【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 4 頁 共 28 頁 太容易控制。液壓技術(shù)具有傳動(dòng)反應(yīng)快、動(dòng)作迅速、液壓元件系列化、成本小和便于集中供應(yīng)和長(zhǎng)距離輸送等優(yōu)點(diǎn)，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(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)，盡管采用了先進(jìn)設(shè)備 擺輾機(jī)，但由于采用二火工藝鍛造，鍛造中氧化皮脫落嚴(yán)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(huì)造成材料過燒，因此要研究一種汽車半軸的自動(dòng)生產(chǎn)線，以節(jié)省設(shè)備投資費(fèi)用和能源消耗，降低人工費(fèi)用，提高班產(chǎn)和降低生產(chǎn)線運(yùn)行費(fèi)用為目的 [5]。 我國汽車半軸生產(chǎn)在上世紀(jì) 70 年代以前，一直采用兩種工藝：一是汽錘上胎模預(yù)鍛，然后錘上終鍛成形；二是汽錘上胎模預(yù)鍛后，平鍛機(jī)上終鍛成形。早期的自動(dòng)化生產(chǎn)是指用輸送機(jī)和加工設(shè)備等機(jī)器代替人的體力勞動(dòng)即機(jī)械化。國內(nèi)半軸自動(dòng) 制造生產(chǎn)線技術(shù)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(yán)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(dòng)生產(chǎn)線的研究，并已經(jīng)取得了一些研究成果，如物流運(yùn)輸類小型自動(dòng)生產(chǎn)線、裝箱 類小型自動(dòng)生產(chǎn)線等。但是，這些所謂的小型自動(dòng)生產(chǎn)線基本上只能完成一個(gè)工序的動(dòng)作，無法完整地實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工過程這樣復(fù)雜的連續(xù)性動(dòng)作，與工程 實(shí)訓(xùn)的實(shí)際需要有很大的差距 [1,2]。大多數(shù)生產(chǎn)廠家還沒有實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化，如圖 ~ 所示是某汽車半軸制造工廠車間的實(shí)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(yán)重影響生產(chǎn)環(huán)境和效率，在非自動(dòng)化的生產(chǎn)車間里，工件的運(yùn)輸完全依靠工人，勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率地下。后來，由于生產(chǎn)的發(fā)展，機(jī)械設(shè)備的增多，人們控制機(jī)器設(shè)備的任務(wù)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(jī)器人技術(shù)由于微機(jī)的出現(xiàn)，內(nèi)裝的控制器 被計(jì)算機(jī)代替而產(chǎn)生了工業(yè)機(jī)器人，以工業(yè)機(jī)械手最為普遍。進(jìn)入二十一世紀(jì)，自動(dòng)化的功能在計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和人工智能技術(shù)的推動(dòng)下，將生產(chǎn)出智能控制的設(shè)備，使工業(yè)生產(chǎn)過程有一定的自適應(yīng)能力 [8]。所以就需要考慮它的特點(diǎn)，采用一些針對(duì)它的機(jī)電液一體化應(yīng)用技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)汽車半軸模鍛自動(dòng)生產(chǎn)線加工連續(xù)化 [9]。因此必須應(yīng)用各種檢測(cè)方法進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)量，以便了解和分析生產(chǎn)的運(yùn)行狀況。從功能上來看，汽車半軸模鍛自動(dòng)生產(chǎn)線應(yīng)具備最基本功能 :運(yùn)轉(zhuǎn)功能、控制功能和驅(qū)動(dòng)功能。根據(jù)汽車半軸模鍛自動(dòng)生產(chǎn)線的功能特性，對(duì)其研究應(yīng)該從幾個(gè)方面入手 :結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括了機(jī)械本體的機(jī)構(gòu)裝置的設(shè)計(jì)和動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，這兩部分構(gòu)成了自動(dòng)生產(chǎn)線的主體框架。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 5 頁 共 28 頁 4．通過對(duì)汽車半軸自動(dòng)生產(chǎn)線運(yùn)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(shù)、液壓技術(shù)的飛速發(fā)展促進(jìn)了機(jī)械技術(shù)的變化。它不僅可以為本科學(xué)生的機(jī)械制造工程實(shí)訓(xùn)提供加工過程的演示實(shí)驗(yàn)裝置，更為重要的是它開辟了電液比例閉環(huán)控制技術(shù)與控制器技術(shù)的綜合應(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化領(lǐng)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(jī)構(gòu)圖 該自動(dòng)生產(chǎn)線主要由工藝設(shè)備、傳送系統(tǒng)、和輔助系統(tǒng)組成，如圖 所示。在各種機(jī)械加工工序間的 汽車半軸模鍛生產(chǎn)線 工 藝 設(shè) 備 傳 送 系 統(tǒng) 輔 助 系 統(tǒng) 加 熱 爐 上 下 料 機(jī) 械 手 機(jī)械 擺 輾 機(jī) 翻 轉(zhuǎn) 裝 置 輸 送 裝 置 輔 助 零 件 動(dòng) 力 源 其 它 裝 置 鍛 壓 機(jī) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 7 頁 共 28 頁 送料，如果相對(duì)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(dòng)力機(jī)構(gòu)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(hào) 工序 工藝圖形 工藝尺寸 mm 加熱長(zhǎng)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(yù) 成 型 L2=950~1150 4 擺 輾 L3=950~1100 生產(chǎn)流程 由生產(chǎn)綱領(lǐng)可知，每天大約需要加工零件個(gè)數(shù)為 120 件，每班工作時(shí)間為 8 小時(shí)L1 b1 L2 L3 L0 b0 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)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(wù)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(jī)械手 2 處，將 胚料另一端加熱后，用相同的方法預(yù)墩粗后放入輸送鏈。以液壓機(jī) 2為參照，郵箱在其垂直距離 500mm 處。以液壓機(jī)1為參照，郵箱在液壓機(jī) 1 垂直距離 500mm 處；加熱爐 2 電氣控制柜在液壓機(jī) 1 水平距離 500mm 處。 圖 支架結(jié)構(gòu)示意圖 傳送裝置有很多類型，由于在輸送裝置上需要進(jìn)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(jié)構(gòu)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(dòng) [13]，有以下優(yōu)點(diǎn) : ① 采用液壓容易達(dá)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(jī)構(gòu)示意圖 選用的液壓缸要符合本生產(chǎn)線，并驅(qū)動(dòng)棘輪機(jī)構(gòu)（下節(jié)介紹），則應(yīng)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(jí)取 16MPa，并且杠頭 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)是該生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的一個(gè)創(chuàng)新點(diǎn)。 棘輪機(jī)構(gòu)主要由棘輪、棘爪、止動(dòng)棘爪、搖桿、彈簧和液壓缸等所組成。輸送鏈鏈輪軸同步運(yùn)動(dòng)。當(dāng)搖桿在油缸的推動(dòng)下往復(fù)地?cái)[動(dòng)時(shí)，棘輪便帶動(dòng)輸送鏈間歇傳送，從而實(shí)現(xiàn)不斷的送料運(yùn)動(dòng)。如圖 所示。棘爪尖頂圓角半徑 r1 一般取 2mm，棘爪底長(zhǎng)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?yàn)?最大泵 QKQ ?? ?KK —泄露系數(shù)，— m in/ lQ ???? 泵 3． 2 送料裝置設(shè)計(jì)及計(jì)算 工件在自動(dòng)線上的自動(dòng)運(yùn)送，是實(shí)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