【车辆工程类】迈腾汽车的后保险杠的装配线的设计【7张CAD图纸+毕业论文】【毕业论文说明书】
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【车辆工程类】迈腾汽车的后保险杠的装配线的设计【7张CAD图纸+毕业论文】【毕业论文说明书】,车辆,工程,汽车,保险杠,装配线,设计,cad,图纸,毕业论文,说明书,仿单
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题目名称 迈腾汽车的后保险杠的装配线的设计 题 目 类 别 设计类 题目 性质 结合实际 专 业 机械电子工程 参加本题目 学生人数 1 论文类 虚拟题目 题目来源、教师准备情况、主要培养学生哪些能力 课题来源： 由指导教师拟订结合我国机械制造及机电设计市场发展状况，进行设计的课题。 教师准备状况：从事机械设计制造及其自动化领域的教学与研究 30 年，自 1999 年起自拟并指导该方向的毕业设计题目整 10 年，有一定的研究基础。 主要培养学生哪些能力：文献查阅与实际调研能力：外文资料翻译 能力：基础理论与专业知识的综合应用能力：数据资料的采集、处理、与分析能力、：计算机应用能力。 题 目 内 容 及 要 求 内容： 导流板的压装和拖钩盖板的安装，而装饰条的安装是手工装配的。而装配机的工作内容是对侧面导向支架、隔热板和 U 型夹的安装。 要求： 对气缸的压力数据记录而对后保险杠压装机的门字梁进行受力校核 ,看主梁是否满足强度和刚度的要求 . 实 践 环 节 安 排 实习 去工厂、研究所或上网进行社会调查 实验 后保险杠的装配线仿真设计 计算机应用 图 50 机时 中、外文参考资料： 1. 李庆 余 M械工业出版社 2. 杜君文 M津大学出版社 3. 张建民 M京理工大学出版社 4. 李异河 M防工业出版社 5. 滑动轴承计算和设计 M防工业出版社 6. 杜黎蓉 5 三维零件设计 M民邮电出版社 7. 张佩勤 M械工业出版社 8. 王岚 M尔滨工程大学出版社 9. 德泊特 低成本综合自动化 M 械工业出版社 10. 于骏一 ,邹青 M械工业出版社 , 2004 11. A of 003,38(2003):2652. 980. 教研室主任 审批签字 李春梅 分 院 院 长 审批签字 刘薇娜 注：题目类别和题目性质请用符号 填在相应栏内。 毕业 设计 成绩评定手册 论 文 题 目 迈腾汽车的后保险杠的装配线的设计 学 生 姓 名 张猛 专 业 机械电子工程 班 级 学 号 0852105 指 导 教 师 陈玲 分 院 机电工程分院 2012 年 6 月 毕业设计 成绩评定表 （指导教师用） 姓 名 张猛 班级学号 0852105 专 业 机械电子工程 题 目 迈腾汽车的后保险杠的装配线的设计 评 价 要 素 权 重 评 分 成 绩 选 题 调 查 报 告 创 新 性 基础理论与基本技能 撰 写 质 量 可 行 性 学风与工作作风 指导教师评定成绩 （ 合计 ） 指导教师评语： 指导教师签字： 年 月 日 毕业设计 成绩评定表 （ 评阅人 用） 姓 名 张猛 班级学号 0852105 专 业 机械电子工程 题 目 迈腾汽车的后保险杠的装配线的设计 评 价 要 素 权 重 评 分 成 绩 选 题 调 查 报 告 创 新 性 基础理论与基本技能 撰 写 质 量 可 行 性 评阅人 评定成绩（合计） 评阅人 评语： 评阅人 签字： 年 月 日 毕业设计 成绩评定表 （ 答辩委员会 用） 姓 名 张猛 班级学号 0852105 专 业 机械电子工程 题 目 迈腾汽车的后保险杠的装配线的设计 评 价 要 素 权 重 评 分 成 绩 选 题 调 查 报 告 创 新 性 基础理论与基本技能 撰 写 质 量 可 行 性 答 辩 答辩委员会评定成绩（合计） 答辩委员会评语： 答辩委员会主席签字： 年 月 日 答辩委员会记录 答辩学生姓名： 张猛 班级： 08521 答辩记录： 答辩委员会主席签名： 年 月 日 本件在学生本人论文留存 答辩委员会委员名单 主席： 委员： 秘书： 毕业设计综合成绩表 姓 名 张猛 专 业 机械电子工程 班 级 08521 题 目 迈腾汽车的后保险杠的装配线的设计 指导教师评定成绩 （ X） 评 阅 人 评定成绩 （ Y） 答辩委员会评定成绩 （ Z） 级 填表人： 教学副院长： 本件 投学生本人档案 答辩委员会委员名单 主席： 委员： 秘书： 毕业设计综合成绩表 姓 名 张猛 专 业 机械电子工程 班 级 08521 题 目 迈腾汽车的后保险杠的装配线的设计 指导教师评定成绩 （ X） 评 阅 人 评定成绩 （ Y） 答辩委员会评定成绩 （ Z） 级 填表人： 教学副院长： 长春理工大学 光电信息学院 毕业设计（论文）题目申报表 院 别 机电工程分院 教 研 室 机电工程教研室 指导教师 陈玲 职称 教授 年 月 日 长春理工大学光电信息学院学生毕业设计（论文） 分院 机电工程分院 专业 机械电子工程 班级 学生姓名 指导教师 设计（论文）起止日期 教研室主任 题目名称（包括主要技术参数）及要求 ： 题目名称： 迈腾汽车的后保险杠的装配线的设计 内容： 导流板的压装和拖钩盖板的安装，而装饰条的安装是手工装配的。而装配机的工作内容是对侧面导向支架、隔热板和 U 型夹的安装。 要求： 对气缸的压力数据记录而对后保险杠压装机的门字梁进行受力校核 ,看主梁是否满足强度和刚度的要求 . 技术参数： 45 45 ， 45 90， 80 80 和 160 80（单位： 而装配机用了两种，分别是截面积为 45 90 和 45 45（单位： 型材，并且都选择的重型。 论文开题报告（设计方案论证） 应包括以下几方面的内容： 1. 本课题研究的目的和意义 随着现代汽车工业的发展，各个工业发达国家都在设计更先进和舒适的汽车，从汽车性能到耐用，从环保状况到外形车身设计，而且也越来越注重人性化设计，不仅能使车身美观，而且也增加了安全性的要求，对汽车保险杠的设计安装也提高起来。 汽车保险杠是吸收缓和外界冲击力、防护车身前后部的安全装置。 20 年前， 轿车前后保险杠是以金属材料为主，用厚度为 3 毫米 以上的钢板冲压成形槽钢，表面处理镀铬，与车架纵梁铆接或焊接在一起，与车身有一段较大的间隙，好像是一件附加上去的部件 。 随着汽车工业的发展，汽车保险杠作为一种重要的安全装置也走向了革新的道路上。今天的轿车前后保险杠除了保持原有的保护功能外，还要追求与车体造型的和谐与统一，追求本身的轻量化。为了达到这种目的，目前轿车的前后保险杠采用了塑料，人们称为塑料保险杠。 二十年前，轿车前后保险杠是以金属材料为主，用厚度为 3 毫米以上的钢板冲压成 U 型槽钢，表面处理镀铬，与车架纵 梁铆接或焊接在一起，与车身有一段较大的间隙，好象是一件附加上去的部件。 随着汽车工业的发展，汽车保险杠做为一种重要的安全装置也走 上 了革新的道路。今天的轿车前后保险杠除了保持原有的保护功能外，还要追求与车体造型和谐与统一，追求本身的轻量化。 为了达到这种目的，目前轿车的前后保险杠兴用了塑料，人们称为塑料保险杠。 塑料保险杠是由外板、缓冲材料和横梁等三部分组成。其中外板和缓冲材料用塑料制成，横梁用厚度为 米左右的冷轧薄板冲压而成 U 型槽；外板和缓冲材料附着在横梁上，横梁与车架纵梁螺丝联接，可以随时拆卸下来。 这种塑料保险杠使用的塑料，大体上使用聚脂系和聚丙烯系两种材料，采用注射成型法制成。例如标致 405 轿车的保险杠，采用了聚脂系材料并用反应注射模成型法做成；而大众的奥迪、高尔夫、上海的桑塔纳、天津的夏利等型号轿车的保险杠，采用了聚丙烯系材料用注射成型法制成。 国外还有一种称为聚碳酯系的塑料，渗进合金成分，采用合金注射成型的方法，加工出来的保险杠不但具有高强度的刚性，还具有可以焊接的优点，而且涂装性能好，在轿车上的用量越来越多。 塑料保险杠具有强度、刚性和装饰性，从安全上看，汽车发生碰撞事故时能起到缓冲作用，保 护前后车体，从外观上看，可以很自然地与车体结合在一块，浑然成一体，具有很好的装饰性，成为装饰轿车外 形 的重要部 分。 收集资料，调研 阅读有关资料 撰写开题报告 总体设计 工作装置结构设计 设计、计算、校核 绘图 设计说明书 1. 李庆余 M械工业出版社 2. 杜君文 M津大学出版社 3. 张建民 M京理工大学出版社 4. 李异河 M防工业出版社 5. 滑动轴承计算和设计 M防工业出版社 6. 杜黎蓉 5 三维零件设计 M民邮电出版社 7. 张佩勤 M械工业出版社 8. 王岚 M尔滨工程大学出版社 9. 德泊特 低成本综合自动化 M 械工业出版社 10. 于骏一 ,邹青 M械工业出版社 , 2004 11. A of 003,38(2003):2652. 980. 摘 要 本次设计主要是针对 次装配线分为后保险杠的压装机和装配机两部设备。其中压装机进行的工作内容是导流板的压装和拖钩盖板的安装，而装饰条的安装是手工装配的。而装配机的工作内容是对侧面导向支架、隔热板和 U 型夹的安装。本次设计的框架是用标准型材构成，并且一整套连接和支架结构都用此配套设备。 设计过程是由给定的后保险杠以及其定位元件（非金属材料）为基准在运用装配图条件下直接生成实体模型 除了整体框架结构 ,还要有 线性导轨支撑的定位元件框架整体结构和气动元件推动的压头来完成导流板的压装工序 看主梁是否满足强度和刚度的要求 1】 . 关键字 :支架结构 线性导轨 气动元件 导流板 长春理工大学光电信息学院毕业设计 is he is is of of of of of is a of of is as a in D of be by of of to of of to of a of I 目录 绪论 . 1 . 1 . 2 . 2 第一章 装配线的部件选择 . 3 . 3 . 3 . 3 . 4 . 4 线性导轨的特点 . 4 G 系列线性滑轨特点 . 5 . 6 . 7 . 9 . 12 . 15 第 二 章 人机工程设计注意事项 . 16 第三章 总体方案设计 . 17 艺方案 . 17 计方案 . 17 第四章 定位元件的加工和加工程序 . 20 第五章 保险杠装配生产线控制系统设计 . 24 5 1保险杠装配生产线控制系统的总体设计 . 24 5 1 1 生产线控制原理分析 . 24 5 1 2 生产线控制系统功能分析 . 25 5 2 . 26 5 2 1 控制系统 . 26 5 2 2 I . 27 . 29 1可编程控镧器编程软件 . 29 5 3 2 控制系统控制流程 . 30 5 4本章小结 . 35 结 论 . 36 参考文献 . 37 致 谢 . 38 长春理工大学光电信息学院毕业设计 1 绪论 随着现代汽车工业的发展，各个工业发达国家都在设计更先进和舒适的汽车，从汽车性能到耐用，从环保状况到外形车身设计，而且 也越来越注重人性化设计，不仅能使车身美观，而且也增加了安全性的要求，对汽车保险杠的设计安装也提高起来。 汽车保险杠是吸收缓和外界冲击力、防护车身前后部的安全装置。 20 年前，轿车前后保险杠是以金属材料为主，用厚度为 3 毫米 以上的钢板冲压成形槽钢，表面处理镀铬，与车架纵梁铆接或焊接在一起，与车身有一段较大的间隙，好像是一件附加上去的部件 。 随着汽车工业的发展，汽车保险杠作为一种重要的安全装置也走向了革新的道路上。今天的轿车前后保险杠除了保持原有的保护功能外，还要追求与车体造型的和谐与统一，追求本身的轻量化。为了 达到这种目的，目前轿车的前后保险杠采用了塑料，人们称为塑料保险杠。 二十年前，轿车前后保险杠是以金属材料为主，用厚度为 3 毫米以上的钢板冲压成 U 型槽钢，表面处理镀铬，与车架纵梁铆接或焊接在一起，与车身有一段较大的间隙，好象是一件附加上去的部件。 随着汽车工业的发展，汽车保险杠做为一种重要的安全装置也走 上 了革新的道路。今天的轿车前后保险杠除了保持原有的保护功能外，还要追求与车体造型和谐与统一，追求本身的轻量化。 为了达到这种目的，目前轿车的前后保险杠兴用了塑料，人们称为塑料保险杠。 塑料保险杠是由外板、缓冲材料 和横梁等三部分组成。其中外板和缓冲材料用塑料制成，横梁用厚度为 米左右的冷轧薄板冲压而成 U 型槽；外板和缓冲材料附着在横梁上，横梁与车架纵梁螺丝联接，可以随时拆卸下来。 这种塑料保险杠使用的塑料，大体上使用聚脂系和聚丙烯系两种材料，采用注射成型法制成。例如标致 405 轿车的保险杠，采用了聚脂系材料并用反应注射模成型法做成；而大众的奥迪、高尔夫、上海的桑塔纳、天津的夏利等型号轿车的保险杠，采用了聚丙烯系材料用注射成型法制成。 国外还有一种称为聚碳酯系的塑料，渗进合金成分，采用合金注射成型的方法，加工出来的保 险杠不但具有高强度的刚性，还具有可以焊接的优点，而且涂装性能好，在轿车上的用量越来越多。 塑料保险杠具有强度、刚性和装饰性，从安全上看，汽车发生碰撞事故时能起到缓冲作用，保护前后车体，从外观上看，可以很自然地与车体结合在一块，浑然成一体，具有很好的装饰性，成为装饰轿车外 形 的重要部 分。 长春理工大学光电信息学院毕业设计 2 安全性是现代轿车设计中首先要考虑的问题。从轿车的安全设施来讲一般分为两大类，一类是主动性安全设施，例如制动及 行防患未然；另一类是被动性安全设施，例如保险杠、安全气囊，车门保险杠 。汽车设计者从交通事故中发现，汽车发生侧面碰撞的案件比较多，尤其是路面湿滑或车速较快的情况下，因各种原因造成汽车拦腰碰撞的可能性大大增加。因此，近几年有关防侧撞的安全问题已经引起人们的关注，有些国家还制定了严格的汽车防侧撞安全条例，规定汽车要实施防侧撞的安全措施。 轿车上实行防侧撞的安全措施有二种常见方法，一种是从设计上改进轿车车厢的结构，使其能起到分散、侧撞冲击力的作用；另一种是安装车门保险杠，增强车门的防撞冲击力。后一种方法实用，简单，对车身结构的改动不大，已经普遍推广使用。早在 93 深圳国际汽车展览会上 ，参展的本田雅阁牌轿车将一扇车门剖开一部分，专门露出车门保险杠给观众看，以示其良好的安全性能 【 2】 。 本次课题是对帕萨特迈腾的车辆的保险杠的装配生产线的设计，帕萨特迈腾的后保险杠分为两道装配工序，分别是装配和压装，共需两个专用的设备。设计要求为： 后保险杠在装配设备上定位准确；确定后保险杠位置（ 支撑元件与压头表面形状与保险杠（导流板）内表面形状相互吻合；后保险杠漆面不允许有划伤和压痕；工人操作简单可靠，符合人机工程原理。 装配要求采用气压传动压紧装置来设计，对后保险杠的压装机要设计含 有导轨的装置，这样方便操作，大大节约了工人的安装时间，提高了生产效率。 设计安装的高度要符合工人的操作高度。生产线的材料用多功能铝合金型材，方便搬运，质量轻巧并且耐用。气压启动装置要安装在方便位置，便于工人操作。生产线中要有翻转和压紧装置，提高安装生产的工作效率。各个型材采用特殊的螺栓连接方式，并带有三角架连接加强连接强度。 长春理工大学光电信息学院毕业设计 3 第 一 章 装配线的部件选择 由于有压紧工序的存在，所以需要动力部分给工件力来完成压装，本次设计的装配工序采用气压传动。气压传动有取之不尽用之不竭的空气作为介质 气压传动反应动作快，动作迅速。 压缩空气的工作压力低，使得元件更加容易制作。气动元件制作方便，不易堵塞。 缸的输出力的大小 理论输出力 普通的双作用气缸的理论推力 F 单位为牛 N F= 中 D 为缸径（ m） P 为气缸的工作压力 单位为帕斯卡 其理论拉力为 F=4(式中的 d 为活塞杆的直径，单位为米 本次设计采用了 列的标准气缸 且四个气缸均用于压装机中，装配机中不用 压装机中的三个气缸用于压装的压头上，压头通过活塞杆传来的压力而对保险杠进行所需 要的工位安装。另一个气缸用于工件支架在直线导轨上运动，完成压装过程。 气缸未加载时所输出的力是受到气缸活塞和活塞本身的摩擦力的影响，如活塞和缸角之间的摩擦，活塞杆和前缸盖之间的摩擦，用气缸的效率和气缸的缸径和工作压力有关，缸径增大，工作压力提高，则气缸的工作效率增加。在气缸的缸径增大时，在同样的工作条件下，摩擦力在气缸的理论输出力中所占的比例明显减少了，故气缸的效率提高了，一般效率在 间 【 3】 。 普通的双作用气缸实际推力为 F F=4实际输 出的拉力为 F 拉为 F=4(载率 气缸的负载律的定义：气缸的实际负载 /气缸的理论输出力 气缸的实际负载由工况决定，若确定了气缸的负载率，则由定义就能确定气长春理工大学光电信息学院毕业设计 4 缸的理论输出力，从而计算出气缸的缸径。气缸的负载率的选取与负载性能及气缸的运动速度有关。 气缸的运动状态和负载律的关系 当阻性负载为静负载时， =阻性负载的运动速度 100 时 阻性负载的运动速度 100 时 阻性负载的运动速 度 500 缸径的计算 由气缸带动的负载，运动状态及工作压力，就可以对气缸的缸径进行计算和选择 算气缸的轴向负载力。 缸的运动速度越高，负载率应选的越小。 候，气缸的工作压力计算时候，然，系统的工作压力低于 候，计算时候工作压力也应该适当调整。 载率及工作压力 P 计算缸径，由计算的缸径再调整到标准缸径。 通常缸径计算 到此结束，但若气缸的缓冲性能较不符合要求，应重新选择气缸的缸径或者采用外部缓冲措施，加缓冲回路。 安装组件如图 缸安装附件 线性导轨的特点 本次设计中后保险杠的压装机部分有压紧工位需要移动保险杠，由于人工操长春理工大学光电信息学院毕业设计 5 作移动的速度慢，定位不准确的原因，我们采用气压缸推动直线导轨来进行对保险杠工作台的控制 【 4】 。 直线导轨又称为线性滑轨，由钢珠在滑块与滑轨之间作无限的滚动循环，负载平台能沿着滑轨轻易的做线性运动。与传统的滑轨相比较，滚动引导的摩擦系数可 以降低到原来的百分之二，由于振动引起的摩擦力大大减少，相对的减少无效运动的发生，因此可以轻易的定位，再加上滑块的特殊结构设计，使得它可以承受来自不同方向的载荷，大大的提高了机械效率。 本次选用 线性导轨。它有以下一些优点： 使用线性滑轨作为线性运动的引导时，由于线性滑轨的摩擦方式为滚动摩擦，因此摩擦系数大大的减少，并且不会发生打滑现象。 传统的滑动导轨，无法避免会因为油膜逆流引起运动的精度不良，因此运动时润滑不充分，导致运行时导轨与滑块的结合面磨损严重 ，影响运动精度，而滚动的影响精度非常的小，故能长时间的维持精度。 由于线性滑轨的移动时摩擦非常小，只需要很小的力就可以运动，我们就可以选用气压传动这种低能耗的传动方式来控制滑块的运动最终控制工作台的移动。 由于在后保险杠的压装过程中需要有好几个方向的受力，由于导轨的滑块的特殊的结构设计，使得它能承受多方向的压力，如果选用其他的类型的导轨，可能导致运动的精度的下降。 组装时候只需要研磨床台上与滑轨结合装配的表面 ，并一次将滑轨，滑块分别以特定的扭力固定在机床台上，就能出现加工时候的高的精密度。传统的导轨引导，必需对运行轨道加以精度加工，浪费时间和金钱，且一旦床的精密度不高，则必须重新加工，线性导轨的互换性能，可以分别得更换滑块或者滑轨。 运动引起的润滑不良时，将会造成表面的金属破坏影响机床的磨损，而滑动导轨引起润滑不足并不容易，线性滑轨已在滑块的表面喷油，也可以直接注油或这打入油脂。 G 系列线性滑轨特点 本次设计使用的是 列线性滑轨。其优点是： 长春理工大学光电信息学院毕业设计 6 来自圆弧沟槽的 5组合，在安装的时候，藉由钢珠的弹性变形及接触点的转移，即使安装面多少有 )些偏差，也能被线轨滑块内部吸收，产生自动调心能力之效果而得到高精度稳定的平滑运动。 由于对生产制造精度严格管控，线性滑轨尺寸能维持在一定的水平内，且滑块有保持器的设计以防止钢珠脱落，因此部分系列精度具可互换性，客户可依需要订购滑轨或滑块，亦可分开储存滑轨及滑块，以减少储存空间。 运用四列式圆弧沟槽，配合四列钢珠等 45 度之接触角度，让钢珠达到理想的两点接触构造，能承受来自上下和 左右的负荷；在必要时更可施加预压以提高刚性。 块的安装 使用装配螺丝将承载平台大概固定于滑块上。使用固定螺丝，将滑块侧边基准面紧固于平台侧边。装配面上，以确定滑块位置。锁紧装配螺丝将承载平台按1 4对角线顺序紧固于滑块上。 本次设计采用了 度为 1100 动直线导轨的滑块安装位置 长春理工大学光电信息学院毕业设计 7 图 动直线导轨的安装步骤 直线轴承特点及技术资料： 直线轴承是一种以低成本生产的直线运动系统，用于无限行程与圆柱轴配合使用。由于承载球与 轴承 点接触 ，故使用载荷小。钢球以极小的磨擦阻力旋转，从而能获得高精度的平稳运动。 直线轴承广泛用于电子设备，拉力试验机及数字化三维坐标测量设备等精密设备，以及多轴机床、冲床、工具磨床、自动气割机、打印机、卡片分选机、食品包装机等工业机械的滑动部件 【 5】 。 安装 配合间隙 建议与轴承座内孔和光轴直径使用的配合公差。通常，轴承是不能加预载的，但高精度、轻预载可以加到轴承上，然而，负的直径公差不应超过表中数据。 轴承箱和轴与轴承的配合间隙 。 安装时注意事项： 将直线轴承装入轴承座时，应使用辅助工作，避免直接敲击端面或密封圈 ，长春理工大学光电信息学院毕业设计 8 应使用轴承均匀导入，用缓冲板借助轻轻地敲击装入将光轴穿入直线轴承，必须将轴和轴承的中心线成一直线。若轴倾斜插入，滚珠可能会脱落，或造成保持架变型，而对直线轴承造成损坏外加载荷应该平均分配在整个轴承上，尤其是承受瞬间载荷时，应使用两个或更多的轴承。直线轴承不承受旋转载荷，否则可以导致意外事故 。 用卡环和固定板安装轴承箱的几种方法。 用定位螺钉安装轴承会引起轴承外套变形，应尽量避免。 安装法兰型直线轴承时，与之配合的轴承箱内孔表面精度须精确。 开口型） 轴承上和轴承箱上的开口 相垂直，就能得到圆周方向上均匀的预载。 如果与合适的轴承座配合使用，大开口轴承也可以进行间隙调整，甚至可以加轻预载 。 后保险杠装配机的压紧力由气缸提供，为了增加气缸活塞杆的稳定性，需要采用导向柱，为了提高导向的精度，导向柱和支架之间采用直线轴承联结起来，因此需要选择直线轴承。 通过资料收集发现带法兰形式的直线轴承不能满足要求，因为法兰上的螺钉孔之间的距离和型材的凹槽之间的距离不匹配，所以必须另外设计。 首先选择一标准（ 直线轴承产品，选择时要考虑的问题是内径要和导向柱匹配，而为了增加稳定性 ，导向柱不能选太小。接下来就是设计直线轴承的固定部件。如图 为了加工经济和方便，将固定部分设计为两部分，如图中 两部分采用焊接方式连接。 长春理工大学光电信息学院毕业设计 9 4 螺钉 .； 5. 弹簧垫片； 7. 型材； 图 直线轴承设计图 帕萨特迈腾的后保险杠的装配机和压装机的支架机构均采用了标准型材。此种型材具有各种的优良性能，方便连接，强度和刚度足够大，能够承受一定的压力和冲击力。 其材料多采用铝镁硅等构成，因此质量轻巧，便于搬运。型材的截面又设计的便于连接，且实体截面积小。 由于这种型材的优点，其广泛应用于各种场合，其材料的特性也决定了它比传统的型材具有一定的优点 【 6】 。 结构精度高 型材是用特制的铝合金棒在加热的状态下挤压成型的，具有极高的几何精度和表面光洁度。组立方式全部采用标准附件连接，不存在热加工变形。 外观精美 型材表面已按工业标准进行了阳极氧化处理，天然的金属光泽后经磨砂，电泳漆，喷塑后处理可获得任何想要的外观效果。 易于拆装 模组化和标准附件连接的特点决定了每个部件不但 易于拆装，而且有更好的长春理工大学光电信息学院毕业设计 10 重复装配精度 价格低廉 型材加工设备简单，附件标准化，切断，连接的组立方式也可以节省大量工作时间，使得产品更具有竞争实力，不必担心日益增长的劳动力成本。 本次汽车保险杠的装配线设计采用了 4 种截面不同的型材，其中装配机用了两种，分别是截面积为 45 45位： 别是 45450 160位： 型材。 其截面形状和各种参数如图所示 图 材截面 1 长春理工大学光电信息学院毕业设计 11 图 材截面 2 图 材 数据 1 图 材截面 3 长春理工大学光电信息学院毕业设计 12 图 材截面 4 图 材数据 2 装配线的各种型材的连接均采用了专用的型材连接方式，锚式连接法。用一种特殊的锚式连接销来连接各种型材。 锚式连接销 用途 型材的 T 型连接 特点 连接强度高，连接件隐蔽，是型材间最可靠的连接形式，同时具有连接和锁紧的功能，保证连接没有缝隙，连接时只占用一个 T 型槽位，有利于其他的部件的安装 材料 碳钢镀锌 颜色 镀锌银白色 长春理工大学光电信息学院毕业设计 13 图 式连接图 图 接件轴侧图 图 接件尺寸标注 而在有些需要加强连接强度的地方需要用压铸角铝连接。 用途 型材的 T 型连接和十字连接 特点 连接强度高，通用性能好，但隐蔽性能不好 材质 压铸铝锌合金 颜色 表面抛丸处理，银灰色 长春理工大学光电信息学院毕业设计 14 图 铸角铝结构图 1 图 铸角铝轴测图 图 铸角铝结构图 2 长春理工大学光电信息学院毕业设计 15 本产品采用了特制的尼龙支角 用途 设备支撑，压杆可倾斜，增强尼龙底盘下装有橡胶垫，起防滑减振作用 材质 增强尼龙底盘，碳钢镀锌压杆，橡胶垫 颜色 底 盘为白色 哑光，表面皮纹，牙杆为亮白色 图 龙支角 支角架的连接板也是标准件，材质为碳钢 图 角架连接板 图 角连接示意图 长春理工大学光电信息学院毕业设计 16 第 二 章 人机工程设计注意事项 人机工程学是运用生理学、心理学和医学等有关科学知识，研究组成人机系统的机器和人的相互关系，以提高整个系统工效的新兴边缘科学。 人机工程学研究在设计人机系统时如何考虑人的特性和能力，以及人受机器、作业和环境条件的限制。人机工程学 还研究人的训练，人机系统设计和开发，以及同人机系统有关的生物学或医学问题。对于这些研 究，在北美称为人因工程学或人机工程学，苏联称为工程心理学，欧洲，日本和其他国家称为工效学。 设计人机系统时，要把人和机器作为一个整体来考虑，合理地或最优地分配人和机器的功能，保证系统在环境变动下达到要求的目标。有些人机系统能用定量的系统分析和系统综合的方法进行设计。一个简单系统，如一位操纵人员和一台机器构成的单参数跟踪系统，操纵人员被看作是系统中一个元件，可用定量方法，即用传递函数或其他数学方法近似表达操纵人员的动态特性，建立操纵人员的准线性数学模型；用控制理论方法对操纵人员的传递函数，和机器的传递函数进行 综合，便可得到调节品质合乎要求的稳定的人机跟踪系统。 本次设计中运用到了很多人机工程学中的内容，如工作台的高度，设置为距离地面的高度为 1200合人的身高适合的工作高度，便于工人操作，且压装机的气缸移动的控制部分放在了操作台的正中央，便于工人控制。装配机的料斗也是应用了同样的原理选择了合适于工人操作的高度 【 7】 。 长春理工大学光电信息学院毕业设计 17 第 三 章 总体方案设计 艺方案 为了保证产品质量，提高生产率和降低成本，结合汽车后保险杠的形状及与各装配件的关系，本设计将其生产线设计为自动化程度不高的专 用制造装备。该装备采用两台设备进行后保险杠的装配。两台设备的名称分别是后保险杠导流板压装机，后保险杠装配机。装饰条为手工装配，两台设备的工作内容如下： 后保险杠导流板压装机 其中装饰条等为手工装配 后保险杠装配机 装） 型夹 束支架和线卡等的装配 计方案 本次设计汽车的后保险杠的装配线共有两个设备，一台装配机，一台压装机，其中压装机是最复杂的最重要的部分。不仅是因为它的工艺性 能要求高，机器组装的复杂和难度大，并且它和前保险杠的装配机相比较而言，多了很多控制部分，比如导轨上的滑块的移动由气缸带动，压头完成的工序也由气缸控制，而且工作的压头与气缸之间有很复杂的链接方式，这些都是由标准件来连接完成的。通过资料来看，我们需要一些高强度的系列型号的型材，来完成气缸和配合压头运动的轴和孔，而轴和气缸的活塞杆需要穿过这些型材来进行安装，因此需要截面积很大的型材，这时我们选择了 8060截面型材，并且选择重型的型材，因为这些支架的简易结构可以看作是悬臂梁，需要高强度的型材支撑才 能满足气缸推动压头运动来对后保险杠进行压装，并且型材上面进行打孔，使得轴和气缸的活塞杆通过并且进行安装直线轴承。安装的图见直线轴承说明。 本次在压装机的设计中由于设计经验不足，故没考虑到后保险杠的装饰条的自动装配，故改为手工装配 【 8】 。 本次设计的后保险杠装配机的定位元件的材料为聚甲醛，压装机的定位元件为尼龙。 长春理工大学光电信息学院毕业设计 18 下图是为后保险杠的压装机的定位元件的位置关系示意图 图 保险杠压装机定位元件位置关系 1 图 保险杠压装机定位元件位置关系 2 本次设计是在 件的装配图下完成建模的，由 各种不同的型材和部件组装成型，主要利用了各个零件的位置关系来完成零部件的定位。 并且在绘制工程图时由 为 成工程图，安装加工时一定要注意定位元件的形状公差及其与整个装配线和地面的位置公差。 长春理工大学光电信息学院毕业设计 19 图 保险杠压装机轴测图 图 保险杠装配机轴侧图 长春理工大学光电信息学院毕业设计 20 第 四 章 定位元件的加工和加工程序 本次针对后保险杠的压装机的侧压头进行加工，加工阶段共分两个阶段，分别是粗加工和精加工阶段。 以下是在 件下进行分析运算的加工程序 【 9】 。 图 工零件的位置 图 件形状以及加工坐标系 图 件毛坯 侧右压头 侧左压头 长春理工大学光电信息学院毕业设计 21 图 工参数（粗加工给精加工留量 2） 图 加工刀具 图 加工进给量 图 刀路线（顺铣） 长春理工大学光电信息学院毕业设计 22 图 加工实体方针结果 粗加工程序：见 中右压头是 下是精加工 图 加工进给 量 长春理工大学光电信息学院毕业设计 23 图 刀路线（精加工） 图 加工实体仿真结果 精加工程序：见 右压头公用一个程序，在机床上使用轴镜像开关。 图 加工刀具路线校验图 长春理工大学光电信息学院毕业设计 24 第 五 章 保险杠装配生产线控制系统设计 5 1 保险杠装配生产线控制系统的总体设计 控制系统通常采用可编程控制器 为控制核心元件， 算机技术、自动控制技术和通信技术而形成的一代新型工业控制 装置，其用途 是取代继电器，执行逻辑、计时、计数等顺序控制功能，建立柔性的程控系统。 以微处理器 为核心，集计算机技术、自动控制技术、通信技术于一体的控制装置， 有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特 点。本文是采用西门子 $7 10】 。 5 1 1生产线控制原理分析 保险杠装配生产线具有定时性、顺序性的特点，对控制系统的要求是准确、 迅速地实现顺序控制，本课题研 究并实现是通过对驱动机构主电机和反转电机 的控制来实现整个系统的顺序运动，保证各工位能够顺利的完成零部件的装配。 电机控制系统的原理如图 图 示。 图 型的自动控制系统框图 长春理工大学光电信息学院毕业设计 25 图 制系统原理图 该控制系统的主要特点是： (1)主电机控制的高稳定性 主电动机的换速设计保证工件到达各工位时冲击力小，定位准确。 (2)高精度定位 翻转机构通过上下限位开关保证夹具实现准确的定位。 (3)分工位的状态透明 每个工位上都有分别表示不同工 作状态的指示灯，方便工人进行安全操作。 (4)反馈控制 检测工位通过检测产品发出反馈信号，使整个控制系统构成闭环回路。 5 1 2 生产线控制系统功能分析 保险杠自动装配生产线控制系统主要实现以下功能： (1)夹具状态指示 检测央具的定位央紧状态，并在夹紧力达到预定值时发出准备就绪信号， 启动主电机和翻转电机。 (2)主电动机换速控制 为保证运动的平稳性，需要使主电机 (帑装机构动力源 )实现“启动 高速 减速 停止 启动”的循环运动，因此需要控制系统具有换速控 制功能，实现丰电动机速度的平稳、准 确变换。 (3)翻转电机换向控制 保险杠的装配位置要求央具实现 90。的翻转运动，采用如图 “ L”型机械结构实现： 翻转电机接收到正翻转信号时开始正向高速转动，带动主动轴转动，齿轮 带与 动轴啮合，被主动轴驱动，从而使从动轴上升，碰到上限位开关时控制 系统发出翻转电机停止信号，翻转电机停转，两根从动轴的合成运动实现夹具 基架的正向翻转：当翻转电机收到反翻转信号时，翻转电机反向转动，从动轴 下降，碰到下限位开关时控制系统发出停止信号，翻转电机停转，夹具基架完 成反阳翻转。由此可见，只需控制翻转 电机的 L”型机构实现 长春理工大学光电信息学院毕业设计 26 图 L”型翻转机构示意图 (4)安装定时控制 根据生产节拍和实际节拍的要求，在工人进行安装时，需保持整个机构在 安装状态静止 8s，因此控制系统必须要实现这一定时控 制。 提供了一定数量的定时器，并设计了定时指令，一般均可以实现 O 19s 及 0 9 99时控制精度高，定时时间设置方便、灵活。 (5)检测计数控制 保险杠自动装配生产线的最后一个工位是检测工位，检测工人通过目测来 确定产品表面是否有损坏、零件装配是否有松动，并将完成检测的产品安合格 品和次品分类计数。 用户提供普通计数器、可 逆计数器、高数计数器等，以完成不同用途的计数控制。 (6)状态指示灯 为方便工人作业，并为各个工位提供透明可 视的工作状态信息，控制系统 需要提供状态指示功能，如正常指示、急停指示、安装指示等 【 11】 。 5 2 5 2 1控制系统 型 (1)西门子公司出产的 200系列 磁兼容性强，抗震 动和冲击能力强，扩展性好，有多种数字量输入输出模块，用于 200的数 字量输入和输出，通过这些模块，可以将数字传感器和执行元件与 $7 使控制器灵活的与任务相适应。西门子 200系列以其卓越的性能广泛应用于 多种行业的控制系统。 (2)考虑到输入输出点数及存 储器容量，选用西门子公司的 $7长春理工大学光电信息学院毕业设计 27 行控制， 定为 件配置见表 5 1，该型号符合系统要求。 表 5 2 2 I (1)I 0端子分配 根据保险杠装配生产线控 制系统的功能要求，需要 12个输入点，十一个输 出点，具体输入输出端子信号见表 5 2，辅助元件见表 5 3。 表 长春理工大学光电信息学院毕业设计 28 表 程辅助元件列表 (2)当 I 可以画出 图 5 4所示。 图 长春理工大学光电信息学院毕业设计 29 (3)输入设备选择 压紧开关采用压阻式传感器。压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应 在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感 元件，扩散电阻在基片内接成电桥形式。当基片受到外力作用而产生形变时， 各电阻值将发生变化，电桥就会产生相应的不平衡输出，从而形成数字输入信 号。 接近丌关、到位开关、上限位开关、下限位开关均采用干簧管触点丌关。 干簧管是 一种磁敏的特殊开关。它的两个触点由特殊材料制成，被封装在 真空的玻璃管里。只要用磁铁接近它，干簧管两个节点就会吸台在一起，使电 路导通。因此可以作为传感器用用于计数，限位等等 【 12】 。 (4)输出设备选择 主电机和翻转电机均选用二相直流电机。 计数显示选择 指示灯选择普通彩色灯泡： 紧指示 绿色；安装指示 黄色；急停指示 红色。 序设计 1可编程控镧器编程软件 0
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