【文章內(nèi)容簡介】 用驅(qū)動電機和普通齒輪減速器 ， 與 機械傳動軌跡控制 精度相比小 1~2 級 ， 但生產(chǎn)價格 便宜。非標準機械設(shè)備與制造業(yè)在我國起步較晚，與國外同行企業(yè)的技術(shù) 相比 ，在中國生產(chǎn)的國產(chǎn)非標準設(shè)備的企業(yè)相 對薄弱，質(zhì)量是比不上 ，而且 難以形成持續(xù)的發(fā)展。 翻轉(zhuǎn)設(shè)備作為非標設(shè)備的一個典型的例子，也是如此。但是，就目前的裝配裝置而言，大部分裝配裝置尤其是汽車的裝備太操作繁瑣，智能化程度低，工人的工作強度高。而且很多裝配臺都是針對某一個或者幾個類型的設(shè)備進行裝配，屬于專用設(shè)計裝置，這就很大程度上制約了這種裝置的推廣性和批量生產(chǎn)應(yīng)用的可能。 課題研究目標和內(nèi)容 本文主要針對儀表臺的裝配過程中實現(xiàn)的翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象進行裝配臺結(jié)構(gòu)的設(shè)計。最終設(shè)計出的結(jié)構(gòu)需要實現(xiàn)對車用儀表臺的翻轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)、定位、接油、移動功能，并且解決了儀表盤 裝配線 配線存在占地面積大、成本高、翻轉(zhuǎn)不方便和裝配人員勞動強度大 等 問題 。安裝過程中極大的方 便工人師傅有更好的視覺空間來觀察和安裝零部件 ,從而提高儀表臺零件安裝質(zhì)量。 主要研究內(nèi)容：本設(shè)計最終需要設(shè)計出一套 符合人機工程 、 能夠迅速便捷固定儀表盤支架 的裝配平臺。并 對裝配平臺進行重心位置分析，確保該平臺不翻倒 ； 對 平臺 中關(guān)鍵 零 部件進行校核 計算 ； 最后還需要設(shè)計出 參考儀表盤支架模型 結(jié)構(gòu)。完成車用儀表臺裝配平臺 機構(gòu)的所有二維 CAD 圖紙的繪制；完成 依據(jù) 本設(shè)計中具體要求的工作條件和特定工況設(shè)計出來 儀表盤 機構(gòu) 支架 的三維建模；設(shè)計 的儀表臺安裝臺三維模型，需能夠?qū)崿F(xiàn)其對儀表臺的安裝定位功能。 江蘇科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 第二章 儀表臺裝配方案的確定 儀表臺支架的分析 一般，汽車鈑金件形狀復雜、不規(guī)則，定位、支撐、裝夾比較困難，而且剛性較差，在檢測過程中，若變形會引起誤差；一般講覆蓋件的尺寸基準至于車身坐標系中處理。汽車鈑金件 有兩種測量方案：測量機觸發(fā)測量和非接觸測量。在薄壁件的檢測中，有柔性夾具、按照理論值專門定做的專用夾具和相關(guān)檢具 [2]。 由于儀表臺支架里面的零件比較復雜，結(jié)構(gòu)、輪廓尺寸、加工所需精度、表面粗糙度等方面都各不相同，所以來說，裝配路線和方法的制定是一個非常重要的問題 [3]。本次課題研究是儀表臺支架裝配的問題，需要根據(jù)設(shè)計要求，從總體出發(fā)，慢慢地深入地各個細小的零部件，綜合分析各個零件之間的聯(lián)系，從而擬定最合理的裝配方案。一個正確的機械設(shè)計方案將決定是否能在經(jīng)濟許可的情況下，提高產(chǎn)品質(zhì)量和工作效率 [3]。 所需設(shè)計裝配臺的裝配臺是儀表臺，結(jié)構(gòu)較復雜。包含儀表臺支架軸、儀表蓋子 、后蓋支撐板、底部支撐塊零件組成，它們大多數(shù)都屬于鈑金件，需通過鈑金工藝加工，即剪、沖 /切 /復合、折、焊接、鉚接、拼接、成型的方法 [2]。儀表臺主要參數(shù)：總質(zhì)量為 。使用 solidworks 對儀表臺支架進行建模如下圖所示： 圖 21 車用儀表臺支架模型 后蓋支撐板 儀表臺支架軸 儀表蓋子 底部支撐塊 江蘇科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 儀表臺定位基面以及支架定位方式的確定 定位基面的選擇，要從夾具設(shè)計的角度出發(fā)，一般要遵循三個原則： ⑴ 盡可能使用精加工過的表面為定位基面 ,并盡可能使定位基準與工序基準重合，以保證有足夠的定位精度； ⑵ 應(yīng)當使工件的裝夾簡易、穩(wěn)定 ,便于操縱 ,并且變形最??； ⑶ 服從基準重合、基準統(tǒng)一的原則 ,盡可能減少夾具的種類 ,從而提高被加工零件表面的位置精度 [3]。 根據(jù)以上基本原則，我們要設(shè)計的裝配臺是為裝配儀表臺支架零件服務(wù)的，它的基準面就應(yīng)該是儀表臺支架的底部，即儀表臺支撐塊底部。選擇該 底部，不僅符合基準重合原則，而且可以使儀表臺裝配臺設(shè)計簡單并且能使支架的定位更加地趨于穩(wěn)定。 支架的定位：在機械設(shè)計生產(chǎn)中，使用的定位方式一般都是采用“一面兩銷”的定位方式，這樣可以保證裝配過程中的基準統(tǒng)一。此次采用的定位就是“一面兩銷”定位方式。 儀表臺支撐塊兩個底部各有一個形似“橢圓形”的定位孔，可以采用兩個圓柱銷作為定位元件，與它配合，從而方便地實現(xiàn)支架零件的拆卸。同時，可以限制儀表臺支撐塊的一個平面。此時，便實現(xiàn)了“一面兩銷”限位方式。 下面是儀表臺定位部位的如圖 22及 23： 圖 2— 2 儀表臺（左視圖） 圖 23 儀表臺（前視圖） 儀表臺底部 定位孔 江蘇科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 第三章 車用儀表臺裝配臺總體設(shè)計方案 設(shè)計的目的 儀表臺零件裝配 過程中都會使用到夾具來固定工件 使之占有正確的位置 ，以便維修 和 裝配 。 由于儀表臺支架工件過大，從而不方便調(diào)節(jié)位置。過去，對儀表臺支架進行裝配加工過程中需對其翻轉(zhuǎn)架進行多次翻轉(zhuǎn)和定位，才能實現(xiàn)對儀表臺零件的安裝，安裝生產(chǎn)效率低，大大提高工人的勞動強度，而且安裝定位的精度也大打折扣。所以進行儀表臺裝配臺的設(shè) 計，裝配臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計需滿足 以下設(shè)計要求： 1） 裝配平臺設(shè)計合理，符合人機工程，能夠迅速便捷固定儀表盤支架； 2） 裝配平臺要能實現(xiàn)運動功能，以便于裝配過程不受場所的限制； 3） 裝配平臺要能夠?qū)崿F(xiàn) 360176。旋轉(zhuǎn)，同時應(yīng)具有限位自鎖功能，有利于工人更好地操作、控制儀表臺，不需要改變自己的工位，有效減少勞動強度； 4） 裝配平臺需能翻轉(zhuǎn)一定角度，但必須保證翻轉(zhuǎn)儀表臺后須保證重心在裝配體上，確保裝配平臺不翻倒； 5） 考慮到裝配過程中，難免會有油質(zhì)等雜質(zhì)掉落，需對裝配平臺采取一定接油措施，防止對儀表臺裝配過程帶來影響。 結(jié)構(gòu)的選擇和主要 參數(shù)的確定 結(jié)構(gòu)的選擇 根據(jù)儀表臺形狀和設(shè)計的要求，初步確定儀表臺裝配臺結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該包括五個部分，即翻轉(zhuǎn)機構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、限位機構(gòu)、接油機構(gòu)、移動機構(gòu)。 關(guān)于翻轉(zhuǎn)機構(gòu)，曾提出兩個思路，首先兩者都是由底板和翻轉(zhuǎn)臺面組成，關(guān)鍵在于兩者之間的連接關(guān)系。第一個思路是提出兩者可以采取鉸鏈連接，再采用螺釘使兩者相互連接；第二個思路是兩者或許可以通過一個圓柱銷相互連接；綜合這兩種思路，考慮到儀表臺裝配過程中的穩(wěn)定性，采用第二種思路更為合理。最初設(shè)計附圖 332。 江蘇科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 圖 31 鉸鏈連接設(shè)計（不合理） 圖 32 圓柱銷連接設(shè)計（合理） 關(guān)于旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，提出的思路是采用一個轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸安裝在旋轉(zhuǎn)裝置上。有關(guān)轉(zhuǎn)軸與裝配平臺的底板如何更好地連接在一起，設(shè)計過程中提出過兩種思路，第一種思路是將轉(zhuǎn)軸焊接在底板的中心，第二種思路是在轉(zhuǎn)軸和裝配臺底板中心打兩個對稱的螺紋孔。對這兩種方案進行比較，第二種方案更容易采用和實現(xiàn)，第一種方案焊接難度比較大，出現(xiàn)誤差的可能性比較大。轉(zhuǎn)軸支撐儀表臺裝配臺旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)需采用兩個滾動軸承。轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的支撐裝置，采用了軸承座。對旋轉(zhuǎn)部分的總體支撐，考慮到儀表臺總體質(zhì)量并不高（ ）， 決定采用一根支撐體。關(guān)于支撐體的形狀，曾提過兩個思路，分別是方形鋼管和圓形鋼管。這兩種思路綜合轉(zhuǎn)軸及其它部件的外形選擇，選擇圓形鋼管更為合適。 限位機構(gòu)的設(shè)計，考慮到儀表臺在實行安裝、翻轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)過程中，需要在一定位置對它進行限位，從而實現(xiàn)裝配臺的自鎖，使儀表臺裝配臺在裝配過程更加的穩(wěn)定。在儀表臺安裝到翻轉(zhuǎn)平面，應(yīng)該使翻轉(zhuǎn)平面處于水平面。此時在裝配平臺底板設(shè)計一個擋塊裝置，使用擋塊將翻轉(zhuǎn)平臺限制與上表面。儀表臺在翻轉(zhuǎn)過程中不能無限制的翻轉(zhuǎn)，此時設(shè)計一個翻轉(zhuǎn)限位機構(gòu)很重要。對與翻轉(zhuǎn)臺限位機構(gòu)的設(shè)計，提出的初步方 案是在翻轉(zhuǎn)臺上設(shè)計一個支撐柱，將立柱支撐在裝配平臺上。后續(xù)該方案被否決，江蘇科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 因為立柱只能起到支撐作用，不能起到抗拉作用，而且儀表臺支架的重心不一定能保證在翻轉(zhuǎn)臺面?zhèn)龋虼瞬荒苷嬲龑崿F(xiàn)限位的功能。后續(xù)設(shè)計的翻轉(zhuǎn)限位塊，設(shè)計了一定導程，并采用螺釘對翻轉(zhuǎn)臺面翻轉(zhuǎn)限位。在裝配臺 360176。旋轉(zhuǎn)時，工人需要在合適的角度進行安裝，此時需設(shè)計一個旋轉(zhuǎn)限位機構(gòu)。查閱了關(guān)于限位機構(gòu)的相關(guān)文獻，目前的限位機構(gòu)通常都是一個限位銷，于是決定采用一個限位銷。但要使限位銷對旋轉(zhuǎn)平臺實現(xiàn)限位功能，需在轉(zhuǎn)軸裝置一個限位裝置。限位裝置初定為一個分度 盤。但考慮到限制裝配臺旋轉(zhuǎn)過程中，在限轉(zhuǎn)的同時實現(xiàn)自鎖格外重要。查閱了相關(guān)限位裝置專利，查閱到一篇《拖拉機下拉桿限位裝置》，根據(jù)其設(shè)計特點，設(shè)計一個下拉腳踏機構(gòu)，工作原理基本相同。當初相關(guān)設(shè)計如圖 3 34 所示： 圖 33 翻轉(zhuǎn)臺限位立柱（不合理） 圖 34 翻轉(zhuǎn)臺限位塊（合理 ） 接油機構(gòu)的設(shè)計，是為了解決裝配過程中的漏油問題。最初設(shè)計的接油盤結(jié)構(gòu)與裝配臺底板相連接，但存在漏油缺點，并且缺少接油設(shè)備。后續(xù)設(shè)計的接油盤中心，與轉(zhuǎn)軸靠近，更能夠解決漏油的 問題。接油箱與接油盤通過螺栓相連接，拆裝簡單，便于接油箱的更換。 移動機構(gòu)的設(shè)計，是為了實現(xiàn)裝配臺能夠?qū)崿F(xiàn)運動的要求。裝配臺要能夠?qū)崿F(xiàn)自由運動，需要在裝配臺底部安裝移動裝置。裝配臺的底部設(shè)計成一個框架形式?？蚣艿男螤畛醵檎襟w，后考慮到儀表臺支架的形狀，將底部框架定為長方體更為合適。并在長方體框架底部可以安裝兩個定向輪和兩個萬向輪。底板框架可以用來支撐圓形鋼管的質(zhì)量。 主要參數(shù)的確定 儀表臺支架總質(zhì)量 。為滿足人體工程學的要求，而且目前大學生的平均身高為 ,以及站立作業(yè)裝配平臺 距地面的合理高度應(yīng)是 11001300mm，選取高度為 1100mm，是理想的裝配高度。 江蘇科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 第四章 車用儀表臺裝配臺的總體設(shè)計計算 裝配臺翻轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計 翻轉(zhuǎn)臺面的設(shè)計 翻轉(zhuǎn)臺面的設(shè)計主要是根據(jù)儀表臺支架底部框架的結(jié)構(gòu)進行設(shè)計定位?？紤]到翻轉(zhuǎn)臺面大小能適合工人手動旋轉(zhuǎn)，初取 180mm(長） 180mm(寬 ) 15mm(厚度 )的毛胚，邊角的大小和翻轉(zhuǎn)臺平面的倒角一致，均為 R10。翻轉(zhuǎn)臺面外形設(shè)計成一個“ U”型。因外總體方案時考慮到需要設(shè)計一個擋塊裝置。翻轉(zhuǎn)臺面的左端設(shè)計一個尾槽，需與支架的后部重 合，這樣才能做到精確定位。翻轉(zhuǎn)臺面還打兩個翻轉(zhuǎn)限位螺紋孔。翻轉(zhuǎn)臺面上打兩個對稱的限位孔，可以用來插裝定位裝置實現(xiàn)對儀表臺支架的固定。圓柱銷孔為便于底板與翻轉(zhuǎn)臺面連接。 翻轉(zhuǎn)臺面的設(shè)計要充分考慮到裝配臺質(zhì)量分布均勻、翻轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性以及各部件是否產(chǎn)生干涉等因素。下面對整個設(shè)計過程進行分析：翻轉(zhuǎn)臺面尺寸的確定主要根據(jù)儀表臺支架底部結(jié)構(gòu)的外形尺寸決定 [4]。根據(jù)儀表臺的放置位置和方向，初步確定翻轉(zhuǎn)臺面的外廓尺寸。根據(jù)儀表臺底部孔的位置在翻轉(zhuǎn)臺面設(shè)計兩個凸臺，凸臺上面設(shè)計了兩個銷孔（ 12? 孔）。尾槽的長度正好對應(yīng)于儀表臺底部的長度，對支架起到限位的作用。設(shè)計材料： Q235 碳素鋼。詳細如圖 4 4 4 4 45 所示： 圖 4— 1 翻轉(zhuǎn)臺面設(shè)計三維圖 凸臺 尾槽 江蘇科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 圖 42 翻轉(zhuǎn)臺面（左視圖） 圖 4— 3 儀表臺（左視圖） 圖 44 儀表臺（前視圖） 圖 45 儀表臺翻轉(zhuǎn)臺面裝配圖 翻轉(zhuǎn)限位塊螺紋孔 限位孔 儀表臺底部 定位孔 圓柱銷孔 江蘇科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 儀表臺定位元件的設(shè)計 儀表臺定位元件的設(shè)計是為了使儀表 臺零件在安裝過程更加地平穩(wěn)，由 可知，銷孔的大小為 12? ，所以要設(shè)計的工件定位銷尺寸也應(yīng)為 12? ?？紤]到儀表臺工件裝配時，為了提高工件的裝配效率，工件定位銷可安裝放置在翻轉(zhuǎn)臺面?zhèn)让?。工件定位銷尺寸確定后，接下來就是設(shè)計工件定位銷的輔助零件，輔助零件的生產(chǎn)是為了提高儀表臺裝配臺的生產(chǎn)效率。設(shè)計材料： Q235 碳素鋼。設(shè)計的工件定位銷與輔助零件如下圖所示： 圖 46 工件定位銷 圖 47 短環(huán)鏈 圖 48 短環(huán)吊鏈 圖 49 定位元件安裝圖示 江蘇科技大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 擋塊裝置、定位插排及托架的設(shè)計 為了使儀表臺支架在安裝的過程中始終處于一個水平面，需要在底板上設(shè)計一個擋塊裝置。擋塊可以阻擋儀表臺支架在安裝過程中支架的突然翻轉(zhuǎn)，有利于提高儀表臺安裝的穩(wěn)定性。擋 塊裝置的外形設(shè)計成長方體，外形尺寸需小于翻轉(zhuǎn)臺面最近兩段距離。外形尺寸初步定位為 100mm(長 ) 60mm(寬 ) 30mm(厚度 )。擋塊共分為四部分，分 別 為 擋塊 蓋 板 、擋 塊 底 板 、擋 塊 (JB/) 、 定位 插 銷(JB/T80151999A 型 16 30)。蓋板與底板采用的螺紋孔均為 M6 螺紋孔。定位插排與托架起到輔助儀表臺支架零件