泵體搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)計(jì)機(jī)械部分設(shè)計(jì)【含13張CAD圖紙、說明書】

資源目錄里展示的全都有，所見即所得。下載后全都有,請放心下載。原稿可自行編輯修改=【QQ：401339828 或11970985 有疑問可加】 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 設(shè)計(jì)（論文）題目： 學(xué) 院 名 稱： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)： 班 級： 姓 名： 學(xué) 號 指 導(dǎo) 教 師： 職 稱 定稿日期： 年 月 日 中文摘要 摘 要 在自動化裝配生產(chǎn)線中,能自動完成將工件向加工或裝配機(jī)械供給并上下料的裝置，稱為自動上下料裝置。自動上下料裝置就是為實(shí)現(xiàn)將毛坯自動選入加工位置，準(zhǔn)確的定位，夾緊以及取下加工完的零件所必須的許多功能機(jī)構(gòu)的總和。 統(tǒng)計(jì)表明，在工件的加工裝配過程中，工件的供給，上料，下料及搬運(yùn)等工序所需費(fèi)用約占全部費(fèi)用的三分之一，所費(fèi)工時(shí)約占全部工時(shí)的三分之二以上，而且絕大多數(shù)的事故都發(fā)生在這些工序中。在當(dāng)今工業(yè)發(fā)達(dá)國家，自動上下料裝置在各類制造業(yè)中比比皆是，生產(chǎn)過程的自動化不僅僅大大提高了生產(chǎn)率，把人們從繁重的勞動中解脫出來，而且對提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的合理化起到了積極的作用。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在自動化上下料裝置已越來越多的采用傳感器等電子設(shè)備 ，這樣不僅能提高精度，而且能減小設(shè)備大小，降低成本。 關(guān)鍵詞：自動化；氣動元件；精度 Ⅰ 目錄 ABSTRACT In the automatic assembling production line, a device which can automatically supply the workpiece to the machining or assembly machine is automatically finished. Automatic feeding device is to realize the automatic selection of the blank machining position, accurate positioning, clamping and taking down the processing of the parts must be the sum of the number of functions. Statistics show that in the course of processing and assembling the workpiece, workpiece supply, feeding, feeding and handling process cost accounting for all costs above 1/3, accounting for all the time when the work of the 2/3, and most of the accidents happen in these processes. In today's industrial developed countries, automatic feeding device in all meet the eye everywhere in the manufacturing industry, the automation of production process not only greatly improve the productivity, the people freed from the heavy labor, reduce the cost and improve the quality of products, and promote the rationalization of industrial structure has played a positive role. With the development of electronic technology, automatic feeding device has been more and more use of sensors and other electronic devices, which can not only improve the accuracy, but also reduce the size of equipment, reduce the cost of. Key Words：Automation; pneumatic components; accuracy II 目 錄 1緒論 1 1.1 研究背景 1 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1 1.3設(shè)計(jì)意義 3 2總體方案設(shè)計(jì) 4 2.1方案確定 4 2.2方案結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 5 3 機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 6 3.1 氣動工作原理 6 3.1.1單作用氣缸 6 3.1.2雙作用氣缸 7 3.2氣動原理圖 7 3.3夾緊氣缸的選擇 8 3.4 伸縮氣缸的選型 12 3.5 升降氣缸的選型 13 3.6 旋轉(zhuǎn)氣缸選型 14 3.7 氣動閥選型 15 3.7.1氣動換向閥選型 15 3.7.2調(diào)節(jié)閥選型 17 結(jié) 論 20 致 謝 21 參考文獻(xiàn) 22 1緒論 1.1 研究背景 二十世紀(jì)20年代，隨著汽車、滾動軸承、小型電動機(jī)和縫紉機(jī)等工業(yè)發(fā)展，機(jī)械制造中開始出現(xiàn)自動線，最早出現(xiàn)的是組合機(jī)床自動生產(chǎn)線。在二十世紀(jì)20年代之前，首先是在汽車工業(yè)中出現(xiàn)了流水生產(chǎn)線和半自動生產(chǎn)線，隨后發(fā)展成為自動線。第二次世界大戰(zhàn)后，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家的機(jī)械制造業(yè)中，自動線的數(shù)目急劇增加。自動化制造是一種制造方法，靠使用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來操動設(shè)備在工廠生產(chǎn)現(xiàn)實(shí)生活中所需要的產(chǎn)品。不需要人工操作人員來控制裝配線或制造車間，因?yàn)樵撓到y(tǒng)能夠自己工作來處理各種機(jī)械工作和制造任務(wù)。全自動化制造系統(tǒng)的發(fā)展到第二十世紀(jì)后半期，該制造技術(shù)在世界范圍內(nèi)的各種設(shè)施中使用。從歷史上看，制造業(yè)是完全由手工完成的。這個(gè)需要大量的勞動力和時(shí)間，同時(shí)也暴露出工人相當(dāng)危險(xiǎn)，為了提高各種機(jī)械任務(wù)的效率以及成本，所以開始走上了研究與發(fā)展自動化的道路。 當(dāng)今時(shí)代，由于科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，自動化生產(chǎn)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。在機(jī)械制造、電子等行業(yè)已經(jīng)設(shè)計(jì)和制造出大量的類型各異的自動化生產(chǎn)線。這些自動化生產(chǎn)線的使用，在提高勞動效率和產(chǎn)品的質(zhì)量、改善工人勞動條件、降低能源消耗、節(jié)約材料等方面均取得了顯著的成效。 自動化生產(chǎn)線是在流水線的基礎(chǔ)上逐漸發(fā)展起來的。它不僅要求線體上各種機(jī)械加工裝置能自動地完成預(yù)定的各道工序及工藝過程，使產(chǎn)品成為合格品，而且要求在裝卸工件、定位加緊、工件在工序間的輸送、切削的排除、甚至包裝等方面都能自動的完成。為了達(dá)到這一要求，人們通過自動輸送及其他一些輔助裝置按工序順序?qū)⒏鞣N機(jī)械加工裝置連成一體，并通過液壓系統(tǒng)、氣壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)將各個(gè)部分動作聯(lián)系起來，使其按照規(guī)定的程序自動地進(jìn)行工作。 隨著社會的發(fā)展，自動化生產(chǎn)線越來越多的應(yīng)用到各種產(chǎn)品的裝配和檢測上。這樣不僅大大提高了生產(chǎn)效率，而且更可以減少由于人為原因造成的廢品或不合格品。然而在生產(chǎn)過程中出現(xiàn)了一些問題，一條生產(chǎn)線只生產(chǎn)一類產(chǎn)品，在產(chǎn)量下降時(shí)，顯然是有些浪費(fèi)，所以就提出一種理念。一條生產(chǎn)線要盡可能多的兼容幾類產(chǎn)品，在一類產(chǎn)品產(chǎn)量下降時(shí)，可以根據(jù)客戶需求及時(shí)的做出調(diào)整，減少不必要的庫存，同時(shí)也減少資金的占用。 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1946年，美國福特公司的機(jī)械工程師D.S.哈德最先提出“自動化”一詞，并用來描述發(fā)動機(jī)汽缸的自動傳送和加工的過程。50年代，自動調(diào)節(jié)器和經(jīng)典控制理論的發(fā)展，使自動化進(jìn)入到以單變量自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)為主的局部自動化階段。 60年代，隨著現(xiàn)代控制理論的出現(xiàn)和電子計(jì)算機(jī)的推廣應(yīng)用，自動控制與信息處理結(jié)合起來，使自動化進(jìn)入到生產(chǎn)過程的最優(yōu)控制與管理的綜合自動化階段。 70年代，自動化的對象變?yōu)榇笠?guī)模、復(fù)雜的工程和非工程系統(tǒng)，涉及許多用現(xiàn)代控制理論難以解決的問題。這些問題的研究，促進(jìn)自動化的理論、方法和手段的革新，于是出現(xiàn)了大系統(tǒng)的系統(tǒng)控制和復(fù)雜系統(tǒng)的智能控制。 我們國家正處于發(fā)展中時(shí)期，所以很多技術(shù)都比較落后，比如說我研究的課題：自動生產(chǎn)線拆裝與調(diào)試裝置—自動擺臺及加工結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。目前，我們國內(nèi)的生產(chǎn)線大部分還處于相對低水平的一個(gè)階段，很多簡單的工作都還需要工人們親自上去操作，比如說物品的上料、檢測、搬運(yùn)、加工、裝配、分揀、堆垛入庫等。這一點(diǎn)不僅浪費(fèi)了大量的人力和時(shí)間，還會發(fā)生很多工作的失誤。?我國的科研人員都在在為企業(yè)加工制造實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動化生產(chǎn)領(lǐng)域不停的在探索著，現(xiàn)在我國的機(jī)械自動化發(fā)展正在不斷的加快，水平也逐漸的提高，在機(jī)械自動化方面已經(jīng)取得了巨大的成就。隨著我國工業(yè)進(jìn)程不斷加深，我國機(jī)械自動化將會發(fā)展到一個(gè)新的更高層次，不斷為我國現(xiàn)代化建設(shè)注入活力。 國內(nèi)工程自動生產(chǎn)線的生產(chǎn)線雖然近幾年得到大幅度的技術(shù)改造，但相對于日本和歐美的技術(shù)水平來說還是相當(dāng)落后。上個(gè)世紀(jì)60年代末至70年代初，歐美、日本等發(fā)達(dá)國家就先后開展了該項(xiàng)技術(shù)的研究。在不斷的探索如何減少這些人為的失誤以及如何提高產(chǎn)品的成本和質(zhì)量。從20世紀(jì)20年代到現(xiàn)在已經(jīng)過去了90多年，國外的許多國家在自動生產(chǎn)線的發(fā)展道路上已經(jīng)取得了巨大的成功，很多的國家甚至已經(jīng)把這項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用普及到了各個(gè)行業(yè)里。比如，現(xiàn)在每當(dāng)人們提起機(jī)械產(chǎn)品，都會不由自主的想起德國，這是為什么？就是因?yàn)榈聡漠a(chǎn)品的質(zhì)量以及效率非常高。 自動化技術(shù)發(fā)展至今應(yīng)經(jīng)達(dá)到了一個(gè)相當(dāng)高的水平，然而它從未停下發(fā)展的腳步它的未來仍然在不斷地開拓者。展望自動化的未來，雖然不能完全預(yù)測出以后的自動化技術(shù)將會發(fā)展成什么樣，但是它的一些發(fā)展方向還是比較明確的。首先，機(jī)器人技術(shù)將會是自動化技術(shù)發(fā)展的前沿，從上個(gè)世紀(jì)機(jī)器人的產(chǎn)生，到如今，機(jī)器人的發(fā)展可謂日新月異，它已經(jīng)成為先進(jìn)制造業(yè)不可缺少的自動化裝備， 它的應(yīng)用不僅幫助人們解決了生產(chǎn)生活中的許多問題，也給人類帶來了更加方便、輕松的生活。在未來，智能機(jī)器人的發(fā)展將會更加迅猛，更加多元化，機(jī)器人也會應(yīng)用于社會生活的各個(gè)方面。其次，自動化技術(shù)將會在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中有所發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)具有多感知性、臨場感、交互性、自主性等特點(diǎn)，虛擬現(xiàn)實(shí)作為一種新興技術(shù)在未來有著很大的發(fā)展?jié)摿?，那么所?yīng)用的自動化技術(shù)也將得到長遠(yuǎn)的發(fā)展。另外，航天和軍事將是自動化技術(shù)的一個(gè)發(fā)展方向，軍事技術(shù)和航天技術(shù)是一個(gè)國家綜合國力的一部分，也是各國相互競爭比較激烈的方面，特別是飛機(jī)、導(dǎo)彈、航天飛機(jī)技術(shù)，而這些裝置的發(fā)展都是需要以自動化技術(shù)來支撐的，可想而知在未來飛行器的自動化技術(shù)將是各國研究的重點(diǎn)。 當(dāng)然除了這些方面以外，自動化技術(shù)還有很多的發(fā)展方向，例如智能交通的發(fā)展，智能建筑的發(fā)展，高速列車的發(fā)展等等，總之，未來的自動化技術(shù)將是多元化的，它的應(yīng)用也將更加廣泛。 1.3設(shè)計(jì)意義 由于工業(yè)自動化的全面發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷提高，對工件效率的提高迫在眉睫。單純的手工勞作滿足不了工業(yè)自動化的要求，因此，必須利用先進(jìn)設(shè)備生產(chǎn)自動化機(jī)械以取代人的勞動，滿足工業(yè)自動化的需求。 采用自動線進(jìn)行生產(chǎn)的產(chǎn)品應(yīng)有足夠大的產(chǎn)量;產(chǎn)品設(shè)計(jì)和工藝應(yīng)先進(jìn)、穩(wěn)定、可靠，并在較長時(shí)間內(nèi)保持基本不變。在大批、大量生產(chǎn)中采用自動線能提高勞動生產(chǎn)率，穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動條件，縮減生產(chǎn)占地面積，降低生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期，保證生產(chǎn)均衡性，有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。在自動化生產(chǎn)普及的時(shí)代，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷研發(fā)，人類社會對產(chǎn)品的功能與質(zhì)量的要求越來越高，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期越來越短，產(chǎn)品的復(fù)雜程度也隨之增高，傳統(tǒng)的大批量生產(chǎn)方式受到了挑戰(zhàn)。這種挑戰(zhàn)不僅對中小企業(yè)形成了威脅，而且也困擾著國有大中型企業(yè)。目前，機(jī)械自動化發(fā)展程度的快慢將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率，同時(shí)也會對一個(gè)國家的發(fā)展產(chǎn)生重大的影響。在國內(nèi)，自動化技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有成熟，需要很長一段時(shí)間來積累和發(fā)展，為了減少一些不必要的失誤以及大量的人力和時(shí)間，所以我選擇自動擺臺及加工結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 綜上所述，有效的應(yīng)用自動化上下料裝置，是發(fā)展工業(yè)的必然趨勢。 2總體方案設(shè)計(jì) 2.1方案確定 方案要求：將工件泵體經(jīng)行機(jī)械手抓取，放置到另一位置，抓取使用氣爪抓起，之后提起，然后通過旋轉(zhuǎn)氣缸經(jīng)行旋轉(zhuǎn)90度，然后下降，下降到位之后氣爪松開，完成整套動作。為了增加工作效率。采用2個(gè)機(jī)械臂，采用相同的動作經(jīng)行工作運(yùn)行，才這樣效率提高1倍。 方案流程圖如下2-1所示。 圖2-1 方案流程圖 2.2方案結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 根據(jù)上節(jié)的方案流程圖，可設(shè)計(jì)如下圖2-2所示的結(jié)構(gòu)圖。 圖2-2 方案結(jié)構(gòu)圖 1-旋轉(zhuǎn)氣缸，2-升降氣缸，3-伸縮氣缸，4-氣爪 氣爪固定在伸縮氣缸端面的固定板上，伸縮氣缸用上下2根光軸支撐，為了保護(hù)氣缸活塞軸。 2個(gè)機(jī)械手疊加在一起，一起升降。旋轉(zhuǎn)氣缸固定升降氣缸。使整個(gè)機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)90°。 3 機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 氣動工作原理 常見的氣動元件實(shí)現(xiàn)的動作方式有叁種:直線往返運(yùn)動﹑連續(xù)轉(zhuǎn)動﹑擺動,對應(yīng)的氣動元件為:氣缸﹑氣馬達(dá)﹑擺動式氣缸和齒輪齒條驅(qū)動擺動。 直線運(yùn)動氣缸氣缸是一種將壓縮空氣的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的元件,是常用的氣動執(zhí)行元件。 直線運(yùn)動氣缸主要由前﹑后端蓋,活塞,活塞桿,缸體,密封件等裝配而成,活塞沿著缸體滑動,并靠活塞密封圈保持密封,活塞桿與驅(qū)動機(jī)構(gòu)連接,傳遞壓力。 氣缸按實(shí)使用條件不同,其結(jié)構(gòu)形式和種類狠多。按壓縮氣體對氣缸活塞端面作用力的方向分可以分為:單作用氣缸和雙作用氣缸。 3.1.1單作用氣缸 活塞只有一側(cè)有壓縮空氣進(jìn)入,即氣缸上只有一個(gè)壓縮空氣的入口,故只有一側(cè)有氣壓推力作用,氣缸的工作行程僅限在一個(gè)方向。氣缸的活塞可在彈簧﹑重力或其他外力的作用下回復(fù)到原來的位置。 1單作用彈簧復(fù)位氣缸 氣缸（如圖3-1所示）主要由活塞、缸筒、前后端蓋、活塞桿、彈簧、拉桿、密封圈等組成。氣缸一端由壓縮空氣驅(qū)動，另一端與大氣連通，復(fù)位靠彈簧驅(qū)動。這種氣缸前進(jìn)時(shí)的驅(qū)動力會被彈簧抵消一部分，一般單作用彈簧復(fù)位氣缸行程不能太長。 圖3-1 彈簧復(fù)位氣缸 2、膜片式單作用氣缸 膜片式單作用氣缸的結(jié)構(gòu)簡單，主要由膜片、活塞、缸體組成?；钊ㄟ^膜片變形運(yùn)動，不需要密封圈進(jìn)行密封，但由于膜片變形限制，這種氣缸的行程一般較小。膜片式單作用氣缸的作用面積大，驅(qū)動力大，常用于加緊的場合，氣缸活塞復(fù)位由外力驅(qū)動。采用特殊的滾動膜片也可以實(shí)現(xiàn)較大的行程。 3.1.2雙作用氣缸 雙作用氣缸（如圖3-4所示）的活塞前進(jìn)或后退都能輸出力（推力或拉力）。結(jié)構(gòu)簡單，行程可根據(jù)需要選擇。氣缸若不帶緩沖裝置，當(dāng)活塞運(yùn)動到終端時(shí)，特別是行程長的氣缸，活塞撞擊端蓋的力量很大，容易損壞零件。 雙作用氣缸還可以分為單活塞桿型和雙活塞桿型。雙活塞桿型氣缸的活塞兩側(cè)的受壓面積相等，兩側(cè)運(yùn)動行程和輸出力是相等的?？捎糜陂L行程的工作臺的裝置上?；钊麠U兩端固定，氣缸的缸筒隨工作臺運(yùn)動，剛性增強(qiáng)，導(dǎo)向性好。 為了吸收行程終端氣缸運(yùn)動件的撞擊能，在活塞兩側(cè)設(shè)有緩沖墊，以保護(hù)氣缸不受損傷。 圖3-2 雙作用氣缸 3.2氣動原理圖 根據(jù)機(jī)械手的動作流程，可知該機(jī)構(gòu)主要有4類氣缸組成，即夾緊氣爪2個(gè)，伸縮氣缸2個(gè)，升降氣缸1個(gè)旋轉(zhuǎn)氣缸1個(gè)。 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，加工機(jī)構(gòu)上用到的4類氣缸均為雙作用氣缸，故選擇兩位五通電磁閥，4個(gè)氣缸動作不一致，故用4個(gè)兩位五通的電磁閥進(jìn)行控制。 整個(gè)氣路流程為，氣源有空氣壓縮機(jī)工作進(jìn)行空氣壓縮產(chǎn)生有一定壓強(qiáng)的氣體，因?yàn)榭諝鈮嚎s機(jī)產(chǎn)生的氣體可能帶有水蒸氣和各種雜志的氣體，會腐蝕氣缸等氣動元件，所以壓縮空氣再進(jìn)入氣動元件前首先要接入一個(gè)氣源處理元件，稱為氣源三聯(lián)件或者兩聯(lián)件。即F.R.L，在氣動技術(shù)中，將空氣過濾器（F）、減壓閥（R）和油霧器（L）三種氣源處理元件組裝在一起稱為氣動三聯(lián)件，用以進(jìn)入氣動儀表之氣源凈化過濾和減壓至儀表供給額定的氣源壓力，相當(dāng)于電路中的電源變壓器的功能。 氣體經(jīng)過氣源三聯(lián)件出來之后的氣體可以直接通向相關(guān)的電磁換向閥或者其他種類的換向閥，氣體再由換向閥經(jīng)過流向執(zhí)行機(jī)構(gòu)即氣缸等氣動元件。 綜上所述，加工機(jī)構(gòu)的氣動原理圖如下圖3-3所示。 圖3-3 氣動原理圖 3.3夾緊氣缸的選擇 1、夾緊氣缸的定義 這里的夾緊氣缸我們選擇的氣動手指夾緊。氣動手指又名氣動夾爪或氣動夾指，是利用壓縮空氣作為動力，用來夾取或抓取工件的執(zhí)行裝置。最初起源于日本，后被國內(nèi)自動化企業(yè)廣泛使用。根據(jù)樣式通?？煞譃閅型夾指和平型夾指，缸徑分為16mm，20mm，25mm,32mm和40MM幾種，其主要作用是替代人的抓取工作，可有效地提高生產(chǎn)效率及工作的安全性。SMC氣動手指系列是工業(yè)領(lǐng)域中最常用的氣動夾爪裝置之一。 2、氣動手指的分類及其特點(diǎn) （1）平行夾爪 如圖3-4所示平行夾爪的手指是通過兩個(gè)活塞動作的。每一活塞由一個(gè)滾輪和一個(gè)雙曲柄與氣動手指相連，形成一個(gè)特殊的驅(qū)動單元。這樣，氣動手指總是軸向?qū)π囊苿樱總€(gè)手指是不能單獨(dú)移動的。如是手指反向移動，則先前受壓的活塞處于排氣狀態(tài)，而另一個(gè)活塞處于受壓狀態(tài)。 圖3-4 平行夾爪 平行夾爪是由單活塞驅(qū)動，軸心帶動曲柄，兩片爪片上各有一個(gè)相對應(yīng)的曲柄槽。為減小磨擦阻力，爪片與本體連接為鋼珠滑軌結(jié)構(gòu)。 （2）擺動夾爪(Y形夾爪) 如圖3-5所示擺動夾爪的活塞桿上有一個(gè)環(huán)槽，由于手指耳軸與環(huán)形槽相連，因而手指可同時(shí)移動且自動對中，并確保抓取力矩終恒定。 圖3-5 擺動夾爪 （3）旋轉(zhuǎn)夾爪 如圖3-6所示旋轉(zhuǎn)夾爪的動作是按照齒條的嚙合原理工作的?；钊c一根可上下移動的軸固定在一起。軸的未端有三個(gè)環(huán)開槽，這些槽與兩個(gè)驅(qū)動輪的嚙合。因而，氣動手指可同時(shí)移動并自動對中，齒輪齒條原理確保了抓取力度始終恒定。 圖3-6 旋轉(zhuǎn)夾爪 （4）三爪卡盤 如圖3-7所示三點(diǎn)夾爪的活塞上有一個(gè)環(huán)形槽，每一個(gè)曲柄與一個(gè)氣動手指相連，活塞運(yùn)動能馬驅(qū)動三個(gè)曲柄動作，因而可控制三個(gè)手指同時(shí)打開和合攏。 圖3-7 氣動三爪卡盤 綜上所述，我們選擇第一種，平行夾爪比較適合本次的設(shè)計(jì)目的。第二種和第三種，雖然能夾持當(dāng)時(shí)其氣爪上安裝上夾持固定板之后，其開合占用了太多的空間。第四種明顯不符合此次設(shè)計(jì)，故選第一種。 2、氣動手指型號 根據(jù)亞德客選型手冊，可得如下圖3-8的參數(shù)。 圖3-8 夾持力與行程參數(shù) 根據(jù)工件重量約為5kg。所以其重量為 所需要的夾緊力為工件向下的重力，夾緊力為 式中：-為所需夾緊力； -工件重力； -摩擦系數(shù)，查資料得，約為0.3； 所以夾緊力為 綜合上述表格可得，可取氣爪型號為復(fù)動型HFZ32，其閉合夾持力為160N，符合要求。 3.4 伸縮氣缸的選型 伸縮氣缸的作用為把夾持工件的氣爪放置到存放工件的位置處。根據(jù)邊建模邊設(shè)計(jì)的原則，現(xiàn)在設(shè)計(jì)氣爪部件如下圖3-9所示。 圖3-9 氣爪部件 1-氣爪，2-氣爪固定板，3-氣缸活塞軸，4-光軸 有繪圖軟件可以直接算出其質(zhì)量，約為7kg。 這樣總質(zhì)量為 1、需要的推力為式（3-1） （3-1） 式中：-為所需推力； -工件運(yùn)動時(shí)候的摩擦力； -摩擦系數(shù)，查資料得，導(dǎo)軌采用線性導(dǎo)軌，摩擦系數(shù)為0.002~0.003， 這里取0.,0025； -加工臺總質(zhì)量； -為重力加速度，取9.8。 所以推力F為 2、氣缸推力為式（3-2） （3-2） 式中：-為氣缸推力； -安全系數(shù)，這里取2； -推力。 氣缸輸出推力和缸徑的關(guān)系如下公式（3-3）所示 （3-3） 式中：-為氣缸缸徑； -氣源輸入壓強(qiáng)，一般取0.5MPa。 綜合式（3-2）（3-3），可得 查詢亞德客氣缸選型手冊標(biāo)準(zhǔn)缸系列，可得標(biāo)準(zhǔn)缸系列最小缸徑為32mm，故取缸徑32mm，行程根據(jù)建模模型，取1000mm，活塞桿需要附磁，附磁之后會產(chǎn)生到位信號給控制器，如PLC等。所以其規(guī)格為SE32X1000-S。 3.5 升降氣缸的選型 根據(jù)上述2個(gè)機(jī)械手合并在一起，其質(zhì)量約為50kg。 1、計(jì)算重力G 2、氣缸輸出力F 此處升降氣缸為輸出力為豎直方向，所以其輸出力等于重力為196N。 3、氣缸內(nèi)徑D計(jì)算 根據(jù)式（3-2）（3-3），可得 查詢亞德客氣缸選型手冊標(biāo)準(zhǔn)缸系列，可得標(biāo)準(zhǔn)缸系列缸徑為63mm，，行程根據(jù)建模模型空間結(jié)構(gòu)而定，這里200mm，活塞桿需要附磁。所以其規(guī)格為SI63X200-S。 3.6 旋轉(zhuǎn)氣缸選型 1、旋轉(zhuǎn)氣缸的概念 旋轉(zhuǎn)氣缸（如圖3-10所示）—即進(jìn)排氣導(dǎo)管和導(dǎo)氣頭都固定而氣缸本體則可以相對轉(zhuǎn)動并且作用于機(jī)床夾具和線材卷曲裝置上的一種氣缸，是引導(dǎo)活塞在其中進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動的圓筒形金屬機(jī)件。 圖3-10旋轉(zhuǎn)氣缸 旋轉(zhuǎn)氣缸主要由導(dǎo)氣頭、缸體、活塞及活塞桿組成。旋轉(zhuǎn)氣缸工作時(shí)，外力帶動缸體、缸蓋及導(dǎo)氣頭回轉(zhuǎn)，而活塞及活塞桿只能作往復(fù)的直線運(yùn)動，并且導(dǎo)氣頭體外接管路，固定不動。 應(yīng)用領(lǐng)域：旋轉(zhuǎn)氣缸主要用在印刷（張力控制）、半導(dǎo)體（點(diǎn)焊機(jī)、芯片研磨，其構(gòu)造是將2個(gè)旋轉(zhuǎn)氣缸的動作結(jié)合為一,葉片型搖動驅(qū)動器可做2段式與3段式的轉(zhuǎn)動。 2、旋轉(zhuǎn)氣缸的選型 根據(jù)上節(jié)得知，質(zhì)量為50kg，所以建所以其重力為 所以旋轉(zhuǎn)缸承受的重力可以加一個(gè)安全系數(shù)N=1.5.則其支撐力F為 由亞德客選型手冊旋轉(zhuǎn)氣缸部分給出如下圖3-11所示的參數(shù)圖表。 圖3-11旋轉(zhuǎn)氣缸 可將擺動機(jī)構(gòu)的重心放置在旋轉(zhuǎn)氣缸的中心，然后考慮上圖中的第二種情況，最大允許軸向負(fù)載即可，選擇型號為HRQ200，最大允許軸向負(fù)載為740N，滿足要求。 3.7 氣動閥選型 3.7.1氣動換向閥選型 1、概念 氣動換向閥是氣動系統(tǒng)中的控制元件，用來控制系統(tǒng)中流體的流向，其式樣類型很多，用戶可根據(jù)自己的需要進(jìn)行選擇。 換向閥的常見類型有如下幾種： 按出氣口分：二通、三通、四通和五通； 按工作位置分：二位和三位。 按控制方式分：氣控和電控、直動式和先導(dǎo)式； 按被控介質(zhì)分：流體閥和氣體閥； 按功能分：常閉和常開、中封和中泄及中間供氣； 按結(jié)構(gòu)分：有截止閥和滑閥； 在選購氣動換向閥時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1）、換向閥的螺紋接口：換向閥的公稱通徑與氣口螺紋并不一一對應(yīng)，因此，選用換向閥時(shí)應(yīng)注意接口螺紋。 2）、換向閥的安裝尺寸：相同型號、功能的換向閥因生產(chǎn)廠家不同其外形和安裝尺寸不盡相同。 3）、換向動作是否干脆利落，不拖泥帶水。 4）、電磁閥特別是交流電磁閥應(yīng)注意其絕緣性能。以保證操作者的人身安 5）、換向閥應(yīng)無外泄漏，內(nèi)泄漏越小越好。否則，會影響系統(tǒng)的正常工作，并浪費(fèi)能源。 6）、注意閥的出廠日期，換向閥放的時(shí)間太長，其潤滑油脂會老化，影響換向閥的正常工作。 2、型號 這里我們選用電磁閥，兩位五通單電控。如圖3-11所示。 圖3-11電磁閥 在此以升降氣缸為例，內(nèi)徑為63mm，行程為200mm，其在活塞缸輸出的過程中，其用氣量V為式（3-4）所示 （3-4） 式中：-升降氣缸的缸徑，為63mm； -需要沖載氣缸的行程，這里取200mm。 所以式（3-4）為 整個(gè)沖載過程完成可約為1s內(nèi)，令為1s。故其一分鐘耗氣量為 根據(jù)亞德客電磁閥選型樣本如圖3-12所示。 圖3-12流量特性圖 根據(jù)上圖，可選型號4V310即可滿足。 方便統(tǒng)一安裝和售后維修，電磁閥可統(tǒng)一選擇4V310。 3.7.2調(diào)節(jié)閥選型 1、氣動調(diào)節(jié)閥定義 氣動調(diào)節(jié)閥就是以壓縮氣體為動力源，以氣缸為執(zhí)行器，并借助于閥門定位器、轉(zhuǎn)換器、電磁閥、保位閥、儲氣罐、氣體過濾器等附件去驅(qū)動閥門，實(shí)現(xiàn)開關(guān)量或比例式調(diào)節(jié)，接收工業(yè)自動化控制系統(tǒng)的控制信號來完成調(diào)節(jié)管道介質(zhì)的：流量、壓力、溫度、液位等各種工藝過程參數(shù)。氣動調(diào)節(jié)閥的特點(diǎn)就是控制簡單，反應(yīng)快速，且本質(zhì)安全，不需另外再采取防爆措施。 此次選用的主要是節(jié)流閥。節(jié)流閥是通過改變節(jié)流截面或節(jié)流長度以控制流體流量的閥門。將節(jié)流閥和單向閥并聯(lián)則可組合成單向節(jié)流閥。節(jié)流閥和單向節(jié)流閥是簡易的流量控制閥，在定量泵液壓系統(tǒng)中，節(jié)流閥和溢流閥配合，可組成三種節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，即進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)、回油路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)和旁路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)。節(jié)流閥沒有流量負(fù)反饋功能，不能補(bǔ)償由負(fù)載變化所造成的速度不穩(wěn)定，一般僅用于負(fù)載變化不大或?qū)λ俣确€(wěn)定性要求不高的場合。 2、節(jié)流閥的性能要求 對節(jié)流閥的性能要求是： ·流量調(diào)節(jié)范圍大，流量一壓差變化平滑； ·內(nèi)泄漏量小，若有外泄漏油口，外泄漏量也要小； ·調(diào)節(jié)力矩小，動作靈敏。 節(jié)流閥(Choke valve)的外形結(jié)構(gòu)與截止閥并無區(qū)別，只是它們啟閉件的形狀有所不同。節(jié)流閥的啟閉件大多為圓錐流線型，通過它改變通道截面積而達(dá)到調(diào)節(jié)流量和壓力。節(jié)流閥供在壓力降極大的情況下作降低介質(zhì)壓力之用。 介質(zhì)在節(jié)流閥瓣和閥座之間流速很大，以致使這些零件表面很快損壞－即所謂氣蝕現(xiàn)象。 為了盡量減少氣蝕影響，閥瓣采用耐氣蝕材料（合金鋼制造）并制成頂尖角為140～180的流線型圓錐體，這還能使閥瓣能有較大的開啟高度，一般不推薦在小縫隙下節(jié)流。 3、節(jié)流閥的特點(diǎn) 1）、構(gòu)造較簡單，便于制造和維修，成本低。 2）、調(diào)節(jié)精度不高，不能作調(diào)節(jié)使用。 3）、密封面易沖蝕，不能作切斷介質(zhì)用。 4）、密封性較差。 4、節(jié)流閥的分類 節(jié)流閥按通道方式可分為直通式和角式兩種；按啟閉件的形狀分，有針形、溝形和窗形三種。 可調(diào)節(jié)節(jié)流閥：閥針和閥芯采用硬質(zhì)合金制造，產(chǎn)品按API6A標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，具有耐磨、耐沖刷性能。主要用于井口采油（氣）樹設(shè)備, 滑套式節(jié)流閥：閥芯采用低噪音平衡型結(jié)構(gòu)，開啟輕便，產(chǎn)品按API6A標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，閥芯表面覆蓋碳化鎢，適合于有閃蒸、高壓差，高壓力，空化等條件苛刻的場合，使用壽命長，流量調(diào)節(jié)精度大大提高。適用于石油，天然氣，化工，煉油，水電等行業(yè)。 5、節(jié)流閥的型號 （1）已知升降氣缸的型號為SI63X200-S，其氣體輸入孔的螺紋規(guī)格為PT3/8，考慮到?jīng)_壓氣缸，用氣量稍大，可選用直徑為8mm的氣管，故根據(jù)亞德客選型手冊選擇型號為ASL8-03。 （2）已知伸縮氣缸型號為SE32X1000-S，其氣體輸入孔的螺紋規(guī)格為PT1/8，氣管可統(tǒng)一選8mm，根據(jù)亞德客選型手冊可選擇型號為ASL8-01。 （3）夾緊氣缸型號為HFZ32，其氣體輸入孔的螺紋規(guī)格為PT1/8，根據(jù)亞德客選型手冊可得節(jié)流閥型號為ASL8-01。 結(jié) 論 經(jīng)過四個(gè)多星期的設(shè)計(jì)，終于把人生在大學(xué)里的最后一次作業(yè)搞定了。起初我只是認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計(jì)是這大學(xué)幾年的最后一次打作業(yè)，但是通過這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的從前的想法有點(diǎn)過于膚淺了。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)不但是對這幾年所學(xué)知識的一場測試，而且更是對自己綜合能力的提高。通過這次的設(shè)計(jì)我明白自己的知識還是比較缺乏的，以前課上學(xué)的東西還很膚淺，上課的時(shí)候也沒有能夠全部掌握老師所講的知識。還有許多的知識要去學(xué)，學(xué)習(xí)要的就是不斷充實(shí)與不斷探索，在將來的日常生活以及工作中不管自己在哪里都應(yīng)該不斷探索與專研，知識永遠(yuǎn)沒有學(xué)完的那一天。 在設(shè)計(jì)的過程中，一開始的時(shí)候是盡量的自己去做。遇到不會的地方，我通過去圖書館借關(guān)于設(shè)計(jì)所需要的相關(guān)書籍和上網(wǎng)查閱大量的資料以及與同學(xué)交流請教和指導(dǎo)老師及任課老師的指導(dǎo)來解決這些問題。在一些軟件的使用上也會遇到一些的問題，我會去上網(wǎng)百度以及問宿舍里會的人。 說實(shí)話，做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候真的有點(diǎn)累，然而，當(dāng)我看到自己一手設(shè)計(jì)出來的成果時(shí)卻是非常的高興的，這也算是自己在學(xué)校最后一個(gè)任務(wù)以及正式工作之前的第一個(gè)任務(wù)。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，我更加清楚的了解了我所學(xué)的專業(yè)，更熟悉地使用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊和國家標(biāo)準(zhǔn)的使用，并充分體會到按標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)的重要性，雖然對于一些計(jì)算并不是很懂，但是通過這次設(shè)計(jì)，我了解到了設(shè)計(jì)的一個(gè)基本流程，知道應(yīng)該做哪方面工作，先做什么后做什么等等。我想這是我最大的收獲。對以前課上沒有完全掌握的知識有了更深的了解。 因?yàn)槲业膶I(yè)知識還不夠成熟，設(shè)計(jì)出來的還有很大的欠缺，也花費(fèi)了好長的時(shí)間才能夠完成。這段時(shí)間真的很長，也遇到了很多的困難，但是我堅(jiān)持了下來，按時(shí)完成了這次的設(shè)計(jì)任務(wù)，所以自己還是很滿足的，覺得幾個(gè)月的努力沒有白費(fèi)。也算是給自己的3年交的最后一份答卷了。雖然不是那么完美，但是至少我是盡了自己的最大努力了。努力過了，至少自己不會有任何的遺憾和不滿足。畢業(yè)設(shè)計(jì)的結(jié)束也就意味著我們工作的開始，希望自己以后能夠像這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)一樣克服各種困難。 致 謝 在畢業(yè)設(shè)計(jì)即將接近尾聲，在老師的親切指導(dǎo)下和同學(xué)的幫助下，此次設(shè)計(jì)才得以完成。 首先，向本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)老師表示最誠摯的謝意。在自己緊張的工作中，仍然盡量抽出時(shí)間對我們進(jìn)行指導(dǎo)，時(shí)刻關(guān)心我們的進(jìn)展?fàn)顩r，督促我們抓緊學(xué)習(xí)。老師給予的幫助貫串于設(shè)計(jì)的完全過程，從借閱參考資料到現(xiàn)場的實(shí)際操作，他都給予了指導(dǎo)，不僅使我們學(xué)會逗樂書本中的知識，更學(xué)會了學(xué)習(xí)操作方法。也懂得了如何把握設(shè)計(jì)重點(diǎn)，如何合理安排時(shí)間和論文的編寫，同時(shí)在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，他和我們在一起共同解決了設(shè)備出現(xiàn)的各種問題。 其次，要向給予此次畢業(yè)設(shè)計(jì)幫助的老師們，以及同學(xué)們以誠摯的謝意，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，他們也給我很多幫助和無私的關(guān)懷，更重要的是為我們提供不少技術(shù)方面的資料，在此感謝他們，沒有這些資料就不是一個(gè)完整的論文。 總之，本次設(shè)計(jì)是在老師的指導(dǎo)下和同學(xué)的幫助下共同完成的，在設(shè)計(jì)的三個(gè)月里，我們合作的非常愉快，教會了我許多道理，是我人生的一筆財(cái)富，我再次向給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)表示感謝 在設(shè)計(jì)過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料，與同學(xué)交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，并向老師請教等方式，使自己學(xué)到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個(gè)設(shè)計(jì)中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨(dú)立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時(shí)的喜悅。雖然這個(gè)設(shè)計(jì)做的也不太好，但是在設(shè)計(jì)過程中所學(xué)到的東西是這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的最大收獲和財(cái)富，使我終身受益。 祝我們的母校在未來的發(fā)展中越辦越好。 參考文獻(xiàn) [1] 陳秀寧，施高義.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M]. 杭州：浙江大學(xué)出版社，2012.7: 27-29 [2] HOU Wen-qi. 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