1、编 号本 科 生 毕 业 设 计 （ 论 文 ）题目: 板料冲压数控送料机结构设计 机械工程学 院 机 械 工 程 及 其 自动化专 业学 号 学生姓名 指导教师 周建华 _二一三年六月摘要I摘 要本文介绍了一种应用于板料冲压数控送料机的结构设计。从生产线实际出发，根据具体的工作环境要求和功能需求设计出了一种自动送料机。首先，根据其工作要求拟定板料上料结构方案，以完成上料基本功能。分析冲床冲压功能要求，确定工作台自由度，进而确定工作台设计方案。根据总体设计方案，将设计分为板料上料机构、工作台的传动结构倆个模块。在每个模块内部，采用自上而下的设计方法，从动力机构到传动机构，再到最终执行结构，逐步
2、完成每个模块具体零件的详细设计，以及重要零件的计算和校核。然后，利用solidworks完成每个模块主要零部件的三维建模，再将每个模块的零件进行部件装配，最后完成总体装配设计。根据总装图来检验结构设计是否合理，然后不断改进，进而不断优化设计，达到预期目的。关键词：吸盘上料，皮带轮送料，XY 轴工作台平动AbstractIIABSTRACTThis paper introduces a used sheet metal CNC Feeder structural design. Actual departure from the production line, according to the
3、 specific requirements and functional requirements of the work environment designed a second time manipulator. First, in accordance with its intended job requirements on the material structure of the program sheet to complete feeding basic functions. Stampability functional requirements analysis to
4、determine the degree of freedom in the table, and then determine the workbench design. According to the overall design, the design is divided into sheet feeding mechanism, the table structure of two transmission modules. Within each module, using a top-down design approach, from the original mechani
5、sm to drive mechanism, to final implementation structures, the gradual completion of each module detailed design of specific parts, as well as important parts of the calculation and verification.Then, the main components of each module solidworks complete three-dimensional modeling, and then each mo
6、dule parts for parts assembly, and finally completed the overall assembly design. According assembly diagram to test structural design is reasonable, then continue to improve, and then continue to optimize the design to achieve the desired purpose.Keywords: Sucker feeding, feeding pulley, XY axis ta
7、ble translational目录i目录摘 要 .IABSTRACT .II第 1 章 绪论 .11.1 课题的来源 .11.2 课题的意义 .11.3 课题的研究内容 .11.4 行业发展趋势 .11.5 国内外研究概况 .21.6 论文结构安排 .3第 2 章总体方案的设计 .52.1 研究方案 .52.2 总体结构设计 .52.3 上料装置结构设计 .52.4 定位传动装置结构设计 .62.5 主要技术指标 .6第 3 章上料装置 结构设计及其校核 .73.1 吸盘的设计及选择 .73.1.1 概述 .73.1.2 真空吸盘的特点 .83.1.3 真空吸盘的分类 .83.1.4 真空
8、吸盘的材质 .93.1.5 真空吸盘的选择 .93.2 直线导轨的选择 .103.1.1 滚珠丝杠导轨的特点 .113.1.2 同步齿形带导轨的特点 .113.1.3 直线导轨的选型 .113.3 同步带概述 .12目录ii3.3.1 同步带的特点 .123.3.2 同步带传动的设计准则 .133.3.3 同步带分类 .133.4 上料装置结构元件计算与校核 .133.4.1 伺服电机的计算 .133.4.2 同步带传动设计计算 .133.4.3 同步轮的设计 .16第四章 机床工作台的设计 及其校核 .174.1 工作台的组成 .174.1.1 丝杆传动装置 .174.1.2 导轨副元件 .
9、174.1.3 夹紧装置 .174.1.4 驱动元件 .184.2 工作台的组成元件的选择 .184.2.1 电机的选择 .184.2.2 丝杆的选择 .194.2.3 导轨副的选择 .194.2.4 夹紧元件的选择 .204.3 工作台的结构设计 .204.4 机床工作台的结构校核 .204.4.1 滚珠丝杆的校核 .204.4.2 伺服电机的校核 .25第 5 章 结论与展望 .275.1 结 论 .275.2 不足之处及未来展望 .27参考文献 .29致谢 .31板料冲压数控送料机结构设计1第 1 章 绪论1.1 课题的来源随着生活水平提高，科技突飞猛进.机械行业迅速发展，机械数控冲床数
10、量剧增。同时，人工成本越来越高，企业为追求高效益，低成本。所以冲压装备自动化越来越被人们关注。其中，板料的进给由于冲压坯料的多样性，目前很难进行标准化和自动化，尤其对于大尺寸的平板材料。本课题主要解决大尺寸平板材料的数控送料，以替代人工送料，实现大尺寸平板材料冲压送料的自动化。课题来源于企业生产实际。1.2 课题的意义迄今，一些科学技术发达的国家，在食品、医药、轻工、化工、纺织、电子、仪表和兵器等工业部门，已经程度不同地形成了由原料处理、中间加工和产品包装三大基本环节所组成的包装连续化和自动化的生产过程，有的还将包装材料加工、包装容器成型及包装产品储存系统都联系起来组成高效率的流水作业线。实现
11、生产的机械化和自动化，尤其是实现具有高度灵活性的自动生产线，不仅体现了现代生产的发展方向，同时也可以获得巨大的经济效益。由此可见，实现生产机械化和建立现代生产工业，乃是关系到国家长远规划的一件大事，也是搞好社会主义四个现代化的一项重要内容。而冲压装备自动化程度的高低直接影响企业的生成效率、产品精度的保证以及企业运行成本。节省人工检测成本，提高生产线的自动化程度。同时能提高整个行业的水平并带动科学技术的进步。1.3课题的研究内容本课题主要研究数控冲床送料机的结构设计，其主要涉及送料机的机械传动装置、元件的导向机构、机构的支撑系统、应用电伺服驱动、执行元件的气动驱动等装置。同时还要从系统总体技术的
12、角度，将检测元件、控制元件等集成到系统中来，是典型机电技术的运用。该机构要实现的主要功能为：被冲板料自动上料，自动定位输送、自动传送。其主要特点在于：上料速度快且板料不变形、检测定位输送无振动，高速传送，运动平稳，精度高等。其运动路线、速度以及结构合理性要求较高，尤其是对结构合理性具有特殊要求。课题研究的技术有以下几方面：1. 研究高速平稳的上料方式和结构2. 机床工作台的设计研究3. 定位传送平稳的研究江南大学学士学位论文21.4行业发展趋势1）国内发展状况我国自动送料机工业历史短，总体技术水平和生产能力较低，但近年来在国内巨大包装市场的促进下，并受国外先进技术的影响，发展速度很快，局部技术
13、水平有了明显提高。该工业已经成为我国国民经济中不可缺少的非常重要的新兴行业。根据我国国情，自动送料机工业发展的趋势是：（1）引进、消化、吸收国外先进技术，建立一批自动送料机骨干企业，包括个别中外合资企业，从而可满足大型包装生产线以及高精度、高自动化程度的单机或机组生产的需要，进而可加快自动送料机国产化的速度；（2）大多数企业要重点发展中、小型自动送料机。我国大多数企业技术水平不高，生产能力较低，生产以单机为主的中、小型自动送料机比较适宜，但要在此基础上不断提高制造精度、自动化程度和配套能力；（3）在自动送料机生产中，大量引入高新技术，研制组合式、模块式等先进结构，使自动送料机产品设计先进、使用
14、可靠，使其性能指标、工艺水平、“三化”水平高，向机电结合、主辅机结合、成套联线方向发展；（4）以满足重点商品的包装为出发点，发展自动送料机新品种。重点开发的自动送料机设备及其研究方向为：灌装设备、贴标设备、袋成型充填封口机、折叠式裹包设备、真空换气包装设备、热缩包装机和拉伸包装设备、无菌包装设备。国外发展状况经过 50 多年的发展，国外自动送料机工业已经形成了独立完整的体系，成为机械制造的一个重要分支。首先，国外自动送料机产量稳定增长。由于消费结构和销售形式的变化，加之国际贸易的发展，对自动送料机的需求日益增加，因此国外自动送料机的产量逐年增长；其次自动送料机产品门类齐全，品种繁多。自动送料机
15、的品种不断增加，据统计国外自动送料机品种已达 140 余种，并已形成系列产品，近年还出现了一大批高度技术密集型的包装生产线；最后，自动送料机生产自成体系，并向专业化生产方向发展。国外自动送料机工业的发展趋势是：（1）重点发展食品自动送料机；（2）在系统优化设计的基础上，包装单机向高速化方向发展；（3）在包装机上广泛应用电子计算机；（4）一方面为满足现代商品包装多样化的需求，发展适应多品种、小批量的通用包装技术及设备；同时又紧跟当代高新技术的发展步伐，不断研究和开发现代的先进包装技术，发展应用高新技术的现代化专用型自动送料机；（5）包装生产线向柔性自动化和“无人化”过渡；（6）自动送料机企业向专
16、业化和大型化发展，形成若干垄断性生产基地，以低廉的投入换取高额的利润，实现企业快速发展板料冲压数控送料机结构设计31.5 国内外研究概况国家的繁荣是以其先进机器作为辅助，机床包括床身、立柱、工作台、进给机构等机械部件。工作台作为数控机床的重要组成部分，也是影响加工精度的重要组成环节。从一开始为了满足加工简单的零件而设计的直线运动的 XY 工作台，到现在为了实现多工位加工而制造的分度工作台和回转工作台等。为了满足现代制造业的发展，也为了环境的要求，工作台的驱动装置从原来的机械驱动变为液压驱动，现在更多的采用了气动装置，更好的保护了环境，节约了资源。我国在工作台的研究开发方面也取得了长足的进步。国
17、内出现一大批企业进行自主研制，走在世界前沿。如扬州锻压机床集团，青岛大东自动化科技有限公司，苏州青林自动化设备有限公司。我国自动送料机工业历史短，总体技术水平和生产能力较低，但近年来在国内巨大包装市场的促进下，并受国外先进技术的影响，发展速度很快，局部技术水平有了明显提高。该工业已经成为我国国民经济中不可缺少的非常重要的新兴行业。国外经过 50 多年的发展，国外自动送料机工业已经形成了独立完整的体系，成为机械制造的一个重要分支。首先，国外自动送料机产量稳定增长。由于消费结构和销售形式的变化，加之国际贸易的发展，对自动送料机的需求日益增加，因此国外自动送料机的产量逐年增长；其次自动送料机产品门类
18、齐全，品种繁多。自动送料机的品种不断增加，据统计国外自动送料机品种已达 140 余种，并已形成系列产品，近年还出现了一大批高度技术密集型的包装生产线；最后，自动送料机生产自成体系，并向专业化生产方向发展。1.6论文结构安排本论文的主要内容及结构安排如下：第 1 章绪论本章简要说明课题的来源及意义，指出课题要研究的内容，并介绍与本课题相关的国内外研究技术现状以及行业发展趋势，最后阐述了论文的结构安排。第 2 章总体方案的设计本章阐述了本课题的研究方案，简要说明了数控冲床送料机的总体方案以及各部分的方案的设计，并对几个方案作出比较，选出最终的方案，同时，介绍了本课题的主要技术指标。第 3 章上料装置结构设计本章详细的介绍了上料装置的结构设计，介绍了一些关键元器件的计算及选择过程，从不断改进的各个方案来阐述本装置的设计过程，并对关键零件进行校验和计算。第 4 章传动定位装置结构设计本章详细的介绍了传动定位装置的结构设计，根据所需要达到的速度要求来确定最终的传动方案以及相关结构，并对一些关键零部件进行校验和计算。第 5 章结论与展望对本次设计所使用的技术进行了总结，对现在的结构的不足进行了分析。对此类设备的发展进行了展望，并提出了以后主要的发展方向。江南大学学士学位论文4
