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中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告
1 本課題所涉及的內(nèi)容及其研究的綜述
1.1自動(dòng)化生產(chǎn)線簡(jiǎn)介
自動(dòng)生產(chǎn)線是由工件傳送系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，將一組自動(dòng)機(jī)床和輔助設(shè)備按照工藝順序聯(lián)結(jié)起來(lái)，自動(dòng)完成產(chǎn)品全部或部分制造過(guò)程的生產(chǎn)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)自動(dòng)線。在大批、大量生產(chǎn)中采用自動(dòng)線能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，穩(wěn)定和提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善勞動(dòng)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。
從二十世紀(jì)20年代開(kāi)始，隨著汽車(chē)、滾動(dòng)軸承、小型電動(dòng)機(jī)和縫紉機(jī)等工業(yè)發(fā)展，機(jī)械制造中開(kāi)始出現(xiàn)自動(dòng)線，最早出現(xiàn)的是組合機(jī)床自動(dòng)線。在此之前，首先是在汽車(chē)工業(yè)中出現(xiàn)了流水生產(chǎn)線和半自動(dòng)生產(chǎn)線，隨后發(fā)展成為自動(dòng)線。第二次世界大戰(zhàn)后，在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的機(jī)械制造業(yè)中，自動(dòng)線的數(shù)目出現(xiàn)了急劇增。
機(jī)械制造業(yè)中有鑄造、鍛造、沖壓、熱處理、焊接、切削加工和機(jī)械裝配等自動(dòng)線，也有包括不同性質(zhì)的工序，如毛坯制造、加工、裝配、檢驗(yàn)和包裝等的綜合自動(dòng)線。
自動(dòng)線中設(shè)備的聯(lián)結(jié)方式有剛性聯(lián)接和柔性聯(lián)接兩種。在剛性聯(lián)接自動(dòng)線中，工序之間沒(méi)有儲(chǔ)料裝置，工件的加工和傳送過(guò)程有嚴(yán)格的節(jié)奏性。當(dāng)某一臺(tái)設(shè)備發(fā)生故障而停歇時(shí)，會(huì)引起全線停工。因此，對(duì)剛性聯(lián)接自動(dòng)線中各種設(shè)備的工作可靠性要求高。
在柔性聯(lián)接自動(dòng)線中，各工序(或工段)之間設(shè)有儲(chǔ)料裝置，各工序節(jié)拍不必嚴(yán)格一致，某一臺(tái)設(shè)備短暫停歇時(shí)，可以由儲(chǔ)料裝置在一定時(shí)間內(nèi)起調(diào)劑平衡的作用，因而不會(huì)影響其他設(shè)備正常工作。綜合自動(dòng)線、裝配自動(dòng)線和較長(zhǎng)的組合機(jī)床自動(dòng)線常采用柔性聯(lián)接。
切削加工自動(dòng)線在機(jī)械制造業(yè)中發(fā)展最快、應(yīng)用最廣。主要有：用于加工箱體、殼體、雜類(lèi)等零件的組合機(jī)床自動(dòng)線；用于加工軸類(lèi)、盤(pán)環(huán)類(lèi)等零件的，由通用、專(zhuān)門(mén)化或?qū)Ｓ米詣?dòng)機(jī)床組成的自動(dòng)線；旋轉(zhuǎn)體加工自動(dòng)線；用于加工工序簡(jiǎn)單小型零件的轉(zhuǎn)子自動(dòng)線等。自動(dòng)線的工件傳送系統(tǒng)一般包括機(jī)床上下料裝置、傳送裝置和儲(chǔ)料裝置。在旋轉(zhuǎn)體加工自動(dòng)線中，傳送裝置包括重力輸送式或強(qiáng)制輸送式的料槽或料道，提升、轉(zhuǎn)位和分配裝置等。有時(shí)采用機(jī)械手完成傳送裝置的某些功能。在組合機(jī)床自動(dòng)線中當(dāng)工件有合適的輸送基面時(shí)，采用直接輸送方式，其傳送裝置有各種步進(jìn)式輸送裝置、轉(zhuǎn)位裝置和翻轉(zhuǎn)裝置等對(duì)于外形不規(guī)則、無(wú)合適的輸送基面的工件，通常裝在隨行夾具上定位和輸送，這種情況下要增設(shè)隨行夾具的返回裝置。
自動(dòng)線的控制系統(tǒng)主要用于保證線內(nèi)的機(jī)床、工件傳送系統(tǒng)，以及輔助設(shè)備按照規(guī)定的工作循環(huán)和聯(lián)鎖要求正常工作，并設(shè)有故障尋檢裝置和信號(hào)裝置。為適應(yīng)自動(dòng)線的調(diào)試和正常運(yùn)行的要求，控制系統(tǒng)有三種工作狀態(tài)：調(diào)整、半自動(dòng)和自動(dòng)。在調(diào)整狀態(tài)時(shí)可手動(dòng)操作和調(diào)整，實(shí)現(xiàn)單臺(tái)設(shè)備的各個(gè)動(dòng)作；在半自動(dòng)狀態(tài)時(shí)可實(shí)現(xiàn)單臺(tái)設(shè)備的單循環(huán)工作；在自動(dòng)狀態(tài)時(shí)自動(dòng)線能連續(xù)工作。
控制系統(tǒng)有“預(yù)?！笨刂茩C(jī)能，自動(dòng)線在正常工作情況下需要停車(chē)時(shí)，能在完成一個(gè)工作循環(huán)、各機(jī)床的有關(guān)運(yùn)動(dòng)部件都回到原始位置后才停車(chē)。自動(dòng)線的其他輔助設(shè)備是根據(jù)工藝需要和自動(dòng)化程度設(shè)置的，如有清洗機(jī)工件自動(dòng)檢驗(yàn)裝置、自動(dòng)換刀裝置、自動(dòng)捧屑系統(tǒng)和集中冷卻系統(tǒng)等。為提高自動(dòng)線的生產(chǎn)率，必須保證自動(dòng)線的工作可靠性。影響自動(dòng)線工作可靠性的主要因素是加工質(zhì)量的穩(wěn)定性和設(shè)備工作可靠性。
自動(dòng)線的發(fā)展方向主要是提高生產(chǎn)率和增大多用性、靈活性。為適應(yīng)多品種生產(chǎn)的需要，將發(fā)展能快速調(diào)整的可調(diào)自動(dòng)線?，F(xiàn)代生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)自動(dòng)化技 術(shù)提出越來(lái)越高的要求，同時(shí)也為自動(dòng)化技術(shù)的革新提供了必要條件。數(shù)字控制機(jī)床、工業(yè)機(jī)器人和電子計(jì)算機(jī)等技術(shù)的發(fā)展，以及成組技術(shù)的應(yīng)用，將使自動(dòng)線的靈活性更大，可實(shí)現(xiàn)多品種、中小批量生產(chǎn)的自動(dòng)化。多品種可調(diào)自動(dòng)線，降低了自動(dòng)線生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)批量，因而在機(jī)械制造業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，并向更高度自動(dòng)化的柔性制造系統(tǒng)發(fā)展。
1.2自動(dòng)上料在機(jī)械生產(chǎn)中的作用
在自動(dòng)化加工、裝配生產(chǎn)線中，能自動(dòng)完成將工件向加工或裝配機(jī)械供給并上料的裝置，稱(chēng)為自動(dòng)上料裝置。是自動(dòng)化生產(chǎn)先線中一個(gè)重要環(huán)節(jié)。
統(tǒng)計(jì)表明，在工件的加工裝配過(guò)程中，工件的供給、上料、下料及搬運(yùn)等工作所需費(fèi)用約占全部費(fèi)用的1/3以上，所需的工時(shí)約占全部工時(shí)的2/3以上，而且絕大多數(shù)的事故都發(fā)生在這些工序中，尤其是成批大量生產(chǎn)的場(chǎng)合，當(dāng)要求生產(chǎn)效率很高而且機(jī)動(dòng)工時(shí)很短時(shí)，上下料是一項(xiàng)重復(fù)而繁重的作業(yè)。所以，為了提高生產(chǎn)率、減輕作業(yè)者的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)上下料自動(dòng)化是很有必要的。
自動(dòng)上料裝置通常由工料器、分路機(jī)構(gòu)、合路機(jī)構(gòu)、上料機(jī)構(gòu)及輸送機(jī)構(gòu)等所組成。其中，供料器、隔離機(jī)構(gòu)及上料機(jī)構(gòu)是其最基本的三個(gè)組成部分，各機(jī)構(gòu)之間的連接通常使用料道或其它輸送機(jī)構(gòu)。在實(shí)際應(yīng)用中，上述各機(jī)構(gòu)往往不是彼此獨(dú)立的，有事一個(gè)機(jī)構(gòu)既能將工件隔離又能將其分路，既能將能工件隔離又能上料。
在當(dāng)今工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，自動(dòng)上料裝置在各類(lèi)制造業(yè)中比比皆是，上產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化不僅大大提高了生產(chǎn)率，把人們從繁重的勞動(dòng)中解脫出來(lái);而且對(duì)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(dòng)上料裝置中已經(jīng)越來(lái)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)備的大小，降低成本，這已是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
1.3 本課題涉及內(nèi)容
1. 軸承清洗方式
壓緊外套，內(nèi)套旋轉(zhuǎn)使軸承處于共作狀態(tài)下清洗。
2.圓柱滾子軸承N308E
生產(chǎn)類(lèi)型：大批大量
參考文獻(xiàn)：
[1] 黃大宇 梅瑛主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).吉林大學(xué)出版社,2007
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[4] 黃玉美等主編.機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì). 高等教育出版社，2006
[5] 劉德忠 費(fèi)仁元主編.裝配自動(dòng)化. 高等教育出版社，2003
?2 本課題有待解決的主要關(guān)鍵問(wèn)題
工件的上料通常是指將定向羊列好的工件裝入加工機(jī)械夾具中作業(yè)，是自動(dòng)化上料裝置中最為復(fù)雜的一環(huán)。工件的上料通常是指將定向羊列好的工件裝入加工機(jī)械夾具中作業(yè)，是自動(dòng)化上料裝置中最為復(fù)雜的一環(huán)。上料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，關(guān)鍵在于根據(jù)工件的形狀、重量、特性及要實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作等選擇最適當(dāng)?shù)纳狭戏椒ā?
該課題全稱(chēng)為成品軸承自動(dòng)生產(chǎn)線自動(dòng)上料裝置設(shè)計(jì)。即針對(duì)特定的清洗方式設(shè)計(jì)上料裝置。由于清洗方式及設(shè)計(jì)要求的限制，解決節(jié)能這個(gè)問(wèn)題的思路在于尋求合適的機(jī)構(gòu) 或組合機(jī)構(gòu)來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)軸承的送料、定位、及停歇。送料與定位易于完成，問(wèn)題核心在于清洗，因此必須擁有足夠長(zhǎng)的清洗時(shí)間，即停歇時(shí)間。
3 對(duì)課題要求及預(yù)期目標(biāo)的可行性分析?(包括解決關(guān)鍵問(wèn)題技術(shù)和所需條件兩方面)
1.該方案采用組合機(jī)構(gòu)，如圖3-1所示
該機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比等于凸輪的啟停之比與不完全齒輪啟停之比的成積。因此容易獲得較大的停歇時(shí)間。如圖3-1所示：
圖3-1 不完全齒輪-凸輪組合機(jī)構(gòu)示意圖
2. 送料方式
送料機(jī)構(gòu)如圖3-2所示。
當(dāng)軸承到達(dá)A位置時(shí)，凸輪1動(dòng)作，將軸承推向B位置，在B位置經(jīng)清洗后再由凸輪2推向C位置，由輸送帶帶走。
兩凸輪相對(duì)運(yùn)動(dòng)的原則為：當(dāng)凸輪2推動(dòng)軸承至輸送帶回到起始位置時(shí)，凸
輪1剛好準(zhǔn)備運(yùn)動(dòng)。
圖3-2 送料機(jī)構(gòu)示意圖
3.為了使得兩凸輪能夠按照以上要求以上動(dòng)作，兩凸輪間應(yīng)有一定的連接，如下圖3-3示：
圖3-3 傳功機(jī)構(gòu)示意圖
4.該機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比等于凸輪的啟停之比與不完全齒輪啟停之比的成積。因此容易獲得較大的停歇時(shí)間。
4 完成本課題的工作計(jì)劃及進(jìn)度安排
3.08――3.23 課題調(diào)研、實(shí)習(xí)、開(kāi)題報(bào)告、譯文
3.24――4.05 總體方案論證
4.06――6.04 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及具體零部件設(shè)計(jì)
6.05――6.12 評(píng)閱
6.13――6.15 答辯
6.16——6.19 修改
5 指導(dǎo)教師審閱意見(jiàn)
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指導(dǎo)教師(簽字)： 年 月 日
6 指導(dǎo)小組意見(jiàn)
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指導(dǎo)小組組長(zhǎng)(簽字)：
年 月 日
說(shuō)明：
1. 本報(bào)告前4項(xiàng)內(nèi)容由承擔(dān)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))課題任務(wù)的學(xué)生獨(dú)立撰寫(xiě)；
2. 本報(bào)告必須在第八學(xué)期開(kāi)學(xué)兩周內(nèi)交指導(dǎo)教師審閱并提出修改意見(jiàn)；
3. 學(xué)生須在小組內(nèi)進(jìn)行報(bào)告，并進(jìn)行討論；
4.本報(bào)告作為指導(dǎo)教師、畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))指導(dǎo)小組審查學(xué)生能否承擔(dān)該畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)課題和是否按時(shí)完成進(jìn)度的檢查依據(jù)，并接受學(xué)校的抽查。
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