【正文】 進(jìn)行上料，軸承外圈上料機(jī)構(gòu)采用重心偏移法定向的料斗裝置原理，具體采用特制一斜邊推塊上料機(jī)構(gòu)，裝配和卸料機(jī)構(gòu)采用一汽實(shí)習(xí)時(shí)所見之裝配原理，并進(jìn)一步改進(jìn)而成。為了實(shí)現(xiàn)裝配和卸料機(jī)構(gòu)中推套的運(yùn)動(dòng)，采用一圓柱凸輪擺桿機(jī)構(gòu)。由于本系統(tǒng)所需轉(zhuǎn)速低，各軸之間傳動(dòng)比要求低，所以采用鏈傳動(dòng)，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，對(duì)本系統(tǒng)特別適用。綜上所述：本裝配機(jī)的總體方案合理可行。 3 典型機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)本裝配系統(tǒng)采用五大機(jī)構(gòu)：滾針的自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)，軸承外圈的上料機(jī)構(gòu)，裝配和卸料裝置，凸輪機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)系統(tǒng)。 滾針的自動(dòng)上料機(jī)構(gòu) 自動(dòng)上料裝置類型及特點(diǎn)自動(dòng)裝卸工件裝置通常慣稱自動(dòng)上下料裝置或自動(dòng)上料裝置。它所完成的工作包括將工件自動(dòng)安裝到機(jī)床夾具上，和加工完成后從夾具上下工件。其中的重要部分在于自動(dòng)上料過程所用的各種機(jī)構(gòu)和裝置。根據(jù)原材料及毛坯形式的不同，自動(dòng)上料裝置有以下三大類型：⑴卷料（或帶料）上料裝置。將線狀的，細(xì)棒狀的材料，預(yù)先繞成卷狀，在加工時(shí)將卷料裝上自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)，材料從軸卷上拉出來，經(jīng)過自動(dòng)校直被送向加工位置，在一卷材料用完之前，送料和加工是連續(xù)進(jìn)行的。⑵棒料上料裝置。當(dāng)采用棒料作為毛坯時(shí)，將一定長(zhǎng)度的棒料裝在機(jī)床上，然后按每一工件所需長(zhǎng)度自動(dòng)送料，在用完一根棒料之前，加工是連續(xù)進(jìn)行的。⑶單件毛坯上料裝置。當(dāng)采用鍛件或?qū)袅项A(yù)先切成單件坯料作為毛坯時(shí)需要在機(jī)床上設(shè)置專門的件料上料裝置。本裝配機(jī)的滾針和軸承外圈都屬單件成品，所以其上料機(jī)構(gòu)屬單件毛坯上料裝置。單件毛坯自動(dòng)上料裝置根據(jù)其工作特點(diǎn)和自動(dòng)化程度的不同，可分為料倉式上料裝置和料斗式上料裝置兩種形式。料倉式上料裝置是一種半自動(dòng)的上料裝置，其特點(diǎn)是不能使工件自動(dòng)定向，需要用人工定時(shí)將一批工件按照一定的方向和位置，順序排列在料倉中，然后由送料機(jī)構(gòu)將工件逐個(gè)送到機(jī)床夾具中去。料斗式上料裝置是自動(dòng)化的上料裝置。工人將單個(gè)工件成批任意的倒進(jìn)料斗中，料斗中的定向機(jī)構(gòu)能將雜亂堆放的工件進(jìn)行自動(dòng)定向，使之按規(guī)定的方位整齊排列，并按一定的生產(chǎn)節(jié)拍把工件送到機(jī)床夾具中去。本裝配機(jī)基于的思想是為了完全解決以往由人工裝配的低效率問題，是為了實(shí)現(xiàn)裝配的全自動(dòng)化，所以該上料裝置采用料斗式上料裝置。 兩種方案的比較選擇生產(chǎn)中應(yīng)用的自動(dòng)定向料斗裝置有兩大類型：⑴機(jī)械傳動(dòng)式料斗裝置。在查閱一些書籍基礎(chǔ)上，見到如圖所示之上料機(jī)構(gòu)。其工作原理是：滾針堆放在方形的料斗中，然后通過齒形輪1轉(zhuǎn)動(dòng)，使?jié)L針順序落入齒形輪的齒槽內(nèi)，再通過一輸料管送到裝配機(jī)構(gòu)2處。方案一：（如圖31）圖31 1—齒形輪 2—裝配機(jī)構(gòu)⑵振動(dòng)式料斗。在查閱大量文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，見到如圖所示之上料機(jī)構(gòu)。其工作原理為：滾針堆放在圓盤底部，在微小振動(dòng)的作用下，沿圓盤內(nèi)壁的螺旋形料道向上運(yùn)動(dòng)，定向正確的滾針從圓盤上部的出料口進(jìn)入輸料管中。方案二：（如圖32）圖32 振動(dòng)式料斗具體工作過程為：圓盤形料斗是由內(nèi)壁螺旋料道和底部呈錐形的料盤1組成。盤底做成錐體的目的在于使工件向四周運(yùn)動(dòng)，有利于走上料道。料斗的底部用連接塊14與四個(gè)板彈簧5相連接，彈簧5的下端用連接塊11固定在座盤4上。這四個(gè)傾斜安裝的板彈簧沿長(zhǎng)度方向的中線在水平面上的投影，正好與半徑為r的圓相切。一般這個(gè)分布圓的直徑2r要小于料盤1的平均直徑Dm。在盤底部中央，還固定著銜鐵13，電磁振動(dòng)器的鐵芯和線圈12則通過支承盤3安裝在座盤4上。通過三個(gè)螺釘10可以調(diào)節(jié)銜鐵與鐵芯的間隙。整個(gè)料斗裝置通過下支承盤6與用圓盤7和8組成的支座安裝在底板上。當(dāng)電磁線圈中通入交流電，并且從零增加到最大值時(shí)，銜鐵13被吸向下，因?yàn)榘鍙椈?的下端固定，于是將產(chǎn)生彎曲變形。由于四片彈簧都是沿圓周切向置的，所以圓盤料斗1產(chǎn)生了既有上下運(yùn)動(dòng)又有切向扭轉(zhuǎn)的振動(dòng)。料斗底部的工件在振動(dòng)的作用下沿螺旋料道上升，定向后的工件從出料槽15送出。為了防止料斗的振動(dòng)傳給底板或其他裝置，也為了避免支座影響料斗的自振頻率，在座盤4和下支承盤6之間裝有三個(gè)螺旋彈簧5，并且用導(dǎo)向桿9使整個(gè)料斗裝置定心。這種具有一個(gè)電磁振動(dòng)器的料斗結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)銜鐵和鐵芯的間隙比較方便，但須注意四個(gè)板彈簧的剛度應(yīng)當(dāng)一致。否則將對(duì)料斗的振動(dòng)產(chǎn)生不良影響。兩種方案的比較：方案一結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但是在上料過程中存在撞擊和摩擦，容易使已經(jīng)精加工的滾針表面出現(xiàn)劃傷，影響軸承的使用性能。同時(shí)可能發(fā)生卡死現(xiàn)象。方案二在送料和定向過程中，沒有機(jī)械的攪拌，撞擊和強(qiáng)烈的摩擦作用，因而工作平穩(wěn)。對(duì)于已經(jīng)精加工的滾針來說，用這種料斗是很合適的。最后，選定方案二中振動(dòng)料斗作為滾針的上料裝置，同時(shí)采用方案一中的齒形輪作為滾針的二次定向裝置。在振動(dòng)料斗和齒形輪之間用一塑料管連接。經(jīng)過參考其它上料裝置，決定在齒形輪和裝配機(jī)構(gòu)之間采用一“S”形管道，有利于滾針的自動(dòng)上料。 振動(dòng)料斗的設(shè)計(jì)⑴振動(dòng)器采用電磁振動(dòng)器，尺寸參照BK150控制變壓器鐵芯的硅鋼片尺寸,～1mm。振動(dòng)器的線圈接入經(jīng)過半波整流的交流電，此時(shí)振動(dòng)頻率為50HZ。經(jīng)過半波整流后，頻率雖然降低一半，但振動(dòng)節(jié)奏分明，料斗振幅加大，而且更易保證料道降移的加速度高于升移的加速度，有利于滾針向上滑行，因而能保證較高的送料生產(chǎn)率。如圖33為振動(dòng)器的電路圖，電路中的半波整流器采用耐壓400伏特以上，～5安培的整流二極管。圖33 振動(dòng)器的電路圖⑵支撐彈簧支撐彈簧的主要參數(shù)為截面尺寸和傾斜角Ψ。應(yīng)用類比法初步確定板彈簧的截面尺寸為16mm，材料為65Mn，在調(diào)試過程中再作適當(dāng)?shù)男拚?。支撐彈簧的傾斜角Ψ決定于螺旋料道的振動(dòng)升角β的大小。經(jīng)驗(yàn)表明，經(jīng)過半波整流時(shí)取β=20176。～25176。，β角不宜過大或過小，β角較小時(shí)，工件向前的分速度大，但瞬時(shí)騰空的作用減小，適宜于精密、細(xì)小的工件送料；β角較大時(shí)，騰空拋擲的作用加強(qiáng)，會(huì)導(dǎo)致降低送料平均速度，產(chǎn)生較大的噪聲。于是取β=20176。對(duì)于圓盤形料斗，一般支撐彈簧固定點(diǎn)的分布圓直徑2r比料斗的中徑Dm要小，所以支撐彈簧的傾斜角Ψ不等于β角，為了得到選定的β角，須用下式換算：tgΨ=Dmtgβ/2r 即： Ψ=arctg(Dmtgβ/2r)=arctg(327tg20176。/310)=21176。⑶圓盤料斗圓盤料斗應(yīng)盡量做得輕巧些，一般都用鑄鋁制成整體式，然后將螺旋料道車出。圓盤料斗的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)是：螺旋料斗的升角α、升距t和中徑Dm。①螺旋料斗的升角α， 升角α愈小，工件的平均速度愈高，但料道的螺旋圈數(shù)增多。當(dāng)工件的高度或直徑較大時(shí)還會(huì)使料斗直徑顯著增大。α值也不能太大，當(dāng)增加到某一極限值αmax時(shí)，工件將不能向上滑移。根據(jù)相關(guān)分析工件在料道上滑移的條件可知，α角的極限值與β角和摩擦系數(shù)μ有關(guān)，從經(jīng)驗(yàn)公式可得：tgαmaxμtg(βα)μtgβ即： αmax〈arctg(μtgβ)所選取的α值應(yīng)比αmax小，一般α=1176?！?176。取α=3176。②料道螺旋升距t：應(yīng)保證兩層料道之間不讓工件直立通過，其升距可按下式?jīng)Q定：t=+S=+9=38（毫米）式中L──工件在料道上的長(zhǎng)度（毫米）； S──料道板的厚度（毫米）。③螺旋料道的中徑Dm和料道外徑D：中徑Dm取決于升角α和升距t： Dm=t/(tgα)=38/（176。）=327（毫米）圓盤料道的外徑：D=Dm+b+2e=327+9+24=344（毫米）式中b──料道的寬度（毫米）； e──料斗壁厚（毫米）。 “S”形輸料槽曲率半徑的確定當(dāng)滾針在輸料槽中運(yùn)動(dòng)時(shí)，為了防止其在下滑時(shí)直立，造成卡死現(xiàn)象，其曲率半徑有一定的要求。如圖34所示：采用反推法，先求出工件能夠在彎管中順利通過的半徑。如圖工件能通過彎道的曲率半徑為： R=(Rs)+L/4由此可得 R=s/2+L/(8s)式中 R──輸料槽轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑 L──工件長(zhǎng)度式中弧高s應(yīng)根據(jù)輸料槽直槽部分B來考慮選取。如果輸料槽的直槽部分與圓弧部分做成一樣寬的話，則 B=d+c+s式中d──工件的直徑 c──必須的最小間隙，可以用工件的直徑d作為公稱尺寸，取其6─7級(jí)精度的公差數(shù)值根據(jù)本工件滾針的自身特性，取s=2mm，則工件可以順利通過彎道的半徑R為： R=s/2+L/(8s)=2/2+18/(82)=式中L=18mm顯然，使?jié)L針在輸料槽中不會(huì)直立的彎道半徑R，結(jié)合其自身結(jié)構(gòu)取R=16mm。圖34 “S”形輸料槽 軸承外圈的上料機(jī)構(gòu)與滾針的上料機(jī)構(gòu)相比，軸承外圈的自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)多了軸承外圈的進(jìn)一步定向要求。軸承外圈的圖樣如圖35：圖35 軸承外圈簡(jiǎn)圖根據(jù)其自身結(jié)構(gòu)特性，其為一端開口，一端封閉的碗形結(jié)構(gòu)，所以裝配時(shí)必須要求其開口端正對(duì)裝滾針端。所以該上料機(jī)構(gòu)必須有二次定向要求。 料斗裝置定向方法通常料斗裝置的定向方法有以下幾種：抓取法、槽隙定向法、型孔選取法和重心偏移法。⑴用抓取法定向的料斗裝置在這種料斗中，利用運(yùn)動(dòng)著的定向機(jī)構(gòu)抓取工件的某些表面，如孔、凹槽等，使之從成堆的雜亂工件中分離出來并定向排列。常用的定向機(jī)構(gòu)有桿、銷、鉤子等，適用于帶孔的套狀、碗狀和環(huán)狀零件。⑵用槽隙定向的料斗裝置在這種料斗中，用專門的定向機(jī)構(gòu)攪動(dòng)工件，使工件在不停的運(yùn)動(dòng)中落進(jìn)溝槽成縫隙實(shí)現(xiàn)定向。定向機(jī)構(gòu)可以作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)、擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。這一類料斗的應(yīng)用范圍較廣，可用于螺釘、螺帽、片狀、圓環(huán)以及各種帶頭部的工件。⑶用型孔選取法定向的料斗裝置在這種料斗中，利用定向機(jī)構(gòu)上一定形狀和尺寸的孔穴對(duì)工件進(jìn)行篩選，只有位置和截面相應(yīng)于型孔的工件，才能落入孔中而獲得定向。這種定向機(jī)構(gòu)大多系作連續(xù)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。⑷用重心偏移法定向的料斗裝置對(duì)于一些在軸線方向重心偏移的工件，可以利用這一特性，使重端倒向一個(gè)方向；對(duì)于某些重心偏移不太明顯的工件，則在料斗中用一些簡(jiǎn)單的構(gòu)件人為地造成重心偏移，借以使之定向。 兩種方案的比較選擇本裝配機(jī)用的軸承外圈有兩個(gè)顯著特點(diǎn)：①形狀為碗形；②軸線上重心偏移。根據(jù)這兩個(gè)特點(diǎn)，此上料機(jī)構(gòu)有兩種方案。方案一：采用抓取法定向的料斗裝置。如圖36所示，為鏈帶式料斗裝置，適用于碗狀、蓋狀和環(huán)狀零件的自動(dòng)定向。裝著銷4的鏈帶1，在連續(xù)運(yùn)