压装机系统机体设计论文

压装机系统机体设计论文内容摘要：

封做得多好，都肯定会有一定量的液压油的 泄露，而某所的压装车间对洁净度有比较高的要求，故液压增力系统不合适。 螺旋增力机构不仅结构紧凑，而且控制更为简便，只需要控制步进电机转动的步数及速度就可很精确的控制压头进给的位移和速度。 图 (41) 微位移进给部分结构示意图 螺旋机构分为滑动螺旋机构和滚动螺旋机构，滑动螺旋机构构造简单便于制造，但摩擦大，故启动力矩大，容易产生爬行现象，而在压装过程中爬行现象危害很大，是一定要着力避免的。 而滚动螺旋机构，即滚珠丝杠，不仅传动精度高，而且启动力矩极小， 启动时无爬行现象，还可以做到无侧隙或者进行预压，从而具有很高的刚度，这些都是压装过程中微位移进给机构十分需要具有的性能。 该部分结构如图 (41)所示。 虽然滚珠丝杠启动力矩极小，启动时无爬行现象，但压装过程中，随毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 着 压装力越来越大，也需要避免进给机构产生爬行现象。 以衔铁与弹簧管的压装为例，衔铁的内圆柱面和弹簧管的外圆柱面不可能为绝对几何意义上的圆柱形，总有一定的形状误差存在，压装时两个圆柱面套在一起，相互挤压变形，则有的地方变形大，有的地方变形小，从而难免会产生这样的情形：压装中的某一时刻，随着压装 力的慢慢变大，衔铁相对弹簧管的位置却没有改变，压装力继续积累，直到压装力积累的足够大了以后衔铁才开始移动，而过了衔铁与弹簧管相对之间的这个位置以后，推进压装所需要的力相比最高峰时又变小了。 如果滚珠丝杠的刚度较差，在压装力最高峰时，滚珠丝杠积累了比较大的变形，而过了这个高峰位置，需要的压装力忽然变小，滚珠丝杠就会忽然快速地释放压装力最高峰时所积累的形变，使压装产生爬行现象，所以为了避免爬行现象产生，需要滚珠丝杠具有足够大的刚度。 滚珠丝杠采用预紧的方法提高丝杠的刚度，调整预紧的方式有很多种，本文选用的台湾 ABBA 公司生产的 DFT020205 型滚珠丝杠，该丝杠采用双螺母垫片预紧方式，刚度为 735N/181。 m。 图 (42) 丝杠游动端支撑 一般情况下丝杠采用两端支撑，一端为固定端，一端为游动端。 固定端由一对角接触球轴承通过套杯将丝杠一端固定到机身上，如图 (42）所示。 游动端将一个深沟球轴承固定在丝杠上，而丝杠因为某些原因产生伸缩时，丝杠游动端带动轴承在轴承座里移动，防止丝杠受额外力的作用。 本设计中，丝杠螺母连接的是压柱，而压柱限定在导柱内移动，所 以可以将这端看做丝杠的游动支撑端。 为了防止爬行现象的产生，需要的是整个毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 微位移进给部分具有足够的刚度，所以不仅要求丝杠具有足够的刚度，还要求丝杠固定端的支撑座也具有足够的刚度。 本文选择的台湾嵩阳工业股份有限公司的 MBK 型高荷重支撑座。 该支撑座选用的日本 NSK 轴承，代号为 17TAC 47B，接触角为 60176。 ，非国内标准。 该轴承因为经过了预紧，接触角也大，所以具有很大的刚度。 支撑座的刚度与丝杠的刚度相匹配，也是 735N/181。 m。 宏位移升降部分的设计 宏位移升降功能的原因有两个。 一是提高压装的 效率。 压装机不仅要能够进行衔铁组件的压装，还要能够完成一些外形较大但精度要求不高的工件的压装。 压装衔铁组件时不需要工人旋转手轮带动螺旋机构将压头调整到位，而衔铁组件尺寸通常都很小，相配套工装的高度也很低，所以减少压头移动的距离较长。 宏位移升降部分可使压头快速的调整到位，显著提高了压装的效率。 二是克服压装机压柱伸出过长使得压装精度降低的缺点。 图 43 宏位移升降部分示意图 如图 43 所示，导柱一侧加工有齿条，通过齿轮齿条机构可使导柱上下快速升降，调整到位并锁紧后再由滚珠丝杠带 动压柱进给，进行压装。 由于无论导柱移动到哪个位置，导柱与导套相嵌套的长度都是固定不变的，调整到位后压柱只需要伸出很短的距离就可以使压头接触到工件，所毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 以克服了压装机压柱伸出过长使精度降低的缺点。 位移传感器作用及位置调整装置的设计 由于各个型号的衔铁组件的尺寸不一样，相配套的工装的高度也不一样，压装时为了使位移的测量在位移传感器的线性段内，需要根据不同的压装对象调整位移传感器的高度，故需要设计调整位移传感器高度的装置。 图 44 位移传感器调整装置示意 图 如图 44 所示，位移传感器夹持在套筒上，旋转调整螺母即可调整位移传感器的高度，调整到位后通过紧定旋钮将高度固定。 整个装置通过支撑柱安装在工作上。 位移传感器又称为线性传感器 电感式位移传感器是一种属于金属感应的线性器件，根据衰减量的变化来完成无接触检测物体的目的。 位移是和物体的位置在运动过程中的移动有关的量，并且能把测量的数据上传计算机，生成数据库，利用先进的后处理软件对 其 进行数字化管理。 任何一种传感器在生产出来以及使用一段时间后都必须对主要技术指标进行校准试验以便确定传感器的各项性能 是否达到使用要求，即传感器的标定。 传感器的标定有静态标定和动态标定两种。 由于本自动压装机系统工作速度较慢，因此传感器只进行静态标定即可。 本文所采用的力传感器的量程为 9800N。 这么大的力在实验室现有的条件下无法找到合适的力标定装置。 同时力传感器及与其相配套的数显仪表是由同一厂家提供的，故本文选择由供货方进行力传感器的标定，并出具标定证明。 力传感毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 器的精度要求为量程的 %，即 （ ）。 位移传感器的标定选择在其工作环境中进行，即借助位移传感器位置调整装置及工作台进行传感器的标定，其方法 如图 43 所示。 这样进行位移传感器标定的一大优点是消除了位移传感器夹持误差所带来的位移测量误差。 因为位移传感器由其位置调整装置夹持后其轴线与工作台表面不可能是完全垂直的，而利用位移传感器本身的工作环境进行它的标定恰恰可以消除夹持所带来的位移测量误差。 图 45 位移传感器标定示意图 该位移传感器的测杆长度为 27mm，但其线性段量程只有 10mm，位于 测杆中间某段，出厂时供货方把线性段的起始位置在测杆上刻线进行了标识。 标定时，位移传感器调头进行夹持，调整位置使测杆恰好缩进到线性段起始点，然后将此位置紧定，并将数显仪表示数调节为 0。 然后在测杆下放入 10mm 量块，并调整数显仪表示数为 10。 拿掉量块后再将数显表调零，放入量块后再将数显表示数调为 10。 如此反复几次直到数显表示数不再变化。 至此，位移传感器增益调节完成。 接下来放入不同尺寸的量块对位移传感器的精度进行检验： 位移传感器的精度指标为量程的 %，即。 该位移传感器完全达到精度要求。 标准量 块（ mm） 0 6 8 10 位移传感器值（ mm） 毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 本章小结 本章是将设计中关于位移的问题集中起来，逐步分析，并设计成型，为机体设计的重要组成部分，设计好了宏位移的进给并为接下来的设计辅助，并对机体设计有一些优化，对下面设计有一定借鉴意义。 毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 第 5 章 导柱和压头部分设计 减速箱的设计 本课题采用步进电机直接带动滚珠丝杠，中间没有减 速机构，但手动压装时，必须采用减速机构。 经过计算，减速比在 1:9 左右时比较合适。 因为驱动滚珠丝杠所需要的最大力矩为 ，则 1:9 的速比下，旋转手轮需要的力矩为 ；而小波纹手轮的半径为 40mm，此时需要人工施加的力为 14N，在人工施力的合适范围内。 如果采用齿轮减速，这么大的减速比则会使大齿轮尺寸过大，从而使得减速箱与整个压装机比起来大小很不协调，故选择结构紧凑的蜗轮蜗杆机构进行减速。 51 减速箱示意图 动丝杠旋转的动 力源有两个，一个是步进电机，一个是人力，压装机工作时要根据实际情况选择合适的驱动方式。 怎样在这两路传动链之间方便快捷的切换是本部分设计中的一个难点。 本课题选择用单片电磁离合器实现这个功能，通过一个按钮控制离合器的通断电，从而方便的实现手动毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 与电动压装的切换。 图 52 减速箱结构示意图 如图 52 所示，离合器衔铁与蜗轮之间有一片弹簧片，弹簧片分别通过螺钉和铆钉固定到衔铁及蜗轮上，离合器基座里的磁轭通电时衔铁与动盘上的摩擦片吸合，从而可以使衔铁带动动盘进行旋转。 图中轴通过联轴器 与丝杠相连。 由电机驱动进行压装时，离合器不通电，衔铁与动盘分离，电机轴带动轴旋转，由于蜗轮蜗杆的自锁特性，轴与蜗轮之间相对滑动，蜗轮并不转动。 手动进行压装时，离合器通电，衔铁与动盘吸合，使得蜗轮通过衔铁与动盘连成一体，蜗杆带动蜗轮进行旋转的同时也使得动盘带动轴进行旋转，从而将动力从蜗轮传递到轴上。 导柱锁紧部分的设计 通过宏位移升降部分将压头调整到位后，需要将导柱与机身牢固地锁 在一起后才能开始进行压装。 如图 53 所示，该机构通过两重增力来进行牢固的锁紧。 锁紧时，旋转锁紧螺杆，使锁紧套与锁 紧滑块相互靠近，而锁紧套与锁紧滑块上加工有斜面，相当于斜楔，从而将导柱与固定在机身上的导套挤压在一起，靠二者之间的摩擦力来进行锁紧。 该机构通过螺旋副及斜楔两重增力机构进行增力，增力巨大，保证了锁紧的牢固可靠。 锁紧装制的应用，是保证被压件精度的一个必须装置，提高成品效率毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 的一项保护措施。 使压装机能加工出高精度的工件的套方法。 在完成打压装进程后，仍需拧紧压装机机身侧壁的锁紧手柄以保证压装加载时导套相对于机身固定不动。 若此时锁紧不可靠，则容易导致压装时导套打滑，出现压装力无法加载到预定值的状况，所以此处锁紧螺杆的 摩擦锁紧面相对导套装配磨成圆弧面，且配备专门的加长管，起到保护锁紧面及保证施加足够的锁紧力的目的。 图（ 53）锁紧机构示意图 压头夹持部分的设计 为克服本课题中压装机可能出现的压头夹持的缺点，对压头夹持部分进行了设计，力求在提高压头夹持精度的同时，做到压头装卸方便快捷。 借鉴某些自动机床上刀具的装夹方式，本文采用弹性夹头进行压头的装夹[37]。 弹性夹头一周开有等角度的槽，相当于由特定形状的钢条的一端沿圆周连接一圈而成，其径向受力时就向中间收缩，从而夹紧塞进其内孔的刀具。 夹头后端锥面装入压柱的锥孔里，螺母上有与夹头前段外锥面相配合的内锥面，拧紧螺母时，螺母内锥面挤压夹头的前端锥面使夹头收缩，夹紧压头。 相较于原有压装机压头的持方式，这种夹持办法不仅压头的装拆更方便，而且精度也更高，因为加工压柱时，可使压柱内锥孔与其外圆柱面具毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 有很高的同轴度，而且弹性夹头是工业标准品，不仅价格低廉，精度也很高。 本文选用的 AA 级高精度夹头，夹持后，压头距夹头前端面 40mm 处的径向跳动在 3181。 m 以内。 图 （ 54 ） 压头夹持示意图 本课题选用了此种压头，来完成压装机体的设计。 本章小结 本章设计了离合器，从而确定了起可以自动使用也可人工操作两个工作方式。 完成了压头的机体设计和紧锁部分的的关键设计，实现了简洁可靠的可行方案，为以后机器圆满运行而做好铺垫。 努力设计运行可靠，工作稳定的压装机体。 毕业设计说明书论文 1961660126 课件之家的资料精心整理好资料 第 6 章 工作台等部分设计 工作台导向部分的设计 本课题分析了压装机力传感器因其轮辐某些物理特性不对称而影响工作台表面与压柱进给。