sk08a-s型數控雙位鎖體多排彈子孔機的設計與試制畢業(yè)設計

1、<p>　　SK08A-S型數控雙位鎖體多排彈子</p><p><b>　　孔機的設計與試制</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　制鎖機主要是加工制造鎖體中最重要的部分-鎖芯，加工工序通過數控技術來控制，是機械與電子結合的典型。</p><p>

2、;　　該設備的主要組成系統(tǒng)分為控制系統(tǒng)、加工系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)?？刂撇糠钟沙绦騺韺崿F。加工系統(tǒng)由夾具和動力頭組成，夾具是用來固定待加工的半成品，夾緊完畢后對其進行鉆孔，直至完成產品的加工制造。加工時使用的動力源是電力，整個工作中由于加工工藝的要求，動力頭部件必須是步進電機。冷卻環(huán)節(jié)中，由于加工時，刀頭和待加工金屬頻繁和劇烈的相對運動，會產生局部高溫，為了保證產品的性能，必須藥設有冷卻系統(tǒng)，以冷卻高溫地帶。由于加工的鎖芯是多排的，所以采用雙工

3、位：X方向和Y方向。</p><p>　　本設備加工對象主要是針對金屬鎖芯，一般是銅制鎖芯和鐵制鎖芯。目前鎖芯材料中最常用的也就是這兩種。</p><p>　　關鍵詞：步進電機 雙工位 鉆孔 控制系統(tǒng) 夾具</p><p>　　NC SK08A-S double-locked multi-body design with billiards Trial</p&

4、gt;<p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Lock machine lock the main work is manufacturing the most important part – Cylinder Processes, through CNC technology to control . It’s the Combinati

5、on of mechanical and electrical models.</p><p>　　The main components of the equipment system is divided into control systems, processing systems and cooling systems ,.It’sControlled by the process to a

6、chieve. Processing systems and power from the first fixture of the fixture is fixed to be used for processing semi-finished products，After clamping, it’s drilling until the completion of product manufacturing . T

7、he use of processing power source is electric . As a result of the entire work process requirements, must be the driving force for t</p><p>　　The main target of the processing equipment for metal Cylind

8、er is usually copper and iron Cylinder Cylinder , the most commonly used material that is both currently for Cylinder.</p><p>　　Keywords：Stepping Motor Double Bored Control System Fixture </p>&l

9、t;p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要i</b></p><p>　　Abstractii</p><p><b>　　目 錄iii</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b>&l

10、t;/p><p>　　1.1 鎖的發(fā)展歷程及意義1</p><p>　　1.2 鎖的分類及利弊比較1</p><p>　　1.3 鎖的工作原理2</p><p>　　1.4 制鎖機的發(fā)展歷史和前景4</p><p>　　1.5 論文內容概述5</p><p>　　第二

11、章 結構組成與工作原理6</p><p>　　2.1 工作原理6</p><p>　　2.2 動力頭結構6</p><p>　　2.3 夾具結構7</p><p>　　2.5 冷卻系統(tǒng)9</p><p>　　2.6 控制面板9</p><p>　　2.7 技

12、術說明12</p><p>　　第三章 總體設計方案13</p><p>　　3.1 動力頭結構設計方案13</p><p>　　3.2 夾具結構設計方案15</p><p>　　第四章 尺寸計算與標準件的選擇18</p><p>　　4.1 步進電機參數要求和型號確定18</p>

13、;<p>　　4.2 電機軸承分析和類型選擇19</p><p>　　4.3 夾具中梯形螺桿的導程的確定20</p><p>　　4.4 夾具定位頭的力學分析和直徑大小20</p><p>　　4.5 整機布置效果22</p><p>　　第五章 畢業(yè)設計小結24</p><p&g

14、t;<b>　　參考文獻25</b></p><p><b>　　致謝26</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1 鎖的發(fā)展歷程及意義</p><p>　　鎖幾乎與私有制同時誕生。早在公元前3000年的中國仰韶文化遺址中，

15、就留存有裝在木結構框架建筑上的木鎖。東漢時，中國鐵制三簧鎖的技術已具有相當高的水平。三簧鎖前后沿用了1000多年 。遠古時候，人類為了在</p><p>　　惡劣的自然環(huán)境中生存，便開始了群居生活。這個時候，勞動所剩余的物品不多，對于個體而言，財物不屬于個人，屬于集體，財物的保管也有大家負責。</p><p>　　隨著生產力的發(fā)展，勞動效率的提高，勞動所得越來越多，于是出現了私有財物，但是

16、私有財物得完全由自己保管。雖然經過幾代人的努力，生活用品發(fā)展了，但是沒有保險。于是鎖就再這樣的情況下應運而生。</p><p>　　在中國五千年的歷史文化中，鎖基本上是銅鎖，由于冶煉技術的發(fā)展，銅的使用廣泛，而且銅的性能很好，用于防盜效果比其他成熟材料藥好。銅鎖基本上是一種單排鎖，工藝簡單，工作原理也相對簡單。在當代社會，為了適應社會的發(fā)展和市場的要求，對于鎖的安全性，人們進行了大幅度的改進，使得鎖的使用和安全性

17、能大大提高。</p><p>　　現代鎖具發(fā)展了一百多年，人們對它的結構、機理也研究得很透徹，因此，不用鑰匙就能打開的方法和工具也層出不窮?，F代人類文明社會里，由于社會中各種矛盾沖突十分劇烈，人們的思想道德觀念，價值觀念，文化修養(yǎng)水平等差異，群眾中良莠不齊，善良的人們能夠自覺規(guī)范自已的行為，“非禮不為”，雖無鑰匙亦不會亂闖。然而，那些毫無道德觀念的盜賊卻想方設法利用高科技手段撬門開鎖，使廣大居民防不勝防。傳統(tǒng)的鎖

18、已經不適應這個社會的使用要求了。為了最大限度的保護公有和私有財物的安全，鎖也再不斷地發(fā)展著，無論是材料的選擇，還是工作原理。</p><p>　　1.2 鎖的分類及利弊比較</p><p>　　現代社會鎖的種類很多，其工作原理不盡相同或相似。目前，一般常耳聞的鎖有密碼鎖、電子鎖、普通鎖等。其中，每一個分類中又不一樣。比如密碼鎖，有純機械的密碼鎖和智能密碼鎖。純機械的密碼鎖工作原理和制造

19、工藝及材料均是機械的，這種鎖一般都是靠機械式來加鎖解鎖的，其安全度取決于材料和工藝（相同原理下）；智能的則不一樣。智能的是通過其他的伺服控制系統(tǒng)來加鎖和解鎖的，比如，通過微機的控制鎖的運動部件的涌動，進而來控制鎖的工作。目前，先進的智能型是指紋識別系統(tǒng)。</p><p>　　電子鎖一般不是實體的，而是程序的，比如，電腦開機畫面設置密碼的話，那登陸和使用電腦就要輸密碼。雖然這種“鎖”和傳統(tǒng)上的鎖有不同：傳統(tǒng)的鎖是用

20、來保護實體財物的，而這種鎖則是用來保護數據的。</p><p>　　當然，用得最多的是普通鎖。普通鎖一般也是機械的，它在實際生活中應用很廣泛。不同的型號用于不同的場合。普通鎖也分為單排鎖和多排鎖，他們的工作原理相似，差別是他們的安全可靠性有差異。從字面就可了解到，多排的鎖藥比單排的安全、可靠。</p><p>　　當然，鎖的分類是基于標準的，例如，鎖根據鎖孔外觀分類的話可以這樣分：<

21、/p><p>　　一字型:(定義:廣義上說 鎖孔外觀為一條線的為一字鎖,包括普通的一字鎖,還有電腦鎖) 我們通常所說的一字鎖是不包含電腦鎖在內的. </p><p>　　兩面型: (定義:鑰匙孔里面有兩排彈子的鎖,這種鎖都是電腦鎖 顧名思義,就是鑰匙是用電腦打孔作出的鑰匙,這種鑰匙表面有點的均為電腦鎖,包括卡巴鎖也是電腦鎖的一種.) </p><p>　　三面型: (定

22、義:鑰匙孔里面有兩排彈子的鎖,這種鎖都是電腦鎖 顧名思義,就是鑰匙是用電腦打孔作出的鑰匙,這種鑰匙表面有點的均為電腦鎖,包括卡巴鎖也是電腦鎖的一種.) </p><p>　　四面型: (定義:鎖孔四面有彈子,如十字鎖,圓柱鎖等,包含部分電腦鎖)</p><p>　　圓柱型: (定義;鎖孔為圓柱型,周圍分布四排彈子,有的沒有彈子,如圓柱磁性鎖)</p><p>　　半

23、圓型: (鎖外觀為半圓型,如月牙型的保德安鎖等) </p><p>　　多面型: (鎖孔周圍分布四排以上的彈子,如梅花鎖等) </p><p>　　密碼鎖: (定義:通過數字組合達到開啟的鎖為密碼鎖)</p><p>　　異型鎖: (定義:鎖孔外觀為不常見的鎖)</p><p>　　俗話說“殺雞焉用宰牛刀”，雖然當今社會鎖有這么多，但是人們的

24、活動都是經濟活動，正常人不可能黃金當鐵使。鎖的使用也是如此，根據不同的要求，決定配上什么類型的鎖，有點類似前人的觀念“門當戶對”。鎖放有貴重物品的地點使用高級地、可靠度高地鎖，次要的使用次等鎖，以實現利益的最大化和成本的最低化。</p><p>　　1.3 鎖的工作原理</p><p>　　這里主要是以單排彈子孔鎖來進行說明。</p><p>　　關鍵是鎖芯中的

25、彈子, 它有長有短, 鎖芯上有一排小孔,每個小孔中裝一顆彈子, 鑰匙放入鎖芯后, 每孔中的彈子露出量剛好跟鎖芯外表一樣, 不高不低, 這時, 將鎖芯裝入鎖中, 再由對應的孔分別裝入一顆彈子和小彈簧, 封住孔, 鎖就成了. 如果換一把鑰匙, 鑰匙上的口深淺不一樣, 剛才鎖芯上的彈子高矮就不一樣了, 所以, 鎖芯就被彈子卡住了而轉不動, 起到了保險的作用。</p><p><b>　　具體如下：</b

26、></p><p>　　圖1.1 鎖未開狀態(tài)</p><p>　　未放入鑰匙的時候，鎖內的藍色的平頭彈子(driver pins，亦稱上鎖簧或上珠)往下推，令鎖芯(plug)不能轉動。</p><p><b>　　圖1.2 插入鑰匙</b></p><p>　　放入正確的鑰匙，藍色的平頭彈子、紅色的下彈子(key

27、pins, 亦稱下鎖簧或下珠)之間空位成一直線，與黃色的鎖芯對齊。</p><p><b>　　圖1.3 打開鎖</b></p><p>　　當彈子之間的空位與轉線對齊，黃色的鎖芯便可轉動。 </p><p>　　1.4 制鎖機的發(fā)展歷史和前景</p><p>　　了解了鎖的工作原理，相信對于制鎖就有一定的想法了。

28、從鎖的結構組成可以看出，鎖芯主要是由內外彈子、預緊彈簧、鎖芯體組成。制鎖機最主要的工作就是鎖芯體的制造、加工。</p><p>　　歷史上最早的制鎖設備是人的那雙靈巧的手。人們將個人物品放在獸皮里，用繩子系上。隨著歷史車輪的前進生產力的進步，制鎖設備逐步有了統(tǒng)一的工藝，相似的設備，制鎖機的工作也逐漸被人們改變著、改進著。近代以來，鎖的原理飛速革新著，制鎖機也在這個時候迎來了他的春天，各種鎖的制鎖機不斷出現，多排制

29、鎖機也在這個“季節(jié)”出現了，下面簡單介紹下SK08A-S多排彈子孔機的部分系統(tǒng)。</p><p>　　程序控制系統(tǒng)有兩種：一種是采用單片機來控制。這種控制成本低，能實現要求的功能；另外則是采用數控技術來，和CNC一樣，采用G代碼編程來控制運動。</p><p>　　夾緊裝置中，由于運動的是工作臺：兩個方向，X方向和Y方向。因此，可以設置夾具，是待加工鎖體自由度為零。</p>

30、<p>　　以上的方式是結合了之前的工藝和現代的控制方法。</p><p>　　歷史的發(fā)展、社會的進步會解放更多的生產力，人們的手上的財物也就越多，對于鎖的需求也越大，求的市場的展望是越來越大的，其所蘊藏的財富和市場也是很大的。相信制鎖行業(yè)的明天會更加光明，也許會迎來下一次“春天”。</p><p><b>　　論文內容概述</b></p>&

31、lt;p>　　SK08A-S型數控雙位鎖體多排彈子孔機主要解決的是多排打孔以實現鎖芯的多排設計，在多排制鎖機的基礎上進行改進，加入和融合了雙工位設計和控制思想。相對于單排制鎖機而言，其更加能適應市場需求。YL40-WG數控液壓雙動拉伸機是在傳統(tǒng)的底傳動式機械拉伸機和普通油壓機改進的基礎上進行設計的，在同類產品中處于領先地位。</p><p>　　SK08A-S型數控雙位鎖體多排彈子孔機的工作內容是首先調試設

32、備，為加工準備，之后加緊待加工鎖體。然后鉆孔，直至完成。設備在整個環(huán)節(jié)中最重要的是控制部分，以及如何保證加工精度。</p><p>　　在設計內容上，我們結合SK08A-S型數控雙位鎖體多排彈子孔機的基本結構，在原來的控制和夾具結構上進行改進，使得在鉆孔過程中，待加工鎖體更加穩(wěn)定，提高加工精度。</p><p>　　SK08A-S型數控雙位鎖體多排彈子孔機相對其他同類產品的優(yōu)點如下：<

33、;/p><p>　　1.X、Y、Z軸采用消隙、高鋼性和高精度滑動導軌組合，傳動精度高。</p><p>　　2.控制儀采用智能系統(tǒng)和高集成控制驅動電路，出力大、功耗小、穩(wěn)定性好，噪音小、模塊化、維護方便。具有參數設置、邏輯運算、存儲顯示、檢測控制等功能。</p><p>　　3.大屏幕漢字液晶顯示，人機界面特好。</p><p>　　4.采用氣動

34、夾緊裝置，機械手夾持鎖體，裝夾靈活、方便、安全可靠。</p><p>　　5.實時變速，實時坐標調整，運行平穩(wěn)可靠。</p><p>　　6.自檢和連續(xù)自檢功能。</p><p><b>　　論文結構如下表：</b></p><p><b>　　表1：論文框架</b></p><

35、p>　　本課題理論結合實際，將學校的畢業(yè)設計環(huán)節(jié)靈活地結合到實際企業(yè)上，為以后走上社會提前作好準備。</p><p>　　第二章 結構組成與工作原理</p><p>　　2.1 工作原理</p><p>　　制鎖行業(yè)發(fā)展了這么多年，其工藝和加工原理基本被大眾所認同。一般地，制鎖機通常的加工路線：首先夾緊待加工鎖體，調整好鉆頭和鉆頭與鎖體的相對位置，其次是

36、試加工，也稱調試階段。確保在批量生產時設備的正常運作。最后，調試完成后，批量進行投產，并定時檢查設備的運轉。</p><p>　　SK08A-S型數控雙位鎖體多排彈子孔機的工作原理也沿襲了這樣的工作路線，并且引入了新的系統(tǒng)來進行控制和調節(jié)：通過程序控制動力頭和工作臺的相對運動，使設備按程序設定的方式加工鎖體，通過傳感器的感應，將即時數據傳回控制中心，并對加工過程中進行反饋式調節(jié)，當然，刀具在工作時，冷卻系統(tǒng)是同步

37、開始工作的。</p><p>　　2.2 動力頭結構</p><p>　　動力頭是這個設備的重要結構他在很大程度上影響著加工的精度和準確度其制造成本相對其他部件來說，是比較高的。其結構如圖2.1：</p><p>　　圖2.1 動力頭結構正裝</p><p>　　動力頭部件的組成比較復雜，其零件包含如下：固定柱、帶輪、電機板、電機、電機軸

38、、主軸箱、導桿、絲桿、導桿座、連接板、滑塊、絲桿螺母、軸承座、電機法蘭、步進電機、主軸套、前防屑蓋、花鍵主軸、鉆夾螺母、鉆頭。裝配過程中，導桿座、導桿、步進電機裝配在主軸箱上，連接板通過兩根導桿架在主軸箱上，連接板用絲桿螺母連接了步進電機上的大絲桿和主軸套，當步進電機轉動時，就帶動了大絲桿的旋轉，通過連接板的連接，把步進電機旋轉的角度轉化為花鍵主軸前進或后退的距離。這樣，在電機的轉動通過皮帶的拖動下，就使得磚頭旋轉，如此就實現了打孔。每

39、種不同的鎖體都在控制面板上設置，加工不同種的鎖體就相應采用不同的程序來控制。整機安裝在墊高座上，在主軸套前加前防塵蓋，防止鐵諧等的進入，電機與主軸箱都固定安裝在電機板上，皮帶連接兩個帶輪，保持一定的預緊力。在個零件安裝配合是注意配合方式。當整個動力頭裝配好之后，安裝固定在墊高座，用螺母固定好后，在外面加動力頭防護罩即可。</p><p>　　工作時，電機的旋轉通過帶輪的傳動，帶動主軸的轉動，是鉆頭旋轉起來，為鉆孔

40、做準備。再鉆孔時，為了保護鉆頭和提高鉆孔的質量，工藝要求鉆刀的工作必須是步進的，即鉆t部就后退些，再鉆再退。這樣做不僅滿足上述要求，而且，容易即時清理加工廢料和避免持續(xù)鉆孔造成的局部冷卻不即時。加工時，主軸箱是固定的，通過絲桿和導桿的作用，使刀頭能繼續(xù)前進，達到鉆孔的深度。</p><p>　　2.3 夾具結構</p><p>　　夾具的由許多部件組成，包括夾具座、中心定位塊、定位頭、

41、導桿、壓腳固定座、活動板、汽缸連接塊、汽缸固定板。設備再加工鎖芯時，通過中心定位塊和定位頭，將鎖芯定位，為了限制其在加工時可能的旋轉，故設置了限制它轉動的結構-壓腳固定板和壓腳。在整機裝配時，要注意各轉軸的水平度（即高度）、行程控制、主軸的正反轉、導軌及導桿的平行度，確保加工和裝配精度。整機裝配和調試好之后即可進行加工。</p><p>　　夾具是產品精度的核心保證，因此夾具在制作過程就要保證自身的精度和各零件的

42、裝配精度，所以各零件的加工工藝也相應的提出了要求。如：</p><p>　　夾具座工藝：毛坯材料牌號為HT300 毛坯為長方體鑄鐵 工序1刨四面成135*150 ；工序2磨厚度，磨厚度到19；工序3鉆孔， 劃鉆各孔 4-Ø13成Ø16深14，注意孔的公差要求；工序4銑床 ，把夾具座放到銑床上，壓板裝夾，銑鏜4個孔到Ø16，注意：保持4孔的深度一致。</p><p&

43、gt;　　中心定位塊工藝：毛坯材料為45鋼圓柱體；工序1下料，工序2車床 ，車全件，上下面的表面粗糙讀；工序3鉗工 加工3個Ø6.6及沉孔。</p><p>　　導桿工藝：材料為45 圓柱體毛坯 工序1 割長度，保證同批零件長度一致，工序2車， 鉆床攻絲2-M8；工序3端面倒角0.5*45°。</p><p>　　打孔時，需要使鎖芯和刀頭有上下的相對運動，由于動力頭結構

44、是固定在機座上的，刀頭智能在Y軸方向運動，故，智能是鎖芯進行上下運動。鎖芯通過導桿、汽缸連接塊、汽缸固定板實現了鎖芯的上下運動。在鎖芯運動時，通過傳感器來實時監(jiān)控鎖芯的位置，當到達預定位置時，鎖芯停止運動，刀頭進行鉆孔。夾具圖如圖2.2：</p><p><b>　　圖2.2 夾具實物</b></p><p>　　上圖中鎖芯是通過定位頭來限制其X、Y兩方向自由度，Z向

45、則由活動板來限制，并且，鎖芯的轉動也被壓腳固定座限制，所以，這樣以來鎖芯就被“完全”固定住了，方便之后的加工。</p><p>　　2.4 控制電路系統(tǒng)</p><p>　　該制鎖機的電路控制，主要是用來控制設備的加工環(huán)節(jié)，比如，步進電機的供給，走刀的速度和路徑。電力是該設備的主要動力源。</p><p>　　所有的傳感器信號也要通過電路傳送至主控制芯，主控制芯

46、再分別識別判斷，重新發(fā)送新的或校正命令信號給執(zhí)行機構，是設備工作能達到所需求的精度和工藝要求?？刂齐娐返暮唸D如圖2.3：</p><p><b>　　圖2.3 控制電路</b></p><p>　　技術員只要將要加工的具體的程序輸入便可，主控制芯通過讀取和調用程序，通過電信號來是設備正常工作，加工所要求的鎖芯：打彈子孔。</p><p>　　2

47、.5 冷卻系統(tǒng)</p><p>　　一般地，刀具在高速運轉時，會與周圍的物質產生高頻率的摩擦，摩擦會產生大量的熱。但是這種熱是我們不希望有的。刀具是高精密的工具，刀具的刀刃的鋒利程度決定著一把刀的好壞與是否還可以繼續(xù)使用。倘若在加工時使用磨損嚴重的刀具，那么加工就達不到所要求或所希望的精度等要求，簡而言之，就是加工好了也是廢品。</p><p>　　所以加工時對刀具進行即時的冷卻是一項

48、很重要的工作。</p><p>　　冷卻分空冷、水冷、油冷。三種冷卻方法，其冷卻效率和程度各不相同?？绽湫首圆挥谜f，就是自然冷卻，冷卻速度慢，冷卻的效果也差；水冷和空冷都是借助媒介物，水冷借助水來冷卻，油冷則是借助機油來冷卻，他們兩者在冷卻速度和效果上比空冷好，兩者相比，由于油冷的媒介種類不一。因此不好說他們的冷卻的效果和速度的優(yōu)劣?？紤]這兩種冷卻方法和選擇，主要是看鎖加工的材質和冷卻劑之間的關系，假如他們相互

49、有侵蝕作用，那么很明顯不能用來冷卻。</p><p>　　鑒于本設備的工作，采用空冷比較合適。設備在加工時，采用了步進電機，即，加工一段時間，后退一段時間，在這個時間差控制好加工進給可以 用空冷來冷卻。另外，空冷相對于另外兩種冷卻方法，即經濟又環(huán)保。</p><p>　　2.6 控制面板</p><p>　　設備工作時完全由程序控制，人機的交流界面，稱為控制面。

50、控制面采用觸屏技術。控制儀面板示意圖如圖2.4：</p><p><b>　　圖2.4 控制面板</b></p><p>　　這個控制面板很容易看，簡單，以下就簡單介紹下：</p><p><b>　　按鍵Ⅰ如圖2.5：</b></p><p><b>　　圖2.5 按鍵Ⅰ</b&g

51、t;</p><p>　　復位鍵：用于系統(tǒng)復位；</p><p>　　設置鍵：用于參數設置；在參數設置狀態(tài)下直接進行翻頁；</p><p>　　確認鍵：對已設定的參數予以確定及查看參數；光標位置的下移；</p><p>　　←：刪除鍵，用于參數設置中錯誤數據的剔除；</p><p>　　↑：用于設置時光標位置的上移；&

52、lt;/p><p>　　夾緊鍵：用手動于切換工件的夾緊或松開兩種狀態(tài)；</p><p>　　清零鍵：用于當前計數清零；</p><p>　　模擬鍵：用于模擬加工，不需要放鎖體，可直接觀看機器的加工動作；</p><p><b>　　●：小數點；</b></p><p>　　執(zhí)行鍵：按鍵系統(tǒng)自動校正工作

53、原點并進入鎖體機器工作狀態(tài)；</p><p>　　數字鍵：0-9：用于輸入相應數值。 </p><p><b>　　按鍵Ⅱ如圖2.6：</b></p><p><b>　　圖2.6 按鍵Ⅱ</b></p><p>　　主軸：用于控制主軸開、關。</p><p>　　調整：用于

54、工作原點的調整。</p><p>　　X：按鍵選擇X向工作原點的調整；</p><p>　　Y：按鍵選擇Y向工作原點的調整；</p><p>　　Z：按鍵選擇Z向工作原點的調整；</p><p>　　U/W：按鍵選擇U/W向工作原點的調整；</p><p>　　↑：按鍵(點動)拖板沿對應坐標軸方向位移0.02mm。&l

55、t;/p><p>　　↑↑：按鍵(點動)拖板沿對應坐標軸方向位移0.10mm。</p><p>　　↑↑↑：按鍵(點動)拖板沿對應坐標軸方向位移0.50mm。</p><p>　　↓：按鍵(點動)拖板沿對應坐標軸反方向位移0.02mm。</p><p>　　↓↓：按鍵(點動)拖板沿對應坐標軸反方向位移0.10mm。</p><

56、p>　　↓↓↓：按鍵(點動)拖板沿對應坐標軸反方向位移0.50mm。</p><p>　　2.7 技術說明</p><p><b>　　位置選擇</b></p><p>　　鎖體彈子孔機的系統(tǒng)屬于單片機數控系統(tǒng)，對電網環(huán)境有一定要求，因此機器所擺放的位置和系統(tǒng)所聯(lián)結的電網應盡量避免電焊機，頻繁啟動的機床，電動工具。強烈的電網干擾會導致

57、鎖體彈子孔機系統(tǒng)工作異常。</p><p><b>　　固定與安裝</b></p><p>　　鎖體彈子孔機宜固定在結實穩(wěn)固的基礎之上，調整底座下四個可調機腳，使工作臺面保持水平。前后左右應留出空間以便操作和清除切屑。</p><p>　　第三章 總體設計方案</p><p>　　本章介紹主要結構的方案設計和比較選擇，

58、分析方案的利弊以及對設備的貢獻或帶來的不足。</p><p>　　3.1 動力頭結構設計方案</p><p>　　動力頭的結構和銑床一樣，主要考慮是立式還是臥式。立式和臥式各有千秋，沒有絕對的誰好誰不好。因此決定是哪種必須藥考慮其他的結構設計和產品的結構。</p><p>　　設備需要加工的鎖芯實物圖為圖3.1：

59、 </p><p><b>　　圖3.1 鎖芯</b></p><p>　　如果采用立式的話，那么在設計夾具時不怎么好處理，換句話說就是復雜了。觀察鎖芯結構，我們可以充分利用鎖芯的孔這個結構來進行夾具設計和定位。這樣以來選擇臥式就比較好處理點。</p><p>　　確立了采用臥式動力頭結構，在選擇步進電機后還有個問題。刀具如何安裝比較科

60、學和合理。一下給出兩種方案：</p><p>　　方案一：將刀具直接安裝到步進電機的電機軸上，采用1級傳動。</p><p>　　圖3.2 動力傳遞方案一</p><p>　　方案二：設計一個主軸箱，將步進電機的動力通過帶傳動傳遞到主軸箱。將刀具安裝到主軸箱的主軸上，用主軸來帶動刀具的轉動。</p><p>　　圖3.3 動力傳遞方案二<

61、;/p><p>　　兩種方案相比較，各有優(yōu)劣。方案一的設計可以有很高的能源利用率，而且傳遞的效率很高；方案二的設計相對來說再能源利用率和傳遞效率上均比補上方案一，但是，方案二的設計傳遞的動力平穩(wěn)‘尤其是它對電機能起到很好的保護。倘若刀具在工作時由于不可知的原因卡死，那么如果采用方案一的話，電機也將停止轉動。由能量守恒定律可知，電能將全部消耗在電機線圈電阻上，并產生大量的熱，最終會導致電機的燒毀。一般地，步進電機的價格

62、不菲。相對而言，如果是采用方案二的設計，當刀具卡死時，電機仍然是在轉動，不會停止，起到有效保護電機的作用。</p><p>　　3.2 夾具結構設計方案</p><p>　　夾具是設備中十分重要的環(huán)節(jié)，夾具的好壞與設計的合理很大程度上影響了設備的加工精度和準確性。就本設備而言，夾具是夾緊待加工鎖體的，從這個方面來說，列舉了一下幾種方案。</p><p>　　方案

63、一：將鎖體直立夾緊，壓緊鎖體的左右兩側面，后部加個定位塊。如圖3.4：</p><p>　　圖3.4 夾具設計方案一</p><p>　　方案二：鎖體直立夾緊，但是不是通過夾緊鎖體兩側面來實現，而是，從分利用鎖體的結構，構造“定位柱”來實現定位。如圖3.5：</p><p>　　圖3.5 家具方案設計二</p><p>　　方案三：鎖體平躺，

64、將鎖體緊壓在底板上，后面加上定位塊。如圖3.6：</p><p>　　圖3.6 夾具設計方案三</p><p>　　對于這3鐘方案，方案二的設計比較科學合理，也最適合本設備。設備加工時采用的是橫向供給，此時，方案三由于鎖體與底板有個小角度的傾斜，不利于鉆孔，或者說鉆出的空難以保障垂直度或平行度。方案二和方案一相比較，差別不是很大，可以說兩者均可以。方案二則充分利用了鎖體本身的結構資源，鎖體

65、在夾緊時受力部位力的均分比較好，但是方案一則是力有集中點，這樣容易損壞鎖體，不利于加工。我們加工鎖體的前提是藥保證其原有的表面質量和其內部的分子組織結構，故方案一也不合適。</p><p>　　第四章 尺寸計算與標準件的選擇</p><p>　　本章主要介紹重要部件的設計計算，包括尺寸的數值和標準件的強度驗證等。設計計算中的部分，均以三排制鎖機來說明，其他排依此類推。</p>

66、<p>　　4.1 步進電機參數要求和型號確定</p><p>　　要選擇所需要或合適的電機，必須得先了解下電機的一些基本知識。電機再工作時涉及到的物理參數有轉矩、轉速、轉差率（交流電機）。</p><p>　　電機工作時的輸出轉矩記為TM，生產機械所產生的轉矩為TL，轉速為n0，則TM-TL=Td。其中，</p><p>　　Td=

67、 （4.1）</p><p><b>　　示意圖如圖4.1：</b></p><p>　　圖4.1 電機輸出動力</p><p>　　設備在加工時，當步進電機處于工進狀態(tài)時，TM>TL，電機轉子不斷加速，它所產生的切削力也就越大，自然切削的效率就高了，同時，加工成本也提高了。根據能量守恒定律，我們給予電機的電信號脈

68、沖，當脈沖電最強時，電機的轉速就最大。</p><p>　　下面來計算下刀具再旋轉時所產生的切削力有多大。</p><p>　　假設道具的直徑為D，刀具工作時的即時速度為n，根據圓周運動知識可知，切削點在這個時刻所產生的力為F=m*a，這里，m為選取的參考點的質量。于是，F=m*=m* （4.2）</p><p>　　只要電機在

69、工作時能保證刀具能獲得足夠的切削力和轉矩時，刀具就能正常進行作業(yè)。綜合考慮刀具的工作環(huán)境要求和加工的成本，我們Y132S-6電機，功率為3KW，額定轉速為960r/min。這里的額定轉速不能直接作用于刀具。為什么因為在動力頭的設計中，刀具不是直接安裝在電機軸上的，而是通過一帶傳動來進行傳遞動力的。一般地，帶傳動是有能量損耗，正常地，它的傳遞效率為0.94～0.98.雖然傳遞動力有損失，但是刀具所得到的力和轉矩仍然足夠保證其正常的作業(yè)。&

70、lt;/p><p>　　4.2 電機軸承分析和類型選擇</p><p>　　在主軸箱的設計結構里，旋轉主軸有一個很重要的配合部件—軸承。刀具在作業(yè)時，根據它的受力分析可知，主軸會受到軸向的力的作用，因此，必須要平衡這個力，故采用角接觸球軸承來平衡這個軸向力。</p><p>　　選擇軸的型號為7010C.其中內徑d為50mm.角接觸球軸承結構圖如圖4.2。</

71、p><p>　　圖4.2 角接觸球軸承</p><p>　　選擇了軸承型號后，要對其進行使用壽命的校驗，看是否符合使用要求。查設計手冊可知，這個設備對軸承壽命的要求LA為20000～30000h，校驗的結果必須是計算的使用壽命要不低于這個預期壽命，否則軸承不合格。</p><p><b>　　軸承的使用壽命，</b></p><

72、p>　　L10h=（） （4.3）</p><p><b>　　式中：</b></p><p>　　C-----軸承的基本額定動載荷值，查表知，這里C取26.5KN；</p><p>　　P-----軸承所受的當量動載荷；</p><p>　　w-----軸承的壽命指數，這里w取3（球

73、軸承）；</p><p>　　L10-----可靠度為90%時軸承的基本額定壽命（r）。</p><p>　　軸承所受的當量載荷P=XFr+YFa,查機械設計手冊知，取X=1,Y=0。故P=Fr，即徑向載荷量。由于主軸箱采用帶傳動，非齒輪的嚙合傳動，故，它的徑向力（不多于100N）很小，因而軸承的使用壽命很大，完全比它的預期壽命大很多，故軸承的使用壽命合格的。</p><

74、;p>　　L10h=106*26.53*103/(60*980*1003)=31650h>30000h，故，使用壽命是有保障的。</p><p>　　4.3 夾具中梯形螺桿的導程的確定</p><p>　　從設備的工作原理來看，絲桿螺母主要是為了被加工鎖體有Z向的位移。所以絲桿的導程必須為鎖體所要打的孔間距離的因數。即導程的n倍為鎖芯空間距離，這里n為整數。</p&g

75、t;<p>　　查得鎖芯孔間距為4mm，這里取其導程為4mm。螺桿的螺紋長度必須要滿足一定的條件，才能保證鉆孔的正常進行，保證產品的合格。</p><p>　　顯然的，螺桿有效螺紋的總長度一定不小于鎖體的長度，否則會出現空打。當然，取螺桿螺紋的長度應綜合螺桿成本、工作要求來選取，在滿足的前提線，盡量選大的，以提高其可靠性和適應性。</p><p>　　4.4 夾具定位頭的

76、力學分析和直徑大小</p><p>　　在夾具系統(tǒng)中，定位頭限制了待加工鎖體的鉆孔方向的位移，所以它會受到一個擠壓力。倘若這個力很大，而定位頭又沒有足夠的強，那么就會發(fā)生事故，要么鉆頭壞，要么定位頭斷或者彎曲，所以有必要對其進行受力的研究，找到其安全工作的充分必要條件或必要條件。</p><p>　　假設，鎖體作用給定位頭的作用力大小為F，方向垂直于鎖的孔排。設定位頭的截面直徑為D，單位體

77、積所產生的剛性力為，高為L，如圖4.3。</p><p>　　圖4.3 鎖芯力矩分析</p><p>　　設圖中陰影部分的面積為，其高為，則陰影部分的由于外力而產生的彈力。</p><p>　　== （4.4）</p><p>　　定位頭受到力時，外力作用于它有兩個效果：沿力的方向移動，繞端點轉動。若要使定位

78、頭保持原狀，則其必須要克服這兩個效果。根據牛頓運動定律和轉矩平衡知識列出下列方程組,</p><p>　?、?F== （4.5）</p><p>　?、?F*L== （4.6）</p><p>　　當滿足了這兩個條件，那么就基本上是可行的。由于鎖體的材料不一樣，加工所用的轉速和擠壓力就不一樣。所以對于不同的材料加工

79、要事先分別進行驗算，以確保定位頭的可靠。本次設計的定位頭加工的是銅制材料的，，定位頭的具體數據見圖紙。</p><p>　　當進行鉆孔加工時，每個鉆頭作用于接觸點處的力F大小約為250N。現對被加工的三排鎖芯進行受力分析。鎖芯受力如圖4.4示。</p><p>　　圖4.4 鎖芯受力分析</p><p>　　通過力學分數，結合數學方法可以知道，鎖芯受到的合力F合=2

80、F=500N，方向為Y軸負向（三力相互間的夾角為）。由牛頓第二運動定律可知，鎖芯作用于定位頭的力f大小為500N，方向為Y軸正向。定位頭的受力點距離“零點”L為74.5mm。計算得，定力頭所受的加工扭矩T=f*L=500N*74.5mm*10-3=37.25N·m。</p><p>　　所以在選擇定位頭材料時要注意他的剛性數據，確保材料能經受住這個扭矩，保證加工能正常進行下去以及設備的穩(wěn)定運行。<

81、/p><p>　　另外，再進行加工時，要注意保證定位頭的清潔。假如定位頭上粘有鐵屑或其他硬物，那么它就有可能損傷鎖體孔的內表面。</p><p>　　4.5 整機布置效果</p><p>　　通過前幾張的方案設計與設計計算過程，我們已經初步掌握了本次設計中的重要結構的布局和尺寸關系，以及所要滿足的條件。為了加深對設計產品的印象和以后更高層次的改進，有必要給出設計的整

82、體布局圖，這樣對設計是有側面的幫助的，而且也可以即時發(fā)現和改正設計中的缺陷和不足。設計的整機布局效果如圖4.5。</p><p>　　圖4.5 整機布置效果</p><p>　　圖中，動力頭的結構有三處，這樣的設計是針對那些三排的鎖芯的，三個面均打彈孔。當然，三個動力頭是可以同時工作的。如果要加工的鎖芯的彈子排數大于三排，對于本次設計產品只需要增加到相應的動力頭數目就可以實現。</p

83、><p>　　第五章 畢業(yè)設計小結</p><p>　　本論文主要是基于xx的雙工位多排彈子孔機的機械結構進行設計計算SK08A-S雙位多排彈子孔機的機械結構。經過前期充分的準備和三個多月的認真設計，結合企業(yè)的實際實習操作，如期完成了任務。本課題所涵蓋的專業(yè)知識面很廣、涉及面也頗深，對于鞏固已學知識和拓展新知識和深化專業(yè)知識的學習起了很好的幫助作用。另外，通過實習和自己多方面的揣度，熟悉和強

84、化了產品涉及的環(huán)節(jié)以及對過程中所遇到問題的解決方式和途徑。</p><p>　　由于諸多方面的原因，本系統(tǒng)還有許多方面亟待完善，需要后續(xù)來解決。</p><p>　　三個多月的畢業(yè)設計，我從中受益匪淺。通過這次設計，使我學會了主動去查找資料，怎樣去查找資料，了解和自學相關技術，恰到好處的應用對所學的知識，理論結合實際，更加深刻的掌握了所學專業(yè)。同時，我們也不是一帆風順的，出現了許多設計上的

85、錯誤和難點，現以在知道老師和公司技術部的幫助下解決完成了。可以說畢業(yè)設計使我自己認識了不足，也積累了寶貴的經驗和對待工作的良好態(tài)度，為即將踏入社會走上工作做了一次很好的熱身。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 吳宗澤.機械設計 [M]. 高等教育出版社.2001</p><p>　　[2] 董景新、趙長德

86、、熊沈蜀、郭美鳳 .控制工程基礎. 清華大學出版社.2003.8</p><p>　　[3] 周明衡.聯(lián)軸器選用手冊 [M].周明衡.化學工業(yè)出版社.2003</p><p>　　[4] 楊明盅，朱家誠.機械設計（第二版）.武漢理工大學出版社.2001</p><p>　　[5] 朱龍根.機械設計簡明手冊.機械工業(yè)出版社.2005</p><p&

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