拔叉加工小型自动线设计【2张CAD图纸+毕业论文】【答辩通过】

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摘要

　　本次毕业设计是拨叉加工小型自动线设计。主要介绍加工手扶拖拉机的三种CTZ6型变速拨叉的孔和端面的小型自动线，能同时地加工三种变速拨叉，采用随行夹具输送，并达到所要求的精度要求。该自动线加工工位是直线排列，随行夹具采用鼓轮从自动线的下方返回，控制系统采用机械凸轮集中控制方式，并利用单片机控制输送带运行节拍为一个生产节拍。

关键词：小型自动线  拨叉加工  随行夹具  生产节拍  专用部件  

Abstract

     The graduation project is a fork of small automated line design process. Introduces three CTZ6 type walking tractor processing speed shift fork hole and face a small automatic line, can simultaneously process three types of speed shifting fork, with accompanying clamp delivery, and achieve the required accuracy. The automatic line is a linear array processing station, accompanied by drum fixture below the return from the automatic line, the control system uses mechanical cam centralized control, and use of SCM as a production conveyor belt running rhythm beat.

Key words: small automatic production line of fork processing accompanied by the beat-specific parts fixture

目录

第1章  绪论 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1

1.1  自动线的概念．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1

1.2  本次小型自动线的设计程序．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

第 2章  拨叉加工小型自动线总体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

2.1  CTZ6型拨叉加工自动线 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

2.2  自动线的生产节拍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

2.2.1  自动线生产节拍计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.....4

2.3  零件的工艺方案的拟订．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

2.3.1  分析毛坯情况 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．. .5

2.3.2  定位基面的选择 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．...5

2.4  自动线的工艺过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 5

2.4.1  拨叉工序图 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 5

2.4.2  自动线的工艺过程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

2.4.3  自动线切削用量的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.. 7

2.5  自动线的总体布置及结构特点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 8

2.5.1  自动线的总体布置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.  9

2.5.2  自动线的主要特点如下．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．. 10

2.6  自动线总联系尺寸图的绘制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 12

2.6.1  输送带步距t的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．. 12

2.6.2  机床与其他设备之间联系尺寸的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 13

2.6.3  机床间距离的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．. .13

2.6.4  装料高度的确定 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．..13

2.6.5  管道、电气及其它装置配置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.13

2.7  工序节拍的平衡．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．. 14

2.7.1 概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.. 14

2.7.2 平衡工序节拍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．. 14

2.8  自动线周期表的绘制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．. 17

2.8.1  概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．.. 17

2.8.2  绘制周期表．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．. 18

2.9   主要专用部件设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．. 19

2.9.1  驱动装置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．. 19

2.9.2  中间底座．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．. 20

2.9.3  动力滑台．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．. 22

2.9.4  刚性主轴．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．. 23

2.9.5  变位油缸．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．. 24

第3章  电气控制部分设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．..26

3.1  概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 26

3.2  系统总体设计方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 27

3.2.1  控制系统的功能要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

3.2.2  控制主机及主要芯片的选用及控制原理框图设计．．．．．．．．．．．．．．．27

3.2.2.1  芯片选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 27

3.2.2.2  系统运行原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

3.2.2.3  控制电路．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 29

总结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

第1章  绪论

1.1自动线概述

自动线生产线是能实现产品生产过程自动化的一种机器体系。即通过采用一套能自动进行加工、检测、装卸、运输的机器设备，组成高度连续的、完全自动化的生产线，来实现产品的生产。是在连续流水线基础上进一步发展形成的，是一种先进的生产组织形式。它的发展趋势是：提高可调性，扩大工艺范围，提高加工精度和自动化程度，同计算机结合实现整体自动化车间与自动化工厂。

自动生产线之所以称为一个系统,是因为它是建立在机械、电子、计算机、传感、驱动、接口等技术的基础上的一门综合技术。它是从系统工程观点出发、应用这些综合技术，根据生产的不同需要，对它们进行有机的组织与综合，从而实现整体设备的最佳化。因此，自动生产线虽然源于流水生产线与流水生产线有相似之处，但其性能已经远远超过了流水生产线，并有许多明显的不同。最主要的特点是自动生产线具有统一的自动控制系统，有较高的自动化程度，还具有比流水生产线更为严格的生产节奏，工件必需以一定的生产节拍经过各个工位完成预定的加工。

由于生产的产品不同，各种类型的自动生产线的大小不一，结构、功能各异。我们可以把它分五个部分：机械、检测、信息处理、执行机构和接口部分。它们之间的联系如图1-1所示：

图1-1 自动线联系框图

从功能上看，不论何种类型的自动生产线，都应具备最基本的四大功能：即运转功能、控制功能、检测功能和驱动功能。运转功能在自动生产线中依靠动力源来提供。控制功能的实现在自动生产线中主要由微机、单片机、可编程控制器或者其他一些电子装置来承担。在工作过程中，传感器把信号检测出来、控制装置对其进行存贮、运算、变换等，然后用相应的接口电路向执行机构发出命令完成必要的动作。检测功能主要由位置传感器、直线位移传感器、角位移传感器等来实现。传感器收集着生产线上各种信息。驱动功能主要由电动机等执行机构完成。整个自动生产线的主体是机械部分。

当今时代,由于科学技术的发展,自动线生产技术在工业生产中得到了越来越广泛的应用.在机械制造、电子等行业中已经设计和制造出大量的类型各异的自动生产线。这些自动生产线的使用，对于提高劳动和生产率和产品的质量，改善工人劳动条件，降低能源消耗，节约材料等方面都取得了显著的成就。

本次设计的是CTZ6型拨叉加工小型自动线，用于加工手扶拖拉机的三种变速拨叉的孔和端面。

小型自动线亦称微型自动线,其主要特征是自动线的所有工位,都安置在一个整体机座上，因而结构紧凑，体积小。在工艺特点方面，与回转台式小型组合机床相类似，适合于加工工序不太多的小型工件。但配置的灵活性和工艺的灵活性上要比回转台式小型组合机床优越，在结构和控制系统工程上则有自动线的特征。

大多数小型自动线的加工工位都是直线排列的，而且采用随行夹具。根据随行夹具的返回方式不同，这种自动线有两种配置形式，一种是随行夹具从自动线下方返回；另一种是随行夹具水平返回，自动线呈矩形框式。

小型自动线的控制系统亦有两种类型。一种是集中控制系统，自动线的动力部件及辅助装置都由主分配轴上的凸轮控制；一种是分散控制系统，各种动力部件及辅助装置各自具有独立的机械、液压或气动传动，自动线所有运动之间的互锁，由电气系统实现。

本设计的自动线加工工位是直线排列，采用随行夹具输送，而随行夹具是采用鼓轮从自动线的下方返回。控制系统采用机械凸轮集中控制方式。除了鼓轮转位及输送带运行外，其余所有动作均采用以液压为动力的机械凸轮集中控制。

1.2 小型自动线的设计程序

设计程序可概括如下：

⑴订工艺方案，并绘制工序图及加工示意图；

⑵ 拟订全线的主自动线方案；

⑶ 确定自动线的总体布局，绘出自动线的总联系尺寸图；

⑷ 绘制自动线周期表；

⑸ 对设有充分把握的某些程序、先进工艺及结构，进行必要的试验工作等。

第2章  拨叉加工小型自动线总体设计

2.1 CTZ6型拨叉加工自动线

这条小型自动线用于加工手扶拖拉机的三种变速拨叉的孔和端面。拨叉型号为CTZ6，材料为可锻铸铁KT350-10，按两班制工作，年产量为100000件/年。