【正文】 畢業(yè)設計說明書（論文） 第 4 頁 共 28 頁 太容易控制。液壓技術具有傳動反應快、動作迅速、液壓元件系列化、成本小和便于集中供應和長距離輸送等優(yōu)點，而引起人們的普遍重視 [7]。而后，經(jīng)過二三十年的生產(chǎn)實踐，我們發(fā)現(xiàn)，盡管采用了先進設備 擺輾機，但由于采用二火工藝鍛造，鍛造中氧化皮脫落嚴重，一是造成環(huán)境污染，另一方面影響表面質(zhì)量，掌握不好還會造成材料過燒，因此要研究一種汽車半軸的自動生產(chǎn)線，以節(jié)省設備投資費用和能源消耗，降低人工費用，提高班產(chǎn)和降低生產(chǎn)線運行費用為目的 [5]。 我國汽車半軸生產(chǎn)在上世紀 70 年代以前，一直采用兩種工藝：一是汽錘上胎模預鍛，然后錘上終鍛成形；二是汽錘上胎模預鍛后，平鍛機上終鍛成形。早期的自動化生產(chǎn)是指用輸送機和加工設備等機器代替人的體力勞動即機械化。國內(nèi)半軸自動 制造生產(chǎn)線技術比較落后，生產(chǎn)加工環(huán)境惡劣，生產(chǎn)效率比較低，環(huán)境污染情況比較嚴重。目前，國內(nèi)外很多科研單位和企業(yè)都已經(jīng)開始著手從事小型自動生產(chǎn)線的研究，并已經(jīng)取得了一些研究成果，如物流運輸類小型自動生產(chǎn)線、裝箱 類小型自動生產(chǎn)線等。但是，這些所謂的小型自動生產(chǎn)線基本上只能完成一個工序的動作，無法完整地實現(xiàn)機械加工過程這樣復雜的連續(xù)性動作，與工程 實訓的實際需要有很大的差距 [1,2]。大多數(shù)生產(chǎn)廠家還沒有實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化，如圖 ~ 所示是某汽車半軸制造工廠車間的實際作業(yè)情況，從圖中可以看出該廠待加工零件和已加工零件隨 意擺放，嚴重影響生產(chǎn)環(huán)境和效率，在非自動化的生產(chǎn)車間里，工件的運輸完全依靠工人，勞動強度大，生產(chǎn)效率地下。后來，由于生產(chǎn)的發(fā)展，機械設備的增多，人們控制機器設備的任務日益加重 [3]。中小型企業(yè)多采用前一種工 藝，大型企業(yè)則多采用后一種工藝。 機器人技術由于微機的出現(xiàn)，內(nèi)裝的控制器 被計算機代替而產(chǎn)生了工業(yè)機器人，以工業(yè)機械手最為普遍。進入二十一世紀，自動化的功能在計算機技術、網(wǎng)絡通信技術和人工智能技術的推動下，將生產(chǎn)出智能控制的設備，使工業(yè)生產(chǎn)過程有一定的自適應能力 [8]。所以就需要考慮它的特點，采用一些針對它的機電液一體化應用技術，以實現(xiàn)汽車半軸模鍛自動生產(chǎn)線加工連續(xù)化 [9]。因此必須應用各種檢測方法進行自動化測量，以便了解和分析生產(chǎn)的運行狀況。從功能上來看，汽車半軸模鍛自動生產(chǎn)線應具備最基本功能 :運轉(zhuǎn)功能、控制功能和驅(qū)動功能。根據(jù)汽車半軸模鍛自動生產(chǎn)線的功能特性，對其研究應該從幾個方面入手 :結構設計，包括了機械本體的機構裝置的設計和動力傳動系統(tǒng)的設計，這兩部分構成了自動生產(chǎn)線的主體框架。 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 5 頁 共 28 頁 4．通過對汽車半軸自動生產(chǎn)線運行過程的分析，合理安排各種輔助裝置的安裝位置。比例控制技術、液壓技術的飛速發(fā)展促進了機械技術的變化。它不僅可以為本科學生的機械制造工程實訓提供加工過程的演示實驗裝置，更為重要的是它開辟了電液比例閉環(huán)控制技術與控制器技術的綜合應用在工業(yè)生產(chǎn)自動化領域發(fā)展的新空間 [6]。 圖 汽車半軸模鍛生產(chǎn)線的系統(tǒng)組成機構圖 該自動生產(chǎn)線主要由工藝設備、傳送系統(tǒng)、和輔助系統(tǒng)組成，如圖 所示。在各種機械加工工序間的 汽車半軸模鍛生產(chǎn)線 工 藝 設 備 傳 送 系 統(tǒng) 輔 助 系 統(tǒng) 加 熱 爐 上 下 料 機 械 手 機械 擺 輾 機 翻 轉(zhuǎn) 裝 置 輸 送 裝 置 輔 助 零 件 動 力 源 其 它 裝 置 鍛 壓 機 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 7 頁 共 28 頁 送料，如果相對有合適的輸送基面，就可以采用直接輸送方式。在輸送裝置中，除了輸送鏈和動力機構外，還需要減速器、鏈輪輪和各種齒輪的配合使用。 表 工藝尺寸 序號 工序 工藝圖形 工藝尺寸 mm 加熱長度 mm 1 毛 胚 L0=1350~1590 1430~1590 b0=195~240 2 花 鍵 端 成 型 L1=1300~1478 b1=400~540 3 擺 碾 端 預 成 型 L2=950~1150 4 擺 輾 L3=950~1100 生產(chǎn)流程 由生產(chǎn)綱領可知，每天大約需要加工零件個數(shù)為 120 件，每班工作時間為 8 小時L1 b1 L2 L3 L0 b0 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 8 頁 共 28 頁 /天，生產(chǎn)為兩班制，生產(chǎn)線能夠完成的加工任務為 128 件。 (2)將待加工工件送入料斗，根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍確定料斗送料節(jié)拍。 (6)工件傳至機械手 2 處，將 胚料另一端加熱后，用相同的方法預墩粗后放入輸送鏈。以液壓機 2為參照，郵箱在其垂直距離 500mm 處。以液壓機1為參照，郵箱在液壓機 1 垂直距離 500mm 處；加熱爐 2 電氣控制柜在液壓機 1 水平距離 500mm 處。 圖 支架結構示意圖 傳送裝置有很多類型，由于在輸送裝置上需要進行定位和夾緊工序，因此輸送裝置選擇履帶式鏈條輸送。本生產(chǎn)線采用履帶式鏈條輸送，其鏈輪結構示意圖如圖 所示。綜合比較，汽車半軸模鍛生產(chǎn)線宜采用液壓驅(qū)動 [13]，有以下優(yōu)點 : ① 采用液壓容易達到較高的壓力 (常用液壓為 ~ )，體積較小，可以獲得較大的推力或轉(zhuǎn)矩。 圖 液壓缸機構示意圖 選用的液壓缸要符合本生產(chǎn)線，并驅(qū)動棘輪機構（下節(jié)介紹），則應采用雙作用單桿活塞式液壓缸，缸徑取 40mm，活塞桿直徑取 25mm，壓力等級取 16MPa，并且杠頭 本科畢業(yè)設計說明書（論文） 第 14 頁 共 28 頁 耳環(huán)帶襯套，桿端內(nèi)螺紋，不帶緩沖，油口連接方式為內(nèi)螺紋連接。輸送鏈改造設計是該生產(chǎn)線設計的一個創(chuàng)新點。 棘輪機構主要由棘輪、棘爪、止動棘爪、搖桿、彈簧和液壓缸等所組成。輸送鏈鏈輪軸同步運動。當搖桿在油缸的推動下往復地擺動時，棘輪便帶動輸送鏈間歇傳送，從而實現(xiàn)不斷的送料運動。如圖 所示。棘爪尖頂圓角半徑 r1 一般取 2mm，棘爪底長度 a1 一般取~1mm，在此，取 a1 =1mm。所需流量 Q 為： mi n/ 0 0 04 22 lvDQ ?? ?????? ?? (5) 油泵選擇 由于油路中由調(diào)速閥，故其壓力損失為 5kg/cm2 ? ? MP acmkgP ?????? 因為 最大泵 QKQ ?? ?KK —泄露系數(shù)，— m in/ lQ ???? 泵 3． 2 送料裝置設計及計算 工件在自動線上的自動運送，是實現(xiàn)工藝過程化的必要和重要環(huán)節(jié)。此角度可以使工件靠自身重