3525 陶瓷插芯PC磨床自動(dòng)上料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3525 陶瓷插芯PC磨床自動(dòng)上料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),陶瓷,pc,磨床,自動(dòng),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
分 類(lèi) 號(hào) 密 級(jí) 寧xxxx 學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 )陶瓷插芯 PC 磨床自動(dòng)上料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)所 在 學(xué) 院 機(jī) 電 學(xué) 院專(zhuān) 業(yè) 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 及 其 自 動(dòng) 化班 級(jí) 08 機(jī) 自 1 班姓 名學(xué) 號(hào)指 導(dǎo) 老 師誠(chéng) 信 承 諾我謹(jǐn)在此承諾：本人所寫(xiě)的畢業(yè)論文《數(shù)控車(chē)床橢圓宏程序數(shù)控加工工藝與夾具設(shè)計(jì)》均系本人獨(dú)立完成，沒(méi)有抄襲行為，凡涉及其他作者的觀點(diǎn)和材料，均作了注釋?zhuān)粲胁粚?shí)，后果由本人承擔(dān)。承諾人（簽名）： 年 月 日I摘 要高效率、高精度加工是今后時(shí)代發(fā)展的趨向，利用自動(dòng)化設(shè)備加工的產(chǎn)品質(zhì)量一致性較好，加工精度和效率均比普通設(shè)備高出很多。自動(dòng)上料系統(tǒng)是 PC 陶瓷磨床提高效率的必要改進(jìn)項(xiàng)目，隨著科技的發(fā)展，我們的生產(chǎn)效率滿足不了生產(chǎn)效益的要求，所以在今后的發(fā)展中往半自動(dòng)化和全自動(dòng)化發(fā)展。本文在查閱大量資料的基礎(chǔ)上，對(duì)現(xiàn)有的自動(dòng)化設(shè)備做了深入分析，結(jié)合其他自動(dòng)化上料項(xiàng)目改造的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了一套 PC 陶瓷磨床的自動(dòng)上料結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：(1):：總體設(shè)計(jì)，對(duì)自動(dòng)上料的組成，有關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算，主要技術(shù)以及總體設(shè)計(jì)的分析。(2)：傳送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，以及振動(dòng)料斗，氣缸的選擇和位移傳感器的選擇。(3)：完成機(jī)械結(jié)構(gòu)的裝配。在振動(dòng)料斗選擇和傳感器選擇上，查閱了相當(dāng)多的資料和數(shù)據(jù)，選擇了一款高效高精度的。通過(guò)本文的研究，基本解決了 PC 磨床自動(dòng)上料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中的主要問(wèn)題，為后續(xù)的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)提供了了理論基礎(chǔ)，也為自動(dòng)化上料的發(fā)展提供了一個(gè)方向。關(guān)鍵詞：自動(dòng)化設(shè)計(jì)，上料結(jié)構(gòu)，傳送系統(tǒng)，傳感器設(shè)計(jì) AbstractThe High efficiency, high precision machining is the trend of the development of times, use automation equipment processing products quality consistency is better, the processing precision and efficiency are much higher than normal equipment。Automatic feeding system is one of the PC ceramic grinding machine efficiency necessary improvement project, with the development of science and technology, our production efficiency can't satisfy the production benefit demand, so in the future development to half the automation of automation and development..Based on consulting a large number of data, on the basis of the existing automation equipment to do the thorough analysis, combined with other automatic feeding project reform experience, designed a set of ceramic grinding machine of PC automatic feeding structure, design content as follows::(1) :General design of automatic feeding the composition of the relevant data are calculated, the main technology and the analysis of the overall design.(2) Teleport in the design of the system, and vibration hopper, the choice of the cylinder and displacement sensor selection.(3) :Complete mechanical structure of the assembly.The research in this paper to solve the basic PC grinder automatic feeding the main problems in the process of structural design, development and production of for the follow-up provide theory basis of it, but also for automation feeding development provides a directionAutomation design feeding structures to transmit system sensor designKey Words: Automation design ,feeding,structures to transmit system,sensor designIII目 錄摘 要 .........................................................................................................................................IAbstract ......................................................................................................................................II目 錄 .......................................................................................................................................III第 1 章 緒論...............................................................................................................................4第 2 章.方案的確定...................................................................................................................62.1 零件圖分析 ......................................................................................................................................62.2 根據(jù)零件圖設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的機(jī)械尺寸 ..................................................................................................72.3 對(duì)陶瓷插芯 PC 磨床進(jìn)行了解 ....................................................................................82.4 對(duì)設(shè)計(jì)圖的分析 ...........................................................................................................9第 3 章.振動(dòng)料斗.....................................................................................................................103.1 振動(dòng)料斗的解析 .........................................................................................................113.2 振動(dòng)料斗的原理 .........................................................................................................12第 4 章.氣壓缸.........................................................................................................................134.1 氣壓缸的傳遞 .............................................................................................................134.2 氣壓缸鏈接之間的設(shè)計(jì) .............................................................................................14第 5 章.傳感器.........................................................................................................................155.1 傳感器的應(yīng)用. ............................................................................................................15總結(jié)及展望...............................................................................................................................17參考文獻(xiàn)...................................................................................................................................18致 謝.......................................................................................................................................19 第 1 章緒論人類(lèi)為了適應(yīng)生產(chǎn)和生活的需要，創(chuàng)造出各種各樣的機(jī)器，其目的是為了代替或減輕人的勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器的種類(lèi)不斷增多，性能不斷改進(jìn)，職能不斷擴(kuò)大，機(jī)器既能承擔(dān)人所不能或不便承擔(dān)的工作，又能比人工提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。機(jī)器的使用水平己成為一個(gè)國(guó)家科技水平和現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志之一。機(jī)器的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)由簡(jiǎn)單到復(fù)雜的過(guò)程。人類(lèi)為了滿足生產(chǎn)及生活的需要，設(shè)計(jì)和研制了類(lèi)型繁多，功能各異的機(jī)器。在一臺(tái)現(xiàn)代化的機(jī)器中，常會(huì)包含著機(jī)械、電氣、液壓、氣動(dòng)、潤(rùn)滑、冷卻、控制、監(jiān)測(cè)等系統(tǒng)的部分或全部，但是機(jī)器的主體，仍然是它的機(jī)械系統(tǒng)。無(wú)論分解哪一臺(tái)機(jī)器，它的機(jī)械系統(tǒng)總是由一些機(jī)構(gòu)組成：每個(gè)機(jī)構(gòu)又是由許多零件組成。所以機(jī)器的基本組成要素就是機(jī)械零件。概括地說(shuō)，機(jī)械零件可分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是在各種機(jī)器中都能經(jīng)?？吹牧慵?，叫做通用零件，如螺釘、齒輪、鏈輪等；另一類(lèi)則是在特定類(lèi)型的機(jī)器中才能看到的零件，叫做專(zhuān)用零件，如渦輪機(jī)的葉片、飛機(jī)的螺旋槳、往復(fù)式活塞內(nèi)燃機(jī)的曲軸等。另外，還常把由一組協(xié)同工作的零件所組成的獨(dú)立制造或獨(dú)立裝配的組合體叫做部件，如減速器、離合器等。對(duì)于一臺(tái)機(jī)器總體來(lái)說(shuō)，一切零件都是它的局部，它們必須受到全局的制約。因而它們?cè)跈C(jī)器中，或按確定的位置相互聯(lián)接，或按給定的規(guī)律作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，共同為完成機(jī)器的功能而發(fā)揮各自的作用。所以任何機(jī)器的性能，都是建立在它的主要零件的性能或某些關(guān)鍵零件的綜合性能的基礎(chǔ)之上的。由此可知，要想設(shè)計(jì)出一臺(tái)很好的機(jī)器，必須很好的設(shè)計(jì)或選擇它的零件；而每個(gè)零件的設(shè)計(jì)或選擇是和整臺(tái)機(jī)器的要求分不開(kāi)的。[1]國(guó)內(nèi)自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)這類(lèi)的研究始于 2 0 世紀(jì) 80 年代 ,主要用于簡(jiǎn)化工人操作提高生產(chǎn)效益，隨著微處理器和科技的發(fā)展各種不同的自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)不斷的出現(xiàn)在人們的視野中， 2 0 世紀(jì) 90 年代隨著技術(shù)的提高，料斗式自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)展現(xiàn)在我們眼中。在 2 1 世紀(jì)初期 ,上料結(jié)構(gòu)跟各種傳送機(jī)構(gòu)的結(jié)合使得生產(chǎn)得到了更好的提高，節(jié)省了時(shí)間，也提高了精度。更向著自動(dòng)智能化去發(fā)展，當(dāng)然我們的這些技術(shù)在當(dāng)時(shí)都是不夠成熟。當(dāng)數(shù)控機(jī)床被大家認(rèn)可并大范圍使用時(shí)，各種自動(dòng)化的配件也隨之出現(xiàn)，為提5高效率和提高質(zhì)量做貢獻(xiàn)，市場(chǎng)上出現(xiàn)了更多系統(tǒng)化，規(guī)?；蟮娜嵝灾圃煜到y(tǒng)(FMC).它是采用一組數(shù)控機(jī)床和其它自動(dòng)化的工藝裝備，由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和物料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合的整體。FMS 既是自動(dòng)化，有事柔性的，比單臺(tái)數(shù)控機(jī)床的經(jīng)濟(jì)效益有大幅度提高。20 世紀(jì) 90 年代，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，快速響應(yīng)為市場(chǎng)制造發(fā)展的重要方向。為加快響應(yīng)市場(chǎng)，相繼提出了精良生產(chǎn)(LP)，敏捷制造（AM） ，虛擬制造，精良-敏捷 -柔性生產(chǎn)系統(tǒng)等許多新的生產(chǎn)模式和新的理念。[2]國(guó)外自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)的研究較早，技術(shù)水平也處于領(lǐng)先地位，80 年代初實(shí)現(xiàn)商品化生產(chǎn)得應(yīng)用里。與之相較，我國(guó)起步較晚。由于受科研技術(shù)水平與生產(chǎn)能力的限制，我國(guó)在自動(dòng)上料結(jié)構(gòu)方面與國(guó)外相比，存在著很大的差距。很多國(guó)內(nèi)電子器件生產(chǎn)廠家目前仍然停留在在勞動(dòng)密集型的手工操作階段，以手工方式進(jìn)行放料和生產(chǎn)等多項(xiàng)工序，只有少數(shù)有實(shí)力的生產(chǎn)企業(yè)，以昂貴的價(jià)格從國(guó)外引進(jìn)此類(lèi)生產(chǎn)設(shè)備。隨著機(jī)床技術(shù)、高效率高精度技術(shù)的發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用的需要，人們對(duì)機(jī)床自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)的性能也提出了越來(lái)越高的要求，自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)由可操作到高效率高精度的方式去發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)高速發(fā)展降低成本而轉(zhuǎn)變。在這個(gè)前景下，為了提高 PC 磨床的效率和經(jīng)濟(jì)效益，設(shè)計(jì)一款自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)是很值得一用的。設(shè)計(jì)的的結(jié)構(gòu)體由震動(dòng)料斗，氣缸，電磁閥，位移感測(cè)裝置等主要配件組成。這次的論文主要介紹振動(dòng)料斗，氣缸，位移感測(cè)器等主要配件的相關(guān)內(nèi)容組成的一個(gè)完整的自動(dòng)上料結(jié)構(gòu)。第 2 章零件圖分析2.1 零件圖分析由在了解零件形狀和結(jié)構(gòu)之后，應(yīng)檢查零件視圖是否正確、足夠，表達(dá)是否直觀、清楚，繪制是否符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，尺寸、公差以及技術(shù)要求的標(biāo)準(zhǔn)是否齊全、合理等。加工零件如圖所示。本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)上料結(jié)構(gòu)是根據(jù)這個(gè)零件圖的加工量身定做的，在自動(dòng)上料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時(shí)候，各個(gè)傳送機(jī)制和零件都要與上圖零件尺寸相符合，已達(dá)到經(jīng)濟(jì)實(shí)用高效的目的。每個(gè)傳送件之間的尺寸也均是與其相匹配的。[3] 機(jī)械傳動(dòng)方案擬定的是否合理、得當(dāng)，對(duì)機(jī)械的性能、質(zhì)量和成本有著很大的影響。在設(shè)計(jì)傳動(dòng)方案的同時(shí)，應(yīng)考慮機(jī)器的工作性能、適應(yīng)性、可靠性技術(shù)先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性等各方面因素。在對(duì)若干的傳動(dòng)方案進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)綜合分析評(píng)價(jià)后，才能從中確定滿意的傳動(dòng)方案。在進(jìn)行機(jī)械傳動(dòng)方案設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)綜合分析以幾方面情況：機(jī)器原動(dòng)機(jī)功能參數(shù)和執(zhí)行構(gòu)件運(yùn)動(dòng)形式或動(dòng)作要求；機(jī)器的工作情況及工作時(shí)執(zhí)行構(gòu)件承受載荷的狀況：傳動(dòng)系統(tǒng)的重量、外廓尺寸及整體布置要求；機(jī)器工作環(huán)境要求，粉塵、溫度、腐蝕、易燃易爆等；安全使用方便、外型美觀大方；經(jīng)濟(jì)性要求，以最低的成本獲得最佳的功能。機(jī)械傳動(dòng)方案的擬定的主要任務(wù)是根據(jù)機(jī)器的設(shè)計(jì)要求，合理選擇機(jī)構(gòu)進(jìn)行恰當(dāng)?shù)慕M合排序，繪出傳動(dòng)方案簡(jiǎn)圖，[4]使設(shè)計(jì)的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)能較好的實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能。機(jī)械傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)并無(wú)一成不變的模式可循，應(yīng)結(jié)合7所設(shè)計(jì)機(jī)械的特點(diǎn)，具體要求和運(yùn)動(dòng)條件，綜合分析比較，才能擬定出較好的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)方案。在此，僅就傳動(dòng)方案擬定的一些基本原則作簡(jiǎn)要論述。盡可能采用簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)鏈：應(yīng)具有較高的機(jī)械傳動(dòng)效率；合理安排傳動(dòng)機(jī)構(gòu)構(gòu)的順序；合理分配各級(jí)傳動(dòng)比；合理安排功率傳遞順序；保障機(jī)械安全運(yùn)轉(zhuǎn)。[5]設(shè)計(jì)方案的確定如圖所示：2.2 通過(guò)零件圖設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸通過(guò)已經(jīng)知道的材料的尺寸，我們的傳送紐帶進(jìn)料管的尺寸應(yīng)為直徑 3mm 的管子，各個(gè)連接銅管的直徑也應(yīng)為 3mm。還有各個(gè)滑板旋轉(zhuǎn)臺(tái)的孔徑也為 3mm。也能確定各個(gè)連接的傳送裝置的孔深 12mm。也能從這個(gè)零件圖上得出各個(gè)相關(guān)的聯(lián)動(dòng)件以及配件的尺寸。（1)自動(dòng)上料結(jié)構(gòu)的傳送通道的尺寸范圍應(yīng)與零件的外輪廓相適應(yīng)。(2)自動(dòng)上料結(jié)構(gòu)的工作精度應(yīng)與工序的精度要求相適應(yīng)。(3)自動(dòng)上料的生產(chǎn)效率應(yīng)與零件的生產(chǎn)類(lèi)型相適應(yīng)。(4)自動(dòng)上料的選擇應(yīng)考慮車(chē)間現(xiàn)有設(shè)備條件,盡量采用現(xiàn)有設(shè)備2.3 對(duì)陶瓷插芯 PC 磨床進(jìn)行了解陶瓷插芯磨床是在光纖時(shí)代發(fā)展起來(lái)的高科技生產(chǎn)機(jī)器，它為光纖對(duì)接的接口工藝提高做出了很大的貢獻(xiàn)，也為這個(gè)行業(yè)節(jié)省了生產(chǎn)成本，提高了經(jīng)濟(jì)效益。PC 磨床的發(fā)展也隨著時(shí)代的潮流進(jìn)入了自動(dòng)化的生產(chǎn)系列，通過(guò)對(duì)機(jī)床本身的設(shè)計(jì)和整體結(jié)構(gòu)的自動(dòng)化整合將設(shè)備提高到更具有生產(chǎn)效益的一個(gè)生產(chǎn)工具，本次再通過(guò)針對(duì)上料自動(dòng)化程度低這個(gè)缺點(diǎn)對(duì) PC 磨床的上料結(jié)構(gòu)進(jìn)行自動(dòng)化的設(shè)計(jì)，推動(dòng)陶瓷插芯PC 磨床進(jìn)入新一個(gè)發(fā)展時(shí)代。[6]通過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)陶瓷插芯 PC 磨床的實(shí)際觀察和測(cè)量，找到最合適的安裝位置。然后對(duì)本文涉及的自動(dòng)上料結(jié)構(gòu)構(gòu)思一個(gè)符合機(jī)床的尺寸。對(duì)這個(gè)陶瓷插芯 PC 磨床的總體結(jié)構(gòu)和機(jī)械位置做了記錄，根據(jù)記錄下來(lái)的數(shù)據(jù)再進(jìn)行對(duì)此磨床的改進(jìn)成自動(dòng)上料加工進(jìn)行設(shè)計(jì)。[7]經(jīng)過(guò)對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的解剖和位置裝配問(wèn)題的考慮，查閱了資料和反復(fù)的計(jì)算。設(shè)計(jì)了如圖所示的一款自動(dòng)上料結(jié)構(gòu)：由于我設(shè)計(jì)的自動(dòng)上料結(jié)構(gòu)是在機(jī)器外部的一個(gè)結(jié)構(gòu)，所以在測(cè)量尺寸的時(shí)候我就測(cè)了外部數(shù)據(jù)和位置結(jié)構(gòu)。在裝配的時(shí)候也充分考慮到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)便，操作安裝方便。這個(gè)設(shè)計(jì)的靈感建立在振動(dòng)料斗發(fā)展成熟的一個(gè)契機(jī)，位移檢測(cè)技術(shù)也能到達(dá)我們所需要的功能。為材料準(zhǔn)確無(wú)誤的進(jìn)入 PC 磨床，做了很好的鋪墊。也為優(yōu)化設(shè)計(jì)這款結(jié)構(gòu)的可行性提供了保障。2.4 對(duì)設(shè)計(jì)圖的分析從上述的設(shè)計(jì)圖中可以看到我的這套自動(dòng)上料結(jié)構(gòu)是由多個(gè)部分組成，從料的送入，料的輸送環(huán)節(jié)以及料的輸出三大部分。料的輸入的關(guān)鍵機(jī)器是振動(dòng)料斗，傳送紐帶的核心是幾個(gè)氣壓缸之間的鏈接以及位移感測(cè)的裝配。最后就是一個(gè)出料銅塊，將料準(zhǔn)確的送入加工位置。已達(dá)到高效率，高效益的一個(gè)結(jié)果。在設(shè)計(jì)傳送的樞紐時(shí)，考慮到加工材料的細(xì)小，我用塑膠管作為一個(gè)傳送的傳送9帶，在每一個(gè)鏈接口，都用出入料銅塊作為一個(gè)固定塑膠管的端口。當(dāng)然材料在氣管中運(yùn)行是靠外界的氣壓泵供氣吹動(dòng)它們運(yùn)行的。在考慮到送料的連貫性和傳送的可行性和送到位置的準(zhǔn)確性，我用了兩個(gè)傳送氣壓缸作為一個(gè)輔助傳送工具。一個(gè)氣壓缸是垂直安裝在架子在軸上裝上一個(gè)頂針以用來(lái)當(dāng)材料輸送到旋轉(zhuǎn)臺(tái)外端時(shí)將材料頂入旋轉(zhuǎn)臺(tái)，水平放置的氣壓缸則是用來(lái)將一個(gè)一個(gè)材料有序的送到旋轉(zhuǎn)臺(tái)上方，在氣壓缸的前方測(cè)好距離放置一個(gè)擋板，可以將材料準(zhǔn)確無(wú)誤的輸送到旋轉(zhuǎn)臺(tái)上方。在配合垂直安裝的氣壓缸可以更有效的降材料輸送到旋轉(zhuǎn)臺(tái)。在設(shè)計(jì)擋板的時(shí)候巧妙的將軸端設(shè)計(jì)成為三角形，擋板也設(shè)計(jì)了一個(gè)能與軸端吻合的三角。在以后滑臺(tái)上有雜質(zhì)的時(shí)候 也能準(zhǔn)確的將材料送入旋轉(zhuǎn)臺(tái)。在設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)臺(tái)的時(shí)候是考慮到材料具有大小頭，所以在旋轉(zhuǎn)臺(tái)上安裝一個(gè)位移檢測(cè)器，當(dāng)檢測(cè)到不同種朝向的材料時(shí)旋轉(zhuǎn)臺(tái)將旋轉(zhuǎn) 180 度，以來(lái)改變材料的方向，已達(dá)到每一個(gè)材料輸送到陶瓷插芯 PC 磨床的時(shí)候是同一個(gè)方向的，給加工提供了方便，節(jié)省了工序，增加了勞動(dòng)效率。[9]在這些設(shè)備的選擇中我也遵守了上述的設(shè)備選擇原則，以降低成本。得到最大的效益，實(shí)現(xiàn)本設(shè)計(jì)的最終目的。第 3 章.振動(dòng)料斗3.1 振動(dòng)料斗的選擇大批量生產(chǎn)過(guò)程中, 用機(jī)械化和自動(dòng)化逐步代替繁重而重復(fù)的手工裝卸料勞動(dòng), 是機(jī)械工業(yè)現(xiàn)代化的一個(gè)重要內(nèi)容。在本文設(shè)計(jì)中涉及到最重要的結(jié)構(gòu)是振動(dòng)料斗，氣缸，各連接件和位移感測(cè)器，它們將一個(gè)材料的自動(dòng)上料連接了起來(lái)，以起到準(zhǔn)確無(wú)誤的將材料送到加工口。在這個(gè)過(guò)程中各個(gè)連接件之間的傳動(dòng)是起著很重要的作用，[10]首先將未加工的陶瓷插芯零件可以雜亂的放入振動(dòng)料斗中，通過(guò)振動(dòng)料斗的作用可以將這些陶瓷插芯一個(gè)一個(gè)的排隊(duì)往出料口運(yùn)送，這樣就能使雜亂無(wú)章的陶瓷插芯有序的運(yùn)送到出料口，因?yàn)樘沾刹逍静牧嫌写笮☆^之分，所以在振動(dòng)料斗中無(wú)法一致的將它們的大小頭區(qū)分開(kāi)來(lái)。所以在后續(xù)的設(shè)計(jì)中會(huì)設(shè)計(jì)一款位移感測(cè)器來(lái)檢測(cè)大小頭以起到材料從我們的自動(dòng)上料設(shè)備中運(yùn)送出去就可以不用再改動(dòng)方向進(jìn)行加工，這樣減少了工序提高了工作效益。振動(dòng)料斗的結(jié)構(gòu)如圖所示振動(dòng)料斗是一種與料倉(cāng)口連接的排料設(shè)備，它直接安裝在貯料倉(cāng)下部，通過(guò)斗體的振動(dòng)將激振力傳遞給物料，使物料活化。有效的消除了料倉(cāng)的起拱、堅(jiān)井、堵塞和粘倉(cāng)等現(xiàn)象，使經(jīng)過(guò)活化的物料連續(xù)、均勻地流出。特點(diǎn)：該設(shè)備調(diào)節(jié)激振力可改變給料量，精度在正負(fù)百分之五范圍內(nèi)。具有能耗低、噪音小、安裝方便、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)具有閘門(mén)—防閉塞—定量給料三位一體的作用。用途：礦山、水電、陶瓷、水泥、耐火材料、冶金、建材、化工、輕工、玻璃、糧食等行業(yè)中的固定料倉(cāng)的排料。它的工作原理是振動(dòng)料斗是以振動(dòng)電機(jī)為振動(dòng)源，振動(dòng)電機(jī)所產(chǎn)生的激振力強(qiáng)迫振動(dòng)料斗帶動(dòng)活化錐作高頻平旋運(yùn)動(dòng)，使物料活化而破壞料拱，以達(dá)到排料目的。振動(dòng)電機(jī)停止后，物料因安息角大于運(yùn)動(dòng)安息運(yùn)動(dòng)安息角而停止排出。圓形電磁振動(dòng)料斗結(jié)構(gòu)緊湊, 容易對(duì)另件施行良動(dòng)整列和定向, 在機(jī)電元件的自動(dòng)加工及裝配機(jī)器中廣為應(yīng)用。震動(dòng)料斗近似地把料斗的振動(dòng)當(dāng)成簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng), 把電磁鐵脈動(dòng)引力的交變分量認(rèn)為是按簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律變化.。[11]3.2 振動(dòng)料斗的原理材料的振動(dòng)是一種受迫振動(dòng), 其頻率與交變外力的頻率一致。如用脈動(dòng)的電磁鐵吸引力作為驅(qū)動(dòng)力, 則可以把脈動(dòng)引力分解為恒定引力分量和交變力分量?jī)刹糠?。小型振?dòng)料斗的電磁鐵都使用工業(yè)頻率單相電源, 如果通人未經(jīng)整流的交流電流, 脈動(dòng)引力的交變分量的頻率是赫芝。如果通吞經(jīng)過(guò)半波整流的脈動(dòng)電流, 則脈動(dòng)引力的交變分量的11頻率是赫芝。 、一般都采用后一方式, 主要原因是料斗振動(dòng)頻率越低零件送進(jìn)速度所能達(dá)到的最大值就越。[12]料槽振動(dòng)的方向與料槽上零件滑動(dòng)的方向成一個(gè)銳夾角沖, 由此, 料槽振動(dòng)時(shí)的加速在料槽軌道的法向有一分量, 當(dāng)方向向上時(shí), 零件與槽底的摩擦力增加, 當(dāng)。材料的方向向下時(shí), 摩擦力減少, 甚至另件會(huì)脫離槽的表面當(dāng)之值大于重力加速度時(shí)。料槽往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)就因另件受力情況不對(duì)稱(chēng)造成另件送進(jìn)運(yùn)動(dòng), 當(dāng)?shù)淖畲笾敌∮跁r(shí), 另件看起來(lái)是平滑地移行的, 當(dāng)?shù)淖畲笾荡笥跁r(shí), 另件就跳耀著前進(jìn)。過(guò)渡跳耀會(huì)造成定向困難及增大磨損。要選擇沖角的恰當(dāng)值可作如下的考慮前面說(shuō)過(guò)料斗振動(dòng)的加速度的最大值可定為, 那末, 在工作運(yùn)行時(shí)酌取。對(duì)機(jī)電元件之類(lèi)零件, 希望平滑地送進(jìn), 因此。最大值不宜超過(guò)重力加速度,。如需要在零件保持平滑移動(dòng)狀況下再增加送進(jìn)速度, 則尚可再減少勸角的值, 當(dāng)然此時(shí)也將增大。但小太小時(shí), 當(dāng)用單個(gè)電磁鐵垂直驅(qū)動(dòng), 吸引力的有效分力太小。[13] 振動(dòng)料斗是二個(gè)有阻尼的機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng), 此系統(tǒng)的自由振動(dòng)固有頻率如與驅(qū)動(dòng)力的交變頻率相近, 則振動(dòng)料斗的效率就比較高。由于料斗內(nèi)另件的數(shù)量是變化的, 引起料斗固有頻率的變化, 再加電源頻率也是有變化的, 所以在設(shè)計(jì)時(shí)宜使空載的料斗的固有頻率稍高于驅(qū)動(dòng)力頻率, 即在亞共振區(qū)工作, 振幅就能較為穩(wěn)定。在料斗內(nèi)另件數(shù)量變化時(shí)對(duì)振幅有自動(dòng)調(diào)節(jié)的作用, 即當(dāng)另件多時(shí), 雖阻尼增大, 但因固有頻率下降, 工作點(diǎn)移向共振點(diǎn), 效率提高。并且, 在亞共振區(qū), , 驅(qū)動(dòng)力與振動(dòng)位移之間的相位差比較小, 可以減少電磁鐵空載電流。用符號(hào) P 表示固有角頻率,ω 表示脈動(dòng)吸引力交變分量的角頻率, 在小型電磁振動(dòng)料斗，獷之值可取 0.9.關(guān)于震動(dòng)料斗的計(jì)算：1，激勵(lì)頻率的選定V∞Aω······ (1)V—另件送進(jìn)速度A—振幅ω— 振動(dòng)角頻率(1)式并不表示頻率越高另件能夠送進(jìn)得越快, 這一點(diǎn)在把式子作一個(gè)變換之后就可看出。因?yàn)楫?dāng)提高 ω 時(shí), 由于料斗運(yùn)動(dòng)的加速度 a 是有限度的, 振幅 A 將更快地減小。料斗運(yùn)動(dòng)的加速度 a 若大到某個(gè)程度 , 料斗結(jié)構(gòu)由于太大的慣性力就會(huì)損壞或松動(dòng), 在簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng), 加速度的最大值 a max=Aω·ω 。由此可見(jiàn), 零件速度能達(dá)到的最大值與振動(dòng)頻率成反比, a max 是有限度的, 一般說(shuō)不應(yīng)超過(guò) 100 米每平方秒, , 即約為 10g。采用 50 赫芝振動(dòng)頻率的另一優(yōu)點(diǎn)是噪音情況比 100 赫芝要好一些。另外, 采用半波整流電流得到的吸引力的交變分量與恒定分量比之用未整流的交流電流要大, 從波形對(duì)比就可以看出。這是有利于提高電磁鐵的激振效率的。中型以上的振動(dòng)料斗, 零件尺寸大, 需要較高的送料速度, 常采用更低的振動(dòng)頻率, 此時(shí)可以用變頻電路給電磁鐵供電。2，振動(dòng)系統(tǒng)固有頻率的計(jì)算一個(gè)機(jī)械振動(dòng)系統(tǒng)由慣性因素、彈性因素和阻尼因素構(gòu)成, 這三者不能截然分割。例如振動(dòng)物體本身也會(huì)變形, 也有彈性, 成為彈性因素的延續(xù)。彈簧本身也有質(zhì)量。不過(guò)我們?cè)谟?jì)算中為了簡(jiǎn)化, 把料斗等振動(dòng)體視作剛體, 忽略彈簧桿的質(zhì)量。阻尼因素包括空氣阻力,另件與料斗之間的摩擦等, 只能按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)估計(jì)其大小。振動(dòng)料斗中的彈簧可認(rèn)為是兩端固緊的梁, 其一端的位移垂直于梁的軸線, 彈簧材料的楊氏彈性模數(shù),E， L 是彈簧桿長(zhǎng)度 , J 是彈簧桿截面對(duì)彎曲中性軸的慣性矩?，F(xiàn)在我們先來(lái)看一個(gè)簡(jiǎn)單的由一個(gè)彈簧桿支持的質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng), 質(zhì)點(diǎn)偏離平衡位置就會(huì)受到回復(fù)力 F。正因?yàn)檎駝?dòng)料斗有這樣的一系列的作用，也在技術(shù)上面很成熟，所以在運(yùn)用我到這套自動(dòng)上料結(jié)構(gòu)的時(shí)候也非常簡(jiǎn)便，也很容易和其他組件一起配合運(yùn)作，為我的自動(dòng)上料的最開(kāi)始的上料部分做了重要的作用，也為下一步得設(shè)計(jì)提供思路。13第 4 章.氣壓缸4.1 氣壓缸的選擇在振動(dòng)料斗將材料輸送上來(lái)的時(shí)候，我們需要?dú)鈮焊讈?lái)進(jìn)行進(jìn)一步的傳送鏈接，將材料準(zhǔn)確的傳送到指定位置。氣缸是由缸筒、端蓋、活塞、活塞桿和密封件組成。氣壓傳動(dòng)中將壓縮氣體的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的氣動(dòng)執(zhí)行元件。將壓縮空氣的壓力能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。[14]根據(jù)工作所需力的大小來(lái)確定活塞桿上的推力和拉力。由此來(lái)選擇氣缸時(shí)應(yīng)使氣缸的輸出力稍有余量。若缸徑選小了，輸出力不夠，氣缸不能正常工作；但缸徑過(guò)大，不僅使設(shè)備笨重、成本高，同時(shí)耗氣量增大，造成能源浪費(fèi)。在夾具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量采用增力機(jī)構(gòu)，以減少氣缸的尺寸。在上料機(jī)構(gòu)中與氣缸一起配合的電磁閥也尤其重要，它控制著氣缸里活塞桿的行程。將材料準(zhǔn)確無(wú)誤的送到指定的位置。電磁閥是用來(lái)控制流體的方向的自動(dòng)化基礎(chǔ)元件，屬于執(zhí)行器；通常用于機(jī)械控制和工業(yè)閥門(mén)上面，對(duì)介質(zhì)方向進(jìn)行控制，從而達(dá)到對(duì)閥門(mén)開(kāi)關(guān)的控制。[15]在這次設(shè)計(jì)中運(yùn)用的兩個(gè)氣壓缸都是選擇適當(dāng)大小型號(hào)具有足夠的行程和固有的周期，能在傳送中達(dá)到一個(gè)完美的配合。在氣壓，油壓，液壓缸中我選擇了氣壓缸，因?yàn)槭窃谶\(yùn)輸中氣管的鏈接是通過(guò)外接吹氣才能到達(dá)下一個(gè)傳送件的，這樣外界就必須有氣壓泵在吹氣，所以在這里我在考慮節(jié)省成本的方面運(yùn)用了氣壓缸，這樣氣就可以從同一個(gè)氣壓泵供出，達(dá)到多用處，省成本的一個(gè)作用。4.2 氣壓缸鏈接之間的設(shè)計(jì)在選定好氣壓缸的型號(hào)和大小之后就要去設(shè)計(jì)傳動(dòng)之間的鏈接關(guān)系，在陶瓷插芯PC 磨床的傳動(dòng)設(shè)計(jì)中，由于空間比較小所以運(yùn)用了 2 個(gè)氣壓缸來(lái)做銜接，也可以從設(shè)計(jì)圖中看到在上面的那個(gè)氣壓缸因?yàn)榘惭b位置的限制，所以在與下面平板上的氣壓缸的聯(lián)動(dòng)用了一個(gè)頂針做一個(gè)長(zhǎng)度伸長(zhǎng)。在設(shè)計(jì)氣動(dòng)滑臺(tái)的時(shí)候，考慮到自動(dòng)上料結(jié)構(gòu)在較長(zhǎng)一段時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)之后就會(huì)有雜質(zhì)和灰塵或者是外接的各種不良物體在上面沉積，因?yàn)槲覀兊奶沾刹逍臼且粋€(gè)比較小的加工件，出現(xiàn)了間隙會(huì)影響傳送的效率。所以我設(shè)計(jì)了在擋板面開(kāi)了一個(gè)三角新的連接口，和在氣動(dòng)滑臺(tái)的傳動(dòng)軸上加一個(gè)三角形的頂針。這樣就可以充分的把間隙給排除掉。由于兩個(gè)氣缸之間的傳動(dòng)是一個(gè)時(shí)間差關(guān)系，所以我在設(shè)計(jì)在開(kāi)機(jī)的時(shí)候在針形氣缸那加了一個(gè)延遲開(kāi)關(guān)，根據(jù)反復(fù)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄，確定了延遲的時(shí)間值，這樣就在開(kāi)機(jī)的時(shí)候當(dāng)滑臺(tái)運(yùn)行到位的時(shí)候，針形氣缸的頂針也剛好運(yùn)行下來(lái)將材料準(zhǔn)確無(wú)誤的運(yùn)送到旋轉(zhuǎn)盤(pán)。第 5 章.傳感器5．1 傳感器的應(yīng)用通在氣缸將物品運(yùn)送到準(zhǔn)確位置的時(shí)候，位移感測(cè)器就會(huì)檢測(cè)加工零件的大小頭進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)將零件轉(zhuǎn)到準(zhǔn)確的位置。在這個(gè)設(shè)計(jì)中的傳感器是應(yīng)用了歐姆龍的光纖傳感器，這個(gè)光纖傳感器的原理就是通過(guò) sensor 去檢測(cè)材料的寬度，然后接受一個(gè)模擬信號(hào)，在通過(guò)一個(gè)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換板將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再將數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)街鞒绦虬澹偻ㄟ^(guò)程序控制旋轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)與否，這樣就達(dá)到了檢測(cè)正確導(dǎo)正的一個(gè)作用。[16] 歐姆龍光纖傳感器如圖所示：對(duì)傳感器的選擇，我考慮到通用和技術(shù)的問(wèn)題，這是我通過(guò)查閱找到的一個(gè)模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化數(shù)字信號(hào)的一個(gè)模擬轉(zhuǎn)化版是用 E+L 的 AK4014：這個(gè)板子是該公司一個(gè)非常成熟的電路板，具有穩(wěn)定性和高效的性能。15通過(guò)信號(hào)傳入，然后經(jīng)過(guò) RK 板子進(jìn)行處理對(duì)旋轉(zhuǎn)盤(pán)進(jìn)行控制。通過(guò)對(duì)參數(shù)的校正和修改調(diào)試，將數(shù)據(jù)調(diào)試到最優(yōu)化。如圖所示是控制板： 17總結(jié)及展望通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我對(duì)陶瓷插芯 PC 磨床自動(dòng)上料設(shè)計(jì)的過(guò)程有了一定程度的了解和把握，這對(duì)我是受益匪淺的，對(duì)今后參加社會(huì)工作將會(huì)有很大的幫助同時(shí)我認(rèn)識(shí)到了自己的不足之處，也清楚了自己今后應(yīng)該努力的方向。短短幾周的畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我發(fā)現(xiàn)自己所掌握的知識(shí)是如此貧乏，自己綜合應(yīng)用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的能力是如此不足，四年來(lái)學(xué)習(xí)了那么多課程，今天才知道自己并不會(huì)用。在這次作畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間里自己又學(xué)到了很多知識(shí)，也讓我由理論轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)際的一個(gè)轉(zhuǎn)折。因此，它在幾年的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。例如：在設(shè)計(jì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)首先要繪制出圖形，這就需要你牢固掌握《機(jī)械制圖》這門(mén)課程。另外，在加傳感器模型過(guò)程中，首先要對(duì)零件圖紙的分析；其二要對(duì)傳感器設(shè)備有充分的了解和應(yīng)用；其三要對(duì)氣壓缸的配有有個(gè)總體的設(shè)計(jì)；其四選擇合適的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)。安排安裝順序；最后達(dá)到傳送陶瓷插芯到指定位置。這樣培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用已學(xué)過(guò)的專(zhuān)業(yè)課的理論知識(shí)，獨(dú)立分析和擬訂一個(gè)自動(dòng)上料結(jié)構(gòu)的運(yùn)送途徑和各個(gè)配件的組合，而且進(jìn)一步培養(yǎng)了我們的機(jī)械制圖、分析計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、編寫(xiě)技術(shù)文件等基本能力。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我進(jìn)一步地理解了所學(xué)過(guò)的理論知識(shí)及具體運(yùn)用了這些知識(shí)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使自己對(duì)設(shè)計(jì)人員所從事的工作有了親身的體驗(yàn)，學(xué)會(huì)了查圖表、資料、手冊(cè)等工具書(shū)?？傊?，通過(guò)實(shí)例對(duì)陶瓷插芯 PC 磨床自動(dòng)上料結(jié)構(gòu)的編制和各個(gè)零配件的的選擇計(jì)算等做了一次練習(xí)，使我受益匪淺，為我今后學(xué)習(xí)和工作打下一個(gè)堅(jiān)實(shí)而良好的基礎(chǔ)。在此，忠心感謝老師的幫助和指導(dǎo). 參考文獻(xiàn)[1]薛建華，安秀．論虛擬設(shè)計(jì)在現(xiàn)代產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中的重要作用．計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2006，V01．16(11)：182-18[2] 成大先. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2008．[3] 尚久浩. 自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社,2006．[4]魯金忠，羅開(kāi)玉，盧章平．CATIA 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用教程．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008[5]陳定方，羅亞波．虛擬設(shè)計(jì)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002[6]傅雅寧．機(jī)械 CAD．北京：國(guó)防．T 業(yè)出版社，2006[7]沈剛．CAD 軟件二次開(kāi)發(fā)方法的分析與探討．電腦知識(shí)與技術(shù)，2006，(1)：201—203[8]陳國(guó)聰，杜靜．機(jī)械 CAD／CAE 應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002[9]吳修彬．虛擬樣機(jī)建模技術(shù)淺析．機(jī)械制造與研究，2007，V01．36(5)：33-34[10]馮志君，丁黎光等. 夾片自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]．機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2008，10：50-53[11]南京工學(xué)院. 電子工業(yè)專(zhuān)用機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)[M ]. 北京:國(guó)防工業(yè)出版社, 1990[12]李家寶等. 機(jī)械加工自動(dòng)化機(jī)構(gòu)[M ]. 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