自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)摘要：本課題所設(shè)計(jì)的自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)的目的，是為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料，消除積累誤差，同時(shí)減少勞動(dòng)力成本。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要是設(shè)計(jì)了工作臺(tái)以及工作臺(tái)面上的夾緊裝置，滾珠絲杠的選用，以及可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料的伺服電機(jī)。通過(guò)對(duì)這些方面的設(shè)計(jì)和研究，可以大大減少勞動(dòng)力成本，減少了誤差，同時(shí)也簡(jiǎn)化了機(jī)構(gòu)。這在實(shí)際生產(chǎn)中具有很好的推廣效果和意義C關(guān)鍵詞：沖床工作臺(tái)滾珠絲杠伺服電機(jī)Abstract:thedesignofthisprojectbeautomaticconveyingmechanisminordertorealizetheaim,isautomaticpacking,eliminateacc

2、umulationerror,whilereducingthecostofLabour.Inthedesignprocess,mainlydesignonthebenchandworkbenchclampingdevice,ballscrewchoose,andcanrealizeautomaticfeedofservomotors.Basedonthedesignandresearchoftheseaspects,canreducelaborcosts,reducetheerror,alsosimplifiesorganization.Thisinpracticalproductionhav

3、everygoodpromotioneffectandmeaning.Keywords:punchworkbenchballscrewservomotor1.引言1.1 課題的背景在我國(guó)和國(guó)外的生產(chǎn)和研究中，自動(dòng)送料方式有很多種，但是在這些產(chǎn)品中，存在著一些問題。如日本的RF20SD-OR1ft械手送料裝置與沖床做成一體，從橫向（側(cè)面）送料，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配、制造、維修困難，價(jià)格昂貴，又不適合于我國(guó)沖床的縱向送料的要求。RF20SD-OR1的結(jié)構(gòu)由沖床上的曲軸輸出軸.通過(guò)花鍵軸伸縮，球頭節(jié)部件聯(lián)接機(jī)械手齒輪，由傘齒輪、圓柱齒輪、齒條、凸輪、撥叉、絲桿等一系列傳動(dòng)件使機(jī)械手的夾爪作伸縮、升降、夾緊

4、、松開等與沖床節(jié)拍相同的動(dòng)作來(lái)完成送料，另設(shè)一套獨(dú)立驅(qū)動(dòng)可移式輸送機(jī)，通過(guò)隔料機(jī)構(gòu)將工件輸送至預(yù)定位置，這樣一套機(jī)構(gòu)的配置僅應(yīng)用于國(guó)產(chǎn)沖床。國(guó)內(nèi)有的送料機(jī)構(gòu)由沖床工作臺(tái)通過(guò)連桿彈簧驅(qū)動(dòng)滑塊在滑道上水平滑動(dòng)，將斜道上下來(lái)的料，通過(guò)隔料機(jī)構(gòu)推到模具中心，并聯(lián)動(dòng)打板將沖好的料撥掉，往復(fù)運(yùn)動(dòng)的一整套機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，無(wú)輸送機(jī)構(gòu)，聯(lián)動(dòng)可靠，制造容易。但機(jī)械手不能將料提升、夾緊，料道傾斜放置靠料自重滑下，如規(guī)格重量變動(dòng)，則料道上工件下滑速度不一致，易產(chǎn)生疊料，推料機(jī)構(gòu)役有將料夾緊，定位不正，增加廢品率，使用也不安全。1.2 課題的意義本課題主要是護(hù)欄一系列方孔沖孔自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在要求設(shè)計(jì)自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)，實(shí)

5、現(xiàn)自動(dòng)送料，消除積累誤差，同時(shí)可以減少勞動(dòng)力成本。目前在生產(chǎn)中還是采用手工模式，即是一人看一臺(tái)機(jī)器，人工送料，這種生產(chǎn)模式生產(chǎn)效率很低，既浪費(fèi)勞動(dòng)力也會(huì)讓工人很疲倦，而且人工送料會(huì)產(chǎn)生累積誤差。為了解決這些問題，減少生產(chǎn)成本，結(jié)合國(guó)內(nèi)外送料機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)，采用伺服電機(jī)與送料機(jī)構(gòu)為配合的主要裝置。設(shè)計(jì)了具有推廣意義的自動(dòng)送料機(jī)。1.3 兩種典型的送料機(jī)構(gòu)1.3.1 氣動(dòng)送料機(jī)1）沖床自動(dòng)送料機(jī)的技術(shù)狀態(tài)本文介紹的沖床自動(dòng)送料機(jī)是一種用于冷擠壓套圈類零件的送料機(jī)器，是沖床進(jìn)行技術(shù)改造的理想附機(jī)。該送料機(jī)克服了國(guó)內(nèi)外有關(guān)沖床送料機(jī)的不足。如日本的RF20SEF0R11機(jī)械手送料裝置與沖床做成一體，從橫向

6、（側(cè)面）送料，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配、制造、維修困難，價(jià)格昂貴，又不適合于我國(guó)沖床縱向送料要求。RF20SEF0R11結(jié)構(gòu)由沖床上曲軸輸出軸，通過(guò)花鍵軸伸縮，球頭節(jié)部件聯(lián)接機(jī)械手齒輪，由傘齒輪、圓柱齒輪、齒條、凸輪、撥叉、絲桿等一系列傳動(dòng)件使機(jī)械手的夾爪作伸縮、升降、夾緊、松開等與沖床節(jié)拍相同的動(dòng)作來(lái)完成送料，另設(shè)一套獨(dú)立驅(qū)動(dòng)可移式輸送機(jī)，通過(guò)隔料機(jī)構(gòu)將工件輸送至預(yù)定位置，這樣一套機(jī)構(gòu)的配置僅局限于日本設(shè)備，不能應(yīng)用于國(guó)產(chǎn)沖床。國(guó)內(nèi)有的送料機(jī)構(gòu)由沖床工作臺(tái)通過(guò)連桿彈簧驅(qū)動(dòng)滑塊在滑道上水平滑動(dòng)，將斜道上下來(lái)的料，通過(guò)隔料機(jī)構(gòu)推到模具中心，并聯(lián)動(dòng)打板將沖好的料撥掉，往復(fù)運(yùn)動(dòng)的一整套機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，無(wú)輸送機(jī)構(gòu)

7、，聯(lián)動(dòng)可靠，制造容易。但機(jī)械手不能將料提升、夾緊，料道傾斜放置靠料自重滑下，如規(guī)格重量變動(dòng)，則料道上工件下滑速度不一致，易產(chǎn)生疊料，推料機(jī)構(gòu)沒有將料夾緊，定位不正，廢品率較高，使用也不安全。結(jié)合國(guó)產(chǎn)沖床工作特點(diǎn)，采用機(jī)械手與輸送機(jī)構(gòu)配合為主要裝置，再配合采用自動(dòng)卸料安全保護(hù)，設(shè)計(jì)了具有較大應(yīng)用價(jià)值和推廣意義的自動(dòng)送料機(jī)。2）氣動(dòng)送料機(jī)的原理自動(dòng)送料機(jī)主要適用于物料的自動(dòng)分配和傳送，其基本功能可以完成準(zhǔn)確的送料時(shí)間，達(dá)到精確的送料位置。研制的自動(dòng)送料機(jī)由兩個(gè)基本應(yīng)用模塊組成：物料分離模塊及傳送模塊。物料分離模塊由兩個(gè)雙作用氣缸組成，分別實(shí)現(xiàn)物料的分離功能和定位夾緊功能。物料分離模塊將物料從料倉(cāng)中

8、分離出來(lái)，通過(guò)分離氣缸將位于料倉(cāng)底部的物料從料倉(cāng)中推出，料倉(cāng)中的物料由于白重下落至料倉(cāng)底部。定位夾緊氣缸在物料推出后伸出將物料定位并夾緊。兩氣缸的行程位置通過(guò)磁電式接近開關(guān)檢測(cè)。傳送模塊由一個(gè)旋轉(zhuǎn)氣缸和真空吸盤組成。它實(shí)現(xiàn)了氣動(dòng)搬運(yùn)裝置功能，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)個(gè)小型的機(jī)械手。真空吸盤將物料吸取，旋轉(zhuǎn)氣缸實(shí)現(xiàn)0180。的旋轉(zhuǎn)，將物料傳送至下一個(gè)工位。真空吸盤通過(guò)真空壓力開關(guān)檢測(cè)物料是否吸住，旋轉(zhuǎn)氣缸通過(guò)兩個(gè)微動(dòng)開關(guān)實(shí)現(xiàn)位置檢測(cè)？。3）氣動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)自動(dòng)送料機(jī)的氣動(dòng)控制系統(tǒng)的原理圖如圖1.1所示。在氣動(dòng)系統(tǒng)原理圖中，安裝在分離氣缸和定位夾緊氣缸上方的元件x0、x1、x2、x3均為磁電式接近開關(guān)；安裝旋轉(zhuǎn)

9、氣缸兩側(cè)的元件X4x5為微動(dòng)行程開關(guān)；安裝在真空系統(tǒng)回路中檢測(cè)系統(tǒng)真空度（負(fù)壓）的元件X勃真空開關(guān)。這些傳感元件分別用于檢測(cè)氣缸的行程位置及吸盤工作情況。外寓*tii正付出席個(gè)。施符，就a空勢(shì)主事工工酶11=rIIrt3tf-rrLE圖1.1氣動(dòng)控制系統(tǒng)原理圖自動(dòng)送料機(jī)的啟動(dòng)條件：料倉(cāng)中有物料存在(通過(guò)對(duì)射式光電傳感器檢測(cè))o氣動(dòng)系統(tǒng)的初始位置是：分離氣缸位于伸出位置X1,定位夾緊氣缸位于回縮位置X2,旋轉(zhuǎn)氣缸位于左側(cè)料倉(cāng)位置X4,真空發(fā)生器關(guān)閉(真空開關(guān)X6無(wú)信號(hào))。首先，打開氣路開關(guān)0.1閥，壓縮空氣網(wǎng)絡(luò)中的氣壓源經(jīng)過(guò)濾調(diào)壓組件0.2向系統(tǒng)供氣，調(diào)節(jié)調(diào)壓閥，將系統(tǒng)壓力調(diào)整在0.4MPa左右

10、，再鎖定調(diào)壓閥。其次，將系統(tǒng)上電，緊急停止閥0.3的電磁線圈Y叫電并自鎖，閥導(dǎo)通，壓縮空氣分別向各控制回路供氣。其工作過(guò)程為：(1)控N31閥的電磁線圈Y35電，旋轉(zhuǎn)氣缸從料倉(cāng)位置右擺180度，Y御電；(2)控制1.1閥電磁線圈Y1得電，分離氣缸回縮將物料從料倉(cāng)中推出；(3)控制2.1閥電磁線圈Y2導(dǎo)電并自鎖，定位夾緊氣缸伸出將工件定位夾緊；(4)控制3.2閥電磁線圈Y4B電，旋轉(zhuǎn)氣缸左擺180?；刂亮蟼}(cāng)位置，Y救電；(5)控制4.1閥電磁線圈¥5馬電，真空發(fā)生器產(chǎn)生吸力，并吸住物料(x6真空開關(guān)產(chǎn)生信號(hào)),Y我電；(6)控制2.1閥電磁線圈Y21電，定位夾緊氣缸在彈簧作用下自行復(fù)位

11、，同時(shí)Y1失電分離氣缸伸出復(fù)位；(7)重復(fù)步驟；(8)控制4.1閥Y6B電，真空發(fā)生器關(guān)閉，物料由于自重下落至下一個(gè)工位，Y6斷電；(9)重復(fù)步驟(4)(回復(fù)到初始位置)o整個(gè)氣動(dòng)控制系統(tǒng)回復(fù)到初始位置，準(zhǔn)備下一次的工作循環(huán)。氣動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1.2所示。該系統(tǒng)設(shè)有急停開關(guān)，當(dāng)系統(tǒng)遇到緊急情況時(shí)，可按下急停開關(guān)，急停閥0.3的電磁線圈YCM電，從而切斷整個(gè)氣動(dòng)系統(tǒng)的壓縮空氣能源供給千拴科3包圖1.2氣動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖氣動(dòng)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)氣缸動(dòng)作回路中，采用了2個(gè)氣控單向閥及2個(gè)2位3通的單控電磁閥來(lái)代替1個(gè)3位5通中位0型的雙控電磁閥。其實(shí)現(xiàn)的功能是：2個(gè)氣控單向閥的密閉鎖緊性能更好，通過(guò)2個(gè)氣控單向閥可

12、以更準(zhǔn)確地將旋轉(zhuǎn)氣缸定位在0180。旋轉(zhuǎn)角度中的任一位置，且定位更準(zhǔn)確可靠。整個(gè)氣動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行元件的速度控制，可調(diào)節(jié)各單向節(jié)流閥來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)中的單向節(jié)流閥均采用排氣節(jié)流安裝方式，以保證氣缸運(yùn)行的平穩(wěn)性。為保證真空系統(tǒng)的氣流通暢，以提高真空發(fā)生器的真空度，回路4中的真空控制回路不安裝節(jié)流閥。同時(shí)，回路4中的所有連接氣管應(yīng)盡可能的短，以減小空氣流通阻力，提高真空度。1.3.2 利用機(jī)械手自動(dòng)送料1）該送料機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)機(jī)械手是以小車形式通過(guò)鋼纜同滑塊聯(lián)接起來(lái)，由沖床滑塊上升運(yùn)動(dòng)牽引小車作前進(jìn)的水平運(yùn)動(dòng)完成送料，由通過(guò)鋼纜連接的重物使小車作復(fù)位運(yùn)動(dòng)。機(jī)械手的提升、下降是靠安裝在小車頂架板上的提

13、升缸推動(dòng)滑板作往復(fù)上下運(yùn)動(dòng)來(lái)完成；機(jī)械手的夾緊、放松是靠安裝在滑板上的夾緊缸帶動(dòng)連桿銀鏈機(jī)構(gòu)來(lái)完成機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)程序如下：夾緊一提升一前進(jìn)至中心一下降一放松一返回節(jié)拍是恒定的，且每一循環(huán)均需在3秒鐘內(nèi)完成。供油裝置主要給夾緊缸、提升缸提供高壓油，由齒輪泵產(chǎn)生高壓油或者用氣壓驅(qū)動(dòng)卸料機(jī)構(gòu)是通過(guò)安裝在模具邊的鴨嘴管口瞬間高壓氣吹卸，使沖好的工件離開模具，通過(guò)料道進(jìn)人料斗。安全保護(hù)機(jī)構(gòu)由兩部分組成：1滑塊上安裝一玻璃罩，防止工件飛出，傷害工人。2.安裝兩只行程開關(guān)，一只在小車前，一只裝在滑塊邊，當(dāng)小車沒有及時(shí)退回時(shí)，兩只開關(guān)斷開，使滑塊不再下滑，小車免受損壞。支承腳主要用來(lái)調(diào)整整機(jī)高度，使輸送帶的水平

14、高度與模具高度相適應(yīng)；同時(shí)也加寬了支承面，提高了穩(wěn)定性。罩殼主要是防止灰塵侵人，保護(hù)安全，防止重物與電機(jī)、減速器相碰及美化外觀而設(shè)計(jì)液壓原理如圖1.3所示。圖1.3液壓原理圖電氣原理如圖1.4所示。圖中XK,XK納非自動(dòng)復(fù)位式行程開關(guān)，安裝在工字鋼旁邊，由小車運(yùn)動(dòng)來(lái)?yè)軇?dòng)。XK3XK軟按鈕式行程開關(guān)，分別安裝在夾緊缸夾緊點(diǎn)和松開點(diǎn)E。XK5XK6為按鈕式行程開關(guān)，分別安裝在提升缸的上頂點(diǎn)和下底點(diǎn)上。1DT,2D3DT4D上電磁閥。Dl為輸送電機(jī)，口如液壓泵電機(jī)。圖1.4電氣原理圖動(dòng)作程序如下：閘刀H網(wǎng)合，三相動(dòng)力線接通。按QAK鈕，接觸器C®電閉合，輔助觸點(diǎn)自鎖，Di、D2電機(jī)起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)

15、。用RJi、RJ2防止過(guò)載，熔斷絲1RD2RD3RD&止大電流通過(guò)。機(jī)械手動(dòng)作控制過(guò)程：當(dāng)小車后退時(shí)，接觸XKi、1DTm電，機(jī)械手夾緊，觸到XK3；Ji得電，1D快電，火緊停止；同時(shí)3DTm電，機(jī)械手提升到位觸及XK5,3D快電，提升停止，液壓自動(dòng)鎖緊。此時(shí)小車已前進(jìn)到XK1處，觸XK1，X9復(fù)位。小車?yán)^續(xù)前進(jìn)，觸XK2,4DT馬電，機(jī)械手下降到位觸及XK6,4D伏電，下降停止，同時(shí)2DT馬電，機(jī)械手放松（把工件放在模具中心）觸XK4,2D快電，放松停止，小車后退觸XK2,復(fù)位，小車?yán)^續(xù)后退，再次觸XK1如此循環(huán)來(lái)完成送料。2）主要機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)2.2 .擋料機(jī)構(gòu)為了使料能停留在輸送帶上

16、某一特定位置，采用活動(dòng)擋板，即設(shè)計(jì)兩塊由扭簧作用擋料的擋料板。這機(jī)構(gòu)在輸送帶運(yùn)動(dòng)下，料不能撞開擋板，但在小車推力作用下、又會(huì)打開，使料能向前運(yùn)動(dòng)，甚至可以不提升，而直接送至模具中心。這機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)主要是扭簧設(shè)計(jì)為了擋住料，不使料沖開擋板，扭簧的初始扭矩應(yīng)不小于M,扭簧產(chǎn)生的扭角3.3 .隔料機(jī)構(gòu)主要由隔料銷、撥叉、導(dǎo)塊等組成，如圖1.5。只要隔料銷伸到中心就能起到很好的隔料作用設(shè)計(jì)中需確定撥叉轉(zhuǎn)角«及檢驗(yàn)隔料銷跟導(dǎo)塊是否自鎖，隔料機(jī)構(gòu)可根據(jù)工件直徑調(diào)整。圖1.5隔料機(jī)構(gòu)圖3)輸送機(jī)構(gòu)1.1.1輸送帶速度由1節(jié)拍時(shí)間和捎料機(jī)構(gòu)到隔料機(jī)構(gòu)閘的距離決定。如速度變換，用改變帶2.2.2輪直

17、徑來(lái)達(dá)到。輸送帶用薄形高強(qiáng)度夾布輸送膠布制造，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，使用可靠。料道根據(jù)料的直徑調(diào)節(jié)。4)卸料機(jī)構(gòu)一個(gè)鴨嘴高壓氣管安裝在上下模分模面兩邊，進(jìn)行瞬時(shí)吹氣卸料。此動(dòng)作是由一個(gè)行程1開關(guān)和一只一位二通電磁閥來(lái)完成的當(dāng)沖床滑塊上升至，行程時(shí)，碰觸行程開關(guān)，電磁閥5動(dòng)作，做瞬間吹氣，使工件離開模具，通過(guò)料道落在料斗中。5)安全保護(hù)機(jī)構(gòu)(1)通過(guò)落在料斗中的工件產(chǎn)生的振動(dòng)，發(fā)出信號(hào)由傳感器繼電聯(lián)鎖使沖床連續(xù)工作，如果工件未進(jìn)入料斗，沖床就停留在上死點(diǎn)，這樣可避免工件粘在上模而產(chǎn)生危險(xiǎn)事故。(2)在小車處于最前處裝一行程開關(guān)，在滑塊上死點(diǎn)略低處又裝一只行程開關(guān)。當(dāng)滑塊下滑時(shí)，小車因運(yùn)動(dòng)部件發(fā)生故障，仍沒有

18、離開危險(xiǎn)區(qū)域，則兩只行程開關(guān)同時(shí)動(dòng)作，則切斷離合器,同時(shí)曲軸柄上的剎車動(dòng)作，使滑塊不再下滑，直至排除故障，重新起動(dòng)時(shí)才下滑。(3)在沖床滑塊上安裝有機(jī)玻璃罩，隨同滑塊下降，可以防止沖壓零件飛出傷人。3 .課題方案的確定3.3 課題設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案：.采用分離氣缸和定位夾緊氣缸實(shí)現(xiàn)物料的運(yùn)送和分離.利用機(jī)械手進(jìn)行送料.采用伺服電機(jī)控制工作臺(tái)進(jìn)行送料方案一：采用雙作用缸實(shí)現(xiàn)物料的分離功能和定位夾緊功能氣動(dòng)送料機(jī)由兩個(gè)基本應(yīng)用模塊組成：物料分離模塊及傳送模塊。物料分離模塊由兩個(gè)雙作用氣缸組成，分別實(shí)現(xiàn)物料的分離功能和定位夾緊功能。為保證真空系統(tǒng)的氣流通暢，以提高真空發(fā)生器的真空度，回路4中的真空控制

19、回路不安裝節(jié)流閥。同時(shí)，回路4中的所有連接氣管應(yīng)盡可能的短，以減小空氣流通阻力，提高真空度。采用氣缸的優(yōu)點(diǎn)：減少了物料的運(yùn)送步驟，縮短了加工時(shí)間，操作簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)：對(duì)物料的放置有很高的精度要求，造價(jià)高昂，一般的小型企業(yè)不采用方案二：利用機(jī)械手進(jìn)行送料機(jī)械手是以小車形式通過(guò)鋼纜同滑塊聯(lián)接起來(lái)，由沖床滑塊上升運(yùn)動(dòng)牽引小車作前進(jìn)的水平運(yùn)動(dòng)完成送料，由通過(guò)鋼纜連接的重物使小車作復(fù)位運(yùn)動(dòng)。由小車機(jī)械手將工件送至沖床下進(jìn)行沖孔，提高了生產(chǎn)效率，保證了質(zhì)量，改善了勞動(dòng)強(qiáng)度，確保了人生安全。采用機(jī)械手送料的優(yōu)點(diǎn)：送料與沖床節(jié)拍相同，可以連續(xù)生產(chǎn)。缺點(diǎn)：首先由于整個(gè)過(guò)程均由機(jī)械手實(shí)現(xiàn)，所以對(duì)機(jī)械手的要求度很高，其

20、次，如果工件大小不一要經(jīng)常更換方案三：采用伺服電機(jī)控制工作臺(tái)進(jìn)行送料由單片機(jī)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器收到驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)后，步進(jìn)電機(jī)將會(huì)按照設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度，將電脈沖轉(zhuǎn)化成交位移。電機(jī)的轉(zhuǎn)速由脈沖信號(hào)頻率來(lái)控制決定，再由電機(jī)控制工作臺(tái)進(jìn)行送料沖壓。優(yōu)點(diǎn)：1、可以連續(xù)生產(chǎn)，并且能實(shí)現(xiàn)一人控制幾臺(tái)機(jī)器2、可靠性高，由于送料機(jī)構(gòu)外部由步進(jìn)電機(jī)控制，所以每次的行程都是固定值。3、低功耗，低電壓。在許多沒有電力供應(yīng)的應(yīng)用場(chǎng)合，較低的功耗和工作電壓是生產(chǎn)便捷化的必要條件。4、維護(hù)方便，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。綜合以上的比較，選擇方案三來(lái)設(shè)計(jì)護(hù)欄沖壓機(jī)構(gòu)。3.4 系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)示意圖護(hù)欄框架加工沖床機(jī)械結(jié)構(gòu)

21、如圖2.1所示，它包括了2個(gè)工作臺(tái)面，左邊的工作臺(tái)面是固定的，右邊的工作臺(tái)面是可移動(dòng)的，2個(gè)臺(tái)面上都有夾具，為了保證工件在送料過(guò)程中不會(huì)被夾具磨損，所以左邊的工作臺(tái)面上的夾具采用內(nèi)嵌彈簧的方法。圖2.1機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖3.5 聯(lián)軸器的種類和選擇聯(lián)軸器分為兩類，一類是剛性聯(lián)軸器，用于兩軸對(duì)中嚴(yán)格，且在工作時(shí)不發(fā)生軸線偏移的場(chǎng)合。另一類是撓性聯(lián)軸器，用于兩軸有一定限度的軸線偏移場(chǎng)合。撓性聯(lián)軸器又可分為無(wú)彈性元件聯(lián)軸器和彈性聯(lián)軸器。彈性聯(lián)軸器有：彈性元件，能緩沖吸振，能補(bǔ)償軸線偏移。剛性聯(lián)軸器：無(wú)彈性元件，不能緩沖吸振。根據(jù)能否補(bǔ)償軸線偏移又可分為固定式剛性聯(lián)軸器和可移式剛性聯(lián)軸器。通過(guò)上述描述，選擇了剛性

22、聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器有套筒聯(lián)軸器和凸緣聯(lián)軸器兩種。1）套筒聯(lián)軸器該聯(lián)軸器是最簡(jiǎn)單的聯(lián)軸器，由聯(lián)接兩軸軸端的套筒和聯(lián)接零件構(gòu)成。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，徑向尺寸小，但對(duì)安裝條件要求高，無(wú)緩沖吸振功能。如圖所示，套筒聯(lián)軸器由套筒和聯(lián)接零件（銷釘或?。┙M成。這種聯(lián)軸器構(gòu)造簡(jiǎn)單，徑向尺寸小；但對(duì)兩軸的軸線偏移無(wú)補(bǔ)償作用。多用于兩軸對(duì)中嚴(yán)格、低速輕載的場(chǎng)合。當(dāng)用圓錐銷作聯(lián)接件時(shí)，若按過(guò)載時(shí)圓錐銷剪斷進(jìn)行設(shè)計(jì)，則可用作為安全聯(lián)軸器。圖2.2套筒聯(lián)軸器2）凸緣聯(lián)軸器是固定式聯(lián)軸器中應(yīng)用最廣的一種。兩聯(lián)軸器通過(guò)鍵與軸相聯(lián)，再用螺栓將兩半聯(lián)軸器聯(lián)成一體。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，能傳遞較大轉(zhuǎn)矩，但無(wú)彈性，不能緩沖吸振，安裝時(shí)必須嚴(yán)格

23、對(duì)中。適合載荷平穩(wěn)場(chǎng)合。如圖所示，凸緣聯(lián)軸器由兩個(gè)帶凸緣的半聯(lián)軸器和一組螺栓組成。這種聯(lián)軸器有兩種對(duì)中方式：一種是通過(guò)分別具有凸槽和凹槽的兩個(gè)半聯(lián)軸器的相互嵌合來(lái)對(duì)中，半聯(lián)軸器采用普通螺栓聯(lián)接；另一種是通過(guò)較制孔用螺栓與孔的緊配合對(duì)中，當(dāng)尺寸相同時(shí)后者傳遞的轉(zhuǎn)矩較大，且裝拆時(shí)軸不必作軸向移動(dòng)。圖2.3凸緣聯(lián)軸器4 .絲杠的選擇和校核計(jì)算4.3 滾珠絲杠的特點(diǎn)(1)摩擦損失小，傳動(dòng)效率高，可達(dá)0.90.96;(2)絲杠螺母之間預(yù)緊后，可以完全消除間隙，提高了傳動(dòng)剛度；(3)摩擦阻力小，幾乎與運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)，動(dòng)靜摩擦力之差極小，能保證運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，不易產(chǎn)生低速爬行現(xiàn)象。磨損小、壽命長(zhǎng)、精度保持性好；(4

24、)不能自鎖。有可逆性，即能將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因此絲杠立式使用時(shí)，應(yīng)增加制動(dòng)裝置。3.2滾珠絲杠的計(jì)算根據(jù)黑田滾珠絲杠的選型計(jì)算來(lái)求本設(shè)計(jì)滾珠絲杠的選擇。最大行程Smax=2700mm快速移動(dòng)速度Vmax=0.5m/s加/減速時(shí)間常數(shù)t=0.15s定位精度0.1mm希望壽命30000(小時(shí))直線導(dǎo)軌摩+S系數(shù)J=0.1最大轉(zhuǎn)速Nmax=3000r/min導(dǎo)程LVmax60Nmax其中Vmax為快速移動(dòng)速度，Vmax=0.5m/SNmax為最大轉(zhuǎn)速,Nmax=3000min代入數(shù)據(jù)計(jì)算得L=10mm螺母計(jì)算(1)加速時(shí)加速度:.=?10J軸向負(fù)載Pa=M：日Mg

25、(2)固定速度時(shí)軸向負(fù)載Pb)=LMg(3)減速時(shí)軸向負(fù)載Pc=M=-Mg其中M為工作臺(tái)質(zhì)量，M=100kgt為加減速時(shí)間常數(shù)，t=0.15sN為直線導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，R=0.02將以上數(shù)據(jù)分別代入式，得一一2333.3m/s,Pa=350NPb=20NPc=310N利用負(fù)載條件計(jì)算軸向平均負(fù)載(Pm)和平均轉(zhuǎn)速(Nm),有1P_P；Mt1P23N2t2P3N3t33mNjN2t2N3t32N11N2t2N3t3Nm12眈眨tttL1l2l3其中P1=350NN1=1500minP2=20NN2=3000min-t2=0.7P3=310NN3=1500mint3=0.15s333將以上數(shù)據(jù)分別代入

26、得Pm-366.6NNm=1500r/min凈工作時(shí)間（Lh0/包括停止時(shí)間，L。=30000小時(shí)1所以有：C=6043Pmfw106其中fw為負(fù)載因子，在無(wú)沖擊平滑運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，取fw=1.01.2普通狀態(tài)下的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，取fw-1.21.5有沖擊和振動(dòng)情況下的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，取fw=1.52.0因此取fw=1.5,代入式，計(jì)算得：C=2639.52N根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，選擇南京工藝裝備公司生產(chǎn)的FFB型內(nèi)循環(huán)單螺母變位導(dǎo)程預(yù)緊滾珠絲杠螺母副，型號(hào)為FFB2506-2其公稱直徑d0=25mm基本導(dǎo)程L0=10mm螺紋底徑d2=20.9mm絲杠外徑d1=23.9mm剛球直徑Dw=4mm循環(huán)圈數(shù)2螺紋長(zhǎng)度：2649

27、mm滾珠絲杠螺母副的安裝方式采用一端固定、一端游動(dòng)支撐方式：固定端軸承型號(hào)：2列組合600接觸角推力角接觸球軸承（背靠背組配），760204TNI,即內(nèi)徑d=20mm,卜徑D=47mrffi度B=14mm;游動(dòng)端軸承型號(hào)：兩個(gè)深溝球軸承組配，6204,即內(nèi)徑d=20mm,卜徑D=47mrJE度B=14mm3.3絲杠的校核計(jì)算滾珠絲杠的壽命計(jì)算滾珠絲杠的壽命即一組滾珠在相同的狀況下運(yùn)動(dòng)，不致引起螺紋槽或滾珠疲勞失效時(shí)的時(shí)間長(zhǎng)短。螺紋槽或滾珠的斷裂是由于持續(xù)的壓力引起金屬疲勞而導(dǎo)致的。滾珠絲杠的壽命是由基本動(dòng)額定負(fù)載決定的。絲杠的壽命可以通過(guò)以下公式計(jì)算：工工；（h）60Nm'PmfwJ其

28、中Nm、C、Pm、fw前面均有計(jì)算結(jié)果，將其代入計(jì)算得Lh=29897h絲杠的臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算滾珠絲杠的最高轉(zhuǎn)速是指快速移動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速。因此，只要此時(shí)的轉(zhuǎn)速不超過(guò)臨界轉(zhuǎn)速就可以。從自振頻率角度來(lái)校核臨界轉(zhuǎn)速，計(jì)算公式如下：nc其中g(shù)為重力加速度，取g=10m/s2r為絲杠材料的密度，由于絲杠時(shí)鋼，故取鋼的密度為r=7.8510kg/mm3A為絲杠底徑的橫截面積A二八22E為絲杠材料的彈性模量，E=2.1105MPaI為絲杠底徑的慣性矩二d4I二64L2為支承間的距離，L2=3000mm九取決于絲杠安裝形式的系數(shù)，4=4.370將上述數(shù)據(jù)代入，計(jì)算得：nc=543r/min4.伺服電機(jī)的選擇和計(jì)算選擇

29、電機(jī)應(yīng)考慮的問題(1)根據(jù)機(jī)械負(fù)載性質(zhì)和生產(chǎn)工藝對(duì)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、調(diào)速等要求。選擇電機(jī)類型。(2)根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩、速度變化范圍的啟動(dòng)頻繁程度等要求。考慮電動(dòng)機(jī)的溫升限制、過(guò)載能力和啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，選擇電動(dòng)機(jī)功率。所選電動(dòng)機(jī)應(yīng)留有余量負(fù)載率一般取0.8-0.9。(3)根據(jù)使用場(chǎng)所的環(huán)境條件，如溫度、濕度、灰塵、雨水以及腐蝕和易燃易爆氣體等考慮必要的保護(hù)方式，選擇電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)型式。(4)根據(jù)企業(yè)的電網(wǎng)電壓標(biāo)準(zhǔn)和對(duì)功率因數(shù)的要求，確定電動(dòng)機(jī)的電壓等級(jí)和類型。(5)根據(jù)生產(chǎn)機(jī)械的最高轉(zhuǎn)速和對(duì)電力傳動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程性能要求，以及機(jī)械減速機(jī)構(gòu)的復(fù)雜程度，選擇電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速。伺服電機(jī)的功率計(jì)算電機(jī)計(jì)算

30、根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本常用電機(jī)電器及電動(dòng)液中電機(jī)的計(jì)算進(jìn)行伺服電機(jī)的計(jì)算。根據(jù)沖孔距離L和工件移動(dòng)速度V可得兩孔間的移動(dòng)時(shí)間：T=：=0.4S假設(shè)電機(jī)的加減速時(shí)間t為0.15S,加速時(shí)，加速度：a1=V=3.3m/s2減速時(shí)，加速度:a2=V=-3.3m/s22-V角速度：w=157rad/s角加速度：-=W=1047rad/s2t絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：J=2mr22=0.0059kgm工作臺(tái)轉(zhuǎn)矩:T2=MP=1.05NM2二電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)矩:T=J:T2=7.23NM電機(jī)功率:P=1w-=1.13kw1000所以電機(jī)功率選擇因大于1.13kw伺服電機(jī)的選型根據(jù)功率要求和經(jīng)濟(jì)要求,選擇選擇臺(tái)達(dá)標(biāo)準(zhǔn)功能

31、型的ASDA-AC列交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),圖3.2所示。該系列伺服系統(tǒng)包括伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī)，型號(hào)分別為ASD-A1521M,ASMT15M250司服電機(jī)ASMT15M250術(shù)參數(shù)見下表表4.1伺服電機(jī)性能技術(shù)參數(shù)表額定功率1.5kw額定扭矩7.16NM瞬時(shí)最大扭矩21.5NM額定轉(zhuǎn)速2000rpm瞬時(shí)最大扭矩2000rpm額定電流10.6A瞬時(shí)最大電流30.3A每秒最大功率增加量58.3kw/s轉(zhuǎn)子慣量8.79E-4機(jī)械常數(shù)1.3ms軸摩擦扭矩0.5NM扭矩常數(shù)（KT）0.73NM/A電壓常數(shù)（K676.0E-3電機(jī)阻抗0.828Ohm電機(jī)感抗5.5mH電氣常數(shù)6.6ms絕緣等級(jí)F級(jí)絕緣阻抗D

32、C500V100MW上絕緣耐壓AC150050HZ60sec徑向最大抗扭矩490N軸向最大抗扭矩98N使用溫度040oC保存溫度-2070oC使用濕度2090%RH結(jié)露）保存濕度2090%RH結(jié)露）耐振性2.5G5,聯(lián)軸器的選擇和計(jì)算聯(lián)軸器是用來(lái)聯(lián)接軸與軸，以傳遞運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)距。有時(shí)也可作為一種安全裝置用來(lái)防止被聯(lián)接件承受過(guò)大的載荷，起到過(guò)載保護(hù)的作用。用聯(lián)軸器聯(lián)接兩軸時(shí)，只有在機(jī)器停止運(yùn)轉(zhuǎn)后才能使兩軸分離。聯(lián)軸器的轉(zhuǎn)矩計(jì)算根據(jù)計(jì)算轉(zhuǎn)矩來(lái)選擇聯(lián)軸器的型號(hào)。Z=KT=9550玄盤二7020代殳£區(qū)式中：t理論轉(zhuǎn)矩（nm；Tn一許用轉(zhuǎn)矩（nm；Pw一驅(qū)動(dòng)功率（kvy；PH一驅(qū)動(dòng)功率（馬力）；

33、n工作轉(zhuǎn)速（r/min）；K工作情況系數(shù)。通過(guò)計(jì)算，選擇JB/GQ443-80軸套聯(lián)軸器。其最大外徑D為32130軸孔范圍d為1890聯(lián)軸器的力矩計(jì)算通過(guò)第四章的電機(jī)計(jì)算，可知電機(jī)力矩為T1-T2-9Nm聯(lián)軸器的力矩公式為：T-T1K1K2K3其中T1為計(jì)算力矩K1為負(fù)載系數(shù)K2為運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間系數(shù)K3為起、停頻繁度系數(shù)K1、K2KM以分別通過(guò)表5.1、5.2、5.3查得表5.1負(fù)載系數(shù)K1怛跳載Constant<11.0SrnflilFlu匚2HticnE常變罰黃非MediumFluctualions孱變訃班費(fèi)Ldryf?Flnr；ualron5表5.2運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間系數(shù)K2<2小時(shí)K5-D

34、,70每2Hour工<4小時(shí)1<2=065大4Hour9運(yùn)二日小融<2-100*轉(zhuǎn)H%"r“?16小時(shí)K2-11&啊16Hcm-（；?小時(shí)K2=l加24Hour表5.3起動(dòng)、停止頻繁度系數(shù)K3每小時(shí)起停系數(shù)otwfabonEzr<1。次G30次不0次<2舄口次K3w1.0K3-1JK31,2K3=l.5心一20查表得K1=1.2,K21.18,K3=1.18所以可得T15Nm5.3軸的強(qiáng)度校核計(jì)算軸的扭轉(zhuǎn)條件為950000pTWTn330.2d3其中行為扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力T為軸所受的扭矩，N-mmWT為軸的扭轉(zhuǎn)界面系數(shù)，mm3n為軸的轉(zhuǎn)速，r/minp為

35、軸傳遞白功率，KWd計(jì)算截面處軸的直徑，mmH為許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力，MPa見下表5.4;軸的材料Q235-A20Q275354540Cr、35SiMn38SiMnMo3Cr13kT(MPa)1525203525453555ao14912613511212610311297表5.4軸的材料與許用應(yīng)力的對(duì)應(yīng)關(guān)系注：1）表中工1是考慮了彎矩影響而降低了的許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力2）在下述情況時(shí)，k1取較大值，A0取較小值：彎矩較小或只受扭矩作用、載荷較平穩(wěn)、無(wú)軸向載荷或只有較小的軸向載荷、減速器的低速軸、軸只作單向旋轉(zhuǎn)；反之，取較小值，A0取較大值。由上式可得軸的直徑:da9550000Pd；0"Tn3

36、95500003P=A3P30.2n%；n對(duì)于空心軸，則有d-A03式中B=d1/d,即空心軸的內(nèi)徑di與外徑d之比，通常取B=0.50.6。將數(shù)據(jù)代入上式，計(jì)算得：d-25mm6.主要參數(shù)及維護(hù)主要參數(shù)工件每完成一個(gè)孔需要1秒，具體運(yùn)行時(shí)間見下表,表6.1工件沖孔的時(shí)間工作臺(tái)速度加速勻速減速時(shí)間(S)5保養(yǎng)和維護(hù)1、沖床每天工作8小時(shí)需要進(jìn)行停機(jī)維護(hù)，要保持臺(tái)面清潔。2、新機(jī)實(shí)用一個(gè)月后，要在聯(lián)軸器與電機(jī)及絲杠連接處滴加潤(rùn)滑油，保證絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)精度。3、要保證夾持的工件的夾具夾牢，放置工件彈出傷人。4、要對(duì)機(jī)器進(jìn)行定期檢查(建議每日檢查)。結(jié)束語(yǔ)經(jīng)過(guò)歷時(shí)3個(gè)月的努力，到目前為止，本設(shè)計(jì)已基本上完成。雖然設(shè)計(jì)相對(duì)比較簡(jiǎn)單，但理論與實(shí)踐畢竟不一樣，對(duì)于一位缺乏實(shí)踐的在校大學(xué)生來(lái)說(shuō)，這也有一定的困難，使我在設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到了許多阻力，但在老師