汽車摩擦片的工藝分析

汽車摩擦片的工藝分析,汽車,摩擦,磨擦,工藝,分析 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書 課題名稱 汽車摩擦片的工藝設(shè)計(jì) 系/專 業(yè) 機(jī)械工程/機(jī)電一體化 班 級(jí) 機(jī)電0911 學(xué) 號(hào) 0901043122 學(xué)生姓名 程浩 日 期 2011年11月28日 — 2012年6月3 日 指導(dǎo)教師簽字： 教研室主任簽字： 系教學(xué)主任簽字： 2011年 12 月 20 日 1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題的背景 自世界上出現(xiàn)動(dòng)力機(jī)械和機(jī)動(dòng)車輛后，在其傳動(dòng)和制動(dòng)機(jī)構(gòu)中就使用摩擦片。初期的摩擦片系用棉花、棉布、皮革等作為基材，如：將棉花纖維或其織品浸漬橡膠漿液后，進(jìn)行加工成型制成剎車片或剎車帶。其缺點(diǎn)：耐熱性較差，當(dāng)摩擦面溫度超過120℃后，棉花和棉布會(huì)逐漸焦化甚至燃燒。隨著車輛速度和載重的增加，其制動(dòng)溫度也相應(yīng)提高，這類摩擦材料已經(jīng)不能滿足使用要求。人們開始尋求耐熱性好的、新的摩擦材料類型，石棉摩擦材料由此誕生。 20世紀(jì)60年代，人們逐漸認(rèn)識(shí)到石棉對(duì)人體健康有一定的危險(xiǎn)性。在開采或生產(chǎn)過程中，微細(xì)的石棉纖維易飛揚(yáng)在空氣中被人吸入肺部，長期間處于這種環(huán)境下的人們比較容易患上石棉肺一類的疾病。因此人們開始尋求能取代石棉的其它纖維材料來制造摩擦材料，即無石棉摩擦材料或非石棉摩擦材料。20世紀(jì)70年代，以鋼纖維為主要代替材料的半金屬材料在國外被首先采用。80年代－90年代初，半金屬摩擦材料已占據(jù)了整個(gè)汽車用盤式片領(lǐng)域。20世紀(jì)90年代后期以來，NAO（少金屬）摩擦材料在歐洲的出現(xiàn)是一個(gè)發(fā)展的趨勢。無石棉，采用兩種或兩種以上纖維（以無機(jī)纖維為主，并有少量有機(jī)纖維）只含少量鋼纖維、鐵粉。NAO（少金屬）型摩擦材料有助于克服半金屬型摩擦材料固有的高比重、易生銹、易產(chǎn)生制動(dòng)噪音、傷對(duì)偶（盤、鼓）及導(dǎo)熱系數(shù)過大等缺陷。目前，NAO（少金屬）型摩擦材料已得到廣泛應(yīng)用，取代半金屬型摩擦片材料。2004年開始，隨汽車工業(yè)飛速發(fā)展，人們對(duì)制動(dòng)性能要求越來越高，開始研發(fā)陶瓷型摩擦材料。 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容 1）摩擦片的工作原理 2）摩擦片生產(chǎn)的工藝流程 3）摩擦片參數(shù)的設(shè)定 4）全自動(dòng)鉆床PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5）全自動(dòng)鉆床的操作及其問題的處理 三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的要求與數(shù)據(jù) 要求： 1） 理解摩擦片的工作原理，知道它的發(fā)展歷程和作用。 2） 掌握其基本的生產(chǎn)流程和參數(shù)的設(shè)定。 3） 掌握全自動(dòng)鉆床的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并能處理簡單的問題。 4） 能熟練操作機(jī)床并能獨(dú)自進(jìn)行生產(chǎn)。 數(shù)據(jù) 材料名稱 標(biāo)準(zhǔn) 高分子粘接劑（樹脂與橡膠） 根據(jù)CN 51-1293/O6 《高分子材料科學(xué)與工程》配制 增強(qiáng)纖維 GB/T 3857-2005 纖維增強(qiáng)塑料(玻璃鋼)標(biāo)準(zhǔn)匯編 摩擦性能調(diào)節(jié)劑 根據(jù)《松遼科學(xué)（自然科學(xué)）》配制 摩擦片參數(shù)的設(shè)定 檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)GB5763-86《汽車制動(dòng)器襯片》 四、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的工作 1、 查閱相關(guān)資料及參考文獻(xiàn)； 2、了解摩擦片的用途、構(gòu)造、基本概況、發(fā)展歷史。 3、搜集材料，掌握摩擦片的基本知識(shí)。 4、通過理論的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步深化認(rèn)識(shí)。 5、到車間實(shí)習(xí)，了解生產(chǎn)工藝流程。 6、按格式要求撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)的論文 五、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)程安排 序號(hào) 設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱 日期（教學(xué)周） 1 布置任務(wù)，寫任務(wù)書 11.12.12—11.12.25 2 查閱相關(guān)資料及參考文獻(xiàn)，編寫開題報(bào)告 12.1.15—12.1.25 3 上交開題報(bào)告，并根據(jù)指導(dǎo)老師的要求修訂題目 12.1.26—12.2-10 4 確定課題，并根據(jù)課題設(shè)計(jì)總體路線及方案 12.2.10—12.2.25 5 開始寫初稿 .12.2.25—12.3.15. 6 上交初稿，并在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下進(jìn)行修改 12.3.15—12.4.5 7 上交修訂稿，并在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行修改 12.4.5—12.6.1 8 回校在指導(dǎo)老師的當(dāng)面指導(dǎo)下進(jìn)行最后修訂 12..6.1—12.6.4 六、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) [1]丁原.工程機(jī)械[M].蘇州:文苑出版社,1992 [2]申榮華,何林.摩擦材料及其制品生產(chǎn)技術(shù)[M].機(jī)械出版社，1995 [3]徐石安，江發(fā)潮 .汽車離合器[J].金陵晚報(bào)，2002 [4]朱梅.液壓與氣動(dòng)技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2004 [5]宮淑珍. 可編程控制器原理及應(yīng)用[J].北京.希望電子出版社，1998 [6]霍天覺.液壓工程手冊(cè)[M].北京.機(jī)械工業(yè)出版社，1990 [7]王旭水.鉆臺(tái)外框電壓伺服系統(tǒng)低速運(yùn)動(dòng)的研究[J].哈爾濱；哈爾濱工業(yè)大學(xué).1993 [8]吳政.離合器壓盤斷裂的失效分析[J].物化檢驗(yàn)[物理分冊(cè)].2005年08期 [9]藏金鑫.壓氣機(jī)整流葉片裂紋分析[J].失效與預(yù)防[物理分冊(cè)].2008年02期 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（報(bào)告）紙 畢 業(yè) 論 文 課題名稱 汽車摩擦片的工藝設(shè)計(jì) 系/專 業(yè) 機(jī)械工程/機(jī)電一體化 班 級(jí) 機(jī)電0911 學(xué) 號(hào) 0901043122 學(xué)生姓名 程浩 指導(dǎo)教師： 夏建成 2012 年 5 月20 日 摘要 摩擦片是用于諸多運(yùn)動(dòng)機(jī)械和裝備中起傳動(dòng)、制動(dòng)、減速、轉(zhuǎn)向、駐車等作用的功能配件。按功能及安裝的部位主要分為制動(dòng)器襯片和離合器面片。摩擦材料在汽車工業(yè)中屬于關(guān)鍵的安全件，汽車的啟動(dòng)、制動(dòng)和駐車都離不開摩擦材料，摩擦材料的好壞、優(yōu)劣直接關(guān)系著人民的生命財(cái)產(chǎn)安全，其功能地位不言而喻。 本文從影響摩擦力及摩擦片的性能方面出發(fā),主要研究內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面; (1)摩擦片的工作原理 （2）摩擦片的生產(chǎn)流程 （3）摩擦片參數(shù)的設(shè)定 （4）全自動(dòng)鉆床的優(yōu)越性及PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 關(guān)鍵詞：摩擦力，安全，工藝設(shè)計(jì) Abstract Friction plate is used in many sports machinery and equipment and equipment from the transmission ,brake,steering,parking,function fitting.According to the function and the installation part mainly divides into the brake lining and clutch facing .Friction material in automobile industry is the key of safety parts ,auto starting ,braking and parking are inseparable from the the friction material ,friction material is good or bad ,is directly related to people's life and property safety,the functional status of self-evident.This article from the impact of friction and friction performance aspect ,the main research contents include the following aspects: (1) the principle of friction plate (2) friction film production process (3) friction parameter setting (4) the superiority of automatic drilling machine and the design of PLC control system Key words :friction, safely, process design 目錄 摘要 2 第1章緒論 5 1.1概述 5 1.2我國摩擦片的發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展前景 6 第2章摩擦片的工作原理 7 第3章摩擦片的生產(chǎn)流程 8 3.2并線 9 3.3纏繞 9 3.4熱壓 10 3.5硬化 10 3.6平面磨 11 3.7外沿磨 11 3.8鉆孔 11 3.9精磨 13 3.10蓋章 13 3.11浸漬 14 3.12烘干 14 3.13打包 14 3.14摩擦片參數(shù)的設(shè)定 15 第4章全自動(dòng)鉆床PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)............................................................................................................16 4.1 引言 16 4.2全自動(dòng)氣動(dòng)鉆床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 4.3氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 4.4 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18 第5章全自動(dòng)鉆床操作 23 5.1模具更換流程 23 5.2鉆床生產(chǎn)過程中常見問題及處理 25 5.3實(shí)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)的問題及合理化建義 26 第6章總結(jié) 27 謝辭...................................................................28參考文獻(xiàn) 第1章緒論 1.1概述 自世界上出現(xiàn)動(dòng)力機(jī)械和機(jī)動(dòng)車輛后，在其傳動(dòng)和制動(dòng)機(jī)構(gòu)中就使。初期的摩擦片系用棉花、棉布、皮革等作為基材，如：將棉花纖維或其織品浸漬橡膠漿液后，進(jìn)行加工成型制成剎車片或剎車帶。其缺點(diǎn)：耐熱性較差，當(dāng)摩擦面溫度超過120℃后，棉花和棉布會(huì)逐漸焦化甚至燃燒。隨著車輛速度和載重的增加，其制動(dòng)溫度也相應(yīng)提高，這類摩擦材料已經(jīng)不能滿足使用要求。人們開始尋求耐熱性好的、新的摩擦材料類型，各種不同性能的摩擦材料由此誕生。摩擦片越來越體現(xiàn)出它的不可代替的作用，摩擦片市場越來越活躍。 1.2我國摩擦片的發(fā)展?fàn)顩r及發(fā)展前景 由于我國工業(yè)基礎(chǔ)薄弱以及計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制的某些弊端，長期閉關(guān)自守的封閉狀態(tài)致使汽車摩擦材料行業(yè)與國際先進(jìn)水平存在較大的差距。在工藝、設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)方面長期沿襲老的技術(shù)模式，體制、機(jī)制不夠靈活，缺乏創(chuàng)新活力，技術(shù)進(jìn)步緩慢，新產(chǎn)品開發(fā)及產(chǎn)品質(zhì)量升級(jí)換代等方面落后于市場需求；管理比較粗放，生產(chǎn)效率不高，生產(chǎn)能力、經(jīng)濟(jì)規(guī)模雖有較快增長，但一直難有大的突破；產(chǎn)品技術(shù)規(guī)范無法進(jìn)入主流國際市場的標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)體系，出口份額微乎其微，開放型經(jīng)濟(jì)形成不了氣候；技術(shù)力量短缺，人才斷層現(xiàn)象明顯，科研機(jī)構(gòu)、大專院校的參與力度不夠，沒有建立或自然形成具有足夠?qū)嵙εc威望的科研中心。2011年是汽車摩擦片底板行業(yè)發(fā)展過程中非常關(guān)鍵的一年，首先，從外部宏觀環(huán)境來講，2011年是我國汽車摩擦片底板行業(yè)“十二五”規(guī)劃的開始年，影響行業(yè)發(fā)展的新政策、新法規(guī)都將陸續(xù)出臺(tái)。轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式，嚴(yán)格的節(jié)能減排對(duì)汽車摩擦片底板行業(yè)的發(fā)展都產(chǎn)生了深刻的影響，另外還有來自通貨膨脹、人民幣升值、人力資源成本上升等等因素的影響；從企業(yè)內(nèi)部來講，產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)競爭、技術(shù)工藝升級(jí)、出口市場逐步萎縮、產(chǎn)品銷售市場日益復(fù)雜等問題，都是企業(yè)決策者所必須面對(duì)和亟待解決的。我國政府已經(jīng)意識(shí)到這一問題,并不斷對(duì)這一行業(yè)進(jìn)行扶持,相信2012年的中國摩擦片市場將更加繁榮. 第2章摩擦片的工作原理 圖2.1摩擦片的工作原理圖 1-手柄 2-油泵活塞 3-油箱 4-制動(dòng)液 5-彈簧 6-缸體 7，14-滑銷 8-支架 9-制動(dòng)盤 10，12-摩擦片 11，13底板 15-防塵圈 16-密封圈 17-油缸活塞 18-油管 19-泵體 以最常用的汽車用干摩擦式離合器為例，其工作原理是： 結(jié)合時(shí)，利用膜片彈簧(或螺旋彈簧、碟型彈簧）等壓緊元件作用于離合器壓盤，將離合器從動(dòng)盤總成緊壓在飛輪與壓盤之間，產(chǎn)生一定的摩擦力矩，從而將發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞至傳動(dòng)系統(tǒng)，來驅(qū)動(dòng)車輛前進(jìn)或倒退。 分離時(shí)，利用操縱系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)分離軸承，推(拉)動(dòng)離合器分離桿(或膜片彈簧分離指)，利用杠桿原理及(或)傳動(dòng)片的彈性恢復(fù)力，放松對(duì)從動(dòng)盤總成的壓緊，從而切斷發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力傳遞，便于換檔等操作。 第3章摩擦片的生產(chǎn)流程 如下表所示，為摩擦片的整體生產(chǎn)流程，其中研發(fā)部（第二步）為最重要的部門，不但要對(duì)模具進(jìn)行設(shè)計(jì)，還要對(duì)摩擦片進(jìn)行各種性能的檢測，如抗壓性，抗?jié)穸鹊取? 顧客下訂單 研發(fā)部根據(jù)客戶要求設(shè)計(jì)模具，試打樣品?？蛻粽J(rèn)可后，采購部購買材料，準(zhǔn)備生產(chǎn) ↓ 選料，并線，纏繞，熱壓，硬化 熱壓車間生產(chǎn) ↓ → 鉆孔，精磨，蓋章，浸漬，烘干，打包 成品車間生產(chǎn) ↓ → 質(zhì)量部檢測 ↓ 合格后出廠 ↓ 圖 圖3.1摩擦片生產(chǎn)流程圖 3.1選料 根據(jù)客戶的不同要求選擇各種材料的不同比例及種類。舍弗勒摩擦產(chǎn)品（蘇州）有限公司是一家德資企業(yè)，所生產(chǎn)的摩擦片主要原料有橡膠、樹脂碳黑、摩擦水泥、硫磺、甲苯、玻璃纖維、銅絲（起散熱作用）等，具體配方為公司最高機(jī)密。德國總部專門派一名德國工程師在蘇州工廠從事這項(xiàng)最高機(jī)密的工作。 3.2并線 由于摩擦片是由一條條的絲線壓成的，所以要先對(duì)材料所制成的線進(jìn)行合并，即并線。并線就是把玻璃纖維、棉紗、銅絲并成一股比較粗的線。 并好的線要達(dá)到相應(yīng)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，這取決于很多因素，如工藝設(shè)計(jì)、設(shè)備狀況、半制品質(zhì)量等。而工藝方面主要取決于細(xì)紗牽伸和加捻工藝合理設(shè)計(jì)，使纖維在牽伸過程中運(yùn)動(dòng)正常，加捻卷繞過程中張力適中、少斷頭。 3.3纏繞 纏繞即將并過的絲線加工處理，使其具有摩擦片的初始形態(tài)。圖中纏繞機(jī)旁即為纏繞過的摩擦片初始形態(tài)。 3.4熱壓 纏繞僅僅使絲線勉強(qiáng)繞在一起，無論其強(qiáng)度還是硬度，摩擦性能都無法滿足工藝需要，所以要經(jīng)過熱壓使其內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加緊密.公司所用熱壓機(jī)為恒溫?zé)釅簷C(jī)，正常生產(chǎn)時(shí)的恒壓為200攝氏度。剛壓過的片子從機(jī)器中拿出來溫度比較高，且比較容易變形，因此要立刻冷壓一下，使其片子摸起來不燙手，也使摩擦片變硬。 3.5硬化 通過熱處理的方法來調(diào)整基體組織狀態(tài)，從而達(dá)到調(diào)整性能的目的。在生產(chǎn)中的到廣泛的應(yīng)用，同時(shí)還能增加摩擦片表面硬度。為了提高鋼的硬度，熱處理工藝遂得到迅速發(fā)展。中國河南省易縣燕下都出土的兩把劍和一把戟，其顯微組織中都有馬氏體存在，說明是經(jīng)過淬火的。隨著熱處理技術(shù)的發(fā)展，金屬熱處理和非金屬熱處理工藝得到更大發(fā)展。一個(gè)顯著的進(jìn)展是1901～1925年，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用轉(zhuǎn)筒爐進(jìn)行氣體滲碳行；30年代出現(xiàn)露點(diǎn)電位差計(jì)，使?fàn)t內(nèi)氣氛的碳勢達(dá)到可控，以后又研究出用二氧化碳紅外儀、氧探頭等進(jìn)一步控制爐內(nèi)氣氛碳勢的方法；60年代，熱處理技術(shù)運(yùn)用了等離子場的作用，發(fā)展了離子滲氮、滲碳工藝 ；激光、電子束技術(shù)的應(yīng)用，又使金屬和非金屬獲得了新的表面熱處理和化學(xué)熱處理方法 3.6平面磨 因?yàn)橛不?，摩擦片表面都被一層黑色的脆松物質(zhì)所包圍，要對(duì)其表面進(jìn)行粗磨，同時(shí)要跟據(jù)摩擦片具體的尺寸進(jìn)行加工，一般粗磨時(shí)要比實(shí)際尺寸大10絲，即0.1毫米。 3.7外沿磨 同理，硬化后的摩擦片的外延（周邊）不光滑且有黑色雜質(zhì)，需進(jìn)行加工，使其周邊光滑加工時(shí)要跟據(jù)摩擦片的尺寸要求進(jìn)行加工，不同摩擦片由于內(nèi)，外徑不同，機(jī)器上所使用刀具也不同。 3.8鉆孔 平面磨之后，就要根據(jù)不同客戶的訂單要求進(jìn)行鉆孔。孔分為通孔和沉孔，通孔即完全打空的孔，沉孔即不完全打空的孔（如圖）由于孔的不同，所以槍分為打通孔的和打沉孔的，其中打沉孔的鉆頭又根據(jù)各種沉孔的尺寸不同，分為多種。 圖3.2 生產(chǎn)單 圖3.1鉆孔后的摩擦片 圖 圖3.3 量規(guī) 圖3.4檢測臺(tái) 圖3.5 透規(guī) 圖3.6鉆床 圖3.1為鉆過孔的摩擦片，明顯圖中有兩種孔,即通孔和沉孔。圖3.2所示，由于公司生產(chǎn)的摩擦片太多，客戶要求的種類多樣，所以公司的每批訂單要進(jìn)行編號(hào)，即身份號(hào)，如圖中摩擦片的身份號(hào)為6313623，.32049為模具號(hào)，還有厚度，外徑，內(nèi)徑等。圖3.3為摩擦片平行度的檢測儀器。如圖所示，將摩擦片放上，輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)表中示數(shù)不超過60絲時(shí)，即為合格品。圖3.4為檢測臺(tái)，檢測摩擦片的厚度及沉孔厚度。如圖中摩擦片的厚度為3.5正負(fù)0.1，即此摩擦片的合格范圍為3.4至3.6。沉孔厚度為1，3正負(fù)0.1，即沉孔的合格范圍為1.2至1.4。圖中珋孔外徑為5.2正0.2即合格范圍為5.2至5.4。用5.2的透規(guī)檢測，如圖3.5 所示，不同種類的摩擦片根據(jù)具體要求用不同的透規(guī)。每200片時(shí)檢測一次，若發(fā)現(xiàn)異常，但比較小，可以在規(guī)定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)時(shí)，停下鉆床進(jìn)行調(diào)節(jié)；若尺寸不在范圍時(shí)，要將以做的摩擦片進(jìn)行檢測，并填寫異產(chǎn)品單調(diào)節(jié)后再生產(chǎn)。圖3.6為鉆床。操作的流程為;用鉆床打孔→檢測平行度→檢測厚度→檢測透規(guī) 3.9精磨 由于摩擦片的精度要求比較高，所以要用精磨機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步的加工，使其滿足客戶要求，同時(shí)精磨可以使摩擦片的表面銅絲暴露出來，增加其摩擦系數(shù)。 3.10蓋章 精磨后，要對(duì)不同客戶要求的摩擦片進(jìn)行蓋章，進(jìn)行記錄。圖為蓋章機(jī)。 3.11浸漬 這套工序有兩個(gè)目的，一是除去摩擦片表面的雜質(zhì)，另一方面浸漬液體中放有某種液體，可以在摩擦片的表面增加一層保護(hù)膜。在一定的溫度及壓力下迫使液態(tài)浸漬劑浸入多孔材料的氣孔中，以提高其體積密度和降低其滲透率的機(jī)理。與浸漬作業(yè)有關(guān)的工藝基礎(chǔ)包括炭素制品孔隙的存在和孔隙率的大小對(duì)焙燒品物理化學(xué)性能的影響，炭素制品孔隙的孔徑、孔徑分布和孔徑分布曲線，開口孔隙率的測定，評(píng)價(jià)浸漬效果的理論增重率和實(shí)際增重率，與浸漬過程有密切關(guān)系的達(dá)西定律的運(yùn)用，待浸半成品的預(yù)熱，影響浸漬劑浸入多孔材料過程的相關(guān)因素等。浸漬是提高與改善炭素制品物理化學(xué)性能的重要措施，特別是對(duì)需要高強(qiáng)度和高密度、低滲透的炭素制品來說，為了減少孔隙率和提高體積密度、機(jī)械強(qiáng)度和降低滲透率都必須通過一次或多次的浸漬作業(yè)來實(shí)現(xiàn)。 3.12烘干 將浸漬后的摩擦片進(jìn)行烘干和冷卻。圖中為烘干機(jī)和鼓風(fēng)機(jī)。 3.13打包 打包中包含質(zhì)檢，工作人員對(duì)摩擦片進(jìn)行檢驗(yàn)，將合格的摩擦片進(jìn)行打包，運(yùn)入倉庫。 3.14摩擦片參數(shù)的設(shè)定 加工好的摩擦片最終是要裝在離合器中才能發(fā)揮其作用的。本章所舉例參數(shù)如下所示： 發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率： 22Kw 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速： 50 N·m /3500rpm （3.1） 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)速 5500rpm 裝載質(zhì)量： 0.7t 摩擦片的外徑D是離合器的基本尺寸，它關(guān)系到離合器的結(jié)構(gòu)重量和使用壽命，所以應(yīng)先確定摩擦片的外徑D 在確定外徑時(shí)，可以根據(jù)以下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出： D=KD （3.2） .式中： D是為摩擦片外徑，mm Temax為發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩，N·m （3.3） KD是為直徑系數(shù) 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)：Temax=50N·m 0.7噸微型汽車：單片摩擦離合器 KD查表可取為14.6 由公式代入相關(guān)數(shù)據(jù)，則得： D=103.24mm 根據(jù)離合器摩擦片的標(biāo)準(zhǔn)化，系列化原則，根據(jù)下表“離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù)”（即GB1457—74） 表3.1離合器摩擦片尺寸系列和參數(shù) 外徑D\mm 160 180 200 225 250 280 300 325 內(nèi)徑d\mm 110 125 140 150 155 165 175 190 厚度/mm 3.2 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 1- 0.687 0.694 0.700 0.667 0.620 0.589 0.583 0.585 C'=d/D 0.676 0.667 0.657 0.703 0.762 0.796 0.802 0.800 單面面積cm2 106 132 160 221 302 402 466 546 可?。耗Σ疗嘘P(guān)標(biāo)準(zhǔn)尺寸： 外徑D/mm 內(nèi)徑d/mm 厚度/mm C’=d/D 1-C’3 單位面積/cm2 160 110 3.2 0.676 0.687 106 平均半徑Rc= =68mm。 （3.4） 摩擦片約束條件的檢驗(yàn) 1）摩擦片外徑D的選取應(yīng)使最大圓周速度不超過65～70m/s， m/s﹤65～70m/s 2）摩擦片的內(nèi)、外徑比應(yīng)在0.53～0.70范圍內(nèi) 3）為了保證離合器可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，并防止傳動(dòng)系過載，不同車型β值應(yīng)在一定范圍內(nèi)，最大范圍為1.2～4.0 1.2﹤β=1.5﹤4.0 4）為了保證扭轉(zhuǎn)減震器的安裝，摩擦片內(nèi)徑d必須大于減震器彈簧位置直徑2R0約50mm一般取 R0=(0.60 ～0.75 )本設(shè)計(jì)中取R0=38.5 略大于摩擦片內(nèi)徑d=110，但仍可視為在允許范圍內(nèi)。 為反映離合器傳遞的轉(zhuǎn)矩并保護(hù)過載的能力，單位摩擦面積傳遞的轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于其許用值，為單位摩擦面積所傳遞的轉(zhuǎn)矩（N·為其許用值（N·，）根據(jù)下表選取 （3.5） 單位摩擦面積傳遞轉(zhuǎn)矩的許用值（N·） 離合器規(guī)格D/mm ≤210 >210～250 >250～325 >325 [ TC0]10-2 0.28 0.30 0.35 0.40 6) 為了降低離合器滑磨時(shí)的熱負(fù)荷，防止摩擦片損傷，單位壓力p應(yīng)在一定范圍，其最大范圍為0.10～1.50Mpa 由前面計(jì)算可知 p=0.21MPa，在此范圍內(nèi)。 第4章全自動(dòng)鉆床PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.1 引言 氣壓傳動(dòng)是一種易于推廣普及的實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的應(yīng)用技術(shù)，其氣源容易獲得，環(huán)境污染小，工作速度快，動(dòng)作頻率高，工程實(shí)現(xiàn)容易。PLC是一種功能強(qiáng),編程簡單，可靠性高的自動(dòng)控制產(chǎn)品；兩者在工業(yè)生產(chǎn)上都得到了廣泛的應(yīng)用。用氣動(dòng)自動(dòng)化控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)化，是工業(yè)自動(dòng)化的一種重要技術(shù)手段，也是一種低成本自動(dòng)化技術(shù)。 基于以上考慮，為提高生產(chǎn)效率，提高自動(dòng)化程度，現(xiàn)設(shè)計(jì)一種一種全自動(dòng)氣動(dòng)鉆床，該機(jī)床能對(duì)工件進(jìn)行快速定位，夾緊以及鉆削加工。全自動(dòng)鉆床通過氣壓傳動(dòng)來傳遞動(dòng)力，通過PLC來控制機(jī)床動(dòng)作。 4.2全自動(dòng)氣動(dòng)鉆床機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 全自動(dòng)氣動(dòng)鉆床機(jī)構(gòu)原理圖如圖4.1所示，摩擦片在送片機(jī)構(gòu)里靠重力落下，送料缸的滑塊向上并向前運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)摩擦片向右運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)工件定位，摩擦片定位好后，夾緊缸的滑塊向上并夾緊摩擦片，隨后鉆削缸的活塞桿帶動(dòng)鉆頭向下進(jìn)給，進(jìn)行鉆孔。按下停止按鈕，則在當(dāng)前位置停止工作，再按一下，則繼續(xù)當(dāng)前的動(dòng)作。 圖4.1氣動(dòng)鉆床原理圖 4.3氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 根據(jù)該鉆床的設(shè)計(jì)要求，送片，夾緊以及鉆孔分別用不同的氣缸來控制，3個(gè)氣缸的動(dòng)作有嚴(yán)格的順序關(guān)系，其動(dòng)作順序如下： 啟動(dòng)按鈕→①送料缸進(jìn)→送料缸初始退→送料缸全退同時(shí)夾緊缸進(jìn)→鉆削缸快進(jìn)→鉆削缸工進(jìn)→延時(shí)停留→鉆削缸快退→夾緊缸退① 氣動(dòng)原理圖如圖5.2所示，整個(gè)氣動(dòng)系統(tǒng)就是對(duì)3個(gè)氣缸的動(dòng)作進(jìn)行控制，由于氣缸的往復(fù)頻率較高，因而選擇緩沖氣缸，同時(shí)為了控制氣缸到達(dá)行程終點(diǎn)時(shí)發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)來完成預(yù)定的動(dòng)作，氣缸采用了磁性傳感器來控制氣缸的工作行程；根據(jù)該鉆床的工作要求，主控閥采用兩位五通雙控電磁閥，也可避免在動(dòng)作過程中突然斷電造成的機(jī)械部件沖擊損傷；通過設(shè)置單向節(jié)流閥來調(diào)節(jié)氣缸的速度；設(shè)置快速排氣閥是為了使氣缸的二位二通行程閥是為了實(shí)現(xiàn)鉆削缸快進(jìn)和工進(jìn)的換接，且可使換接平穩(wěn)。該系統(tǒng)中，為了保證鉆削力的要求，鉆削缸可采用合適缸徑的氣缸 圖4.2氣動(dòng)鉆床系統(tǒng)原理圖 4.4 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 全自動(dòng)專用鉆床的加工特點(diǎn);加工過程中工件不動(dòng)，讓刀具移動(dòng)，將刀具中心對(duì)正孔中心，并使刀具移動(dòng)（主運(yùn)動(dòng)）。全自動(dòng)專用鉆床的特點(diǎn)是工件固定不動(dòng)，刀具做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并沿主軸方向進(jìn)給，操作可以是手動(dòng)，也可以是機(jī)動(dòng)。并且可以大量加工，全自動(dòng)專用鉆床是具有廣泛用途的機(jī)床，可對(duì)零件進(jìn)行鉆孔，擴(kuò)孔等加工。在鉆床上配有工藝裝備時(shí)，還可以進(jìn)行鏜孔加工。因?yàn)槿詣?dòng)鉆床是批量生產(chǎn)并且整個(gè)過程是全自動(dòng)的，所以他解決了現(xiàn)有的普通鉆床加工零件操作不方便，加工困難，危險(xiǎn)系數(shù)大，加工過程復(fù)雜等技術(shù)問題。 根據(jù)本氣動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)和預(yù)定的動(dòng)作可知，有6個(gè)行程開關(guān)信號(hào)的輸入，1個(gè)件監(jiān)測信號(hào)的輸入以及啟動(dòng)，停止和復(fù)位3個(gè)信號(hào)的輸入以及6個(gè)電磁鐵的輸出，現(xiàn)選用S7200可編程序控制器。PLC控制系統(tǒng)的I/O地址分配表如表4.1所示。順序功能圖如圖4.3所示 ，梯形圖如圖 4.4所示。 表4.1PLC系統(tǒng)I/O地址分配表 輸入 注解 輸出 注解 I0.0 啟動(dòng)/停止 Q0.0 鉆削缸工進(jìn) I0.1 送料缸后限位 Q0.1 鉆削缸退 I0.2 送料缸前限位 Q0.2 鉆削缸快進(jìn) I0.3 夾緊缸后限位 Q0.3 送料缸進(jìn)/退 I0.4 夾緊缸前限位 Q0.4 夾緊缸進(jìn)/退 I0.5 鉆削缸后限位 I0.6 鉆削缸中間位 I0.7 鉆削缸前限位 圖4.3PLC系統(tǒng)順序功能圖 圖4.4PLC梯形圖 第5章全自動(dòng)鉆床操作 5.1模具更換流程 由于摩擦片的種類和各種摩擦片的要求不同，所以實(shí)際生產(chǎn)中會(huì)不斷的更換模具，而模具的價(jià)格一般昂貴而又脆弱，所以在實(shí)際生產(chǎn)中就形成了一種特定的換模流程，不僅能最大限度的保護(hù)模具不受損傷，而且能迅速的更換模具。 停下鉆床，拆中模 下降鉆頭，拆上模 ↓ 換上新上模板 ↓ 上升鉆頭，拆除下模板 ↓ 換上新下模板 ↓ 換上新中模板 ↓ 調(diào)試 ↓ 圖5.1全自動(dòng)鉆床模具更換圖 1.先將鉆床的運(yùn)行模式設(shè)置為手動(dòng). 2.下降鉆頭,松開導(dǎo)柱鎖緊螺栓. 3.上升鉆頭(半高). 4.拆除限位開關(guān)檔板和液壓軟管. 5.下降鉆頭,然后松開上模板固定螺栓. 6.鎖緊導(dǎo)柱鎖緊螺栓,上升鉆頭. 7.移走上模板,清理臺(tái)面. 8.松開并移走下模板. 9．用吸風(fēng)管清理粉塵殘?jiān)? 10．下降鉆頭,松開導(dǎo)柱鎖緊螺栓. 11上升鉆頭(半高),將換鉆頭工裝放在臺(tái)面上. 12下降鉆頭,直到與工裝表面接觸. 13松開鉆頭固定螺絲,上升鉆床頂部. 14.將鉆頭向右轉(zhuǎn)90度,并卸下. 15.推入新鉆頭并向左轉(zhuǎn)90度. 16.調(diào)整鉆頭中心位置,定位機(jī)器并固定鉆頭. 17.上升鉆頭,將工裝拿下. 18.安裝并固定新的下模板. 19.下降鉆頭,調(diào)整鉆孔深度(上下) 20.鎖緊導(dǎo)柱鎖緊螺栓,上升鉆頭并安裝上模板. 21.用兩個(gè)定位銷將上模板固定在中心位置,下降鉆頭. 22.固定上模板并松開導(dǎo)柱鎖緊螺栓,上升鉆頭. 23.送料導(dǎo)軌前移,松開定位導(dǎo)軌滑塊. 24.利用定位導(dǎo)塊來對(duì)摩擦片進(jìn)行中心定位(下降鉆頭) 25.松開導(dǎo)柱鎖緊螺栓,上升鉆頭(半高) 26.調(diào)整并固定兩塊限位開關(guān)檔板,接上液壓軟管. 27.下降鉆頭,固定導(dǎo)柱鎖緊螺栓.上升鉆頭. 28.加緊并調(diào)整定位導(dǎo)軌滑塊來定位摩擦片位置. 29.調(diào)整片子擋板寬度和送片導(dǎo)軌滑塊 30.調(diào)整出片導(dǎo)軌的寬度. 31.調(diào)緊壓緊條的松緊. 32.試打孔/測量流程. 33.調(diào)鉆頭. 34.鉆出首件樣品,并填寫首件放行單. 35.報(bào)告班長, 5.2鉆床生產(chǎn)過程中常見問題及處理 序號(hào) 問題 原因 處理方法 1 拉片子時(shí)拉不到片子 片子沒放好 松開檔板重新放片子 2 拉片子時(shí)拉不到位 片子變形或氣缸出問題 變形的片子放到整形區(qū)換新片子；氣缸壞時(shí)，通知班長，找機(jī)修修理 3 片子拉到位后，鉆孔時(shí)，機(jī)器頻繁報(bào)警 探頭與檔板間的距離沒調(diào)好，適宜距離為0到1 重新調(diào)整探頭與檔板間的距離 4 鉆孔時(shí)沉孔內(nèi)徑偏小 鉆頭壞了 換新鉆頭 5 鉆孔時(shí)沉孔內(nèi)徑偏大 下鉆套磨損 取下下模板，更新新鉆套 6 鉆完孔后，傳入精磨機(jī)時(shí)傳送不到位 片子變形或夾子間的距離沒調(diào)整好，或氣缸壞 變形片或氣缸壞時(shí)處理方法同上，片子間距離為調(diào)好時(shí)重新調(diào)整其距離 7 片子尺寸變動(dòng) 機(jī)器本身變動(dòng)或吸塵管堵塞 機(jī)器本身變動(dòng)時(shí)，根據(jù)片子尺寸的要求進(jìn)行調(diào)整；若吸塵管堵塞時(shí)通知班長，找維修師修理 8 片子平行度出問題 摩擦片外沿不好或調(diào)內(nèi)徑時(shí)檔板沒調(diào)好，或中模里墊片沒調(diào)好 外沿出問題時(shí)，報(bào)告班長重新外沿磨后再生產(chǎn)；擋板沒調(diào)好好時(shí)重新調(diào)內(nèi)徑；墊片沒調(diào)好時(shí)，根據(jù)具體的尺寸進(jìn)行調(diào)整 9 片子傳送到位后，返回時(shí)，片子偏動(dòng) 內(nèi)徑?jīng)]調(diào)好 重新調(diào)整內(nèi)徑 10 蓋章機(jī)報(bào)警 膠帶松了或沒帶子了，或機(jī)器故障 找蓋章員進(jìn)行調(diào)整 5.3實(shí)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)的問題及合理化建義 在生產(chǎn)過程中，由于多臺(tái)機(jī)器同時(shí)工作，工具的運(yùn)用十分頻繁，而工具又是放在一個(gè)工具車?yán)锏?，再加上不同師傅的上班班次不同，這就造成了生產(chǎn)過程中頻繁找工具的現(xiàn)象。所以根據(jù)實(shí)際需要，做了如下工具箱。小工具箱的前面八個(gè)小格依次放2.5 3 4 5 6 8 10等內(nèi)六角扳手，并在前面注明標(biāo)記；旁面大點(diǎn)的放開口扳手；后面放操作說明書，我覺得機(jī)臺(tái)上的操作卡上說的太書本化了，沒有直觀映像，可以試著從選模具-換模具-調(diào)內(nèi)外徑-測單邊-調(diào)尺寸等步驟一步步詳細(xì)說明，這樣初學(xué)者就可以結(jié)合老師傅的教授很快掌握。在每個(gè)精磨機(jī)的側(cè)面都安裝一個(gè)小工具箱，必要的工具每臺(tái)機(jī)器單獨(dú)配一份。 圖5.3.1工具箱 生產(chǎn)中，時(shí)常會(huì)用到兩種不同規(guī)格的鉆頭，或者打樣品時(shí)用到，這樣就造成了測量時(shí)不停的換。建議在全自動(dòng)測量臺(tái)那兒再配一個(gè)測量臺(tái)。 圖5.3.2 摩擦片測量臺(tái) 生產(chǎn)過程中經(jīng)常會(huì)發(fā)生這樣的情況：一個(gè)班的師傅發(fā)現(xiàn)這套模具沒有片子了，換一套模具生產(chǎn)，下一個(gè)班，或隔一個(gè)班這套模具的片子又有了，再換過來。頻繁的換模，不僅浪費(fèi)時(shí)間，還容易造成尺寸,單邊出問題，員工也比較累。建議公司在每月月初，將這一個(gè)月的生產(chǎn)任務(wù)排出來，同種模具的片子生產(chǎn)順序放到一起，再分成每周的生產(chǎn)任務(wù)，打印出來發(fā)到生產(chǎn)現(xiàn)場，讓現(xiàn)場師傅知道工作中要生產(chǎn)的型號(hào)，盡量做到一套模具的片子做完后，再換下一套模具。這樣可以減少換模時(shí)間，提高產(chǎn)能。 第6章總結(jié) 自動(dòng)鉆床是一種自動(dòng)化鉆孔平臺(tái)，是指利用比目標(biāo)物更堅(jiān)硬、更銳利的工具通過旋轉(zhuǎn)切削或旋轉(zhuǎn)擠壓的方式，在目標(biāo)物上留下圓柱形孔或洞的機(jī)械和設(shè)備統(tǒng)稱。通過對(duì)精密部件進(jìn)行鉆孔，來達(dá)到預(yù)期的效果。全自動(dòng)鉆床通過氣壓傳動(dòng)傳動(dòng)動(dòng)力，采用PLC對(duì)氣動(dòng)鉆床的動(dòng)作進(jìn)行控制，既發(fā)揮了氣壓傳動(dòng)安全，廉價(jià)，無污染等優(yōu)點(diǎn)，又使得控制方便，結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高。通過兩者的結(jié)合，方便實(shí)現(xiàn)了鉆床的自動(dòng)加工。隨著科技和工業(yè)化的不斷發(fā)展和人力資源成本的增加，大多數(shù)企業(yè)均考慮自動(dòng)鉆床作為發(fā)展方向。工業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的趨勢越來越明顯，PLC與氣壓傳動(dòng)相結(jié)合的自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)越來越體現(xiàn)出它的優(yōu)勢。而隨著時(shí)代的發(fā)展，物質(zhì)生活也越來越豐富，交通也越來越多元化，豐富化；隨著交通的發(fā)展，交通安全越來越得到社會(huì)的關(guān)注和重視，而摩擦片作為離合器不可或缺的一部分，它的質(zhì)量好壞直接影響著交通的安全，社會(huì)的和諧。所以社會(huì)對(duì)摩擦片的性能要求越來越高，而人為加工鉆孔對(duì)精度的要求越來越不能滿足客戶的要求，全自動(dòng)加工不僅能滿足客戶對(duì)精度的要求，也能大大提高摩擦片的產(chǎn)量，節(jié)約人力成本，所以摩擦片行業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化是勢在必行的事。 謝辭 從去年十二月到今年五月份，不知不覺六個(gè)月的實(shí)習(xí)期已經(jīng)過去，論文也基本完成。論文在選題和制作過程中，得到了夏建成老師的悉心指導(dǎo)和幫助，尤其在修改過程中，來來回回好幾次，夏老師每次都是認(rèn)認(rèn)真真的幫我修改，遇到有問題的地方，夏老師都會(huì)用紅色字體幫我標(biāo)出。當(dāng)我的思路遇到困難時(shí)，他多次幫我指導(dǎo)，為我指導(dǎo)迷津，點(diǎn)撥我的思路，開拓我的思維，精心指導(dǎo)。他的認(rèn)真與負(fù)責(zé)讓我感動(dòng)和敬佩。時(shí)間如白駒過隙般飛逝而過，實(shí)習(xí)的過程充實(shí)過也迷惘過，有過歡笑也有過淚水。記得剛開始工作時(shí)，我連扳手等基本生產(chǎn)工具都用不順，做事很笨拙；對(duì)數(shù)控機(jī)床了解很少，工作中老是出錯(cuò)，對(duì)PLC機(jī)床的控制系統(tǒng)也是似懂非懂，當(dāng)時(shí)感覺落差蠻大的，后來慢慢地成熟了，在實(shí)習(xí)中學(xué)到了好多，也發(fā)現(xiàn)了很多不足之處，有待提高。 此外感謝我的班主任劉濱老師，謝謝他在這三年中為我們?nèi)嗨龅囊磺?，他不求回?bào)，無私奉獻(xiàn)的精神很讓我感動(dòng)，感覺他在論文制作過程中的解惑，直至論文的順利完成。同時(shí)也非常感謝丁加軍，彭換新等教機(jī)電0911班的各位老師，衷心感謝他們?nèi)甑木慕逃? 寫到這里，我的這篇論文已接近尾聲，時(shí)光飛逝，在南工院的三年學(xué)習(xí)生涯即將結(jié)束。離別在即，站在人生的又一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)上，心中難免思緒萬千，一種感慨之情油然而生。從開始確定選題一直到論文的順利完成，都離不開老師、朋友、同學(xué)給我的熱心幫助在這里請(qǐng)接受我最誠摯的謝意 參考文獻(xiàn) [1]丁原.工程機(jī)械[M].蘇州:文苑出版社,1992 [2]申榮華,何林.摩擦材料及其制品生產(chǎn)技術(shù)[M].機(jī)械出版社，1995 [3]徐石安，江發(fā)潮 .汽車離合器[J].金陵晚報(bào)，2002 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