自動鉆孔機的整體方案設(shè)計案例目錄TOC\o"1-3"\h\u21646自動鉆孔機的整體方案設(shè)計案例 1216591.1自動鉆孔機的技術(shù)要求 1289211.1.1技術(shù)要求 1220851.1.2機構(gòu)劃分 218851.2整體方案設(shè)計 3247191.1.1方案一設(shè)計 385111.1.2方案二設(shè)計 313571.1.3方案三設(shè)計 415281.3整體方案的選擇 4自動鉆孔機整體方案設(shè)計是對設(shè)備開發(fā)思路的整體概述，對未來設(shè)計起到指導(dǎo)作用。1.1自動鉆孔機的技術(shù)要求機械設(shè)備在設(shè)計之初要了解設(shè)備所具有的功能和達到的目標，即技術(shù)要求。通過對自動鉆孔機的技術(shù)要求的分析，對整體設(shè)備進行功能劃分，指導(dǎo)方案設(shè)計。1.1.1技術(shù)要求為了滿足工業(yè)化設(shè)備的需求，實現(xiàn)自動化加工的目的，企業(yè)對設(shè)備提出如下幾點要求：1）在缸筒表面鉆臺階孔，具體參數(shù)：大徑Φ6mm，孔深2mm；小徑Φ2mm，通孔；孔中心距端面39±0.05mm；2）生產(chǎn)節(jié)拍：40～60s/件；3）兼容9種不同品牌的缸筒：缸筒外徑變化范圍Φ45～60mm，內(nèi)徑變化范圍：Φ35～50mm；長度變化范圍：350～748mm，如表1-1所示；4）工裝（夾、輔具等）的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足快速更換的需要（每個工位更換工裝的時間不應(yīng)超過5分鐘，且盡量不使用螺栓緊固，采用快換形式）；5）鉆孔參數(shù)（切削轉(zhuǎn)速與進給速度）選擇應(yīng)合理，避免因參數(shù)不合理造成的鉆頭容易折斷、孔加工質(zhì)量差等問題；6）能夠?qū)⒖准庸ず螽a(chǎn)生的毛刺打磨干凈，打磨過程安全可靠；7）保證關(guān)鍵部件的強度，設(shè)備整體運行可靠。避免產(chǎn)生共振現(xiàn)象。表1-1兼容產(chǎn)品尺寸表序號產(chǎn)品名稱內(nèi)徑（mm）外徑（mm）長度（mm）1J6缸448.52JH06缸7483大運缸448.54J5缸347.55紅巖缸545.56華菱缸3807柳汽缸4338青汽缸7489重汽缸4731.1.2機構(gòu)劃分根據(jù)上述技術(shù)要求，可將整體設(shè)備分為如下幾項功能，并按照功能進行機構(gòu)劃分：1）自動上料機構(gòu)：將有序的缸筒依次運送到指定位置，等待加工。2）物料傳送機構(gòu)：將等待加工的缸筒送入加工區(qū)域。3）夾緊定位機構(gòu)：將加工區(qū)域的缸筒進行定位夾緊。4）鉆孔機構(gòu)：對缸筒進行鉆孔加工，達到加工要求。5）毛刺清理機構(gòu)：缸筒鉆孔加工的最后一個環(huán)節(jié)，將鉆孔完成的缸筒進行毛刺打磨，防止毛刺刮傷缸筒內(nèi)壁或阻塞油路以至損壞缸筒。1.2整體方案設(shè)計整體方案設(shè)計是對所劃分的各個功能的大體實現(xiàn)，具體的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)將在第三章中進行。本節(jié)主要對各功能的實現(xiàn)原理進行說明，并對各功能的實現(xiàn)方法進行整合得出三種方案。1.1.1方案一設(shè)計方案一采用鉆孔機構(gòu)移動式單工位加工。自動上料功能采用鏈傳動上料形式實現(xiàn)，利用傳動鏈上的凹槽將缸筒一一分隔，并運送到指定位置。物料傳送功能由氣缸帶動旋轉(zhuǎn)送料板實現(xiàn)。旋轉(zhuǎn)送料板一端加工成圓弧，能夠運送缸筒，另一端與氣缸連接，在氣缸的推動下繞著銷軸旋轉(zhuǎn)。定位功能采用V型塊實現(xiàn)，夾緊功能采用剪式夾緊機構(gòu)完成。剪式夾緊機構(gòu)是由筆型氣缸、兩片鋼板、銷軸組成，兩片鋼板中間穿一根銷軸，鋼板下端安裝筆型氣缸，當氣缸缸桿伸出時，兩片鋼板的上端就像剪刀一樣合攏，對缸筒實施夾緊。鉆孔功能采用改裝臺鉆的形式，將臺鉆的扳手位置拆除，用氣缸代替扳手驅(qū)動臺鉆進行進給運動。毛刺清理功能采用氣動馬達驅(qū)動拋光輪的形式進行毛刺的打磨。本方案的鉆孔流程：本方案采用兩個獨立的鉆孔機構(gòu)進行鉆孔，一個鉆孔機構(gòu)鉆Φ6mm孔，另一個鉆Φ2mm孔。當上料機構(gòu)將缸筒送到指定位置后，物料傳送機構(gòu)將缸筒送入加工區(qū)域并由定位夾緊。夾緊定位機構(gòu)固定不動。Φ6mm孔加工完成后，在氣缸的驅(qū)動下鉆孔機構(gòu)移動，Φ2mm孔鉆孔機構(gòu)到達鉆孔位置進行加工。毛刺清理機構(gòu)安裝在Φ2mm孔鉆孔機構(gòu)處，孔加工完成后進行毛刺清理工作。當五項功能都完成時，缸筒被送到網(wǎng)筐里，進行下一個工作循環(huán)。1.1.2方案二設(shè)計方案二采用定位夾緊機構(gòu)移動式單工位加工。自動上料機構(gòu)采用鏈傳動形式，實施方式與方案一相同，在此不再贅述。物料傳送機構(gòu)與定位夾緊機構(gòu)與方案一類似，但與之不同的是本方案將物料傳送機構(gòu)與定位夾緊機構(gòu)安裝在同一塊安裝板上，在氣缸的帶動下能夠左右移動，移動的位置由“死限位”限定。鉆孔機構(gòu)采用三相交流異步電動機驅(qū)動鉆頭進行鉆孔加工。采用伺服電機驅(qū)動絲杠絲母的方式進行進給運動。鉆孔機構(gòu)采用兩個獨立機構(gòu)進行孔加工，一個加工Φ6mm孔，另一個加工Φ2mm孔。毛刺清理功能采用氣動馬達驅(qū)動拋光輪的方式進行毛刺的打磨。本方案的鉆孔流程為：上料機構(gòu)將缸筒送到等待加工位置后，物料傳送機構(gòu)將缸筒送入加工區(qū)域并由定位夾緊。鉆孔機構(gòu)固定不動，當Φ6mm孔鉆孔機構(gòu)工作完成后，夾緊定位機構(gòu)與缸筒一同移動至Φ2mm孔鉆孔機構(gòu)處進行Φ2mm孔的加工。同時毛刺清理機構(gòu)工作，進行毛刺的打磨，完成本次循環(huán)。1.1.3方案三設(shè)計方案三采用三工位加工方式。自動上料機構(gòu)采用鏈傳動形式，在鏈條上安裝缸筒的固定工裝，限制缸筒位置。利用氣缸將缸筒推至指定位置并夾緊。物料傳送機構(gòu)采用遞進式的形式進行缸筒的傳遞，保證缸筒在每一個位置都被限定，防止缸筒脫離加工區(qū)域，產(chǎn)生丟件現(xiàn)象。定位夾緊機構(gòu)是由凹形塊進行定位，并由氣缸帶動壓板從側(cè)面進行夾緊。鉆孔機構(gòu)與方案二相同，由兩個獨立的鉆孔機構(gòu)組成。先加工Φ6mm孔，后加工Φ2mm孔。毛刺清理機構(gòu)采用方案一所述的結(jié)構(gòu)，但單獨放在一個工位，在鉆孔機構(gòu)之后。本方案的鉆孔流程為：首先自動上料機構(gòu)將缸筒送到指定位置，然后物料傳送機構(gòu)將第一個缸筒放入第一個工位進行加工。當加工完成后，送料機構(gòu)將第一個缸筒放入第二工位進行加工，同時在第一工位中放入一個新缸筒。兩工位都加工完成后將第一個缸筒與第二個缸筒同時放入各自的下個工位進行加工，并將新缸筒放入第一工位進行加工。這樣保證每個工位都有缸筒被加工。物料傳送系統(tǒng)運動一個循環(huán)就有一個缸筒被加工完成。這樣能夠保證同時加工三個缸筒，提高生產(chǎn)效率。1.3整體方案的選擇通過1.2節(jié)的方案設(shè)計，得到了三種不同的方案。每種方案各有利弊。方案一具有如下優(yōu)缺點，優(yōu)點：1）采用改造臺鉆的形式鉆孔，大大降低了成本。2）采用V型塊定位，定位裝置固定不動，定位精度很高。缺點：1）由于其進給是由氣缸驅(qū)動，降低加工精度并且在兼容其他產(chǎn)品時不方便調(diào)整。2）鉆孔機構(gòu)左右移動降低機構(gòu)穩(wěn)定性。3）單工位加工缸筒效率低。方案二具有如下優(yōu)缺點，優(yōu)點：1）采用伺服電機驅(qū)動絲杠絲母機構(gòu)進行進給，提高了加工精度。2）缸筒在加工過程中只有一次裝夾，能夠保證加工精度。缺點：1）總體成本高。2）單工位加工