定截距式型点阵式短轴类上料仓零件设计【优秀毕业课程设计含CAD图纸+说明书论文】
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!【包含文件如下】【机械设计类】CAD图纸+word设计说明书.doc[11000字，35页]【需要咨询购买全套设计请加QQ97666224】.bat
定截距料仓装配图.DWG
支架.dwg
支架2.dwg
连接板.dwg
设计说明书.doc[11000字，35页]
外文翻译.doc
目 录
第一章 绪论 1
1.1自动生产线概述 1
1.2自动生产线的发展方向及应用领域 1
1.3料仓的提出背景 5
1.4料仓的组成及作用 5
1.5本文的主要内容 6
第二章 定截距式点阵式轴类零件上下料仓设计的传动系统设计 8
2.1料仓设计的设计的关键因数 8
2.2轴类料仓设计的传动方案设计 10
2.3定截距式点阵式轴类零件上下料仓设计的驱动电机选择 13
第三章 定截距型轴类零件上下料仓的主体部分结构设计 16
3.1定截距型轴类零件上下料仓基体的结构设计 16
3.2定截距型轴类零件上下料仓传动链装置设计 17
3.3定截距式轴类料仓的工装设计 18
3.4定截距型轴类料仓检测装置的设计 19
第四章 基于solidworks软件进行定截距式轴类料仓建模及装配 21
4.1 solidworks软件建模与装配概述 21
4.2 基于SolidWorks软件进行工装的建模设计 22
4.3运用SolidWorks软件进行零件装配 23
结 论 26
参考文献 27
致 谢 28
附 录 29
定截距式型点阵式短轴类零件上料仓零件设计
摘要: 料仓是应用于机床上下料系统，针对于机床上下料中的桁架自动化上下料系统，本文针对于桁架机床加工自动生产线生产的通用轴类零件，设计出一套应用于轴类零件的机床加工自动化生产线的重要组成部分料仓。基于机械设计及相关理论的研究,设计了定截距式轴类料仓,正确的计算出了电机的参数，实现了电动机型号的合理选择，同时对定截距的轴类料仓的结构进行了设计，实现轴类零件的定位与存储。为桁架机械手在轴类的零件的抓取的通用化存储功能。
关键词：定截距式料仓;电机参数的选择;轴类类零件
- 内容简介：
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中国地质大学长城学院 本科 毕业设计 外文资料翻译 系 别 ： 工程技术系 专 业： 机械设计制造及其自动化 姓 名： 李萌 学 号： 05211530 2015年 3 月 1 日 外文翻译译文 机械设计基础 机械设计基础是指机械的装置和机械系统 机器、产品、结构、设备与仪器的设计。大部分机械设计需要利用的数学、材料科学和工程力学的知识。 我们对整个设计过程感兴趣。它是怎样开始的 呢？工程师是不是仅仅坐在铺着白纸的桌旁就可以开始设计了呢？当他记下一些设想后，下一步应该做些什么？什么因会影影响或者控制着应该做出的决定？最后，这一设计过程是怎样结束的呢？ 有时，虽然并不总是如此，工程师认识到一种需要并且决定对此做一些工作时，设计就开始了。认识到这种需要，并用语言将其清楚地叙述出来，常常是一种高度创造性的工作。因为这种需要可能只是一个模糊的不满，一种不舒服的感觉，或者是感觉到了某些东西是不正确的。 这种需要往往不是很明显的。例如，对食品包装机械进行改进的需要，可能是由于噪音过大、包装重量的 变化、包装质量的微小的但是能够察觉得出来的变化等表现出来的。 叙述某种需要和随后要解决的问题之间有着明显的区别。要解决的问题是比较具体的。如果需要干净的空气，要解决的问题可能是降低发电厂烟囱的排尘量，或者是降低汽车排除的有害气体。 确定问题阶段应该制订设计对象所有的要求。这些设计要求包括输入量、输出两特性、设计对象所占据的空间尺寸以及这些参量的所有制约因素。我们可以把设计对象看作是黑箱中的某种东西。在这种情况下，我们必须具体确定黑箱的输入和输出，以及它们的特性和制约因素。这些设计要求将规定生产成本、产量、预 期寿命、工作范围、操作温度和可靠性。 还存在着许多由于设计人员所处的特定环境或者由于问题本身的性质所产生的隐含设计要求。某个工厂中可利用的制造工艺和设备会对设计人员的工作有所限制，因而成为隐含的设计要求的一部分。例如，一个小工厂中可能没有冷变形加工机械设备。因此，设计人员就必须选择这个工厂中能够进行的其他的金属加工方法。工人的技术水平和市场上的竞争情况也是隐含的设计要求的组成部分。 在确定了要解决的问题，并且形成了一系列的书面的和隐含的设计要求之后，设计工作的下一阶段是进行综合以获得最优的结果。因为只有通过 对所设计的系统进行分析，才能确定其性能是否满足设计要求。因此，不进行分析和优化就不能进行综合。 设计工作是一个反复进行的过程。在这个过程中，我们要经历几个阶段，在对结果进行评价后，再返回到前面的阶段。因此，我们可以先综合系统中的几个零件，对它们进行分析和优化，然后再进行综合，看它们对系统的其他部分有时么影响。分析和优化都要求我们建立或者做出系统的抽象模型，以便对此进行数学分析。我们将这些模型称为数学模型。在建立数学模型时，我们希望能够找到一个可以很好地模拟实际物理系统的数学模型。 评价是整个设计过程中的一个 重要阶段。评价是对一个成功的设计的最后检验，通常包括样机的实验室实验。在此阶段我们希望弄清楚设计能否真正满足所有的要求。它是否可靠？在与类似的产品的竞争中它能否获胜？制造和使用这种产品是否经济？它是否易于维护和调整？能否从它的销售或使用中获得利润？ 与其他人就设计方案进行交流和沟通是设计过程的最后和关键阶段。毫无疑问，有许多伟大的设计、发明或创造之所以没有为人类所利用，就是因为创造者不善于或者不愿意向其他人介绍自己的成果。提出方案是一种说服别人的工作。当一个工程师向经营、管理部门或者其主管人员提出自己的新方 案时，就是希望向他们说明或者证明自己的方案是比较好的。只有成功地完成这项工作，为得出这个方案所花费的大量时间和精力才不会被浪费掉。 人们基本上只有三种表达自己思想的方式，即文字材料、口头表述和绘图。因此，一个优秀的工程师除了掌握技术之外，还应该精通这三种表达方式。如果一个技术能力很强的人在上述三种表达方式中的某一种的能力较差，他就会遇到很大的困难。如果上述三种能力都很差，那将永远没有人知道他是一个多么能干的人！ 一个有能力的工程师不应该害怕在提出自己的方案时遭到失败的可能性。事实上，偶然的失败肯定会发生的， 因为每一个真正有创造性的设想似乎总是有失败或批评伴随着它。从一次失败中可以学到很多东西，只有不怕遭受失败的人们才能取得最大的收获。总之，决定不把方案提交出来，才是真正的失败。 机械设计概论 机械设计是一门通过设计新产品或者改进产品来满足人类需求的应用技术科学。它是一个广阔的工程技术领域，不仅要研究产品在尺寸、形状和详细结构等方面的基本构思，还要考虑产品在制造、销售和使用等方面的有关问题。 进行各种机械设计工作的人员通常被称为设计人员或者设计工程师。机械设计是一项创造性的工作。设计工程师不仅在工作上要有创新性 ，还必须在机械制图、运动学、工程材料、材料力学和机械制造工艺等方面具有深厚的基础知识。 如前面所述，机械设计的目的是生产能够满足人类需求的产品。发明、发现和科学知识本身并不一定能给人类带来益处，只有当它们被用在产品上才能产生效益。因而，应该认识到再一个特定产品进行设计之前，必须先确定人们是否需要这种产品。 应当把机械设计看成是设计人员运用创造性的才能进行产品设计、系统分析和制订产品的制造工艺的一个良机。掌握工程基础知识要比熟记一些数据和公式更为重要。仅仅使用数据和公式是不足以再一个好的设计中做出所需的全部决 定。另一方面，应该认真精确地进行所有运算。例如，即使将一个小数点的位置放错，也会使正确的设计变成错误的。 一个好的设计人员应该勇于提出新的想法，而且愿意承担一定的风险，当新的方法不适用时，就恢复采用原来的方法。因此，设计人员必须要有耐心，因为所花费的时间和努力并不能保证带来成功。一个全新的设计，要求屏弃许多陈旧的，为人们所熟知的方法。由于许多人易于墨守成规，这样做并不是一件容易的事情。以为设计工程师应该不断的探索改进现有产品的办法，在此过程中应该认真选择原有的、经过验证的设计原理，将其与未经过验证的新观念结 合起来。 新设计本身会有许多缺陷和未能预料的问题发生，只有当这些缺陷和问题被解决之后，才能体现出新产品的优越性。因此，一个性能优越的产品诞生的同时，也伴随着较高的风险。应该强调的是，如果设计本身不要求采用全新的办法，就没有必要仅仅为了变革的目的而采用新办法。 在设计的初始阶段，应该允许设计人员充分发挥创造性，不受各种约束。即使产生了许多不切合实际的想法，也会在设计的早期，即绘制生产图纸之前被改正掉。只有这样， 才不至于堵塞创新得思路。通常要提出几套设计方案 然后加以比较。很有可能在最后选定的方案中 采用了某 些未被接受的方案中的一些想法。心理学家经常谈论如何使人们适应他们所操作的机器。设计人员的基本职责是努力使机器来适应人们。这并不是一项容易的工作，因为实际上并不存在着一个对所有人来说都是最优的操作范围和操作过程。 另一个应该被认识到的重要问题是，设计工程师必须能够同其他有关人员进行交流和沟通。在开始阶段，设计人员必须就初步设计同管理人员进行交流和沟通，并得到批准。这一般是通过口头讨 论，草图和文字材料进行的。为了有效地进行交流，需要解决下列问题 : （ 1） 所要设计的这个产品是否真正为人们所需要？ （ 2） 此产品与其他公司的现有 产品相比有无竞争能力？ （ 3） 生产这种产品是否经济？ （ 4） 产品的维修是否方便？ （ 5） 产品有无销路？是否可以盈利？ 只有时间才能对上述问题给出正确的答案。但是，产品的设计、制造和销售只能在对上述问题的初步肯定答案的基础上进行。设计工程师还应该通过零件图和装配图，与制造部门一起对最终设计方案进行沟通。 通常，在制造过程中会出现某个问题。可能会要求对某个零件尺寸或公差作一些修改，使零件的生产变得容易。但是，工程上的修改必须要经过设计人员批准，以保证不会损伤产品的功能。有时，在产品的装配时或者装配外运前的试验中才发现设计中的某些 缺陷。这些事例恰好说明了设计是一个动态过程。总是存在着更好的方法来完成设计工作，设计人员应该不断努力，寻找这些更好的方法。 机械加工 车削 普通车床作为最早的金属切削机床中的一种，目前仍然有许多有用的和为人们所需要的特性。现在，这些机床主要用在规模较小的工厂中，进行小批量的生产，而不是进行大批量的生产。 在现在的生产车间中，普通车床已经被种类繁多的自动车床所取代，诸如自动仿形车床，六角车床和自动螺丝车床。现在，设计人员已经熟知先利用单刃刀具去除大量的金属余量，然后利用成型刀具获得表面光洁度和精度这种加工 方法的优点。这种加工方法的生产速度与现在工厂中使用的最快的加工设备的速度相等。 普通车床的加工偏差主要依赖于操作者的技术熟练程度。设计工程师应该认真地确定由熟练工人在普通车床上加工的试验零件的公差。在把试验零件重新设计为生产零件时，应该选用经济的公差。 六角车床 对生产加工设备来说，目前比过去更着重评价其是否具有精确的和快速的重复加工能力。应用这个标准来评价具体的加工方法，六角车床可以获得较高的质量评定。 在为小批量的零件（ 100 200 件）设计加工方法时，采用六角车床时最经济的。为了在六角车床上获得尽 可能小的公差值，设计人员应该尽量将加工工序的数目减至最少。 自动螺丝车床 自动螺丝车床 通常被分为以下几种类型：单轴自动、多轴自动和自动夹紧车床。自动螺丝车床最初是被用来对螺钉和类似的带有螺纹的零件进行自动化和快速加工的。但是，这种车床的用途早就超过了这个狭窄的范围。现在，它在许多种类的精密零件的大批量生产中起者重要的作用。工件的数量对采用自动螺丝车床所加工 零件的经济性有较大的影响。如果工件的数量少于 1000 件，在六角车床上进行加工比在自动螺丝车床上加工要经济得多。如果计算出最小经济批量，并且针对工 件批量正确地选择机床，就会降低零件的加工成本。 自动仿形车床 因为零件的表面粗糙度在很大程度上取决于工件材料、刀具、进给量和切削速度，采用自动仿形车床加工得到的最小公差不一定是最经济的公差。 在某种情况下，在连续生产过程中，只进行一次切削加工时的公差可以达到 于某些零件，槽宽的公差可以达到 孔和采用单刃刀具进行精加工时，公差可达到 希望获得最大产量的大批量生产中，进行直径和长度的车削时的最小公差值为 是最经济的。 铣削 除了车 削和钻削，铣削无疑是应用最广泛的金属切削方法。铣削非常适合于而且也易于应用在任何数量的零件的经济生产中。在产品制造过程中，许许多多种类的铣削加工是值得设计人员认真考虑和选择的。 与其他种类的加工一样，对于进行铣削加工的零件，其公差应该被设计或铣削生产所能达到的经济公差。如果零件的公差设计得比需要的要小，就需要增加额外的工序，以保证获得这些公差 这将增加零件的成本。 磨削 磨削是一种应用最广泛的零件精加工方法，用来获得非常小的公差和非常低的表面粗糙度。目前，几乎存在着适合于各种磨削工序的磨削。零件的设计特 征在很大程度上决定了需要采用的磨削的种类。当加工成本太高时，就值得对零件进行重新设计，使其能够通过采用既便宜又具有高生产率的磨削方法加工出来，以获得经济效益。尽管通常认为磨削适用于精加工工序，对那些适合于采用磨削来完成粗、精加工工序的工件，也经常采用磨削方法完成全部加工工作，而不采用车削或者其他加工方法。因此，许多种类的锻件和其他零件，可以采用磨削的方法完成其从毛坯到成品的全部加工，这可以显著地节约时间和费用。 磨床有以下几种类型：外圆磨床、无心磨床、内圆磨床、平面磨床和工具磨床。 外圆磨床和无心磨床是用来 磨削圆柱形工件或者圆锥形工件的。因此，花键轴、轴和其他类似的零件是采用普通的外圆磨床，或者采用无心磨床进行加工的。 螺纹磨床用来磨削螺纹量规上的精密螺纹和用来磨削螺纹的中径与轴的同心度公差很小的精密件上的螺纹。 内圆磨床用来磨削精密的孔、汽缸孔以及各种类似的，需要进行精加工的孔。 平面磨床用来对各种平面工件，或者带有平面的工件进行精加工。可以采用砂轮的边或者砂轮的端面进行磨削。这类机床上装有往复式工作台或者回转 式。 外文原文 of of a is of to it at a of as he or to be an a to do of it in so a be a a of of a is is at to do a be by by in by in of or is a of of is If is be of or of of is to be of on We to be as in a In we of to be s or of of a on a s a of A be in a of in is of an be to is an in we to an of we of a to to on of we or of of We In it is we is a of is of a of a in we to if or Is it it Is it to to Is it a be or to is in to or to to is a a to or is to or to to is a be on of to be in of A in of is If in is no be of of in a In be or to is a to be a by to In in to at is of to or of It is a of of in of in of of or is a in to a a in of of As of is to a a by do if a a be It be a be a is be to be an to to a of a is to be It is to of no or be to to a On be if a is an to a of is be a is no of a be is to A to an be be or be of be is a a at It be if a be of of be to a of it is to in of by In is up to be It is in of as to to It is of to to to is an is no be is a be to to if to be a to is by in To be (1) a (2) it be of (3) Is it to (4) it be (5) it a to be to of a It be a is in or of a so it be in of be by so be In a in or to is a is a to do it he of a of in in s by a of as of of at s on a on on of be in of an on by a In an be be in of to of a a In 00 00 it is to In on a of of of a in of a of an in of on to up on on 000 be to up on on of be if is is be on Is in be on be On is a is on of of is of to of of of of of As in to be be be in If is to be to of is of of to 沈阳化工大学科亚学院 本科毕业论文 题 目： 定截距式型点阵式短轴类上料仓零件设计 专 业： 机械设计制造及其自动化 班 级： 机制 1204 班 学生姓名： 葛玉霖 指导教师： 王 楠 论文提交日期： 2016 年 5 月 30 日 论文答辩日期： 2016 年 6 月 7 日 沈阳化工大学科亚学院全日制普通本科生 毕业设计诚信声明 郑重声明：所呈交的本科毕业论文是自己在导师的指导下，进行研究所取得的结果，结果不存在知识产权争议。除文中曾经声明援用的内容外，本论文不含任何其余个人或团体已经颁发或撰写过的文章结果。对本文的咨询做出重要贡献的小我和团体在文中均作了精确的解释并表达了感谢。同时，本论文的著作权由本人与指导教师共同拥有。自己一切明白本说明的法令后果由本人担当。 毕业设计作者签名： 葛玉霖 2016 年 3 月 1 日 目 录 第一章 绪论 . 1 动生产线概述 . 1 动生产线的发展方向及应用领域 . 1 仓的提出背景 . 5 仓的组成及作用 . 5 文的主要内容 . 6 第二章 定截距式点阵式轴类零件上下料仓 设计的传动系统设计 . 8 仓设计的设计的关键因数 . 8 类料仓设计 的传动方案设计 . 10 截距式点阵式轴类零件上下料仓 设计的驱动电机选择 . 13 第三章 定截距型轴类零件上下料仓的主体部分结构设计 . 16 截距型轴类零件上下料仓基体的结构设计 . 16 截距型轴类零件上下料仓传动链装置设计 . 17 截距式轴类料仓的工装设计 . 18 截距型轴类料仓检测装置的设计 . 19 第四章 基于 件进行定截距式轴类料仓建模及装配 . 21 4.1 件建模与装配概述 . 21 于 件进行工装的建模设计 . 22 用 件进行零件装配 . 23 结 论 . 26 参考文献 . 27 致 谢 . 28 附 录 . 29 定截距式型点阵式短轴类零件上 料仓 零件 设计 摘要 : 料仓是应用于机床上下料系统，针对于机床上下料中的桁架自动化上下料 系统，本文针对于桁架机床加工自动生产线生产的通用轴类零件，设计出一套应用于轴类零件的机床加工自动化生产线的重要组成部分料仓。 基于机械设计及相关理论的研究 ,设计了定截距式轴类料仓 ,正确的计算出了电机的参数，实现了电动机型号的合理选择，同时对定截距的轴类料仓的结构进行了设计，实现轴类零件的定位与存储。为桁架机械手在轴类的零件的抓取的通用化存储功能。 关键词： 定截距式料仓 ;电机参数的选择 ;轴类类零件 in is in of in of a of in of is an of of on of of of at on of in of of of 第一章 绪论 1 第一章 绪论 动生产线概述 自动线是工业发在到一定水平后形成的产物，是工业发展的基本体现。自动化生产线应用的行业较为广泛，例如机械制造、电子信息、石油化工、食品制药、汽车生产这些领域均有自动线的应用。可以说现在的各行各业越来越离不开自动线，自动线在整个工业的及其他的领域的地位越来越显著。 自动生产线是按照零件的工艺特性将工艺设备、辅助装置按照工序的要求连成一体的自动工作的机电一体化装置，并通过气动、液压、电机、传感器及控制系统，使得各部件的可以通过 制，实现信号的互相传送，从而使设备按照约定的 流程进行工作，实现合格零件的生产加工。 自动生产线的运行具有高度的自动化、统一的控制系统、严格的生产节拍等特点，这些特点与科技的进步是分不开的，各行业的发展技术为自动化生产线发展提供技术支撑，如图 示。 图 动线的支撑技术 动生产线的发展方向及应用领域 车领域的应用 自动生产线在汽车企业的应用是最为常见领域之一，自动生产线可以实现汽车车身的焊接、汽车车身的喷涂、汽车座椅的安装、汽车挡风玻璃的安装等，既提高汽车生产效率的，又降低了企业的人力成本，更重要的是获得了更高品质的汽 车。示，为自动生产线在某汽车厂整装车间的应用。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 绪论 2 图 动生产线在汽车整装车间的应用 品领域的应用 自动生产线在酒品领域也有所应用，可以实现瓶装酒品的罐装、酒瓶的封装、酒品的标签自动贴纸等工作，减少了企业里大大减少了人员使用，同时降低企业的人力资源成本，提高了效率，获得了更稳定的产品质量。图 自动化生产线在酒品行业的应用。 图 动生产线在酒品企业的应用 床加工自动线领域的应用 机床加工自动化生产线的形式主要有以下三种： （ 1）关节式机床加工自动化加 工生产线 关节式机床加工自动生产线系统由若干台关节机器人、若干台数控机床、一台角向定位机、清洗站和上下料道组成，以完成工件三个工序的自动化生产。如图 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 绪论 3 示，机器人配有气动夹手，输送线用于传送毛坯至上料工位定位好，便于机器人过来夹取，线体上安装有感应开关用于判断毛坯是否到位和缺料报警开关，输送线还装有搁料挡停装置与满料报警装置等。 图 架式 机床加工自动生产线系统 （ 2）桁架式机床加工自动化加工生产线 桁架式机床加工自动生产线系统主要 由钢结构桁架机械手 、若干台数控机床（也可以是单台） 、 上料仓料仓 、 下料仓、若干套翻转站、定位站 及外围防护等组成，以完 工件 的自动化加工。 如图 示，机械手配有气动夹手，上料仓用于传送毛坯至上料工位定位好，便于机械手过来夹取，料仓上安装有感应开关用于判断毛坯是否到位和缺料报警 开关，下料仓还装有满料报警装置等。 图 架式 机床加工自动生产线系统 （ 3）复合式机床加工自动生产线系 复合式机床加工自动生产线系统将桁架式与关节式相结合的产物。复合式主要 由若干 台关节机器人、 若干台 数控 机床 、机器人 伺服滑台 、 上 料道、 下 料道及外围防护沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 绪论 4 等组成。 如图 示 机器人手爪实现工件精 确定位，机器人 伺服滑台 用于拖动关节机器人在两台加工机床之间移动， 增大机器人的运动范围 。 上下 料道均安装有感应开关用于判断工件是否到位、缺料报警功能以及满料报警功能。 图 合式 机床加工自动生产线系统 机床加工生产线系统主要 由 机械手系统 、 数控机床、料仓、工序翻转站、 工件自动识别系统 （选配） 、 在线测量机（选配） 等 一系列自动化 设备组成 。 通过 总控 系统进行控制 ， 机床自动加工生产自动线安装多种传感器，能够得知机床机床加工自动线的工作状态，从而实现工作动作顺序进行，该过程完全借助于控制系统与传感器信号的交互。机床 加工自动生产线 可以实现单台机床、加工单元、流水线和柔性加工单元的机加工自动化。 加工典型零件如下所示： 图 机床加工生产线加工典型零件 机床加工自动加工生产线系统 可以实现所有工艺过程的工件自动抓取、上料、 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 绪论 5 下料、装卡、工件移位翻转、工件转序加工等，能够极大的节约人工成本，提高生产效率。特别适用于大批量、小型零部件的加工，如汽车变速箱齿轮、轴承套 (座 )、刹车 盘、金属冲压结构件等。 仓的提出背景 用机床加工自动化生产线系统代替人工上下料系统可以摆脱工人劳动强度大、容易产生事故、效率低、无 法实现大批量生产。从机床的加工自动化生产线的组成可以看出料仓是机床加工自动化生产线必要的组成部分之一，本文所提出的料仓是应用于机床上下料系统，针对于机床上下料中的桁架自动化上下料系统，本文针对于桁架机床加工自动生产线生产的通用轴类零件，亟待设计出一套应用于轴类零件的机床加工自动化生产线的重要组成部分料仓。 仓的组成及作用 截距式点阵式轴类零件上下料仓 的组成 通用的料仓一般有主体支撑装置、装料装置、定位装置、驱动装置、检测装置等部分所组成，如图 示。 图 仓的组成示意 图 （ 1）主体支撑装置 主体装置主要作用对装料装置以及其他的零部件的支撑，支撑部件一般会采用冷拔钢管型材、高强度的铝型材等材料进行加工组装。材料方便直接获取缩短了非标设备生产。 （ 2）装料装置 装料装置的形式是多种多样的，有斗式装料装置、转盘式装料装置、单杆式的装沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 绪论 6 料装置等。无论是何种形式，装料装置的作用是对物料的存储。实现一次上料可以实现一段时间的自动化生产，节省人员的应用。 （ 3）驱动装置 料仓的驱动装置的作用使料仓或工件能够按照预定的方式进行运动，驱动装置方式一般可以分为液压式驱动装置、电机驱动的方式、 气动的方式驱动等方式进行驱动，实现不同的运动形式的运动。 （ 4） 检测装置 由于料仓不是独立的存在的，料仓需要与上料系统、数控机床、翻转站、定位站等辅助设施进行信号的互联互通。因此，料仓需要具有检测系统当工件到已定位，信号传达至总控系统后，系统会向上下料系统发出取料系统，取料系统会做出相应的动作，检测装置是料仓的必要的装置。 （ 5） 定位装置 定位装置用于实现在上下料系统在抓取前定位，保证机械手抓取准确保证后续的工作准确进行。所以定位装置也是料仓关键的组成部分之一。 仓的作用 据统计，普通的机床加 工中辅助生产时间平均占零件生产的时间的 40% 50%，提高零件加工生产效率，可以从降低辅助时间的长短用以提高机床加工的生产效率。机床加工自动生产线的诞生，大大的摆脱了辅助时间制约生产效率的问题。 为了提高机床加工自动线设备利用率，料仓在自动线中的存料能力就起到了非常重要的作用，具有较高能力的存料的料仓可能需要几小时才更换料仓中的料，当换料是有的自动生产线可能需要停机换料，这无疑降低机床的加工效率。 料仓的作用除了可以提高机床加工自动生产线的设备利用率之外，还可以降低企业人员数量，降低企业的人力资源成本的耗费 。 文的主要内容 本文的设计主要围绕轻型轴类形状零件料仓设计进行展开的，从轴类料仓的研究背景入手，逐步的对轻型轴类形状料仓进行方案设计、运用 件进行料仓的结构设计具体的章节安排如下： 第一章 绪论 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章 绪论 7 第二章 定截距式点阵式轴类零件上下料仓 设计的传动系统设计 第三章 定截距式点阵式轴类零件上下料仓 的主体部分结构设计 第四章 基于 件料仓设计的建模及装配 第五章 结论 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章 定截距型 轴类 零件上下 料仓 设计 的传动系统设计 8 第二章 定截 距型轴类零件上下料仓设计 的传动系统设计 仓设计的设计的关键因数 （ 1）生产规模和自动化程度 本文的生产目标为年生产 50000 件该零件，零件的生产属于大批量单一化生产形式，零件如图 示，生产线的设备要求为自动化生产，要求料仓的存料时间需要保证换料时间需要大于 50 分钟。 图 件成品图纸 （ 2）毛坯状态： 65 205直径为 65棒料，下料长度为 205圆棒料通过锯床下料，并在钻机上打轴两端的合适大小的中心孔 材料：钢 重量： 坯件） （ 3）成品要求： 成品的圆柱面上不允许 出现接刀痕。 （ 3）零件加工工艺的编制 结合零件的技术要求，对该零件编订加工工艺，将该工件的生产工序分为三序，如图 示。 考虑到零件的最终外圆表面不能有接刀痕存在，因此，前两道工序分别采用普通三爪卡盘装夹工件切削一半外圆和端面，最后工序采用双顶尖机构顶紧精加工工件的外圆面，将上两序粗加工所形成的工序所形成的接刀痕去除，达到加工表面的要求。工序的具体形式如图 示。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第 二 章 定截距 型 轴类 零件上下 料仓 设计 的 传动系统 设计 9 图 序图 根据上述的加工工艺将加工设备及加工节拍统计，形成表 示的加工工艺节拍 。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第 二 章 定截距 型 轴类 零件上下 料仓 的 传动系统 - 10 10 表 示的加工工艺节拍 工序号 机床名称 加工节拍 /s 机床数量 1 数控车床 59 1 2 数控车床 59 1 3 数控车床 64 1 注：加工节拍中不含机械手上下料时间 （ 4）自动线机械手动作时序及节拍 表 示的轴类机械手的换料工艺节拍 机械手动作/ 时间( s ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15开门后机械手进入机床机械手平移到机床主轴位置机械手抓紧工件机床卡盘松开工件机械手爪夹持工件移出主轴机械手旋转换位机械手平移到机床主轴位置机械手松开工件机床卡盘卡紧工件机械手平移出机床主轴位置机械手提升到机床外部 机床的加工自动线的单件的加工节拍为单序的最大时间与机械手的换料时间总和，即机床加工自动化生产线的单件的加工节拍为 79s=15s+64s ，所以需要至少设计的工位数为： 37 9 个，将链板上工位设计为 38 个。 类料仓设计的传动方案设计 类料仓形式确定 从轴类料仓的驱动形式上分为很多种，但是市面上组要有两种形式的轴类料仓分别为重力式料仓和定节距式料仓分别应用在轴类零件的储料功能，二者都具有较为广泛的应用，但是二者的应用场合有极大的区别。 （ 1） 重力式轴类料仓 料仓 具有双排料道，人工将毛坯的棒料摆满两排料道 ， 毛坯棒料在重力的作用下滚到最低，在最低点的位置处有顶料机构将改毛坯的棒 料提升到一定的高度，同时具沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第 二 章 定截距 型 轴类 零件上下 料仓 设计 的 传动系统 设计 11 有定位装置将毛坯的棒料定位到固定的上料位置，料仓并发出向机械手发出完成信号，等待机械手的抓取 。 两排料仓上的每一次个棒料依次被机械手抓取，料仓具有满料及缺料报警功能，重力式轴类料仓的示意图如图 示。 但是重力式轴类料仓有应用缺陷：轴类零件是等圆柱的棒料，圆柱外表再加工之前具有较好的圆柱度，能够保证工件能在重力的作用下能够顺利的滚到料仓的底部，该料仓经常由于物料两端面不平整而出现卡料现象导致生产线报警，使得生产无法顺利进行下去。需要重新调整料仓的倾斜角度，虽然调整也保证不了下次不 出现卡料现象的发生。 图 力式轴类料仓 示意图 （ 2）定节距上下料仓 料仓 采用带工装定节距直线 上下 料 料仓 。料 仓动 作过程如下： 空置的料仓启动后，上下 料道 会自动的移动至移下 料位，当 上 料道发出 上料准备 完成的信号，等待机械手下来 抓取料 。机械手 抓取 一个 毛坯 后，料道 运动 一个工位，使 机械手抓取 下一零件 运动 到位，等待机械手 抓取料 ，待 毛坯 全部加工完成后，料道发出警告，由工人进行下一轮的 上 料 ，定节距式轴类料仓的形式如图 示 。 图 节距式轴类料仓 示意图 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第 二 章 定截距 型 轴类 零件上下 料仓 的 传动系统 - 12 12 定节距轴类料仓较重力式料仓具有不存在卡料的缺陷， 可以根据轴类的具体形状设计料仓的工装的形状，可以适用于各种类型的轴类零件，但是价格相对于重力式轴类零件上下料道的较高。 本文所用的零件的毛坯是粗糙的表面，如果选择重力式轴类料仓极易发生卡料的现象的发生，所以选择定节距式轴类料仓的形式进行设计。 类料仓传动方案的确定 定节距式轴类料仓驱动方式采用变频电机驱动，经过涡轮蜗杆减速器减速后，在经过联轴器将转矩传递给链轮的轴传递给链，链上安装链板，链板上安装满足轴类零件的定位的工装，定节距式轴类料仓的运动原理图如图 示。从而实现工装与工件一起运动到上 料位。在毛坯的上料位和机械手的上料位均安装接近式传感传感器，用以检测工件的到位。 图 节距式轴类料仓 运动原理图 定节距式料仓工作原理：定节距式轴类料仓具有手动式模式和自动模式，二者可以相互切换，在机床加工自动线人工上料时，将定节距式轴类料仓切换到手动式，此时料仓和系统间没有交互，上料人员站在毛坯的上料位每上一个工件，按一下移动下一工位按钮，直至定节距式料仓上满料位置。 装满料仓后，将料仓切换到自动模式，自动模式与机床加工自动化生产线之间有交互，料仓的链板在电机的驱动下，向机械手抓取工位移动，当机 械手上料工位边缘的传感器检测到工件到位，此时传感器向总控系统发出工件到位信号后，电机停止转动，于此同时机械手移动到机械手抓取工位，实现工件的准确抓取。当机械手完成取料后，机械手上料位处的传感器信号消失，系统会给定节距料仓发出移动信号，电机恢复转动，从而下一根料会重复上料动作，直到机械手将料仓上的料都依次取走，此时毛坯上料位的传感器和机械手抓取位置的传感器均检测无料，此时系统会发出无料报警，提示机床加工自动线的料仓需要上料。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第 二 章 定截距 型 轴类 零件上下 料仓 设计 的 传动系统 设计 13 截距式点阵式轴类零件上下料仓 设计的驱动电机选择 节距式轴类的驱 动电机额定转速选择 根据定节距式轴类料仓的运动速度不超过 s 速度，可以确定电机所需要的转速： 定节距式轴类料仓的运动系统的方案均采取：变频电机 +涡轮蜗杆减速机 +链传动形式。 料仓的运动系统驱动电机的转速选择 由链板的运动速度 1 ，根据传动链轮的分度圆直径 1d ，可计算出的减速器输出轴的转速 1n ： 100060 1111d 传动链轮分度圆直径 1d ； 1n 减速器输出轴的转速 1n 1 料仓链板运动速度 由上式涡轮蜗杆减速器轴在链板运动最大快移速度时，减速器输出轴的减速转速1n 为： r / m i 1 4 0 060 0 060= 减速器采用选择蜗轮蜗杆减速齿轮减速器，减速器的参数如图表 示。 减速器的传动比 30i 减,可得减速器的输入端转速和电机输出转速电 m i n/1 7 6 3m i n/in 减电机 电机的额定转速电机额定m 763 电机额定表 速器的参数表 规格 代号 单位 减速比 数值 额定输出扭矩 20 108 最大加速扭矩 20 40 大急停扭矩 20 40 2阳化工大学科亚学院学士学位论文 第 二 章 定截距 型 轴类 零件上下 料仓 的 传动系统 - 14 14 额定输入转速 r/0 40 3000 最大输入转速 r/0 40 6000 扭转刚性 Nm/0 40 14 许用径向力 2N 20 40 4540 许用轴向力 2N 20 40 3720 使用寿命 h 20 40 大于 30000 效率 20 40 大于 97% 使用温度 20 40 90 润滑防护等级 20 40 装方向 20 40 任意 噪音值 0 40 小于 60 重量 0 40 速机轴转动惯量 J 24 定节距式轴类的 驱动电机扭矩选择 （ 1）必要扭矩的计算 由于电机启动时，所需的启动扭矩最大，所以需要先计算启动时的必要扭矩。设工件与工装之间的摩擦力为 F，则摩擦力 F 为： 导轨与滑块之间的摩擦因数， ； m 工装与工件的总重量， 2 8638 ； g 重力加速度， 2/87.9 ； 带入上式，可得工件与工装之间的摩擦力为 F 为： 减速机输出轴负载转矩 链电机输出轴的负载 M 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第 二 章 定截距 型 轴类 零件上下 料仓 设计 的 传动系统 设计 15 考虑到商业电的电压不稳定，安全起见，电机的输入负载为计算电机输入的 2倍，即电机的输出负载应为 驱动电机的额定扭矩应满足 机参数如表 示。 表 动电机的参数表 额定功率 额定转矩 0 额定转速 r/500 额定电流 I 10 转子惯量 械时间常数 s 机的绝缘等级 B 工作温度 0 55 防护等级 机重量 速 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章 定截距型轴类零件上下料仓的主体部分结构设计 16 第三章 定截距型轴类零件上下料仓的主体部分结构设计 截距型轴类零件上下料仓基体的结构设计 由于定截距的料仓的采用传动链板带动工件传动，料仓的基体需要有足够的强度和刚度条件，本文的定截距料仓的基体采用方钢管焊接而成，方钢管采用标准的冷拔技术成型的零件，由于零件采用焊接的形式制成的，这里的标准的冷拔的钢管的材料采用低碳钢 料制成。标准的方钢管的选择参考 094拔异型钢管进行选择，本文选择选用方钢管 4 的形式的方钢管，示。 表 方钢管的参数 基本尺寸 截 面面积 理论重量 惯性矩 截面模数 A B S S G y y mm Kg/m 60 40 2 准冷拔钢的截面参数如图 示，采用合理的布置方钢管的位置进行焊接组成，使得定截距料仓整体有足够的刚度和强度，在传动过 程中具有足够的稳定性，更重要的是该材料具有良好的经济性，极易容易获得等特点，示。 图 准冷拔钢的截面形状 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第 二 章 定截距 型 轴类 零件上下 料仓 设计 的 传动系统 设计 17 图 钢管的布置形式 截距型轴类零件上下料仓传动链装置设计 板的选择的形式选择 板式输送机的结构型式多样，按 规定，板式输送一般可按下述分类： 按输送机的安装形式可分为固定式和移动式； 按输送机的布置形式可分为水平型 (a)、水平 b)、倾斜型 (c)、倾斜 d)、水平 水平型 (e) 、综合型 (f)；具体形式如图 示。 (f)(d)(a)(e)(b)(c)图 送机的布置形式 按牵引构件的结构型式可分为片链式、冲压链式、铸造链式、环链式及模锻可拆链式等； 按牵引链的数量可分为单链式和双链式； 按底板的结构型式可分为鳞板式和平板式； 按输送机的运行特征可分为连续性和脉动式； 按驱动方式可分为电力机械驱动式及液力驱动式； 按链条的运行方式可分为垂直地链和环型地链； 本文的链板采用水平布置、电机式驱动、平板式、双链链式链板形式，链板的组沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第 二 章 定截距 型 轴类 零件上下 料仓 的 传动系统 - 18 18 要的部 件有驱动装置、头轮装置、机架、尾轮装置、输送板及牵引链。 式输送机的设计计算 1、 设计依据： 工件质量： 5 工位间距： 工位数： 38 个 生产节拍： ； 输送速度： 引链条节距： 75 设输送机总的工位数为 19 个，则输送机展开长度 3 4 5 0 m m=19182 =L 输送机头、尾中心距 2 8 5 0 m m=2 150 8)-( 3 4 5 0 / 7 5L 0 设计选 2850 0，链板的设计形式如图 示 图 板的设计形式 截距式轴类料仓的工装设计 在机械手抓取工件时，定截距料仓上必须对工件进行定位，根据机械手抓取时，重复抓取的定位误差精度为 取的手指能够适应的工件的误差不大于1此，工件的误差组要是工件的下料时的误差，每次工件放在料仓上的工装的定位误差，以及料仓的传动误差三者的构成，在这三者中，料仓的工装的设计是必不可少的部分，合理的设计时工件在料仓上定位形 式是十分必要的。 根据工件的形式为轴类零件形状轴的径向采用 V 型定位形式，圆柱的轴向采用挡块定位，定位形式如图 示，用以实现轴类零件的轴向的定位和径向定位。但是，考虑到轴类零件的长度，以及机械手在抓取轴类零件时，需要预留抓取的位置，所以 V 型块设计成两个分开的形式，每一个 V 型块的端部都有安装挡块的位置。具体的形式如图 示。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第 二 章 定截距 型 轴类 零件上下 料仓 设计 的 传动系统 设计 19 图 装的方案 截距型轴类料仓检测装置的设计 定截距的料仓应具料仓定位，缺料的报警功能，设计时需要考虑料仓与系统之间存在交互，所以设计的时候需要在必要的位置放置 传感器上料位置以及料仓与机械手的抓取位置，定节距式料仓工作原理：定节距式轴类料仓具有手动式模式和自动模式，二者可以相互切换，在机床加工自动线人工上料时，将定节距式轴类料仓切换到手动式，此时料仓和系统间没有交互，上料人员站在毛坯的上料位每上一个工件，按一下移动下一工位按钮，直至定节距式料仓上满料位置。 装满料仓后，将料仓切换到自动模式，自动模式与机床加工自动化生产线之间有交互，料仓的链板在电机的驱动下，向机械手抓取工位移动，当机械手上料工位边缘的传感器检测到工件到位，此时传感器向总控系统发出工件到位信号后，电 机停止转动，于此同时机械手移动到机械手抓取工位，实现工件的准确抓取。当机械手完成取料后，机械手上料位处的传感器信号消失，系统会给定节距料仓发出移动信号，电机恢复转动，从而下一根料会重复上料动作，直到机械手将料仓上的料都依次取走，此时毛坯上料位的传感器和机械手抓取位置的传感器均检测无料，此时系统会发出无料报警，提示机床加工自动线的料仓需要上料。 图 下神视 电传感器 感器 本文的传感器采用 松下神视 电传感器 感器 (如图 示 )，沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第 二 章 定截距 型 轴类 零件上下 料仓 的 传动系统 - 20 20 按照传感器的连接尺寸将传感 器布置到料仓的上料位及机械手的抓料位置，示 图 感器的布置位置 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 基于 件进行定截距式轴类料仓建模及装配 21 第四章 基于 件进行定截距式轴类料仓建模及装配 4.1 件建模与装配概述 件建模 动化软件是基于特征、参数化实体建模的设计工具。该软件采用形用户界面，该软件具有容易学习和操作简单的特点，可以建立全相关的三维实体模型，能够实现零件图、装配图、工程图等互相关联，方便设计修改。 基 于特征：由软件的模型树，例如拉伸、旋转、圆角等功能均为特征。特征通常分为基于草图为基础建立的特征和无需在草图的基础上建立特征。 参数化：创建特征的尺寸及几何参数，可以被记入并保存在模型中，可以使模型充分体现设计师的设计意图，更重要的是方便设计师的快速修改。 实体建模：实体模型是 统中所使用的最完整的几何模型。它包含了实体模型中的边和表面所必须的所有线框和表面的几何信息。除此之外，还包含把这些几何体关联一起的拓扑信息。 全相关： 型中与它的工程图及参考它的装配体是全相关的。对模型修改 能自动的反应到相关的工程图和装配体中，同样的对工程图修改后也会相应的反映到模型中 . 件中零件的装配 在 件常采用自底向上的装配体通过已有零件并调整其方向来创建的。零件在装配体中以零件的形式加入，在零件之间创建配合可以调整它们在装配体中的方向和位置。配合关系是指零件部件的表面或变和基准面、其他的表面或边的约束关系。 件中装配体的简历过程如下： 创建新装配体 向装配体中添加零件 进行零件配合 依次添加剩余的零部件 完成装配体， 并保存，完成装配体 沈 阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 基于 件进行定截距式轴类料仓建模及装配 22 于 件进行工装的建模设计 再设计零件时，首先需要对零件进行分析，分析出用三维软件绘制零件时，零件由什么特征构成的，特征建立的顺序。在建立模型时，可以参考零件的加工工艺进行建立。本文以立柱为例，详细的介绍 件的建模过程。 链轮设计 步骤如下： 建立新文件。单击标准工具栏上的 “新建 ”图标按钮 “ 零件 ”“ 确定 ”。 绘制草图 1。从特征管理器中选择 ，进入草图绘制界面。如图 示。单击图标退出绘制草图。 图 制好的草图 1 绘制草图 2。从特征管理器中选择 ，进入草图绘制界面。用 “智能尺寸 ”工具标注出如图 示的尺寸。单击图标退出绘制草图。 图 制好的草图 2 建立 “旋转 1”。其方法和小链轮一样。 建立 “切除拉伸 1”。参照小链轮建模。 建立 “圆周阵列 ”。如图 示。单击 “确定 ”图标按钮完成圆周阵列。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章 基于 件进行定截距式轴类料仓建模及装配 23 图 周阵列属性管理器 绘制 “草图 3”。 建立 “切除拉伸 2”。 建立 “倒角 1”。 建好的链轮模型如图 示 。 图 轮模型 通过上述的过程可以依次的建立出每一个需要的零件，为零件的装配奠定基础。 用 件进行零件装配 本文通过创建的零、部件创建定截距式料仓的装配体模型，装配体是由若干个零件和若干个子装配体形成的
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