【文章內容簡介】 26 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 1 第 1 章 緒論 設計的背景和意義 設計的背景 機械自動化的發(fā)展已經有幾百年的歷史，其高速發(fā)展，已經在 工業(yè)、農業(yè)、軍事、科學研究 等眾多領域得到了廣泛的應用。 因其高效，方便等眾多優(yōu)點，已經深入到生產生活的各個方面。同時由于社會需求的不斷提高，各種新型領域的出現(xiàn)，自動化發(fā)展也隨之不斷完善及細化。而自動送料裝置正是其最基礎的部 分，其結構也因工作環(huán)境類型的不同，也表現(xiàn)出不同的多樣性。在龐大的工業(yè)環(huán)境推動下，各種符合實際生產的自動化機械也隨之被設計推廣。 設計的意義 本課題主要是設計機構用于傳送指定的皮革面料，實現(xiàn)自動送料，消除積累誤差，把人從繁重的體力勞動、部分 腦力勞動以及惡劣、危險的工作環(huán)境中解放出來，極大地提高勞動生產率。而傳統(tǒng)式手動送料，不但效率低，同時又浪費勞動力。為降低生產成本，本次設計的是以氣動方式輸送，輸送材料為有特殊性質的皮革面料。 結合國內外送料機構的特點和運送材料的特質，采用氣動式運送與送料機構為配合的 主要裝置。從而設計出具有推廣意義的自動送料機。 此次設計意義不僅是對實際生產生活提供快捷方便，更實際的意義是對自己來說也是一次很好的鍛煉，鞏固了很多舊知識，也了解學習更多的新知識，能把平時學到的知識有效的結合，我想通過這次設計，對以后的學習工作會有很多的幫助。 設計的內容和思路 設計的內容 1．裝置設計主要由不同的氣缸，吸盤，導軌和連接件通過合理的組合連接而成； 2．根據所要輸送的皮料設計出合理的托料板； 3．選擇合適的氣缸，吸盤，導軌完成各個配合； 3．設計連接件和固定裝置把各部合理鏈接 5．要求完成裝配圖設計，繪制部分零件圖； 6．建立送料機的三維模型并進行仿真分析。 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 2 設計的思路 本次設計的主要思路是先擬定出所要運送皮料的基本運送路徑，以及大致的送料基本構思。把該裝置整個連貫的送料過程可分成三個基本的直線運動，先通過氣缸把所要運送的皮料托舉到一定高度，然后通過吸盤吸取皮料，平移到工作臺面放下皮料，最后通過壓板壓住皮料，運送到加工區(qū)域，從而完成整個連貫的送料過程。對所運送的皮料尺寸大小設計合理的放置皮料的托皮裝置，然后選擇合理的氣缸，導軌來配合送料。最后把三個基本運動的裝置通過合理 的鏈 接組合成一個整體。三維仿真如圖 所 示。 圖 三維仿真實物 解決的主要問題 1． 設計合適的送料路徑； 2．氣缸，吸盤，導軌類型的選擇； 3．解決裝置各個部件之間的配合，以便精確的完成一整套連貫的自動送料過程。 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 3 第 2 章 總體設計方案 通過上面所描的設計思路，設計出各個符合實際的機構。 送料的第一部分是把所需要運送皮料放置在托皮板上，托皮板安裝在滑塊導軌上，通過安裝在底部的氣缸把整個托皮板和皮料向上托舉一定高度，使其可以和下一步運動配合，設計如圖 所示。 圖 送料第一部分 送 料的第二部分是把已經托舉到一定高度的皮料，通過直接安裝在真空氣缸上的吸盤吸取一張皮料，然后通過另外一個水平安裝的氣缸，推動平移，把皮料運動到加工臺面正上方，吸盤放下皮料，設計 如圖 所示。 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 4 圖 送料第二部分 送料的第三部分是把已經放置在臺面上的皮料，通過特殊制定的壓腳氣缸，鏈接壓皮板，再運用安裝在臺面的氣缸，水平運動，把皮料送到加工區(qū)域，設計如 圖 所示。 圖 送料第三部分 通過這三個送料過程，就可以完整的把皮料送到加工區(qū)域。 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 5 第 3 章 結構設計部分 托料板的 設計 托料板是來盛放 皮料，根據所要求運送的皮料尺寸： 200 250mm 來設計其實際形狀，周圍用導桿固定，防止皮料在升起時滑落，導 桿通過過盈配合固定于另外一個托板上。托料板安裝在導軌上，下面安裝氣缸，如圖 所 示。 圖 托板處結構設計 氣缸的選擇 氣動是 “ 氣動技術 ” 或 “ 氣壓傳動與控制 ” 的簡稱。氣動技術是以空氣壓縮機為動力源，以壓縮空氣為工作介質，進行能量傳遞或信號傳遞的工程技術，是實現(xiàn)各種生產控制、自動控制的重要手段之一 。本次設計的自動送料裝置使用的驅動方式為氣動式運輸，所以裝置中多處使用到氣缸。氣缸是 氣壓傳 動中將壓縮 氣體 的壓力能轉換畢 業(yè) 設 計 說 明 書 6 為機械能的 氣動執(zhí)行元件 ，其驅動系統(tǒng)結構簡單、容易獲得穩(wěn)定的速度、能控制比較精確的位置、器件價格低廉且易維護等優(yōu)點在工業(yè)生產生活中等到廣泛的使用。尤其體現(xiàn)在工業(yè)機械中，與其他元件配合，完成穩(wěn)定的直線運動。 本次的氣缸全部 選 用 SMC 氣缸，主要由 缸筒、端蓋、活塞、活塞桿和密封件組成 。其作用是 將壓縮空氣的壓力能轉換為機械能，驅動機構作直線往復運動、擺動和旋轉運動 。氣缸的分類有多種，主要是 作往復直線運動的和作往復擺動的兩類。作往復直線運動的氣缸又可分為單作用、雙作用、膜片式和沖擊 氣缸 4 種 。 氣缸的實際選擇。 對比 SMC 所生產 的氣缸，選用了綜合性能較合適 的 CM2 系列氣缸，有壽命較長，安裝簡便，結構緊湊，質量輕便，精度高等優(yōu)點，規(guī)格如圖 所示 。 圖 SMC CM2 氣缸規(guī)格 ：根據實際設計需要選用單桿雙作用 無磁性開關氣缸。 ：根據 UG 軟件 三維模型計算所設計的托料板質量，以及所要運輸皮料的質量， 共質 量為 10kg。根據所選的 THK 直線導軌的 LM 滑塊的質量單個為 ，總質量 m=。 該處氣缸主要使用到推力。所以根據以下公式算出所要氣缸的缸徑： F=nPS 2mg=nP r? 畢 業(yè) 設 計 說 明 書 7 2D 2m g= nP = nP D2mgD=????????? 1 1 . 0 8 k g 1 0 N / k gD = = 1 2 . 8 8 m m0 . 2 5 0 . 8 5 1 M p a 3 . 1 4? ?? ? ? 其中 F是推動所需要的推力， n是工作效率系數（一般系數選擇在 ～ ? ），P 是最高使用壓力（由圖 得 P=）， S 是氣缸橫截面積， r、 D 是 S 所對應的半徑、直徑。 所以氣缸 1 合適的氣缸缸徑為 20mm ：計劃運送皮料 50 張，估計厚度為 100mm，根據實際設計需求選用氣缸行程為 200mm，如表 所示。 表 氣缸 1 的標準行程 ： SMC CM2 型氣缸的安裝種類非常豐富，根據氣缸 1 實際所需要的安裝，這里選用基本型（ B）氣缸，無桿側法蘭型（ G），安裝類型如圖 所示 圖 SMC CM2 氣缸安裝類型 經過選擇出氣缸 1 的型號為 SMC CM2G20200。詳細型號表示方式，具體尺寸畢 業(yè) 設 計 說 明 書 8 及安裝尺寸如圖 、 所示，及表 所示。 圖 SMC CM2 氣缸型號表示方法 圖