【文章內(nèi)容簡介】 在經(jīng)過任務分析之后，確定要設計一條能夠滿足企業(yè)年產(chǎn)量，適合企業(yè)生產(chǎn)湖南大學畢業(yè)設計（ 論文） 第 5 頁 規(guī)模的自動化生產(chǎn)線，考慮到經(jīng)濟性和適 用性，方案要簡單可行，并且能適用于各個規(guī)格的托輥支架的噴丸 /噴漆工藝。 （ 1）方案 1，如圖 所示：構思由吊鉤式環(huán)形生產(chǎn)線實現(xiàn)生產(chǎn)。在房屋頂部安裝環(huán)形夾具，由電機帶動作環(huán)形運動，一次吊起多個紅色的工件，同時在環(huán)形線邊上安裝噴槍，噴槍同樣由電機帶動作上下運動，速度與工件前進速度相匹配，實現(xiàn)自動噴丸，同時在噴漆房同樣安裝此設備實現(xiàn)噴漆。 圖 吊鉤式環(huán)形生產(chǎn)線示意圖 （ 2）方案 2，如圖 所示，搭建簡易自動拋丸房。由于拋丸工藝較容易實現(xiàn)自動化，半自 動化。所以可以在廠房內(nèi)搭建方形拋丸房，傳送輪可以由一個廠房延伸至另一個廠房，以實現(xiàn)連續(xù)的拋丸，噴漆工藝。 圖 拋丸房自動生產(chǎn)線 （ 3） 方案 3，仿車削加工原理。在兩個廠房之間搭設輕型軌道，上面安裝小車 1，車上固定一個空心滾筒，空心滾筒由電機帶動旋轉，滾筒上裝有長度、形狀可調(diào)節(jié)的夾具以夾持托輥支架。滾筒內(nèi)外側配備能平行于軌道運動，并且安裝有噴丸，噴漆槍的小車 3。一次裝夾后開始工作，滾筒勻速旋轉，小車 3 勻速協(xié)調(diào)前進 ，如同車削一般實現(xiàn)表面處理。當噴丸工藝完成之后滾筒整體由小車 1 帶至噴漆房進行同樣的工作，最后一次卸載。如圖 。 湖南大學畢業(yè)設計（ 論文） 第 6 頁 圖 自動小車 各方案的比較 ，分析其優(yōu)點在于：可以較好地實現(xiàn)自動化進程，由于夾持工具可以密排行進，所以單次噴丸 /噴漆速度很快；廠房空間利用率高；結構非常簡單，容易實現(xiàn)。其缺點在于第一，工件行進與噴槍運動的協(xié)調(diào)控制較難，當工件變化時，所有參數(shù)需要重新設定；第二，夾持工件的頂端和 工件尾端可能會處理不到；第三，噴槍一次只能完成一個面的加工，如果要完成整體噴丸/噴漆，還需要工人手動翻轉工件；第三，由于是在一個廠房內(nèi)的整體，所以當完成噴丸之后需要重新卸載，搬運，到噴漆房重新裝夾，十分繁瑣低效；第四，由于是頂部夾持，工件安裝會不方便，工件前進的左右晃動會影響加工效果。所以綜合來看雖然方案一具有簡單易行的特點，但是其效率較為低下，實際操作繁瑣，所以不可行。 ， 拋丸清理機是利用高速回轉的葉輪將彈丸拋向滾筒內(nèi)連續(xù)翻轉的工件上，從而達到清理工件的目的。它適用于 各行業(yè)中的 15 公斤以下的鑄鍛件的清砂、除銹、去氧化皮和表面強化。拋丸處理是一種在歐美發(fā)達國家已經(jīng)開始應用的表面處理方法。世界上第一臺拋丸設備誕生于 100 年前 ,開始是在各種金屬或非金屬表面去除雜質、氧化皮 ,增加粗糙度等方面得到應用。經(jīng)過百年的發(fā)展 ， 拋丸工藝以及設備已經(jīng)相當?shù)某墒?,其應用范圍已經(jīng)不僅僅是在各個重工業(yè)的工廠。 它的優(yōu)點是 清理效率高，費用低，操作人員少，容易實現(xiàn)機械化，適用于大批量生產(chǎn) ， 不用壓縮空氣加速彈丸，因而不必設置功率大的空壓站，被清理的表面也無濕氣 。同時，連續(xù)的加工方式能使工件不用卸載就能直接 送入噴漆房進行噴漆，提高了銜接效率，較之上一個方案有很多的優(yōu)越性。然而它的缺點也是顯而易見的： 靈活性差，受場地限制，清理工件時有些盲目性，在工件表面易產(chǎn)生清理不到的死角；設備結構較復雜，易損件多，湖南大學畢業(yè)設計（ 論文） 第 7 頁 特別是葉片等零件磨損快，維修工時多，費用高； 一般情況不能使用輕而細小的彈丸。 企業(yè)實際生產(chǎn)的托輥支架并非大而平整的工件，所以拋丸處理不能全面地整體地達到覆蓋密度，故拋丸后應當手工繼續(xù)加工死角。并且企業(yè)已經(jīng)具備噴丸設備，重新購置拋丸設備搭建拋丸房會額外增加開銷，經(jīng)濟性不強。最后由于拋丸機使用的是離心力甩出丸子來實現(xiàn)加 工，其有效覆蓋面積都是確定的，當托輥支架的尺寸型號改變時，需要重新計算，排布拋丸槍才能達到理論上的全面覆蓋，增加了實際生產(chǎn)的復雜程度。同時，了解到 噴砂也是一種機械清理方法，但并噴砂不是噴丸，噴砂用的是砂粒如石英砂，噴丸用的是金屬彈丸。在現(xiàn)有的工件表面處理方法中，清理效果最佳的還數(shù)噴砂清理。噴砂適用于工件表面要求較高的清理。但是我國目前通用噴砂設備中多由鉸龍、刮板、斗式提升機等原始笨重輸砂機械組成。用戶需要施建一個深地坑及做防水層來裝置機械，建設費用高，維修工作量及維修費用極大。隨著國家對環(huán)境保護和工業(yè)衛(wèi)生的 重視，由于噴砂過程有大量粉塵產(chǎn)生不僅嚴重污染環(huán)境，還及易導致操作者的職業(yè)病 (矽肺 )，已大量將噴丸來代替噴砂。 因此采用自動噴砂替代拋丸的方法也不適用。綜上所述該方案雖然有諸多好處，已經(jīng)擁有較高的自動化程度，但是出于拋丸本身的適用性、經(jīng)濟性、可操作性來說并不完全符合前述的兩大要求，故需要舍棄。 ，小車帶動滾筒實現(xiàn)兩個工藝的連續(xù)實現(xiàn)。滾筒夾持工件作圓周運動，噴槍如車刀一般進給，實現(xiàn)托輥支架整體的處理，該方案的亮點在于： （ 1）內(nèi)外同時進行噴丸 /噴漆，不用手工翻轉或者是改變噴 槍位置角度，就能夠自動地覆蓋工件全表面。 （ 2）由于滾筒的表面積大，所以滾筒表面夾持的工件量很大，這樣就保證了一次裝夾能夠完成大量的工作，小車在車間一次走位就能完成一批工件的噴丸/噴漆； （ 3）在車間內(nèi)布置一個滾筒能充分利用三維空間，同時使用已經(jīng)具備的噴槍，所以經(jīng)濟性很高； （ 4）自動化程度很高，所以需要的操作人員是三個方案中最少的，而且操作也是最簡單的。方案 3 需要做的僅僅是設計制造出滾筒，三輛小車并且確定他們的運動參數(shù)，就能夠低投入，高效率地實現(xiàn)托輥支架的噴丸 /噴漆工藝，所以湖南大學畢業(yè)設計（ 論文） 第 8 頁 是三個方案中最優(yōu)秀的。 總體最佳方案的選定 經(jīng)過以上的分析說明，在金湘中老師的指導選擇下，由于方案 3 擁有較之方案 1 不可達到的穩(wěn)定性，加工連續(xù)性，具有方案 2 不具備的的加工質量和經(jīng)濟性，所以我們小組最終確定了方案 3 作為總體方案。 3 托輥支架自動噴丸 /噴漆機滾筒設計 滾筒主體構思設計 湖南大學畢業(yè)設計（ 論文） 第 9 頁 由于總方案確定滾筒旋轉時內(nèi)外噴槍同時工作，所以決定了這個滾筒并非常規(guī)意義的封閉式滾筒，而是類筒型的有空隙裝配件。又因為要求能夠適用于企業(yè)所有生產(chǎn)的托輥支架的型號，所以其夾具間距離要求 能夠調(diào)節(jié)。 在老師的指點之下商議得出的最佳結論是采用數(shù)根滑桿組成類滾筒形狀（為方便起見后面依舊稱為滾筒），套入工件安裝環(huán) 內(nèi)，使安裝環(huán)能夠在滾筒上滑動，整個滑桿組成的滾筒體套上多個工件安裝環(huán)，通過調(diào)節(jié)安裝環(huán)之間的距離來適應不同長度的托輥支架，工件安裝環(huán)上有螺孔以安裝能夠安裝夾具。這樣不但保證了加工時能夠使工件內(nèi)表面能被加工到，而且保證了該滾筒能夠滿足所有產(chǎn)品的處理需求。同時中空的結構也保證了能夠有小車帶有噴槍在其內(nèi)部運動。該滾筒體通過齒輪傳動由一電機帶動旋轉，最后整體安裝在小車之上，實現(xiàn)車間轉換。（如圖 所示） 圖 滾筒體原理圖 滾筒體零件設計 由 原理圖出發(fā)，通過計算和結構設計完成滾筒體的整體設計。 傳動環(huán)設計 如圖 湖南大學畢業(yè)設計（ 論文） 第 10 頁 圖 安裝環(huán) 根據(jù)車間的寬度和高度，取廠房一般的高度作為滾筒最大圓周。傳動環(huán)用于固定 4根滑桿，每根桿呈 90度排布圓周，形成Φ 1350的滾筒體。傳動環(huán)中心留有直徑 270的孔以通過中心軸和安裝軸承。安裝環(huán)最外圈開有 6 M16的螺孔以安裝大齒圈。材料選取 Q235，技術要求：連續(xù)角焊縫，焊縫不得有缺陷，先焊接后機加工。由于傳遞動力并不大，所以取 45調(diào)制 。 圖 大齒圈 湖南大學畢業(yè)設計（ 論文） 第 11 頁 大齒圈設計齒廓為漸開線，齒數(shù) 170，模數(shù) 10，壓力角 20 度，齒頂高系數(shù)1，頂隙系數(shù) ，精度等級： 8GB/T 。查《機械設計手冊》檢驗項目允許值： fpt： ； Fp： ； Fa： ； Fr： 。 滑桿、工件安裝環(huán)設計 如圖 所示，由廠房的長度 決定了系統(tǒng)整體長度為 7000 左右，所以設計取滑桿長 5972?；瑮U采用 45鋼，滑桿兩端留有長 47，倒有 M427H 的螺紋，并且有一段長 25，Φ 45 肩部插入傳動環(huán)預留的孔中。中間部分為Φ