机构，或者将传送装置曲线化，可以进行检测及其检验工作。而其主要技术参数决定其具体适用方面，角度及其长度，速度及其平稳度。
因此使用范围由“平面输送”到“斗式运输”方式，关于适用环境我们便可根据自己的使用条件加以调节，这也是一种趋势，节约资源、空间、时间，所以如此看来，传送带机械设备跟其他机械设备相同，同样具有灵活性的特点。
螺旋输送设备设计参数复杂，难于设计，而又适合密封，密封以便于防止尘埃，所以在条件要求苛刻的、无尘密封式机械设备易于使用，利于推力及其密封包装的摩擦来达到运输目的。适用性广泛，但其比较适用于细小的零件的传送。传送距离较传送带而言较为1.3 上料机构设计应达到的要求
本课题应该达到以下几个要求：
(1)分析原始材料，查阅相关资料，收集整理有关上料机构设计、成型工艺、设备、机械加工等的资料。
(2)对机床进行系统分析和功能分析，并在此基础上确定上料机构的设计方案。
(3)完成上料机构的零件设计以及整体设计，对各个上料机构的所有零件进行三维建模与虚拟装配。
(4)对上料机构的装配体进行分析。
(5)对上料机构的装配体进行运动仿真分析，得出结论，分析其运动过程。2 总体方案设计
2.1 上料机构的类型
1、卧式平行四杆上料机构工作原理及结构
该上料机构采用卧式平行四杆机构，减少了顶杆与导套间的力矩，使顶杆运动更加平稳。它较好的解决了将水平直线运动转化为垂直直线运动的问题。因为水平撞杆可以脱离拨叉，该机构调整起来十分方便。相对齿轮齿条而言，该机构造价低廉，调整方便，对环境要求低。实践证明该机构安全可靠，简便实用[2]。
工件水平放置，上料机构用气缸推动自动上料，并通过模具加以整形。图2.1即为其机构简图，图2.2为其运动简图和工件图。
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