1、I摘 要随着科技的进步，工业领域的自动化程度越来越高，作为机械行业，肩负着国家制造业的兴衰，也是衡量一个国家综合国力的主要标志。目前，在机械加工生产线上多数采用的是电、气、液相结合的一体化模式。板材送进装置是生产线上的重要环节，是连接主机和工作机的桥梁。本文讨论了汽车冲孔生产线上的送料装置的结构组成和工作原理，简单介绍了汽车冲孔生产线的发展状况、组成部分及其用途，并且在此基础上进行了改进，实现了板材的快速、准确定位。因此，成功设计该装置具有十分重要的意义，它可以在一定程度上促进生产自动化，减少运输时间，降低工人的劳动强度，提高生产效率，降低劳动成本，给企业带来更大的经济效益。关键词：夹钳；上料
2、装置；板材；冲孔全套图纸，加 153893706IIAbstractWith the advances in technology, the high degree of automation of the industrial areas of the shoulder as the machinery industry, the rise and fall of national manufacturing is the main indicator to measure a countrys comprehensive national strength. At present, the
3、 majority used in the machining production line integration mode is a combination of electricity, gas and liquid. Sheet sent to the device is an important part of the production line, is a bridge to connect the host machine. This paper discusses the structure and working principle of the car punchin
4、g production line feeding device, briefly introduced the development of automotive punching production line, part of their purpose, and on this basis has been improved, and plate rapid accurate positioning. And the clamp device is an ongoing job for a long time, we have to study it. Therefore, the s
5、uccessful design of this device has great significance to a certain extent, it can promote the production automation, reduce transit time, reduce labor intensity, increase productivity, reduce labor costs and bring greater economic benefits to the enterprise.Key words: Clamp; Feeding device; Sheet;
6、PunchingIII目 录摘 要 IAbstractII第 1 章 绪论 11.1 汽车纵梁冲孔生产线上的上料装置研究的意义 .11.2 汽车纵梁冲孔生产线的国内外发展情况 .11.2.1 国外情况 11.2.2 国内情况 21.3 汽车纵梁冲孔生产线的工作原理 .21.4 汽车纵深冲孔生产线的结构及用途 .31.4.1 上料台车及吸盘上料机构 31.4.2 上料送进装置 31.4.3 主机部件 41.4.4 导料装置 51.4.5 下料工作台及接料架 5第 2 章 送料装置设计方案 62.1 设计方案列举 .62.1.1 设计方案一 62.1.2 设计方案二 72.1.3 设计方案三 72
7、.2 设计方案比较 .82.2.1 经济型分析 82.2.2 电机选择分析 82.2.3 传动方式比较分析 92.3 本装置设计方案 .9第 3 章 STPK120 夹钳装置概述 103.1 STPK120 夹钳装置简介 .10IV3.2 STPK120 夹钳装置工作原理 .103.3 传送装置总体结构及其各部分功能 .113.4 传送料装置各部件结构 .113.4.1 传感器 123.4.2 油缸 153.4.3 锁紧缸 153.4.4 支座 153.4.5 汽缸支架 15第 4 章 板材力学分析 164.1 设计有关技术参数 .164.2 板材力学分析 .164.3 液压油的选择 .184
8、.3.1 液压油的选用原则 184.3.2 本装置液压油的选择 20第 5 章 液压缸设计 225.1 缸筒的功能 .225.2 油缸筒参数计算 .225.2.1 液压缸的基本参数的确定 225.3 油缸工艺分析 .245.3.1 工艺性分析 245.3.2 确定毛坯的制造形式 255.3.3 油缸的工艺过程制订 26第 6 章 送料装置主要零件设计 286.1 减速机的选择 .286.1.1 传动件选择 286.1.2 减速机的选择计算 286.2 伺服电机的选择 .296.2.1 功率计算 296.2.2 电动机类型选择 306.3 齿轮的设计及校合 .316.3.1 齿轮的选择 316.
9、3.2 按齿面接触强度设计 316.3.3 按齿根弯曲强度设计 32V6.3.4 几何尺寸的计算 336.3.5 罗升齿轮的特点 346.4 齿条的设计及校合 .346.4.1 罗升齿条的选用 356.4.2 齿条基本参数的确定 356.5 弹簧的设计 .356.5.1 弹簧设计 356.5.2 弹簧的计算 366.5.3 弹簧设计参数确定与计算 376.6 齿轮平键校核 .396.7 接近开关的设计 .406.7.1 工作原理与分类 406.7.2 型号选择 406.7.3 接近开关作用 41结 论 42致 谢 43参考文献 44VICONTENTSAbstractIChapter 1 In
10、troduction11.1 Automobile Frame punching production line feeding device significance of the study11.2 Car stringer punching production line at home and abroad.11.2.1 Abroad11.2.2 The domestic situation21.3 Automobile Frame punching production line works .21.4 Structure and use of the auto depth punc
11、hing production line 31.4.1 The material trolley and suction feeding mechanism31.4.2 The material sent to the device31.4.3 Host Components41.4.4 Conducting device5Chapter 2 feeders design62.1 The design of enumeration 62.1.1 The first design62.1.2 The second design72.1.3 The third Design72.2 The des
12、ign comparison 82.2.1 The economic analysis82.2.2 Motor Selection82.2.3 Transmission92.3 Device design.9STPK120 clamp device Overview103.1 STPK120 clamping devices Introduction 10VII3.2 STPK120 clamp device works.103.3 Transfer unit in general stracture and fuction of each .113.4 The various compone
13、nts of the feed device structure113.4.1 Sensor123.4.2 The fuel tank153.4.3 Locking cylinder153.4.4 Supports153.4.5 The cylinder bracket 15Chapter 4, sheet metal mechanics164.1 Design of the technical parameters164.2 Analysis of sheet metal mechanics 164.3 Hydraulic oil of choice 184.3.1 The hydrauli
14、c oil selection principles184.3.2 Hydraulic oil selection20Chapter 5, the hydraulic cylinder design225.1 Cylinder functions225.2 Cylinder tube parameter calculation 225.2.1 The basic parameters of the hydraulic cylinder to determine225.3 Fuel tank process analysis245.3.1 The analysis of the process2
15、45.3.2 To determine the rough form of manufacturing255.3.3 The fuel tank of the process to develop26Chapter 6, the main parts of the feeding device design286.1 Reducer selection.286.1.1 The transmission choice286.1.2 Reducer choice calculation286.2 Servo motor selection 296.2.1 The power calculation
16、296.2.2 The motor type selection306.3 gear design and the school together.316.3.1 Gear choice316.3.2 Strength Design of tooth contact316.3.3 Tooth root bending strength design32VIII6.3.4 The calculation of the geometric dimensions336.3.5 Law l gear features346.4 Rack design and school closure .346.4
17、.1 Luo l rack selection356.4.2 Rack determine the basic parameters356.5 Spring design .356.5.1 Spring design356.5.2 Spring calculation366.5.3 Spring design parameters and calculation 376.6 Gear level key check396.7 The proximity switch design406.7.1 Works and classification406.7.2 Model selection406
18、.7.3 Proximity Switches role41Conclusions42Acknowledgements43References441第 1 章 绪论1.1 汽车纵梁冲孔生产线上的上料装置研究的意义随着科技的进步，工业领域的自动化程度越来越高，作为机械行业，肩负着国家制造业的兴衰，也是衡量一个国家综合国力的主要标志。目前，在机械加工生产线上多数采用的是电、气、液相结合的一体化模式。板材送进夹钳是生产线上的重要环节，是连接主机和工作机的桥梁。因此，成功设计该装置具有十分重要的意义，它可以在一定程度上促进生产自动化，减少运输时间，降低工人的劳动力度，提高生产效率，降低劳动成本，给企业
19、带来更大的经济效益。1.2 汽车纵梁冲孔生产线的国内外发展情况1.2.1 国外情况直到 20 世纪 80 年代中期,大批量生产汽车底盘的专业制造厂家主要还是靠大吨位压力机一次冲压成形，这种大型压力机的投资巨大，而针对一种车型的一套冲压成型模具从设计到生产，周期很长，一般要半年以上，制造成本也很昂贵，在新车型的试制过程中会大大增加产品开发的成本和风险。于是在20 世纪 80 年代后期，欧洲开始在汽车底盘纵梁孔的生产中引进数控冲孔生产技术。国外汽车纵梁冲孔生产线生产厂家主要有比利时索能公司、美国 Beatty公司、德国 Rasikin 公司、意大利 FICEP 公司等，其中比利时索能公司最具代表性
20、。荷兰的 DAF 卡车集团、德国的 M.A.N.集团、瑞典的 VOLVO 汽车集团等全球著名汽车制造商都在近十年左右使用了索能公司的 3DU 形槽梁数控三面冲孔生产线 1。21.2.2 国内情况我国由于汽车工业的快速发展，竞争的不断加剧，汽车生产厂家过去少品种、大批量的生产方式也已远远不能满足现在的市场需求。于是我国在 20 世纪 90 年代后期引进了两条数控纵梁冲孔生产线，一条是二汽集团车架厂引进的德 Rasikin 公司生产的第一条也是最后一条数控纵梁平板冲孔生产线，另一条是江淮汽车厂引进的意大利 FICEP 公司生产的数控纵梁平板冲孔生产线。进入 21 世纪，微电子技术和信息通信技术的快
21、速发展为柔性自动化提供了重要的技术支撑，工业装备的数控化、自动化、柔性化呈现蓬勃发展的态势 6。现在国内引进使用最多的是比利时索能公司生产的 3D U 形槽梁数控三面冲孔生产线。我国的汽车平板纵梁数控冲孔生产线最早是在 2000 年开始借鉴国外的技术并结合中国国内汽车企业现状着手研制开发的。目前，国产数控纵梁冲孔生产线已有 40 多条，先后在一汽集团、二汽集团、重汽集团及其下属汽车制造厂以及江淮汽车、北汽福田、山东时风集团、南京依维柯、亚星-奔驰等 20 多家汽车及配件生产厂家得到应用。数控纵梁生产线生产厂家以济南铸造锻压机械研究所开发的最早，开发品种最多 2。1.3 汽车纵梁冲孔生产线的工作
22、原理汽车纵梁数控平板冲孔线由自动上料电磁吸盘将板料从上料侧移动料台上移到上料辊。首先对板料进行板端定位，后自动上料对中装置将板料对中后，夹钳将板料夹紧，确定板料在机床坐标系中的位置，送进机构带动工件移动。然后按照自动编程所生成的程序达到待冲孔位的精确定位，通过控制液压冲孔单元的主阀，控制油缸活塞的上下运动，从而实现对板料的冲压加工。加工的废物由排屑机输出到废物小车中。成品由下料夹钳夹持，送进机构带动工件移动到达指定位置，由推料装置将板料从下料辊推移到下料侧储料框上，由行车吊走。夹钳夹住工件的侧面，工件放在辊子上，夹钳夹住工件，拖动工件前行，送到主机进行冲孔加工。一般情况下，采用多个夹钳共同夹住
23、板材，夹钳口伸入到板侧面 2030mm，即可夹住。众多夹钳并排放在平板上，平板下有滑轨，3由电机驱动齿轮、齿条，即可驱动平板在滑轨上运行。夹钳夹紧力靠油缸夹紧，油缸为单作用油缸，即复位采用油缸弹簧。夹钳伸缩采用 SMC 公司的锁紧缸，此缸在行程上可在任意位置停止锁紧活塞，使夹钳不窜动。该装置的动作过程为：当工件位置放好后，夹钳头在汽缸的推动下伸出；当工件进入夹钳口时，板材侧面接触到感应块时，感应块后退，接近开关得到信号；控制系统收到接近开关的信号，油缸进油，上钳口下压，压住板材，同时汽缸活塞锁紧不动；夹紧后，夹钳带着工件在齿轮、齿条驱动下前行，送往主机。然后当主机对板材冲孔加工后，控制系统得到命令后，油缸卸压，在油缸弹簧的作用下活塞杆上升，夹头在复位弹簧的作用下回到初始位置。同时锁紧气缸拉动油缸回到原位置，至此整个动作结束。1.4 汽车纵深冲孔生产线的结构及用途1.4.1 上料台车及吸盘上料机构上料电动台车可通过按钮控制运行至线外，装载行车吊运的板垛后，再运行至自动上料位置，预备执行自动程序。吸盘上料机构是自动上料部分的 C 型结构件，该装置完成上料动作吸盘架上安装有电磁吸盘，用以吸持板料；串联液压缸保证吸盘架同步升降，整个吸盘装置前后横向移动由一个水平液压缸驱动，三根精密直线导轨导向运行平稳，保证两端同步。当电动送料台车停在指定
