转弯机输送带导向条装配夹具设计

毕业设计说明书题 目：转弯机输送带导向条装配夹具学生姓名学 号分 院专业班级指导教师11 年 05 月 杭州中文摘要摘 要本文论述了转弯机输送带导向条装配夹具的设计过程。设计在保证安全的前提下，力求简洁紧凑。该设计主要由导向条定位夹具和导向条折弯夹具装置：定位夹具即为导向条平直段时的定位夹具，折弯夹具靠自动折弯成型。该转弯机输送带导向条装配夹具使用可以实现导向条自动折弯，并且人工可以单班多次工作，具有机构简单，效率高，使用方便的特点。关键词:定位夹具；自动折弯夹具；自动折弯成型英文摘要ABSTRACThis article discusses the turning conveyor belt guide bar assembly fixture design process. Designed under the premise that security is guaranteed, concise compact. The design is driven mainly by the positioning fixture and the guide bar bending fixtures Article: Article positioning fixture is the orientation of the positioning fixture straight segment, bending fixture by automatic bending shape. The turning conveyor belt guide bar assembly fixture can be achieved using the automatic bending-oriented, and multiple single-class working man can have organization is simple, efficient, easy to use features.Key Words： Positioning fixture; automatic bending fixture; automatic bending forming全套设计，请加 12401814英文摘要目录目 录1 引言11.1 设计 要求11.1.1 技术要求 11.1.2 设计内容 11.1.3 主要研究内容 11.2 设想方案21.2.1 初步方案构想 21.2.2 方案的调整与确定 22 设计方案简述 33 转弯机输送带导向条装配夹具的结构设计 43.1 定位夹具的设计43.2 折弯夹具的设计53.3 传动机构的设计73.4 自动折弯机构的设计84 电控及气动系统设计 13结论 25致谢 26参考文献 27浙江工业大学之江学院毕业设计（论文）01 引 言转弯机输送带导向条装配夹具的用途是将采购回来的一整条导向条，切好料后，按照规定的圆弧度自动折弯成型，并将导向条的 PE 条和铝合金条装配在一起。目前在市场需求对各金属制造行业的生产提出越来越高的要求,不仅要求质量好,价格低,而且金属件的形状规格多样。要提高质量,降低成本,制造工艺固然重要,但有与之配套的自动化程度高的生产线对提高生产率,保证加工质量年是非常重要的。为了能提高生产效率，所以实现自动化是可行也是必须的。1.1 设计要求1.1.1 技术要求转弯机输送带导向条装配夹具的性能参数要求1) 铝合金条和 PE 条整合在一起2) 圆弧 R200 外圆3) 直段长度 314.2mm4) 工作台安装孔 M125) 抓手靠气动6) 压紧气缸行程 40mm1.1.2 设计内容1) 转弯机输送带导向条装配夹具装配图二张2) 气动抓手图一张3) 关键零件图若干张4) 压紧气缸图一张5) 设计说明书一份1.1.3 主要研究内容1) 导向条定位夹具2) 导向条折弯设计3) 导向条折弯自动化设计4) 导向条折弯固定夹具解决的主要问题：导向条直段时的定位夹具装置，在自动折弯时考虑如何让其折弯，折弯时固定定位夹具，半自动化，需要人工简单操作。1.2 设想方案1.2.1 初步方案构想工作过程是:导向条 PE 条和铝合金条按 R200 圆弧计算整展开长度为 314.2 毫米，将裁剪好浙江工业大学之江学院毕业设计（论文）1的 PE 条放入定位夹具上，操作者将裁好的铝合金条手动装入 PE 条，将 PE 条和铝合金条整合在一起，此次过程只需要人工将铝合金条插入 PE 条的相应位置即可，定位夹具只是起固定导向条的作用。PE 条和铝合金条整合为一起后，要对其进行折弯，靠人工用力弯虽然可以实现，但生产效率不高。所以采用一定位夹具是将直段的导向条装入，然后自动折弯装置中的气动抓手抓住导向条一端，随着压紧气缸顶住导向条，然后随着电机带动齿轮传动使得将导向条压弯按一个圆弧段走出，这样折弯导向条即可实现。1.2.2 方案的调整与确定直段定位夹具只需考虑如何固定好 PE 条即可，并且人工操作时就很方便。折弯段装置传动电机由步进电机转动，带动齿轮转动，压紧气缸顶住导向条使得在转动过程中压紧气缸始终顶住导向条一面。气动抓手自动抓取工件。2 设计方案简述如图 2-1 所示，导向条自动折弯装置。3 转弯机输送带导向条装配夹具的结构设计机械零件的设计具有众多的约束条件，设计准则就是设计所应该满足的约束条件。(一) 技术性能准则 技术性能包括产品功能、制造和运行状况在内的一切性能，既指静态性能，也指动态性能。例如，产品所能传递的功率、效率、使用寿命、强度、刚度、抗摩擦、磨损性能、振动稳定性、热特性等。技术性能准则是指相关的技术性能必须达到规定的要求 2。(二) 标准化准则 与机械产品设计有关的主要标准大致有：概念标准化：设计过程中所涉及的名词术语、符号、计量单位等应符合标准； 实物形态标准化：零部件、原材料、设备及能源等的结构形式、尺寸、性能等，都应按统一的规定选用。方法标准化：操作方法、测量方法、试验方法等都应按相应规定实施。标准化准则就是在设计的全过程中的所有行为，都要满足上述标准化的要求。现已发布的与机械零件设计有关的标准，从运用范围上来讲，可以分为国家标准、行业标准和企业标准三个等级。从使用强制性来说，可分为必须执行的和推荐使用的两种浙江工业大学之江学院毕业设计（论文）2(三) 可靠性准则可靠：产品或零部件在规定的使用条件下，在预期的寿命内能完成规定功能的概率。可靠性准则就是指所设计的产品、部件或零件应能满足规定的可靠性要求。 (四) 安全性准则 机器的安全性包括：零件安全性：指在规定外载荷和规定时间内零件不发生如断裂、过度变形、过度磨损和不丧失稳定性等等。整机安全性：指机器保证在规定条件下不出故障，能正常实现总功能的要求。工作安全性：指对操作人员的保护，保证人身安全和身心健康等等。环境安全性：指对机器周围的环境和人不造成污染和危害。3.1 定位夹具的设计如图 3-1 所示为导向条直段时的定位夹具 导向条的大边由定位夹具的一边靠住，导向条的底边放入定位夹具，两边都已间隙配合装入，起到定位的作用。3.2 折弯夹具设计如图 3-2 所示为折弯夹具的设计图。导向条也是靠两边与定位夹具的两边间隙配合得装入，由于是需要折弯，夹具的一边做成圆弧状，满足导向条折弯成 R200 的圆弧，导向条的内圆弧段 R168 和R176 与夹具的的圆弧段相对应。3.3 传动机构的设计本套装置为自动折弯导向条，压弯导向条，即为导向条要压弯成圆弧状，考虑齿轮传动时摆杆转动一定角度即为圆弧状，所以考虑外齿轮啮合传动如下图 3-3浙江工业大学之江学院毕业设计（论文）3两齿轮传动比4 液压系统的设计4.1 液压缸的设计4.1.1 夹紧小型液压缸的设计和计算根据液压缸最大负载为 1643N 左右时，取宜 。2 个小型液压缸MPap3.0都选择了双作用液压缸，当液压缸外推时，受力面积是液压缸缸内面积，当液压缸拉杆时，受力面积是有活塞杆的那面。 ，所以得到 2 个公式 5：（4-pDF2411）（4-d)(2222）此处删减 NNNNNNNN 字需全套设计请联系 124018142、液压缸要求系统过滤精度不低于 80m 要求，要严格控制油液污染，保持油液的清洁，定期检查油液的性能，并进行必要的精细过滤和更换新的工作油液。3、安装时要保证活塞杆顶端连接头的方向应与缸头、耳环（或中间铰轴）的方向一致，并保证整个活塞杆在进退过程中的直线度，防止出现刚性干扰现象，造成不必要的损坏。4、当液压缸安装上主机后,在运转试验中应先检查油口配管部分和导向套处有无漏油，并应对耳环和中间铰轴轴承部位加油。5、液压缸若发生漏油等故障要拆卸时，应用液压力使活塞的位置移动到缸筒的任何一个末端位置，拆卸中应尽量避免不合适的敲打以及突然的掉落。6、在拆卸之前，应松开溢流阀，使液压回路的压力降低为零，然后切断电源使浙江工业大学之江学院毕业设计（论文）4液压装置停止运转，松开油口配管后，应用油塞塞住油口。7、液压缸不能作为电极接地使用，以免电击伤活塞杆。8、常见故障及排除方法可参照下列方法维修：(1)外部漏油 活塞杆碰伤或拉伤,缸筒内表面拉伤,用极细的砂纸或油石修磨,仍然漏油可采用金工技术修复,修复后如新品使用性能;防尘圈挤出或反唇,拆开检查重新更换;活塞和活塞杆上的密封件磨损或损伤,更换密封件;液压缸安装定心不良,使活塞杆伸出困难,拆下来检查安装位置是否符合要求;(2)活塞杆爬行和蠕动 液压缸内进入空气或油内有汽泡,松开接头将空气排出;液压缸的安装位置偏移,在安装时检查与主机运行方向平行;活塞杆全长或局部弯曲,活塞杆全长校正不直度小于等于千分之三或更换活塞杆;缸内锈蚀或拉伤,采用金工技术修复达到使用要求.4.3 液压系统及工作原理分析液压系统有液压传动系统和液压控制系统之分，一般所说的液压系统的设计是泛指液压传动系统的设计。其实从结构组成或工作原理上看，这两类系统并无本质上的区别，仅仅一类以传递动力为主，追求传动特性的完善，其执行元件用来驱动主机的某个部件；另一类以实施控制为主，追求控制特性的完善，其执行元件用来驱动某个液压件的操纵装置（例如液压泵、液压马达的变量机构、液压阀的阀心等）而已。任何液压系统的设计，除了应满足主机在动作和性能方面规定的种种要求外，还必须符合重量轻、体积小、成本低、效率高、结构简单、工作可靠、使用和维护方便等一些公认的普遍设计原则。4.3.1 液压缸同步回路介绍在液压设备中需要多个液压缸同时工作，要求它们以相同的速度或相同的位移进行运动，即要求实现同步运动。随着液压技术在工程技术领域中应用日益扩大，负载能力增加，多缸的同步运动就更显突出。以下为 3 种常用方法：（1）机械联结同步回路 这种同步回路是用刚性梁、齿轮及齿条等机械零件，使 2 个液压缸的活塞杆之间建立刚性的运动联系来实现位移的同步，这种同步方法简单、工作可靠，同步精度取决于机构的刚性。它宜使用于两缸负载差别不大的情况，否则可能会发生卡死现象。（2）使用分流集流阀的同步回路 使用分流集流阀（又称同步阀）使 2 个液压缸在承受不同负载时仍能获得相等的流量而实现运动速度的同步，其液压系统简单而分流集流阀较贵，同步精度 2%5%。（3）用节流阀的同步回路 节流阀是通过改变节流口大小来改变液阻，调整流量。由节流阀的流量特性方程 可知，当节流阀前后压力差 一定时，mLpAKQp对应于一定的节流开口面积 A，通过阀的流量一定。但是，由于节流阀出口与液压浙江工业大学之江学院毕业设计（论文）5缸相连，因此当液压缸的负载 F 变化时，节流阀前后压差 变化，引起流量改变，p导致液压缸运动速度改变。这种同步虽然简单、经济，但仅局限于在负载变化小的场合使用。4.3.2 转弯机输送带导向条装配夹具同步方案选择由其结构设计可知，机构夹紧部分和升降部分分别由 2 组同型号液压缸控制，缸与缸之间基本属于刚性连接，但两缸之间距离较大，把同步问题考虑进去较好。而又因为液压缸负载 F 变化不大，采用单向节流阀的同步回路是完全可以保证卸料机的正常工作的。因此，该系统选用单向节流阀调整液压缸同步4.4 液压元件的选择本系统设计过程中用到以下几种阀类元件：单向阀、三位四通电磁换向阀、节流阀、溢流阀。单向阀：在液压系统中的作用，是使油液只能沿一个方向流动，不许反向倒流。可以起到保压作用，确保系统的安全性。换向阀：是利用阀心相对于阀体的相对运动，使油路接通、关断，或变换油流的方向，从而使液压执行元件启动、停止或变换运动方向。节流阀：在液压系统中，主要与液压泵，溢流阀组成节流调速系统。调节节流阀的开口，便可调节执行元件运动速度的大小。溢流阀：是通过阀口的溢流，使被控制系统或回路的压力维持恒定，实现稳压、调压或限压作用。其调压范围大，调节偏差小，压力振摆小，动作灵敏，过流能力大，噪声小。根据液压系统的各个阀类元件和辅助元件的工作压力，查阅机械设计手册第五版，第 4 卷（化学工业出版社）可选出这些元件的型号及规格，选出的一种方案元件名称 型 号 工作压力/MPa通径/mm行程/mm 三位四通换向阀 XQ240411010 4 8节流阀 KLJ-L4 0.050.8 4单向阀 KA1104 0.050.8 6油雾器 QYW 01 8表 4注：表中序号除油雾器外，其余与表中的元件标号相同元件。4.5 拟定液压系统浙江工业大学之江学院毕业设计（论文）61-齿轮泵，2-单向阀，3-手动换向阀，8、10-单向节流阀，9-液压缸，38-溢流阀，39-滤油器，40-油箱，41-取力器图 4-1 液压系统原理图该液压系统如图 4-1 所示，采用多油路并联的方式，对各组液压缸分别进行控制，具有结构简单，泄漏小，操控方便等特点。由于五组油路并联，其进出油方式类似，所以仅以第组为例，进行分析。展开箱板：液压泵启动后，拨动手动换向阀3，使其左位接通，油路流向为：液压泵1 单向阀 2手动换向阀3 左位 单向节流阀8（11）液压缸9（12）无杆腔液压缸9（12）有杆腔单向节流阀10（13）手动换向阀3 左位油箱40。此时液压缸推动箱板展开,如泵压力超负载时, 安全阀 38 开启卸载。当箱板展开到达水平位置后，拨动手动换向阀3使其回到中位, 液压泵空转, 处于卸载状态, 而液压缸处于保压状态,运动停止。收拢箱板：拨动手动换向阀 3，使其右位接通，油路流向为：液压泵 1 单向阀 2手动换向阀 3 右位 单向节流阀 10（13）液压缸 9（12）有杆腔液压缸9（12）无杆腔单向节流阀 8（11）手动换向阀 3 右位油箱 40。此时液压缸拉动箱板收拢，收拢完毕后，拨动手动换向阀 3 使其回到中位, 液压泵空转, 处于卸载状态, 而液压缸处于保压状态,运动停止。4.6 油管各元件间在连接管道的规格按元件接口处尺寸决定，液压缸进、出油管则按输入、排出的最大流量计算。由于液压泵具体选定之后液压缸在各个阶段的进、出流量已与原定数值不同，所以要重新计算。油液在压力管中的流速取 1m/s，箱板展开时，无杆腔进油，有杆腔出油，输入流量为泵的输出流量： ，排min/8.201Lq出流量： i/4.38.520.78212Aq浙江工业大学之江学院毕业设计（论文）7箱板收拢时，有杆腔进油，无杆腔出油，输入流量为泵的输出流量：，排出流量：min/8.201Lq min/3.145.7820.5312 LAq根据以上数值，算得和液压缸无杆腔和有杆腔相连的油管内径分别为： vd 210.6.211 mq 5.14.3022 按 GB/T17490-1998 选用内径 25mm、外径 34mm 的无缝钢管。该无缝钢管的材料为 10 钢，其力学性能查 GB/T81621999，可知；安全系数： ，本系统主要控制元件的工作压力为 ，MPab358n MPa5管子壁厚： mnpdb 49.1049.1803522.12 466 用上述同样方法，顶棚侧板缸选用内径 20mm、外径 28 的无缝钢管，管子壁厚1.19mm；顶棚升降缸选用内径 12mm、外径 18 的无缝钢管，管子壁厚 0.72mm。4.7 油箱油箱的功能主要是储存油液，此外还起着散发油液中的热量（在周围环境温度较低的情况下则是保持油液中的热量） 、释出混在油液中的气体、沉淀油液中的污物等作用。油箱必须有足够大的容量，以保证系统工作时能够保持一定的液位高度；为满足散热要求，对于灌录比较长的系统，还应考虑停车维修时能容纳油液自由流回油箱时的容量；在油箱容积不能增大而又不能满足散热要求时，需要设冷却装置。油箱的有效容积 按泵每分钟流量的 6 倍计算：0VLL28.158.20按 JB/T79381999 规定，取最靠近的标准值 。0V油箱部分： 39.46.ba mc高 宽长油面高度： Vh3.0.8.016油面高与油箱高之比： 8.4.c浙江工业大学之江学院毕业设计（论文）84.8 液压系统的性能验算验算液压系统性能的目的在于判断设计质量，或从几种方案中评选出最佳方案。液压系统的性能验算是一个复杂的问题，目前只是采用一些简化公式进行近似估算，以便定性的说明情况。液压系统性能验算的项目很多，常见的有回路压力损失验算和发热温升验算。4.9 回路的压力损失验算回路的压力损失主要由沿程压力损失 ，局部压力损失 两部分组成，即：TPjPjT油管总长约 ，油管内径以 来计算，通过的流量ml10md025.。工作介质选用 YAN32 普通液压油，sLq /48.3in/8.20341 工作温度下的粘度 ，密度 ，管内流速： /527263/9kg，/sv2雷诺数： ，2010.Re6vd故沿程阻力系数： 7.94e沿程压力损失： )(013.2905.126MPavdlPT 额定流量下有关管件的局部压力损失：管接头、弯头、相关孔等的局部压力损失很小，可忽略不计。浙江工业大学之江学院毕业设计（论文）9结 论 对于转弯机输送带导向条装配夹具的设计已经结束。在整个的设计过程中解决了铝棒的简单方便等，高效率等问题。在设计零件方面，尽量满足结构简单，装配方便，制造工艺不复杂的要求。在液压系统设计时，液压元件都采用标准件，可直接购买。该卸料机利用液压控制夹紧工件，通过上升，走位，下降，松夹等一系列动作来完成铝棒的自动装箱，达到简单方便，经济的目标，具有一定的实用和推广价值。完成了毕业设计，可以说这也是重新回顾大学之前所学知识的一个温故知新的过程。最大的感触就是自己以前的知识是远远不够的，只有在问题的发现和解决这个循环中才能发现知识的不足同时得到提升，真可谓学海无涯。浙江工业大学之江学院毕业设计（论文）10致 谢本设计从发给任务书到现在，历时数月。在本设计完成之际，首先要向我的导师罗斌老师致以诚挚的谢意。在毕业设计过程中，罗斌老师给了我许许多多的帮助和关怀。他对工作的积极热情、认真负责、有条不紊、实事求是的态度，给我留下了深刻的印象，使我受益非浅。在此我谨向老师表示衷心的感谢和深深的敬意。此外，我的同学、朋友，都提供了许多中肯的建议。对此，我深感谢意！感谢我的家人有始至终多我的支持。衷心感谢一切教育和帮助过我的人们。浙江工业大学之江学院毕业设计（论文）11参考文献1成大先 机械设计手册 液压传动 北京:化学工业出版社 2004.2徐灏机械设计手册(第 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