【正文】 bd 各個(gè)抓手頭的介紹 抓手頭是安裝在軸承搬運(yùn)裝置上的直接接觸到軸承的治具，根據(jù)工作站的不同，對(duì) 抓手頭也有不同的要求。材料為 45鋼，焊接加工完成。抓手頭底部為和軸承鋼珠位置相配的成型治具， 材料為塑料。 圖 抓手頭 4 圖 抓手頭 5 抓手頭 5：主要是完成從翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)中把軸承傳送到鉚接檢查工作站。極限與配合 [M].北京 ： 化學(xué)工業(yè) 出版社， 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 42 頁 共 54 頁 謝 辭 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題為 自動(dòng)化深溝球軸承裝配機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，是我根據(jù)對(duì)實(shí)體機(jī)械進(jìn)行觀察研究， 參閱 了各種文獻(xiàn)資料，同時(shí)在指導(dǎo) 老師 劉永霞 的精心指導(dǎo)下 共同努力 完成的。 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我明 白機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化這個(gè)專業(yè)以后的具體工作是什么，讓我了解以后工作中應(yīng)該注意的一些問題。故需要根據(jù)各部件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)。起重運(yùn)輸件中間 有套在導(dǎo)柱上的 緩沖彈簧 ，能防止由于抓頭過大的沖擊對(duì)軸承鋼珠或者保持器等造成的傷害，有效的保護(hù)軸承裝配過程中安裝精度。工作時(shí)中間的兩個(gè)立柱同樣插入到軸承內(nèi)環(huán)中，撥動(dòng)內(nèi)環(huán)的運(yùn)動(dòng)；外部的兩個(gè)撥塊阻止軸承外環(huán)的運(yùn)動(dòng)，防止軸承內(nèi)的鋼珠由于振動(dòng)等原因脫離內(nèi)外環(huán)。 抓手頭 1：為入鋼珠工作站傳送配套的軸承內(nèi)外環(huán)。根據(jù)實(shí)際個(gè)步驟的裝配情況， 每次傳送循環(huán)間隔為 4S，即傳動(dòng)軸的速度 為 11 .v r s?? 可以看出，實(shí)際要求的轉(zhuǎn)速比較慢，所以選用轉(zhuǎn)速比較小的電動(dòng)機(jī)。 然后向外運(yùn)動(dòng)的凸輪角度為54? ， 橫向返回時(shí)靜止的時(shí)間為 90? ，接著為 向內(nèi)運(yùn)動(dòng) 54? 。 對(duì)于縱向運(yùn)動(dòng)凸輪，必須和橫向運(yùn)動(dòng)凸輪相協(xié)調(diào)配合。抓手后退時(shí)間為 ，此時(shí)凸輪對(duì)撥桿不施加力，轉(zhuǎn)過的角度為 54? 。 對(duì)于橫向運(yùn)動(dòng)凸輪，從運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)開始，前 對(duì)撥桿不施加力，此時(shí)的運(yùn)動(dòng)為托板氣壓缸收縮，各個(gè)抓手頭抓住軸承準(zhǔn)備傳送。整個(gè)傳送裝置如圖 所示 ： 圖 軸承傳送裝置整體圖 傳送裝置的原理如圖所示，電動(dòng)機(jī)經(jīng)過減速器減速，然后由一對(duì)嚙合的齒輪將運(yùn)動(dòng)傳送到傳動(dòng)軸上，傳動(dòng)軸上的凸輪帶動(dòng)撥桿實(shí)現(xiàn)軸承搬運(yùn)裝置在軌道上的橫向 和縱向運(yùn)動(dòng)。其總體結(jié)構(gòu)和觸頭如圖 所示： 圖 鉚接檢查機(jī)構(gòu)及其檢查側(cè)頭 軸承傳送 裝置的設(shè)計(jì) 傳送裝置的整體設(shè)計(jì) 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 34 頁 共 54 頁 軸承傳送裝置是實(shí)現(xiàn)軸承裝配的各個(gè)步驟之間的傳送，要求定位準(zhǔn)確。千分表可以設(shè)定一定的范圍，超出系統(tǒng)規(guī)定的范圍，系統(tǒng)同樣會(huì)報(bào)警。鉚接檢查側(cè)頭在每個(gè)鉚釘?shù)奈恢枚加杏|頭，每個(gè)觸頭都連接著感應(yīng)片， 正常情況下每個(gè)鉚接造頭都 可以接觸到檢測(cè)觸頭。并循環(huán)此運(yùn)動(dòng)。把這兩個(gè)因素綜合起來進(jìn)行衡量 ,對(duì)中、 合套可以很容易地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝配 。為得到產(chǎn)品或裝配單元結(jié)構(gòu)工藝性綜合評(píng)價(jià) ,須確定標(biāo)志值總系數(shù) Q,即單個(gè)零件標(biāo)志值系數(shù)的和再加上產(chǎn)品 (裝配單元 )工藝性標(biāo)志值系數(shù) ,即 : 式中 , uq 為產(chǎn)品 (裝配單元 )標(biāo)志值系數(shù) : k為產(chǎn)品 (裝配單元 )標(biāo)志的數(shù)量。實(shí)質(zhì)上 ,這些系數(shù)表示了對(duì)綜合評(píng)價(jià)每個(gè)標(biāo)志的重要性。在零件完全適合標(biāo)志的場(chǎng)合 ,評(píng)價(jià)為 ,而按該標(biāo)志完全不適宜自動(dòng)化裝配的場(chǎng)合 ,評(píng)價(jià)為 0。 。指數(shù) i 表示標(biāo)志的順序號(hào) ,而 j 表示零件或裝配單元的順序號(hào)。因此 ,在壓配前后必須進(jìn)行檢測(cè)和相應(yīng)的處理 。因此 ,這三個(gè)問題能否得到合理可靠的解決將會(huì)直接影響到自動(dòng)裝配的成敗。它們形狀規(guī)則 ,有基準(zhǔn)表面 ,都實(shí)現(xiàn)了大批量、系列化生產(chǎn) ， 而且相互之間的聯(lián)接通過簡(jiǎn)單的壓配即可實(shí)現(xiàn)。這樣 ， 整個(gè)裝配過程實(shí)現(xiàn)了零件數(shù)量盡可能少的要求。加起來 ,每個(gè)軸承的零件總數(shù)都在十幾個(gè)到幾十個(gè)之間。 1)結(jié)構(gòu)含有零件的數(shù)量應(yīng)盡可能少。表示結(jié)構(gòu)工藝性特征的標(biāo)志可以分為兩個(gè)基本組。其結(jié)果是相應(yīng)的自動(dòng)化裝配過程工序的總數(shù)可以減少 ， 而在自動(dòng)裝配過程中所使用的設(shè)備也可減少功能結(jié)構(gòu)的數(shù)量。自動(dòng)裝配條件下結(jié)構(gòu)工藝性是總的結(jié)構(gòu)工藝性問題的一部分。這些特征主要有以下幾個(gè)方面 ： 結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性及其構(gòu)造 ,零件的數(shù)量、結(jié)構(gòu)、在裝配單元中的配置 、 聯(lián)接特點(diǎn)及其精度。 而作為連結(jié)保持架的鉚釘 , 則是保持架可靠運(yùn)轉(zhuǎn)的保障 , 如果發(fā)生斷裂將會(huì)引起保持架的損壞 。 鉚接的重要性 與結(jié)構(gòu)工藝性分析 軸承通常由四部分主要部件構(gòu)成 , 即內(nèi)套、 外套、 滾動(dòng)體、 保持架。 所以，以上可以看出 （ 1） 鉚釘鉚接時(shí) ,所需的鉚接壓力主要取決于鉚釘?shù)闹?徑大小和鉚釘材料的屈 服極限 s? ,可以根據(jù)鉚釘?shù)闹睆胶筒牧线x擇鉚釘機(jī)的型號(hào)。這樣 ,鉚接好后 ,鉚釘和板之間存在軸向和徑向的分布力 ,對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)來說 ,它們屬于內(nèi)力 ,故稱之為“裝配應(yīng)力”。 圖 鉚釘受鉚接壓力最大時(shí)狀態(tài)及釘桿中一點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài) 鉚釘機(jī)松開后鉚釘?shù)膽?yīng)力應(yīng)變分析 當(dāng)鉚接外力 P 去掉后 ， 板孔擠壓鉚釘 ， 使之先發(fā)生塑性回復(fù) ， 鉚釘變長(zhǎng)、 變細(xì) ， 等達(dá)到滿足條件 13s? ? ??? 時(shí) ， 鉚釘再發(fā)生彈性變形。于是 , 釘孔在最大壓力時(shí)的直徑增量為Δ d = 2 ru = 。所以 ， 在計(jì)算板孔的被脹大量時(shí) ， 可以不考慮鉚釘帽沿對(duì)板上圓環(huán)面的壓力 ，而將板孔的被脹大看作為孔邊受均勻壓力 2pp? 的無限域開圓孔。 3? 為軸向應(yīng)力。 本設(shè)計(jì)針對(duì)的是 6203 的滾珠軸承，共有 7 顆鋼珠， 自然會(huì)有 7 顆鉚釘。 b —— 為鍛造時(shí)飛邊寬度 (這里可看成是鉚釘冒的寬度 ) ， mm ； h —— 為飛邊高度 ， mm ； bF —— 為飛邊投影面積 ， 2mm 。 根 據(jù) 鉚 釘 直 徑 1mmd? , 可算出 mm? , mm? 。可以認(rèn)為殘余載荷形成了 卡緊 力 。最后是第三階段，鉚接過程完成。 圖 保持器鉚接下模 深溝球軸承浪形保持架裝配鉚合模具結(jié)構(gòu)如圖 所示，其中，最關(guān)鍵的部分是上下兩個(gè)凹模，凹模的主要相關(guān)尺寸要同保持架結(jié)構(gòu)尺寸一致，其外形尺寸又必須同套圈的有關(guān)尺寸不發(fā)生矛盾 鉚合時(shí)先將 軸承放在 鉚合模具的下模承上，然后置于壓力機(jī)工作臺(tái)中央 的鉚合上模下降 ， 施加壓 力 ，壓力機(jī)沖頭下行壓合模具，完成鉚合工作 。再用兩個(gè)導(dǎo)向螺 栓裝在另兩個(gè)對(duì)角鉚釘孔上，緊固兩鉚接件。 對(duì) d 超過 20mm? 者，取 ? 熱鉚應(yīng)加大 ，埋頭鉚頭的余量取 Zd? 本設(shè)計(jì)采用的是冷沖壓鉚接， 取 1d mm? ，所以 mm? 正確鉚接。鉚合件貼合面必須平整，并按所需要的重合位置一起鉆孔，以保證鉚釘孔的重合。如圖 所示，鉚釘桿的長(zhǎng)度 等于零件總厚度加鉚釘頭余量 。 例如 ， 離合器摩擦片的鉚合屬冷鉚，摩擦片不許鉚釘頭外南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 19 頁 共 54 頁 露， 因此， 它一般都用紫銅或鋁合金制的平頭埋頭空心鉚釘。熱鉚時(shí)鉚釘加熱至紅熱塑性狀態(tài)， 多用于大型零件的鉚接。 組合裝置整體結(jié)構(gòu)如圖 所示，組合頭按照保持器的形狀進(jìn)行的設(shè)計(jì)。 圖 組合后的 A、 B 片 由于鋼珠的位置 確定了 A 片保持器的位置， A 片保持器安裝后又限制了鋼南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 18 頁 共 54 頁 氣動(dòng)振動(dòng)器 緩沖彈簧 組合頭 珠的運(yùn)動(dòng)， B 片保持器安裝后又被鋼珠的位置所限制，所以保持器 A、 B 片 的位置基本固定。不僅固定了軸承沿軌道的位置，還在托頭把 B 片保持器上來時(shí)限制了軸承的上下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)運(yùn)送裝置將 B 片保持器運(yùn)送到軌道正下方后，擋板打開，使 B 片保持器托頭托送的 B片保持器能順利的到達(dá)軌道上的軸承下面。 軌道中由軸承到達(dá)位置時(shí)，氣壓缸收縮帶動(dòng)軌道軸承夾脫離軸承， A 片安裝好后回到原來位置。拖頭下面利用安裝在機(jī)械底座上的氣壓缸提供動(dòng)力。 這樣，完成保持器 A 片的安裝?；瑝K共分為六塊， 按排列順序可以分為 6。 所以 ，如保持器 A 片 首先要做的就是要把保持器對(duì)正到鋼珠的正上方。 圖 分鋼珠撥叉 圖 分鋼珠鎖緊機(jī)構(gòu) 圖 分鋼珠軌道 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 14 頁 共 54 頁 A 片掛桿 分保持 器裝置 入保持器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 入保持器是指把保持器 A 片 （帶有鉚釘） 和保持器 B 片 （ 帶有鉚釘孔） 安裝到內(nèi)外環(huán)之間，并保證保持器的囊袋正好落入鋼珠的位置 ，鉚釘和鉚釘孔對(duì)正 。 同時(shí)，在分鋼珠時(shí)每?jī)蓚€(gè)撥叉之間的底部都有 檢測(cè)裝置， 當(dāng)分割頭向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，分割到每個(gè)位置的鋼珠會(huì)接觸到檢測(cè)測(cè)頭，從而由應(yīng)變片感應(yīng)到鋼珠 的存在；如果撥叉之間沒有鋼珠，測(cè)頭連接的感應(yīng)片會(huì)自動(dòng)報(bào)警，以此 實(shí)現(xiàn)鋼珠的檢測(cè)，防止不良品的 流出。 由于軸承的徑向游隙比較小，只有 — ，所以鋼珠在軌道內(nèi)的活動(dòng)有一定的摩擦阻力，分割拔插分配好的鋼珠能停留在固定的位南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 13 頁 共 54 頁 軸承夾 分割撥叉孔 撥叉安裝頭 錐形鎖緊套 鎖緊外套 置。然后由中間氣壓缸對(duì)最后一顆鋼珠施加壓力，同時(shí)側(cè)面氣壓缸也施加力，共同實(shí)現(xiàn)把全部鋼珠注入到內(nèi)外環(huán)之間的工作。 傳送軌道上要有一個(gè)對(duì)外環(huán)的夾緊裝置 。 入鋼珠首先要保證鋼珠的數(shù)量 ，在盛有鋼珠的容器下面裝有傳感器，能準(zhǔn)確的計(jì)算 控制 通過鋼珠軌道的鋼珠數(shù)量。搬運(yùn)裝置利用傳動(dòng)凸輪進(jìn)南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 10 頁 共 54 頁 行橫向和縱向運(yùn)動(dòng)的控制，能協(xié)調(diào)一致的完成軸承的傳送。檢測(cè)的主要內(nèi)容為造頭的高度以及鉚接的是否有落鉚現(xiàn)象（由于保持器制造原因或者鉚接時(shí)的故障導(dǎo)致的鉚釘脫離保持器）。 第一步時(shí) 要入鋼珠，對(duì)于 6203 鋼珠為 7 個(gè)， 即把全部的鋼珠注入到內(nèi)外環(huán)之間。如表 5. 不能出現(xiàn)落鉚現(xiàn)象等。流程圖如 圖 所示 ： 圖 軸承安裝 流程圖 深溝球軸承的裝配必須滿足： 1. 鋼珠數(shù)量符合設(shè)計(jì)要求。 由于軸承零件的加工進(jìn)度不同，先加工好的軸承零件先涂油防銹入庫，待全部軸承零件加工結(jié)束后，再將零件送入裝配車間進(jìn)行裝配。 內(nèi)徑代號(hào) 的 意義 如表 所示 ： 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 4 頁 共 54 頁 表 本設(shè)計(jì) 以 比較 簡(jiǎn)單的 無密封板的 D 級(jí)（ 5 級(jí)公差） 深溝球軸承 6203 為例 ，僅 由內(nèi)環(huán)、外環(huán)、鋼珠和保持器組成。 直徑系列代號(hào)： 2，直徑系列指對(duì)應(yīng)同一軸承內(nèi)徑的外徑尺寸系列，即指相同 內(nèi)徑的軸承有各種不同的外徑。基本代號(hào)表示軸承的基本類型、結(jié)構(gòu)和尺寸，是軸承代號(hào)的基礎(chǔ)；前置、后置代號(hào)是當(dāng)軸承的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、公差、技術(shù)要求有改變時(shí)，在其基本代號(hào)左右添加的補(bǔ)充代號(hào)，軸承代號(hào)的排列規(guī) 則如 表 所示 : 表 軸承代號(hào)排列規(guī)則 基本代號(hào) 的代表意義， 如 6203 軸承 ： ： 6，代表深溝球軸承 。 除了上述四個(gè)零件外，各 種不同結(jié)構(gòu)的 深溝球 軸承還有與其相配的其他零件。 鋼珠 是承受負(fù)荷的零件，其 大小和數(shù)量決定了 深溝球 軸承承受載荷的能力和高速運(yùn)轉(zhuǎn)的能力。內(nèi)環(huán) 外表面上有供鋼球 滾動(dòng)的溝槽，稱為內(nèi)溝或內(nèi)滾道。 南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 2 頁 共 54 頁 1 總體方案的設(shè)計(jì) 軸承的裝配方法 深溝球 軸 承簡(jiǎn)介 深溝球 軸承 是滾動(dòng)軸承中最為普通的一種類型 。在此過程中，裝配 是其中的重要一環(huán)。從滾動(dòng)軸承各零件加工設(shè)備、 工 藝方面看 當(dāng)前國內(nèi)軸承制造技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)。 目前，國外的軸承裝配基本都是機(jī)械化作業(yè)，減少用人量，以降低成本。因此，軸承裝配過程的手工裝配就顯現(xiàn)出了極大的弱點(diǎn)。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。對(duì)本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 Retainer。 riveting device。本設(shè)計(jì)是只針對(duì)機(jī)械 結(jié)構(gòu) 部分的設(shè)計(jì)，主要由以下幾部分組成： ； 2 分鋼珠裝置； 3 入保持器及保持器組合裝置； 4 鉚接裝置； 5 鉚接檢測(cè)裝置； 6 軸承傳送裝置。南華大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文） 第 i 頁 摘要： 本設(shè)計(jì)是綜合深溝球軸承裝配的各個(gè)步驟，根據(jù)現(xiàn)代機(jī)械自動(dòng)化控制原理而設(shè)計(jì)的。本機(jī)械大量的運(yùn)用了 PLC 控制液壓氣壓元件實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜。 retainer entering and retainer aggregate unit。 Steel ball separating。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人授權(quán) 大學(xué)