汽车冲孔生产线上的送料装置设计【4张图/19900字】【优秀机械毕业设计论文】

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关键词：: 汽车冲孔生产线装置设计优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份，52页，19900字左右。
开题报告一份。
任务书一份。
实习报告一份。

图纸共4张，如下所示
A0-装配图.dwg
A1-夹钳座.dwg
A1-连接座.dwg
A1-送进座.dwg

摘要
随着科技的进步，工业领域的自动化程度越来越高，作为机械行业，肩负着国家制造业的兴衰，也是衡量一个国家综合国力的主要标志。目前，在机械加工生产线上多数采用的是电、气、液相结合的一体化模式。板材送进装置是生产线上的重要环节，是连接主机和工作机的桥梁。本文讨论了汽车冲孔生产线上的送料装置的结构组成和工作原理，简单介绍了汽车冲孔生产线的发展状况、组成部分及其用途，并且在此基础上进行了改进，实现了板材的快速、准确定位。因此，成功设计该装置具有十分重要的意义，它可以在一定程度上促进生产自动化，减少运输时间，降低工人的劳动强度，提高生产效率，降低劳动成本，给企业带来更大的经济效益。

关键词：夹钳；上料装置；板材；冲孔

Abstract
With the advances in technology, the high degree of automation of the industrial areas of the shoulder as the machinery industry, the rise and fall of national manufacturing is the main indicator to measure a country's comprehensive national strength. At present, the majority used in the machining production line integration mode is a combination of electricity, gas and liquid. Sheet sent to the device is an important part of the production line, is a bridge to connect the host machine. This paper discusses the structure and working principle of the car punching production line feeding device, briefly introduced the development of automotive punching production line, part of their purpose, and on this basis has been improved, and plate rapid accurate positioning. And the clamp device is an ongoing job for a long time, we have to study it. Therefore, the successful design of this device has great significance to a certain extent, it can promote the production automation, reduce transit time, reduce labor intensity, increase productivity, reduce labor costs and bring greater economic benefits to the enterprise.

Key words: Clamp; Feeding device; Sheet; Punching

目录
摘要 I
Abstract II
第1章绪论 1
1.1 汽车纵梁冲孔生产线上的上料装置研究的意义 1
1.2 汽车纵梁冲孔生产线的国内外发展情况 1
1.2.1 国外情况 1
1.2.2 国内情况 2
1.3 汽车纵梁冲孔生产线的工作原理 2
1.4 汽车纵深冲孔生产线的结构及用途 3
1.4.1 上料台车及吸盘上料机构 3
1.4.2 上料送进装置 3
1.4.3 主机部件 4
1.4.4 导料装置 5
1.4.5 下料工作台及接料架 5
第2章送料装置设计方案 6
2.1 设计方案列举 6
2.1.1 设计方案一 6
2.1.2 设计方案二 7
2.1.3 设计方案三 7
2.2 设计方案比较 8
2.2.1 经济型分析 8
2.2.2 电机选择分析 8
2.2.3 传动方式比较分析 9
2.3 本装置设计方案 9
第3章 STPK120夹钳装置概述 10
3.1 STPK120夹钳装置简介 10
3.2 STPK120夹钳装置工作原理 10
3.3 传送装置总体结构及其各部分功能 11
3.4 传送料装置各部件结构 11
3.4.1 传感器 12
3.4.2 油缸 15
3.4.3 锁紧缸 15
3.4.4 支座 15
3.4.5 汽缸支架 15
第4章板材力学分析 16
4.1 设计有关技术参数 16
4.2 板材力学分析 16
4.3 液压油的选择 18
4.3.1 液压油的选用原则 18
4.3.2 本装置液压油的选择 20
第5章液压缸设计 22
5.1 缸筒的功能 22
5.2 油缸筒参数计算 22
5.2.1 液压缸的基本参数的确定 22
5.3 油缸工艺分析 24
5.3.1 工艺性分析 24
5.3.2 确定毛坯的制造形式 25
5.3.3 油缸的工艺过程制订 26
第6章送料装置主要零件设计 28
6.1 减速机的选择 28
6.1.1 传动件选择 28
6.1.2 减速机的选择计算 28
6.2 伺服电机的选择 29
6.2.1 功率计算 29
6.2.2 电动机类型选择 30
6.3 齿轮的设计及校合 31
6.3.1 齿轮的选择 31
6.3.2 按齿面接触强度设计 31
6.3.3 按齿根弯曲强度设计 32
6.3.4 几何尺寸的计算 33
6.3.5 罗升齿轮的特点 34
6.4 齿条的设计及校合 34
6.4.1 罗升齿条的选用 35
6.4.2 齿条基本参数的确定 35
6.5 弹簧的设计 35
6.5.1 弹簧设计 35
6.5.2 弹簧的计算 36
6.5.3 弹簧设计参数确定与计算 37
6.6 齿轮平键校核 39
6.7 接近开关的设计 40
6.7.1 工作原理与分类 40
6.7.2 型号选择 40
6.7.3 接近开关作用 41
结论 42
致谢 43
参考文献 44

汽车冲孔生产线上的送料装置设计

内容简介：: I 摘要随着科技的进步，工业领域的自动化程度越来越高，作为机械行业，肩负着国家制造业的兴衰，也是衡量一个国家综合国力的主要标志。目前，在机械加工生产线上多数采用的是电、气、液相结合的一体化模式。板材送进装置是生产线上的重要环节，是连接主机和工作机的桥梁。本文讨论了汽车冲孔生产线上的送料装置的结构组成和工作原理，简单介绍了汽车冲孔生产线的发展状况、组成部分及其用途，并且在此基础上进行了改进，实现了板材的快速、准确定位。因此，成功设计该装置具有十分重要的意义，它可以在一定程度上促进生产自动化，减少运输时间，降低工人的劳动强度，提高生产效率，降低劳动成本，给企业带来更大的经济效益。关键词：夹钳；上料装置；板材；冲孔 in of of of as of is to a s At in is a of to is an of is a to of of of on is an a we to of to a it to 录摘要 I 1 章绪论 1 汽车纵梁冲孔生产线上的上料装置研究的意义 . 1 汽车纵梁冲孔生产线的国内外发展情况 . 1 国外情况 1 国内情况 2 汽车纵梁冲孔生产线的工作原理 . 2 汽车纵深冲孔生产线的结构及用途 . 3 上料台车及吸盘上料机构 3 上料送进装置 3 主机部件 4 导料装置 5 下料工作台及接料架 5 第 2 章送料装置设计方案 6 设计方案列举 . 6 设计方案一 6 设计方案二 7 设计方案三 7 设计方案比较 . 8 经济型分析 8 电机选择分析 8 传动方式比较分析 9 本装置设计方案 . 9 第 3 章钳装置概述 10 钳装置简介 . 10 钳装置工作原理 . 10 传送装置总体结构及其各部分功能 . 11 传送料装置各部件结构 . 11 传感器 12 油缸 15 锁紧缸 15 支座 15 汽缸支架 15 第 4 章板材力学分析 16 设计有关技术参数 . 16 板材力学分析 . 16 液压油的选择 . 18 液压油的选用原则 18 本装置液压油的选择 20 第 5 章液压缸设计 22 缸筒的功能 . 22 油缸筒参数计算 . 22 液压缸的基本参数的确定 22 油缸工艺分析 . 24 工艺性分析 24 确定毛坯的制造形式 25 油缸的工艺过程制订 26 第 6 章送料装置主要零件设计 28 减速机的选择 . 28 传动件选择 28 减速机的选择计算 28 伺服电机的选择 . 29 功率计算 29 电动机类型选择 30 齿轮的设计及校合 . 31 齿轮的选择 31 按齿面接触强度设计 31 按齿根弯曲强度设计 32 几何尺寸的计算 33 罗升齿轮的特点 34 齿条的设计及校合 . 34 罗升齿条的选用 35 齿条基本参数的确定 35 V 弹簧的设计 . 35 弹簧设计 35 弹簧的计算 36 弹簧设计参数确定与计算 37 齿轮平键校核 . 39 接近开关的设计 . 40 工作原理与分类 40 型号选择 40 接近开关作用 41 结论 42 致谢 43 参考文献 44 I 1 of . 1 at . 1 1 2 . 2 of . 3 3 to 3 4 5 6 of . 6 6 7 7 . 8 8 8 9 . 9 10 . 10 . 10 in of . 11 of . 11 12 15 15 15 . 15 , 16 of . 16 of . 16 of . 18 18 20 , 22 . 22 . 22 of to 22 . 24 of 24 To of 25 of to 26 , of 28 . 28 28 28 . 29 29 30 . 31 31 of 31 32 of 33 l 34 . 34 l 35 35 . 35 35 36 37 . 39 . 40 40 40 41 42 43 . 44 1 第 1 章绪论汽车纵梁冲孔生产线上的上料装置研究的意义随着科技的进步，工业领域的自动化程度越来越高，作为机械行业，肩负着国家制造业的兴衰，也是衡量一个国家综合国力的主要标志。目前，在机械加工生产线上多数采用的是电、气、液相结合的一体化模式。板材送进夹钳是生产线上的重要环节，是连接主机和工作机的桥梁。因此，成功设计该装置具有十分重要的意义，它可以在一定程度上促进生产自动化，减少运输时间，降低工人的劳动力度，提高生产效率，降低劳动成本，给企业带来更大的经济效益。汽车纵梁冲孔生产线的国内外发展情况国外情况直到 20 世纪 80 年代中期 ,大批量生产汽车底盘的专业制造厂家主要还是靠大吨位压力机一次冲压成形，这种大型压力机的投资巨大，而针对一种车型的一套冲压成型模具从设计到生产，周期很长，一般要半年以上，制造成本也很昂贵，在新车型的试制过程中会大大增加产品开发的成本和风险。于是在 20 世纪 80 年代后期，欧洲开始在汽车底盘纵梁孔的生产中引进数控冲孔生产技术。国外汽车纵梁冲孔生产线生产厂家主要有比利时索能公司、美国司、德国司、意大利司等，其中比利时索能公司最具代表性。荷兰的车集团、德国的典的槽梁数控三面冲孔生产线 1。 2 国内情况我国由于汽车工业的快速发展，竞争的不断加剧，汽车生产厂家过去少品种、大批量的生产方式也已远远不能满足现在的市场需求。于是我国在 20世纪 90 年代后期引进了两条数控纵梁冲孔生产线，一条是二汽集团车架厂引进的德司生产的第一条也是最后一条数控纵梁平板冲孔生产线，另一条是江淮汽车厂引进的意大利司生产的数控纵梁平板冲孔生产线。进入 21 世纪，微电子技术和信息通信技术的快速发展为柔性自动化提供了重要的技术支撑，工业装备的数控化、自动化、柔性化呈现蓬勃发展的态势 6。现在国内引进使用最多的是比利时索能公司生产的 3D U 形槽梁数控三面冲孔生产线。我国的汽车平板纵梁数控冲孔生产线最早是在 2000 年开始借鉴国外的技术并结合中国国内汽车企业现状着手研制开发的。目前，国产数控纵梁冲孔生产线已有 40 多条，先后在一汽集团、二汽集团、重汽集团及其下属汽车制造厂以及江淮汽车、北汽福田、山东时风集团、南京依维柯、亚星 0多家汽车及配件生产厂家得到应用。数控纵梁生产线生产厂家以济南铸造锻压机械研究所开发的最早，开发品种最多 2。汽车纵梁冲孔生产线的工作原理汽车纵梁数控平板冲孔线由自动上料电磁吸盘将板料从上料侧移动料台上移到上料辊。首先对板料进行板端定位，后自动上料对中装置将板料对中后，夹钳将板料夹紧，确定板料在机床坐标系中的位置，送进机构带动工件移动。然后按照自动编程所生成的程序达到待冲孔位的精确定位，通过控制液压冲孔单元的主阀，控制油缸活塞的上下运动，从而实现对板料的冲压加工。加工的废物由排屑机输出到废物小车中。成品由下料夹钳夹持，送进机构带动工件移动到达指定位置，由推料装置将板料从下料辊推移到下料侧储料框上，由行车吊走。夹钳夹住工件的侧面，工件放在辊子上，夹钳夹住工件，拖动工件前行，送到主机进行冲孔加工。一般情况下，采用多个夹钳共同夹住板材，夹钳口伸入到板侧面 20 30可夹住。众多夹钳并排放在平板上，平板下有滑 3 轨，由电机驱动齿轮、齿条，即可驱动平板在滑轨上运行。夹钳夹紧力靠油缸夹紧，油缸为单作用油缸，即复位采用油缸弹簧。夹钳伸缩采用司的锁紧缸，此缸在行程上可在任意位置停止锁紧活塞，使夹钳不窜动。该装置的动作过程为：当工件位置放好后，夹钳头在汽缸的推动下伸出；当工件进入夹钳口时，板材侧面接触到感应块时，感应块后退，接近开关得到信号；控制系统收到接近开关的信号，油缸进油，上钳口下压，压住板材，同时汽缸活塞锁紧不动；夹紧后，夹钳带着工件在齿轮、齿条驱动下前行，送往主机。然后当主机对板材冲孔加工后，控制系统得到命令后，油缸卸压，在油缸弹簧的作用下活塞杆上升，夹头在复位弹簧的作用下回到初始位置。同时锁紧气缸拉动油缸回到原位置，至此整个动作结束。汽车纵深冲孔生产线的结构及用途上料台车及吸盘上料机构上料电动台车可通过按钮控制运行至线外，装载行车吊运的板垛后，再运行至自动上料位置，预备执行自动程序。吸盘上料机构是自动上料部分的 C 型结构件，该装置完成上料动作吸盘架上安装有电磁吸盘，用以吸持板料；串联液压缸保证吸盘架同步升降，整个吸盘装置前后横向移动由一个水平液压缸驱动，三根精密直线导轨导向运行平稳，保证两端同步。当电动送料台车停在指定工作位置后，吸盘下行从台车上吸住板料，而后上升，将板料水平运送至上料支撑辊上方，再将板料放在上料支撑辊上，然后吸盘返回初始位置，等待信号开始下一个工作循环 3。上料送进装置 1. 送料工作台送料工作台由上料台架、上料辊、对中装置和送进夹钳等零部件组成。上料台架安放在上料部件 C 型开口床身内侧下面的平面上，结构简洁、重量轻。上料台架的下面安装有调整地脚，即便于安放床身，又能方便调平上料 4 台。 2. 上、下料送进夹钳本机上料工作台和下料工作台各有一个夹钳送进机构，二者结构对称。夹钳装置主要由单作用油缸、锁紧缸、支座、气缸支架、浮动夹钳支架、传感器等零件组成。送进由伺服减速电机驱动，当板料经移动对中定位后，送进夹钳推送板料到达指定位置板前端定位于夹钳口，到位发讯后移动对中前伸后对中完成，这时张开的钳夹紧板料，预备送进冲孔；当板料到达主机出料侧时，下料送进开始动作，同样是夹钳夹紧板料，由电机控制开始送进。 3. 固定对中定位装置固定对中定位装置共有 5 组，每组由底板、电机传动装置、双向丝杠、对中定位柱、中间定位孔销以及刻度尺等组成。当吸盘将板料吸放到工作台上后，固定对中定位装置和移动对中装置开始起作用。固定对中装置是指在工件 (板料 )的冲孔过程中是固定的，而为了适应不同长度规格板料的对中需要，可根据不同长度的板料，选择相应的对中装置配合板料前真个移动对中执行对中操纵。对中时，电机控制双向丝杠旋转，从而带动定位柱同时向中间移动完成对中。中间的定位孔销，在板料上有定位孔时用来定位，并有下真个刻度尺作为辅助。对中定位完成，夹钳夹持板料后，固定对中定位装置松开，恢复原来状态。 4. 移动对中定位装置移动对中定位装置的对中部分的结构和工作原理，与固定对中装置的对中部分基本相同，只是在结构上多了一个气缸及滑块。当板料就位后移动对中和固定对中同时起作用，对中完成后，固定对中恢复原来状态，移动对中夹持状态保持不变。移动对中装置在冲孔阶段内跟随夹钳送进装置移动，转为 2 支夹钳夹持板料进行冲压工作后，移动对中装置对中部分恢复原来分开状态，并由气缸将其拖回原来初始位置。主机部件主要是完成机床的核心功能冲孔。它由闭式床身、模具库、废物处理装置和前后导料架等组成。 5 导料装置导料装置由导柱、支架、油缸以及上、下辊等组成。在整个工件送进过程中，在上料侧夹钳送进动作结束前，导料油缸的推动辊轮压紧板料的上、下表面。这样板料转由导料辊轮和下料夹钳夹持，保证了冲孔动作的连续性和平稳性。下料工作台及接料架下料工作台由下料台架、下料辊、下料夹钳、导料装置、自动推料装置和接料装置等零部件组成。下料台安放在下料基座上，在下料台架上面安装有下料辊组成工作台面，用于传送板料，此处安装有夹钳送进机构，采用齿轮齿条传动方式，导轨导向。板料加工完后，夹钳会自动运行至适合的下料位置。此时，下料夹钳停止运动，钳口张开，推料装置动作，将板料平稳的推进接料架。下料工作台主要是提供了一个载体，便于夹钳送进装置的安装及板料的运行 4。 6 第 2 章送料装置设计方案设计方案列举设计方案一夹钳装置布置位置采用侧面夹紧方式，结构如图 2示：图 2侧面夹紧夹钳装置 1234当板材进入夹钳口时，板材侧面接触到感应块，感应块后退，接近开关得到信号，控制系统收到接近开关的信号，油缸进油，上钳口下压，压住板材，同时气缸活塞锁紧不动。传送是用伺服电机通过精密减速机与齿轮连接，齿轮和上料架上的齿轮啮合。待夹钳夹紧后，夹钳带着工件在齿轮、齿条驱动下前行，送往主机。 7 设计方案二夹钳装置布置采用两端定位夹紧方式，总体结构如图 2示：1234图 2两端夹紧夹钳装置首先对板料进行板端定位，后自动上料对中装置将板料对中后，夹钳将板料夹紧，确定板料在机床坐标系中的位置，送进机构带动工件移动。送进夹钳推送板料到达指定位置板前端定位于夹钳口，到位发讯后移动对中前伸后对中完成，这时张开的夹钳夹紧板料，准备送进冲孔。传送方式是用步进电机通过精密减速机与齿轮连接，齿轮和上料架上的齿条啮合。待夹钳夹紧后，夹钳带着工件在齿轮、齿条驱动下前行，送往主机。设计方案三总体结构如方案二，区别在于电机选择不同。本方案传送方式采用伺服电机通过精密减速器与齿轮连接，通过齿轮齿条传动带动夹钳运动。 8 设计方案比较经济型分析从设计经济角度分析，为了减小生产成本，创造更多的效益，同时具备良好的生产性能，方案二的夹钳布置少，定位夹紧能力也具备优越性和灵活性。方案一由于采用一侧夹紧，在板料相对较长的情况下夹钳布置较多，在经济性方面不具备优势。方案二能够节约生产设计成本，为厂家产生良好的经济效益。电机选择分析 1. 选用步进电机控制步进电机是一种离散运动的装置，它和现代数字控制技术有着本质的联系。两相混合式步进电机步距角一般为五相混合式步进电机步距角一般为也有一些高性能的步进电机步距角更小。当步进电机工作在低速时，一般应采用阻尼技术来克服低频振动现象，比如在电机上加阻尼器，或驱动器上采用细分技术等。步进电机的输出力矩随转速升高而下降，所以其最高工作转速一般在 300600控制为

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