汽車減震器自動生產(chǎn)線涂料噴涂系統(tǒng)設(shè)計（優(yōu)秀含CAD圖紙+設(shè)計說明書）

汽車減震器自動生產(chǎn)線涂料噴涂系統(tǒng)設(shè)計（優(yōu)秀含CAD圖紙+設(shè)計說明書）,汽車,減震器,自動生產(chǎn)線,涂料,噴涂,系統(tǒng),設(shè)計,優(yōu)秀,優(yōu)良,cad,圖紙,說明書,仿單 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 題 目 (包括副標題) 汽車減震器自動生產(chǎn)線 涂料噴涂系統(tǒng)設(shè)計 教師姓名 職 稱 系 別 輔助導(dǎo)師 職 稱 系 別 學(xué)生姓名 學(xué) 號 班 級 成果形式 A論文 B設(shè)計說明書 C實物 D軟件 E作品 □ ■ □ □ □ 任務(wù)下達時間 1．畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求： 一、原理依據(jù)： 為減輕和降低汽車發(fā)動機及變速箱的震動對汽車舒適度的影響，在發(fā)動機及變速箱和車架聯(lián)接處都采用柔性連接的方式，即安裝有以橡膠做為彈性元件，帶有液壓阻尼系統(tǒng)的減震器。 自動液封生產(chǎn)線體可實現(xiàn)減震器的阻尼系統(tǒng)，在充滿液體的環(huán)境下進行液體封裝、壓入作業(yè)。該生產(chǎn)線體由本體自動上料、導(dǎo)流管自動上料、蓋體自動上料、油液環(huán)境下預(yù)裝配、油液環(huán)境下壓裝、蒸汽干燥、光電圖像自動識別檢測、動靜缸檢測、減震器自動下料、自動裝箱、及基座壓力裝配等工位構(gòu)成。 二、參考文獻： [1] 雷天覺等 液壓工程手冊[M]． 北京：機械工業(yè)出版社，1991． [2] 趙則祥.公差配合與質(zhì)量控制[M]. 開封：河南大學(xué)出版社，1998. [3] 朱家誠編著.機械設(shè)計手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1996 [4] 曾正明.機械工程材料手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2003 [5] 鄭文緯,吳克堅,機械原理[M].第七版 高等教育出版社,2003 [6] 濮良貴,紀名剛,機械設(shè)計[M].第七版 高等教育出版社,2001 [7] 白柳.液壓與氣壓傳動[M]. 機械工業(yè)出版社.2009年8月 三、設(shè)計（研究）內(nèi)容和要求： （1） 調(diào)研， 查閱與本課題相關(guān)的技術(shù)資料。 （2） 進行機構(gòu)的方案設(shè)計及氣動系統(tǒng)設(shè)計。 （3） 參照樣件，完成主要部件的選型相應(yīng)的計算。 （4） 畫出總裝配圖和部裝圖、零件圖。 2．畢業(yè)設(shè)計（論文）工作進度計劃： 周 次 工作內(nèi)容 早進入階段 第1-3周 第4-8周 第9-10周 第11-12周 第13-14周 根據(jù)設(shè)計要求，收集并研讀相關(guān)資料，確定設(shè)計方案，完成開題報告； 根據(jù)設(shè)計或研究內(nèi)容、主要指標與技術(shù)參數(shù)，進行機構(gòu)的方案設(shè)計及氣動系統(tǒng)設(shè)計； 參照樣件，完成主要部件的選型相應(yīng)的計算； 繪制完成零件圖及全套圖紙； 說明書的整理與撰寫； 根據(jù)指導(dǎo)老師的意見最終定稿，準備答辯 教研室（學(xué)科組）主任簽字： 畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告 汽車減震器自動生產(chǎn)線 涂料噴涂系統(tǒng)設(shè)計  開題報告填寫要求 1．開題報告作為畢業(yè)設(shè)計答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一，應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計工作前期完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見、專家組及學(xué)院教學(xué)院長審查后生效； 2．開題報告必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標準格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼； 3．畢業(yè)設(shè)計開題報告應(yīng)包括以下內(nèi)容： （1）研究的目的； （2）主要研究內(nèi)容； （3）課題的準備情況及進度計劃； （4）參考文獻。 4．開題報告的撰寫應(yīng)符合科技文獻規(guī)范，且不少于2000字；參考文獻應(yīng)不少于15篇，包括中外文科技期刊、教科書、專著等。 5．開題報告正文字體采用宋體小四號，1.5倍行距。附頁為A4紙型，左邊距3cm，右邊距2cm，上下邊距為2.5cm，字體采用宋體小四號，1.5倍行距。 6．“課題性質(zhì)”一欄： 理工類：A..理論研究 B.工程設(shè)計C..軟件開發(fā)D. 應(yīng)用研究 E.其它 經(jīng)管文教類：A.理論研究 B.應(yīng)用研究 C.實證研究 D.藝術(shù)創(chuàng)作 E.其它 “課題來源”一欄： A.科研立項 B.社會生產(chǎn)實踐 C.教師自擬 D.學(xué)生自選 “成果形式”一欄： A.論文 B.設(shè)計說明書 C.實物 D.軟件 E.作品 畢業(yè)設(shè)計開題報告 課題題目 汽車減震器自動生產(chǎn)線 涂料噴涂系統(tǒng)設(shè)計 課題性質(zhì) A B C D E □ ■ □ □ □ 課題來源 A B C D □ □ ■ □ 成果形式 A B C D E □ ■ □ □ □ 同組同學(xué) 一、研究的目的： 本課題是對我大學(xué)四年所學(xué)課程的一次總的復(fù)習(xí)，它將機械設(shè)計、機械制圖、液壓與氣動技術(shù)等機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)主要課程緊密聯(lián)系在一起，利用所學(xué)的機械相關(guān)知識來解決實際的生產(chǎn)問題，考慮多方面的問題，如成本、系統(tǒng)可靠性、設(shè)備生產(chǎn)效率與工作效率、設(shè)備安裝與維護等等。 二、主要研究內(nèi)容： 汽車是“改變世界的機器”、推動社會進步的車輪，汽車已經(jīng)成為我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡闹匾M成部分。汽車的普遍使用，將改變經(jīng)濟社會結(jié)構(gòu)，形成一整套新的經(jīng)濟、文化、生活體系，改善人的生活質(zhì)量，推進社會進步，促進了經(jīng)濟發(fā)展。 為減輕和降低汽車發(fā)動機及變速箱的震動對汽車舒適度的影響，在發(fā)動機及變速箱和車架聯(lián)接處都采用柔性連接的方式，即安裝有以橡膠做為彈性元件，帶有液壓阻尼系統(tǒng)的減震器。 其工作原理為懸架系統(tǒng)中由于彈性元件受沖擊產(chǎn)生振動，為改善汽車行駛平順性，懸架中與彈性元件并聯(lián)安裝減振器，為衰減振動，汽車懸架系統(tǒng)中采用減振器多是液力減振器，其工作原理是當車架（或車身）和車轎間受振動出現(xiàn)相對運動時，減振器內(nèi)的活塞上下移動，減振器腔內(nèi)的油液便反復(fù)地從一個腔經(jīng)過不同的孔隙流入另一個腔內(nèi)。此時孔壁與油液間的摩擦和油液分子間的內(nèi)摩擦對振動形成阻尼力，使汽車振動能量轉(zhuǎn)化為油液熱能，再由減振器吸收散發(fā)到大氣中。在油液通道截面和等因素不變時，阻尼力隨車架與車橋（或車輪）之間的相對運動速度增減，并與油液粘度有關(guān)。 減震器從產(chǎn)生阻尼的材料這個角度劃分主要有液壓和充氣兩種，還有一種可變阻尼的減震器。汽車懸架系統(tǒng)中廣泛采用液力減震器。其原理是，當車架與車橋做往復(fù)相對運動兒活塞在減震器的缸筒內(nèi)往復(fù)移動時，減震器殼體內(nèi)的油液便反復(fù)地從內(nèi)腔通過一些窄小的孔隙流入另一內(nèi)腔。此時，液體與內(nèi)壁的摩擦及液體分子的內(nèi)摩擦便形成對振動的阻尼力。 為優(yōu)化減震器安裝過程中加工、運送、裝配、檢驗等一系列生產(chǎn)。故設(shè)計汽車減震器自動生產(chǎn)線，此自動液封生產(chǎn)線體可實現(xiàn)減震器的阻尼系統(tǒng)，在充滿液體的環(huán)境下進行液體封裝、壓入作業(yè)。該生產(chǎn)線體由本體自動上料、導(dǎo)流管自動上料、蓋體自動上料、油液環(huán)境下預(yù)裝配、油液環(huán)境下壓裝、蒸汽干燥、光電圖像自動識別檢測、動靜缸檢測、減震器自動下料、自動裝箱、及基座壓力裝配等工位構(gòu)成。 其基本原理是油泵把液壓油輸送到集成插裝閥塊，通過各個單向閥和溢流閥把液壓油分配到油缸的上腔或者下腔，在高壓油的作用下，使油缸進行運動.液壓機是 利用液體來傳遞壓力的設(shè)備。液體在密閉的容器中傳遞壓力時是遵循帕斯卡定律。四柱液壓機的液壓傳動系統(tǒng)由動力機構(gòu)、控制機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)、輔助機構(gòu)和工作介質(zhì)組成。動力機構(gòu)通常采用油泵作為動力機構(gòu)，一般為積式油泵。為了滿足執(zhí)行機構(gòu)運動速度的要求， 選用一個油泵或多個油泵。低壓（油壓小于2.5MP）用齒輪泵；中壓（油壓小于6.3MP）用葉片泵；高壓（油壓小于32.0MP)用柱塞泵。各種可塑性 材料的壓力加工和成形，如不銹鋼板鋼板的擠壓、彎曲、拉伸及金屬零件的冷壓成形，同時亦可用于粉末制品、砂輪、膠木、樹脂熱固性制品的壓制。 一、研究現(xiàn)狀： 噴涂機械手是七十年代發(fā)展起來的自動化機械，它可以模仿人手的動作區(qū)完成 噴漆作業(yè)，程序可按需要變動，所以適合多品種小批量生產(chǎn)。機械手能夠突破人體生理條件極限，代替人們?nèi)氖赂邷亍⒎派湫?、噴霧、沙塵等危險、繁重而又單調(diào)的工作。 噴漆機械手在國外已經(jīng)廣泛應(yīng)用，而我國主要采用進口的機械手。工業(yè)機器人主要承擔(dān)著焊接、噴涂、搬運以及堆垛等重復(fù)性并且勞動強度極大的工作，工作方式一般采取示教再現(xiàn)的方式。目前我國噴漆行業(yè)比較缺乏噴漆機械手，因此，該產(chǎn)品在我國有較好的發(fā)展前景。噴漆機械手由橫向手臂、直立手臂、支撐桿、擺動液壓缸、支承工作臺、氣缸、噴槍等部分組成，它的主要功能是配合液壓控制系統(tǒng)完成產(chǎn)品表面的噴漆工作。 二、研究目的及意義 本課題所設(shè)計的噴漆機械手適合目前我國噴漆生產(chǎn)的要求，能夠達到噴涂質(zhì)量 好、工作性能穩(wěn)定等目的在當今大規(guī)模制造業(yè)中，企業(yè)為提高生產(chǎn)效率，保障產(chǎn)品質(zhì)量，普遍重視生產(chǎn)過程的自動化程度，工業(yè)機器人作為自動化生產(chǎn)線上的重要成員，逐漸被企業(yè)所認同并采用。工業(yè)機器人的技術(shù)水平和應(yīng)用程度在一定程度上反映了一個國家工業(yè)自動化的水平，工業(yè)機械手是工業(yè)生產(chǎn)的必然產(chǎn)物，它是一種模仿人體上肢的部分功能， 按照預(yù)定要求輸送工件或握持工具進行操作的自動化技術(shù)設(shè)備，對實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動 化，推動工業(yè)生產(chǎn)的進一步發(fā)展起著重要作用。因而具有強大的生命力受到人們的廣泛重視和歡迎。實踐證明，工業(yè)機械手可以代替人手的繁重勞動，顯著減輕工人的勞動強度， 改善勞動條件，提高勞動生產(chǎn)率和自動化水平。工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的笨重工件的搬運和長期頻繁、單調(diào)的操作，采用機械手是有效的。此外，它能在高溫、低溫、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染環(huán)境條件下進行操作以保護人身安全，更顯示其優(yōu)越性，有著廣闊的發(fā)展前途。 三．設(shè)計方案 本課題主要涉及到以下三部分內(nèi)容： 第一， 機械手的機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計； 第二， 使機械手擺動的液壓缸的設(shè)計以及驅(qū)動手臂運動的液壓缸的選擇； 第三， 控制系統(tǒng)運動的液壓系統(tǒng)的設(shè)計。 機械結(jié)構(gòu)的設(shè)計包括橫向手臂、直立手臂、支撐桿、支承工作臺的材料選擇和成型 設(shè)計以及它們之間的聯(lián)接設(shè)計。液壓缸的設(shè)計和選擇則包括擺動液壓缸整體的設(shè) 計、輸出軸的設(shè)計、液壓缸與支承工作臺的聯(lián)接、大臂驅(qū)動液壓缸的選用。液壓系 統(tǒng)的設(shè)計包括液壓泵、電機的選擇，油箱的設(shè)計、液壓回路的設(shè)計以及其它液壓元 件的選用。 實施方案： 機械手基本形式的選擇 常見的工業(yè)機械手根據(jù)手臂的動作形態(tài)按坐標形式大致可以分為以下4種 (1)直角坐標型機械手; (2)圓柱坐標型機械手; (3)球坐標型機械手 (4)多關(guān)節(jié)型機機械手。 其中圓柱坐標型機械手結(jié)構(gòu)簡單緊湊定位精度較高占地面積小，因此本設(shè)計采用圓柱坐型。 2.機械手的主要部件及運動 這臺機械手由手腕、手臂、底座組成。其中手腕沒有手指，只有一個噴漆用的旋杯。 3．驅(qū)動機構(gòu)的選擇 根據(jù)動力源的不同 工業(yè)機械手的驅(qū)動機構(gòu)大致可分為液壓、氣動、電動和機械驅(qū)動等四類。 采用液壓機構(gòu)驅(qū)動機械手結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、重量輕、控制方便，驅(qū)動力大等優(yōu)點。因此，機械手的驅(qū)動方案選擇液壓驅(qū)動。 三、課題的準備情況及進度計劃： 早進入階段 根據(jù)設(shè)計要求，收集并研讀相關(guān)資料，確定設(shè)計方案，完成開題報告； 第1-3周 根據(jù)設(shè)計或研究內(nèi)容、主要指標與技術(shù)參數(shù)，進行機構(gòu)的方案設(shè)計及氣動系統(tǒng)設(shè)計； 第4-8周 參照樣件，完成主要部件的選型相應(yīng)的計算； 第9-10周 繪制完成零件圖及全套圖紙； 第11-12周 說明書的整理與撰寫； 第13-14周 根據(jù)指導(dǎo)老師的意見最終定稿，準備答辯。 四、參考文獻。 [1] 雷天覺等 液壓工程手冊[M]． 北京：機械工業(yè)出版社，1991． [2] 趙則祥.公差配合與質(zhì)量控制[M]. 開封：河南大學(xué)出版社，1998. [3] 朱家誠編著.機械設(shè)計手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1996 [4] 曾正明.機械工程材料手冊[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2003 [5] 鄭文緯,吳克堅,機械原理[M].第七版 高等教育出版社,2003 [6] 濮良貴,紀名剛,機械設(shè)計[M].第七版 高等教育出版社,2001 [7] 白柳.液壓與氣壓傳動[M]. 機械工業(yè)出版社.2009年8月 [8] 朱龍根，機械系統(tǒng)設(shè)計（第二版）[M] 機械工業(yè)出版社，2005 [9] 劉美玲，雷振德.機械設(shè)計基礎(chǔ)[M]. 北京：科學(xué)出版社，2005 [10] 裘文言，張祖繼. 機械制圖.[M] 北京：高等教育出版社,2003 [11] 李潔 ,互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)[M] 電子工業(yè)出版社,2011 [12] 孫恒、陳作模、葛文杰、 等. 機械原理[M] 高等教育出版社，2006年5月 [13] 徐創(chuàng)文、 高成秀 . 機械工程專業(yè)英語[M]. 電子工業(yè)出版社，2010 [14] 劉永田、謝宗法. 畫法幾何與機械制圖[M]. 北京航空航天大學(xué)出版社，2007 [15] 李萬莉. 工程機械液壓系統(tǒng)設(shè)計[M]. 同濟大學(xué)出版社，2011 [16] 朱龍根，簡明機械零件設(shè)計手冊（第二版）[M].機械工業(yè)出版社，2005 [17] Creve ling C M.。最優(yōu)標準的開發(fā)手冊[M].Addison-Wesley出版社，1997 指導(dǎo)教師意見（課題難度是否適中、工作量是否飽滿、進度安排是否合理、工作條件是否具備等） 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 專家組及學(xué)院意見（選題是否適宜、各項內(nèi)容是否達到畢業(yè)設(shè)計（論文）大綱要求、整改意見等） 專家組成員簽字： 教學(xué)院長（簽章）： 年 月 日 天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)2013屆本科生畢業(yè)論文答辯,汽車減震器自動生產(chǎn)線-涂料噴涂系統(tǒng)設(shè)計,摘要 Abstract,,影響抽油桿偏磨,本次設(shè)計的題目是汽車減震器自動生產(chǎn)線-涂料噴涂系統(tǒng)的設(shè)計，主要研究汽車減震器中回轉(zhuǎn)體的噴涂并設(shè)計回轉(zhuǎn)體噴涂系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)。該噴涂系統(tǒng)主要包括零件的噴涂，運送以及烘干等工藝過程。零件噴涂主要設(shè)計回轉(zhuǎn)體零件噴漆時的托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)；零件的運動主要解決零件的間歇運動；零件噴漆后的烘干采用熱風(fēng)烘干。,目錄 directory,第1章 緒論,第2章 噴涂系統(tǒng)的方案設(shè)計,第3章 噴涂系統(tǒng)中零件間歇運動機構(gòu)的設(shè)計,第4章 噴涂系統(tǒng)中的升降機構(gòu)的設(shè)計,第5章 噴涂系統(tǒng)中托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu),第1章 諸論 Chapter 1,1.1 研究課題的背景、目的及其意義 汽車減震器作為汽車中重要的部件,在加速車架和車身震動衰減，減小震動、改善汽車行駛平穩(wěn)性和安全性有著重要的作用。為了延長其整體使用壽命，汽車減震器中的部分零件需要進行涂料噴涂處理。傳統(tǒng)涂料噴涂通常用人工來進行，通常工人的經(jīng)驗對噴涂質(zhì)量有著很大的影響，而且一般的涂料對工人的身體健康都有一定的傷害。在這種狀況下，引入一套非標準自動化設(shè)備來解決這些問題是非常必要的。 本次畢業(yè)設(shè)計目的是把零件的噴漆，運送以及烘干的過程全部使用自動化來實現(xiàn)，通過PLC的控制來實現(xiàn)對噴漆面，噴漆時間，烘干時間等參數(shù)進行精確控制，使加工的零件具有滿意的表面噴涂質(zhì)量。通過這套非標準自動化設(shè)備可以實現(xiàn)零件的進料，噴涂，運送，熱風(fēng)干燥以及出料的全過程，整個過程中不需要人為干預(yù)，提高了工作效率，減小了噴漆對工人的身體的影響。,第1章 諸論 Chapter 1,1.2 非標自動化設(shè)備的應(yīng)用狀況 相比于國內(nèi)的自動化，在國外的制造業(yè)發(fā)展過程中，自動化在其生產(chǎn)中占據(jù)著重要一環(huán)，其每單位的自動化比率都遠超過國際55的標準。但國內(nèi)制造業(yè)自動化應(yīng)用則遠落后于這一標準，數(shù)值只有22。因此，在我國機械工業(yè)的發(fā)展道路上，自動化仍有很大的應(yīng)用空間。 針對各種行業(yè)的不同需求，自動化設(shè)備中的非標自動化設(shè)備近些年得到了快速發(fā)展。非標準自動化設(shè)備，即不是按照國家頒布的統(tǒng)一行業(yè)標準和規(guī)格制造的設(shè)備，而是根據(jù)自己的用途需要，自行設(shè)計制造的設(shè)備。相對于標準化設(shè)備，非標自動化可以實現(xiàn)標準自動設(shè)備不能實現(xiàn)的一些功能，實現(xiàn)標準自動化不能實現(xiàn)的產(chǎn)量，因此非標自動化作為標準自動化的補充，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車零部件的生產(chǎn)制造及安裝，電子電器生產(chǎn)線產(chǎn)品輸送以及加工制造業(yè)裝配行業(yè)等眾多行業(yè)。在我國，50%的非標自動化產(chǎn)品應(yīng)用于汽車制造業(yè)，而電氣電子行業(yè)的非標自動化產(chǎn)品也達到了10%～15%。根據(jù)國際機器人工業(yè)聯(lián)合會（IFR）的預(yù)測，2014年中國將成為全球最大非標自動化設(shè)備市場，銷量為35萬部，比2011年增長約60%，占全球總銷量17%。,第2章 噴涂系統(tǒng)方案設(shè)計 Chapter 2,2.1 在設(shè)計涂裝設(shè)備工藝時，應(yīng)該注意以下幾個問題： （1）產(chǎn)量要達到設(shè)計綱領(lǐng) （2）涂裝設(shè)備工藝時間要足夠長的時間 （前處理時間不夠造成串液，固化時未 考慮升溫時間，造成固化不良 ） （3）輸送設(shè)備設(shè)計應(yīng)該適合工件的特點 （工件的輸送方式有多種，如果設(shè)計不當，對生產(chǎn)能力、工藝操作、上下件都會產(chǎn)生不良后果 ） （4）涂裝設(shè)備選型應(yīng)適當 （設(shè)備的選型要達到顧客的要求）,2.2 初步確定涂料噴涂系統(tǒng)的設(shè)計 根據(jù)以上資料確定了汽車減震器中回轉(zhuǎn)件涂料噴涂的具體加工過程:,由涂料噴涂系統(tǒng)的加工過程可以知,零件噴涂系統(tǒng)可以分為進料、預(yù)加工、噴漆、烘干、出料等幾個工位。在噴涂工位中，根據(jù)零件的圓柱形的外形，可以采用噴頭不動，工件旋轉(zhuǎn)的方式進行噴涂。當零件到達噴涂工位時，零件被可升降的電動機頂起旋轉(zhuǎn)，噴頭噴涂涂料。通過這種方式就可以實現(xiàn)零件的均勻噴涂。工作臺為間歇運動，在噴涂時工作臺不動來保證噴涂效果。在零件的烘干工位，利用移動工作臺可以將噴好漆的工件進入烘干區(qū)域進行熱風(fēng)烘干。在零件從噴漆區(qū)域到烘干區(qū)域和零件從烘干區(qū)域到零件出口的過程中，可以用升降機構(gòu)來完成零件的工位轉(zhuǎn)換。在這個過程中，零件的進料和出料都是工人手工進行的。 因此，在涂料噴涂系統(tǒng)設(shè)計的機械部分中，可以分為以下幾個部分：零件的機架設(shè)計、零件間歇移動工作臺、零件的升降機構(gòu)和托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。,第2章 噴涂系統(tǒng)方案設(shè)計 Chapter 2,噴涂系統(tǒng)中機架部分的設(shè)計 考慮到機架的制造方法以及人機工程學(xué)，設(shè)計機架采用型鋼搭建并輔以焊接來滿足機架的剛度、強度以及穩(wěn)定性的要求。設(shè)計機架的高度為1000mm，除去機架的底盤以及其他附屬件的高度，最終機架的高度為994mm。寬度為240mm。,第3章 噴涂系統(tǒng)中零件間歇運動機構(gòu)的設(shè)計Chapter 3,第3章 噴涂系統(tǒng)中零件間歇運動機構(gòu)的設(shè)計Chapter 3,3.1 零件間歇運動機構(gòu)的總體設(shè)計 為了保證零件在噴涂的過程中有足夠的時間噴涂，運輸零件的工作臺應(yīng)該為間歇運動。通常，運送零件的工作臺有兩種方法可以實現(xiàn)： 1）電機和傳送帶搭配。 2）氣缸與單一工作臺配合。 此次設(shè)計我們選擇的是氣缸與單一工作臺配合的設(shè)計，氣動執(zhí)行元件具有響應(yīng)速度高，動作快的特點，氣缸與單一工作臺配合后所形成的工作臺具有定位準確，響應(yīng)迅速的特點，可以實現(xiàn)頻繁的啟停。,第4章 噴涂系統(tǒng)中的升降機構(gòu)的設(shè)計 Chapter 4,4.1 噴涂系統(tǒng)中的升降機構(gòu)的設(shè)計 根據(jù)零件噴涂的工藝流程，零件在噴涂涂料后需要烘干一段時間。因工件烘干環(huán)境與噴涂環(huán)境不同，故將噴涂層與烘干層分開。在這種情況下，就需要一個行程較長的升降機構(gòu)來實現(xiàn)零件從噴涂層到烘干層的工位轉(zhuǎn)換。實現(xiàn)零件的升降有兩種方式，一種是利用絲杠螺母來實現(xiàn)，另一種是利用氣缸來實現(xiàn)。 在零件噴涂系統(tǒng)中升降機構(gòu)的要求是把零件由噴涂工位轉(zhuǎn)換到烘干工位上。移動距離固定，要求速度快速。故應(yīng)采用無桿氣缸來實現(xiàn)這一功能。,第5章 噴涂系統(tǒng)中托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu) Chapter 3,5.1 噴涂系統(tǒng)中托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu) 托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)為汽車減震器自動生產(chǎn)線涂料噴涂系統(tǒng)中最重要的部分，其主要完成的是回轉(zhuǎn)體的涂料噴涂過程。由于需要噴涂的零件為一回轉(zhuǎn)體，其最大直徑為? 76mm，高度為84mm，需要噴涂的區(qū)域為零件上半部分直徑為?66mm的圓柱面。因此，可以設(shè)計噴涂的方式為零件旋轉(zhuǎn)，噴頭不動。 托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)完成的有兩個動作，一是完成工作臺與電機的整體托起，二是由電機帶動零件旋轉(zhuǎn)。在第一個動作中，因氣動執(zhí)行元件對沖擊負載和過載有較強的適應(yīng)能力，并且氣動元件可靠性高、使用壽命長，故實現(xiàn)工作臺與電機的整體托起可以采用氣缸來實現(xiàn)。在第二動作中，電機需要通過傳動裝置來將動力傳送到旋轉(zhuǎn)工作臺上，此處有三種方法可以實現(xiàn)：齒輪傳動、鏈輪傳動、帶輪傳動。 考慮到在托起旋轉(zhuǎn)運動過程中，對傳動比要求并不高，而且，中心距也較小，故可以采用鏈輪傳動。為了使旋轉(zhuǎn)工作臺的升降具有方向性，應(yīng)在連接板處加裝導(dǎo)軌。,,,,第5章 噴涂系統(tǒng)中托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu) Chapter 3,,,,噴涂系統(tǒng)中烘干方式 在噴涂系統(tǒng)中，采用熱風(fēng)烘干。熱風(fēng)干燥是現(xiàn)代干燥方法之一，是在烘箱或烘干室內(nèi)吹入熱風(fēng)使空氣流動加快的干燥方法。干燥室排列有熱風(fēng)管、鼓風(fēng)機等，燃燒室內(nèi)以煤作熱源，熱風(fēng)由熱風(fēng)管輸入室內(nèi)，由于鼓風(fēng)機的作用，使熱風(fēng)對流達到溫度均勻，余熱由熱風(fēng)口排出。,第5章 噴涂系統(tǒng)中托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu) Chapter 3,結(jié) 論 Conclusion,,,,,,,本次畢業(yè)設(shè)計的為汽車減震器自動生產(chǎn)線涂料噴涂系統(tǒng)的設(shè)計，設(shè)計主要工作是為汽車減震器中圓柱形零件進行涂料噴涂處理。涂料噴涂系統(tǒng)的機械部分涉及到機架本體的設(shè)計，零件間歇機構(gòu)的設(shè)計，升降機構(gòu)的設(shè)計以及托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計。機架本體設(shè)計中根據(jù)人機工程學(xué)等相關(guān)內(nèi)容設(shè)計了由鋁型材搭建的框架式機架并加裝導(dǎo)軌和定位機構(gòu)來保證移動工作臺的平穩(wěn)移動和定位；零件間歇機構(gòu)的設(shè)計中根據(jù)零件的加工方式設(shè)計了由氣缸驅(qū)動的間歇機構(gòu)，完成了氣缸的選型；升降機構(gòu)中根據(jù)加工的需要設(shè)計由無桿氣缸驅(qū)動的升降鏟來帶動移動工作臺和零件的整體移動；托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)完成零件的噴涂過程，通過零件升降旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)圓柱形零件的均勻噴涂。 本次設(shè)計的噴涂系統(tǒng)能夠自動完成零件從進料、預(yù)熱、噴涂、烘干以及出料的全過程。全程由PLC控制噴涂過程中的各種參數(shù)，不需要人為干預(yù)，達到了降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，改善工人勞動條件的目的。另外，本機械結(jié)構(gòu)同樣適用于類似圓柱形零件的噴涂，為其他噴涂方式提供了一種參考。,Thank You!, 畢 業(yè) 設(shè) 計 專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 汽車減震器自動生產(chǎn)線-涂料噴涂系統(tǒng)設(shè)計 Automobile shock absorber automatic production line ——Coating system design 摘 要 汽車工業(yè)作為機械行業(yè)中的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),在國家經(jīng)濟發(fā)展中起著重要的作用。汽車工業(yè)的快速發(fā)展對汽車零部件的制造與裝配提出了更高的要求。汽車減震器在汽車中起著舉足輕重的作用，同時它也是懸掛系統(tǒng)中最精密和復(fù)雜的機械件。為了縮短汽車減震器中零部件噴漆過程的時間以及減少對工人的傷害，特引入一非標準自動化設(shè)備——噴涂系統(tǒng)裝備。 本次設(shè)計的題目是汽車減震器自動生產(chǎn)線涂料噴涂系統(tǒng)的設(shè)計，主要研究汽車減震器中回轉(zhuǎn)體的噴涂并設(shè)計回轉(zhuǎn)體噴涂系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)。該噴涂系統(tǒng)主要包括零件的噴涂，運送以及烘干等工藝過程。零件噴涂主要設(shè)計回轉(zhuǎn)體零件噴漆時的托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)；零件的運動主要解決零件的間歇運動；零件噴漆后的烘干采用熱風(fēng)烘干。 本論文對汽車減震器零件的噴涂進行了認真細致的研究，研究結(jié)果真實可靠，對提高汽車零件加工的效率和改善工人的工作環(huán)境有很大的幫助。另外，本設(shè)計為小型回轉(zhuǎn)體件噴漆的研究提供了一種參考。 關(guān)鍵字：非標自動化；汽車減震器；噴涂系統(tǒng)；回轉(zhuǎn)體噴涂。 ABSTRACT In the automotive industry, machinery industry as the traditional industries plays an important role in the national economic development. The rapid development of automobile industry auto parts manufacturing and assembly put forward higher requirements. Automobile shock absorber plays an important role in the car, and it is also the most sophisticated and complex piece of machinery in the suspension system. To shorten the automobile shock absorber parts spraying process and reducing the time of injury to workers, a non-standard automation equipment, that is spray system equipment, is introduced in particularly. The subject of this design is automobile shock absorber automatic production line paint spraying system design, the main research is that the design of automotive shock absorbers rotating body spray and a spraying machine for rotator. The spraying system includes parts of spraying, transporting and drying process. The part of rotary part spray paint primarily designed to hold up when rotating mechanism; The part of moving mainly to solve parts of intermittent movement; parts after painting drying use hot air drying. In this thesis, automobile shock absorber parts spraying carried out a careful and meticulous research, the findings is true and reliable .And it is good for works to improving their working environment and improves the efficiency of spraying. In addition, the result of this design can also become a reference of the rotary body parts designed for small painting studies. Key words：Non-standard automation; Shock absorbers; Spray system; Rotating body spray 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 第一章 概述 1 1.1 汽車行業(yè)的發(fā)展狀況 1 1.2 自動化設(shè)備的應(yīng)用狀況 2 1.3 畢業(yè)設(shè)計的目的與意義 3 1.4 畢業(yè)設(shè)計課題主要任務(wù) 3 1.4.1畢業(yè)設(shè)計課題研究內(nèi)容 3 1.4.2畢業(yè)設(shè)計課題的研究目標 4 1.5 本章小結(jié) 4 第二章 噴涂系統(tǒng)的方案設(shè)計 5 2.1 涂料噴涂工藝流程 5 2.2 涂料噴涂系統(tǒng)的初步方案設(shè)計 6 2.3 本章小結(jié) 7 第三章 噴涂系統(tǒng)中機架部分的設(shè)計 8 3.1 機架部分的總體設(shè)計 8 3.2 機架部分中的本體結(jié)構(gòu) 9 3.3 機架部分中的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu) 9 3.4 機架部分中的定位結(jié)構(gòu) 9 3.5 本章小結(jié) 10 第四章 噴涂系統(tǒng)中零件間歇運動機構(gòu)的設(shè)計 11 4.1 零件間歇運動機構(gòu)的總體設(shè)計 11 4.2 零件的工作臺設(shè)計 12 4.3 零件的間歇運動機構(gòu)中氣缸選型 12 4.4 零件的間歇運動機構(gòu)中導(dǎo)軌的選型 13 4.5 本章小結(jié) 13 第五章 噴涂系統(tǒng)中的升降機構(gòu)的設(shè)計 14 5.1 噴涂系統(tǒng)中的升降機構(gòu)的總體設(shè)計 14 5.2 噴涂系統(tǒng)中升降機構(gòu)中升降鏟的設(shè)計 14 5.3 噴涂系統(tǒng)中升降機構(gòu)導(dǎo)軌的選擇 15 5.4 噴涂系統(tǒng)中升降機構(gòu)無桿氣缸的選型 15 5.5 本章小結(jié) 16 第六章 噴涂系統(tǒng)中托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu) 17 6.1 噴涂系統(tǒng)中托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)總體設(shè)計 17 6.2 噴涂系統(tǒng)中托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)電機的選取 18 6.3 噴涂系統(tǒng)中托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的鏈傳動的選擇 19 6.4 噴涂系統(tǒng)中托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中軸承的選取及校核計算 21 6.5 噴涂系統(tǒng)中托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中旋轉(zhuǎn)軸的校核 23 6.6 噴涂系統(tǒng)中托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的氣缸選型 26 6.7 噴涂系統(tǒng)中托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的導(dǎo)軌選擇 27 6.8 本章小結(jié) 27 第七章 噴涂系統(tǒng)中烘干方式以及工藝參數(shù)的設(shè)定 28 7.1噴涂系統(tǒng)的工藝參數(shù)的設(shè)定 28 7.2噴涂系統(tǒng)中烘干方式 28 7.3本章小結(jié) 29 第八章 結(jié)論 30 參考文獻 31 附錄 32 外文翻譯原文 32 外文翻譯譯文 42 謝 辭 43 畢業(yè)設(shè)計(說明書) 第一章 概述 1.1 汽車行業(yè)的發(fā)展狀況 作為國家經(jīng)濟支柱的汽車行業(yè)，近幾年得到了快速發(fā)展。2010年收益為1.644萬億人民幣，成為全球零部件行業(yè)盈利水平最高的國家。2011年前十個月，國產(chǎn)汽車銷售量達到1516萬量，同比增長3.15%。根據(jù)統(tǒng)計，近幾年我國整車企業(yè)的產(chǎn)品銷售收入每年平均增長28.75%，而汽車零部件企業(yè)的產(chǎn)品銷售收入每年平均增長36.82%，高出行業(yè)平均水平。作為中國汽車行業(yè)發(fā)展的支撐，零部件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展不僅僅是規(guī)模數(shù)量的攀升，更重要的是產(chǎn)業(yè)的升級，以及隨之而來的持續(xù)發(fā)展能力。 目前，中國汽車零部件的快速發(fā)展已經(jīng)能夠支撐起年產(chǎn)1800萬輛汽車生產(chǎn)配套的規(guī)模和滿足商用車、中高檔乘用車80%以上零部件本土化的配套要求。但中國汽車零部件產(chǎn)品在高端技術(shù)領(lǐng)域與世界領(lǐng)先水平的差距并未隨著中國汽車工業(yè)規(guī)模的持續(xù)增長而持續(xù)縮小，反而有擴張的趨勢。中國汽車零部件產(chǎn)業(yè)主要存在的問題有：1）缺少自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)、關(guān)鍵技術(shù)；2）汽車零部件企業(yè)研發(fā)投入不足；3）零部件產(chǎn)品模仿性高，缺乏創(chuàng)新；4）產(chǎn)業(yè)規(guī)模大，但缺乏規(guī)模效應(yīng)。 中國汽車零部件產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)四大趨勢： 1. 中國零部件趨向產(chǎn)業(yè)集群 汽車零部件產(chǎn)業(yè)集群是一個系統(tǒng)集群，從原材料、零部件、設(shè)備制造、聯(lián)合加工到最后組裝出廠，是一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈條。近幾年中國汽車零部件產(chǎn)業(yè)集群的活躍，正是源于零部件產(chǎn)業(yè)整體水平的提升、產(chǎn)業(yè)集群的迅速崛起。產(chǎn)業(yè)集群的迅速崛起有反過來刺激零部件產(chǎn)業(yè)的發(fā)展升級。產(chǎn)業(yè)集聚有利于培育自主品牌，共同突破產(chǎn)業(yè)發(fā)展的技術(shù)瓶頸，形成新的競爭優(yōu)勢。 2. 中國零部件趨向能力提升 汽車零部件的出口正由單一的產(chǎn)品型開始向資本輸出型和技術(shù)型轉(zhuǎn)變，由勞動密集性、材料密集型的低端產(chǎn)品開始向附加值高的機電類產(chǎn)品出口轉(zhuǎn)變，出口市場由售后市場進入跨國公司全球供應(yīng)配套鏈轉(zhuǎn)變，自主知識產(chǎn)權(quán)零部件的出口比重不斷加大。創(chuàng)新能力的提升，尤其是關(guān)鍵零件部件創(chuàng)新能力的提升，使自主品牌汽車零部件擁有新的市場位置。 3. 中國零部件企業(yè)海外收購漸成模式 ?中國零部件企業(yè)面臨著高端產(chǎn)品無競爭力、低端產(chǎn)品勞動力成本趨高的雙重壓力，通過海外并購獲得技術(shù)以及與汽車集團具有血緣關(guān)系的企業(yè)將實現(xiàn)快速發(fā)展。 4. 汽車零部件企業(yè)兼并重組加速 據(jù)了解，目前中國汽車零部件行業(yè)較整車行業(yè)更加零散，有超過5000家零部件供應(yīng)商，自主零部件企業(yè)生存狀況堪憂。外資在中國零部件市場已經(jīng)占到60%以上的市場份額，在轎車零部件行業(yè)占到80%以上。中國零部件企業(yè)實力弱、研發(fā)能力不足，因此中國零部件企業(yè)要想在未來國際化市場競爭中占有一席之地，最快捷的方式就是通過兼并重組，形成規(guī)?；牧悴考髽I(yè)集團。 5. 中國汽車零部件行業(yè)面臨轉(zhuǎn)型 技術(shù)創(chuàng)新日趨活躍 近年來，隨著中國汽車市場成長為全球最重要的市場，全球零部件公司都在加大在中國市場研發(fā)的投入，而國內(nèi)本土零部件企業(yè)在加大技術(shù)投入的同時，也在加大跨國并購，將國外先進技術(shù)引入到國內(nèi)。目前全球汽車工業(yè)正在形成以低碳化、智能化為核心的新一輪科技轉(zhuǎn)型，而零部件供應(yīng)商將成為這一發(fā)展趨勢的重要推動力。 在汽車零部件產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時，汽車的涂裝工藝也有很大的提升。隨著國內(nèi)汽車市場競爭的日益激烈以及中國對清潔生產(chǎn)的日漸重視，汽車涂裝在保證高裝飾性、高防腐蝕性能的同時，正朝著采用環(huán)保材料和工藝、簡化工序、減少設(shè)備投資和運行費用、降低生產(chǎn)成本的方向發(fā)展。不斷減少有害物質(zhì)的技術(shù)，如無亞硝酸鹽的磷化促進劑、無鉻鈍化等已逐步在國內(nèi)涂裝線上使用；最新發(fā)展的硅烷技術(shù)是預(yù)處理材料的發(fā)展方向；無鉛無錫電泳材料在國內(nèi)的日益廣泛應(yīng)用使電泳材料更適應(yīng)環(huán)保的要求；水性涂料和高固體分涂料已開始在國內(nèi)涂裝線上使用，隨著中國清潔生產(chǎn)要求的日益嚴格，它們將逐步替代傳統(tǒng)溶劑型中涂和面漆，成為現(xiàn)代環(huán)保型汽車涂料的主流。 1.2 自動化設(shè)備的應(yīng)用狀況 近年來機械工業(yè)產(chǎn)銷高速增長，產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴大，得益于國家政策對機械工業(yè)的大力支持，特別是在中央實施應(yīng)對國際金融危機沖擊的一攬子計劃后，相關(guān)產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃的逐步落實，推動了機械工業(yè)快速企穩(wěn)回升。國家政策的大力支持，以及市場規(guī)模的擴大，為了機械行業(yè)提供了一個非常的發(fā)展契機。 自動化在機械產(chǎn)業(yè)中占有很高的比重。自動化裝備集中于工業(yè)化的生產(chǎn)系統(tǒng)與制造流程上，專門應(yīng)付長時間作業(yè)、大量重復(fù)性動作、系統(tǒng)復(fù)雜且需要精密控制、高危險性等工作上。相比于國內(nèi)的自動化，在國外的制造業(yè)發(fā)展過程中，自動化在其生產(chǎn)中占據(jù)著重要一環(huán)，其每單位的自動化設(shè)備比率都遠超過國際55的標準。但國內(nèi)制造業(yè)自動化應(yīng)用則遠落后于這一標準，數(shù)值只有22。因此，在我國機械工業(yè)的發(fā)展道路上，自動化仍有很大的應(yīng)用空間。 針對各種行業(yè)的不同需求，自動化設(shè)備中的非標自動化設(shè)備近些年得到了快速發(fā)展。非標準自動化設(shè)備，即不是按照國家頒布的統(tǒng)一的行業(yè)標準和規(guī)格制造的設(shè)備，而是根據(jù)自己的用途需要，自行設(shè)計制造的設(shè)備。相對于標準化設(shè)備，非標自動化可以實現(xiàn)標準自動設(shè)備不能實現(xiàn)的一些功能，實現(xiàn)標準自動化不能實現(xiàn)的產(chǎn)量，因此非標自動化作為標準自動化的補充，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車零部件的生產(chǎn)制造及安裝，電子電器生產(chǎn)線產(chǎn)品輸送以及加工制造業(yè)裝配行業(yè)等眾多行業(yè)。在我國，50%的非標自動化產(chǎn)品應(yīng)用于汽車制造業(yè)，而電氣電子行業(yè)的非標自動化產(chǎn)品也達到了10%～15%。根據(jù)國際機器人工業(yè)聯(lián)合會（IFR）的預(yù)測，2014年中國將成為全球最大非標自動化設(shè)備市場，銷量為35萬部，比2011年增長約60%，占全球總銷量17%。 國內(nèi)制造業(yè)自動化設(shè)備應(yīng)用狀況為： 1. 設(shè)備國產(chǎn)率低 在我國制造業(yè)轉(zhuǎn)型過程的過程中，大部份自動化設(shè)備都不能達到完全國產(chǎn)，仍然需要在相關(guān)技術(shù)產(chǎn)品上取得突破。 2. 智能化較少 在工業(yè)生產(chǎn)中，自動化發(fā)展到極致之后，就需要突破自動化的屏障向智能化發(fā)展，從而在整個生產(chǎn)過程中，人類最后起的作用，就是對相關(guān)智能設(shè)備進行日常維護和調(diào)試而已，會大大降低生產(chǎn)費用。 1.3 畢業(yè)設(shè)計的目的與意義 汽車減震器作為汽車中重要的部件,在加速車架和車身震動衰減，減小震動、改善汽車行駛平穩(wěn)性和安全性有著重要的作用。為了延長其整體使用壽命，汽車減震器中的部分零件需要進行涂料噴涂處理。傳統(tǒng)涂料噴涂通常用人工來進行，通常工人的經(jīng)驗對噴涂質(zhì)量有著很大的影響，而且一般的涂料對工人的身體健康都有一定的傷害。在這種狀況下，引入一套非標準自動化設(shè)備來解決這些問題是非常必要的。 本次畢業(yè)設(shè)計目的是把零件的噴漆，運送以及烘干的過程全部使用自動化來實現(xiàn)，通過PLC的控制來實現(xiàn)對噴漆面，噴漆時間，烘干時間等參數(shù)進行精確控制，使加工的零件具有滿意的表面噴涂質(zhì)量。通過這套非標準自動化設(shè)備可以實現(xiàn)零件的進料，噴涂，運送，熱風(fēng)干燥以及出料的全過程，整個過程中不需要人為干預(yù)，提高了工作效率，減小了噴漆對工人的身體的影響。 1.4 畢業(yè)設(shè)計課題主要任務(wù) 1.4.1 畢業(yè)設(shè)計課題研究內(nèi)容 畢業(yè)設(shè)計課題主要研究汽車減震器中回轉(zhuǎn)體的噴涂并設(shè)計回轉(zhuǎn)體噴涂系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)。噴涂系統(tǒng)主要涉及噴涂的一般工藝流程，噴涂的過程中的基本參數(shù)的設(shè)定。回轉(zhuǎn)體噴涂系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)主要包括零件的間歇運動，零件噴涂時的托起旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)以及零件長距離的傳送。 1.4.2 畢業(yè)設(shè)計課題的研究目標 1.根據(jù)設(shè)計要求，設(shè)計出能夠滿足要求的自動化設(shè)備，完成噴涂、運送和烘干的全過程。 2.研究回轉(zhuǎn)體噴涂過程中的參數(shù)設(shè)計及機械結(jié)構(gòu)，為進一步研究小型回轉(zhuǎn)體噴涂提供參考。 1.5 本章小結(jié) 本章主要介紹了汽車行業(yè)的相關(guān)背景以及非標準自動化設(shè)備的主要應(yīng)用，確定了畢業(yè)設(shè)計課題的目標以及具體任務(wù)。為以后工作的具體開展打下了基礎(chǔ)。 第二章 噴涂系統(tǒng)的方案設(shè)計 2.1 涂料噴涂工藝流程 根據(jù)國家標準以及行業(yè)規(guī)范, 汽車涂裝工藝，一般可分為兩大部分：一是涂裝前金屬的表面處理，也叫前處理技術(shù)；二是涂裝的施工工藝。表面處理主要包括清除工件表面的油污、塵土、銹蝕、以及進行修補作業(yè)時舊涂料層的清除等，以改善工件的表面狀態(tài)。包括根據(jù)各種具體情況對工件表面進行機械加工和化學(xué)處理，如磷化、氧化和鈍化處理。 傳統(tǒng)的汽車涂裝工藝見圖2-1 圖2-1 傳統(tǒng)的汽車涂裝工藝 在涂裝工藝過程中，涂裝材料、涂裝工藝、涂裝設(shè)備、涂裝管理是汽車涂裝的四大要素，相互之間相輔相成，促進了涂裝工藝和技術(shù)的進步與發(fā)展。 在涂裝材料方面，盡管目前在世界范圍內(nèi)，有機溶劑型涂料還在不同程度的使用，但環(huán)保型涂裝材料近十幾年來已經(jīng)逐漸普及。典型的3C3B涂裝工藝在應(yīng)用環(huán)保型涂料前后VOC排放量的對比。VOC排放量從下降到以下，最低可降到。環(huán)保型涂料正式工業(yè)化應(yīng)用的十幾年來，在涂層質(zhì)量及噴涂技術(shù)方面存在的諸多問題已經(jīng)得到較好的解決，進入了成熟期。為降低涂裝的排放，應(yīng)用紫外光（UV）固化或低溫固化涂料進行車身涂裝也是各大汽車公司關(guān)注的課題，試驗研究已經(jīng)接近工業(yè)應(yīng)用階段。 在涂裝設(shè)備方面，涂裝線的自動化趨于完美。傳統(tǒng)典型的運輸機對漆前表面處理和電泳都不同程度地存在難以解決的問題或不利影響。新型多功能穿梭機和滾浸運輸機誕生后，在解決了這些問題的同時兼?zhèn)鋫鹘y(tǒng)運輸機的所有優(yōu)點。多功能穿梭機還具備在一條生產(chǎn)線上實現(xiàn)多品種不同工藝的功能，完全符合自動化柔性涂裝生產(chǎn)的要求。 在設(shè)計涂裝設(shè)備工藝時，應(yīng)該注意以下幾個問題： 1．產(chǎn)量要達到設(shè)計綱領(lǐng)。在設(shè)計過程中應(yīng)考慮涂裝設(shè)備吊掛方式，吊掛間距，上下坡、水平轉(zhuǎn)彎干涉等問題。在生產(chǎn)時間方面，如果不考慮廢品率、涂裝設(shè)備利用率以及產(chǎn)品高峰生產(chǎn)能力，很容易導(dǎo)致產(chǎn)量達不到設(shè)計綱領(lǐng)。 2．涂裝設(shè)備工藝時間要足夠長的時間。設(shè)計時不能為了降低造價，通過減少工藝時間來達到目的。常見問題有：涂裝生產(chǎn)線前處理過渡段時間不夠，造成串液；固化時未考慮升溫時間，造成固化不良；噴漆流平時間不夠，造成漆膜流平不夠；固化后冷卻不夠，噴漆（或下件）時工件過熱。 3．輸送設(shè)備設(shè)計應(yīng)該適合工件的特點。工件的輸送方式有多種，如果設(shè)計不當，對生產(chǎn)能力、工藝操作、上下件都會產(chǎn)生不良后果。常見的有懸掛鏈輸送，其負載能力、牽引能力都需要計算和干涉繪圖。鏈條的速度對設(shè)備的配套也要有相應(yīng)的要求。涂裝設(shè)備對鏈條的平穩(wěn)性、同步性也有要求。 4．涂裝設(shè)備選型應(yīng)適當。由于產(chǎn)品的要求不同，設(shè)備選型也有所不同，而各種涂裝設(shè)備有其優(yōu)點，也有其缺點。如果設(shè)計時不能向用戶說明，很容易達不到用戶的設(shè)計要求，使用戶不滿意。例如，噴粉烘道用風(fēng)幕隔熱、潔凈度要求的工件未安裝凈化設(shè)備等。 根據(jù)以上資料確定了汽車減震器中回轉(zhuǎn)件涂料噴涂的具體加工過程: 進料 零件的前預(yù)熱 零件的噴漆 零件的后預(yù)熱 零件的烘干 出料 圖2-2 涂料噴涂系統(tǒng)的加工過程 2.2 涂料噴涂系統(tǒng)的初步方案設(shè)計 由涂料噴涂系統(tǒng)的加工過程可以知,零件噴涂系統(tǒng)可以分為進料、預(yù)加工、噴漆、烘干、出料等幾個工位。在噴涂工位中，根據(jù)零件的圓柱形的外形，可以采用噴頭不動，工件旋轉(zhuǎn)的方式進行噴涂。當零件到達噴涂工位時，零件被可升降的電動機頂起旋轉(zhuǎn)，噴頭噴涂涂料。通過這種方式就可以實現(xiàn)零件的均勻噴涂。工作臺為間歇運動，在噴涂時工作臺不動來保證噴涂效果。在零件的烘干工位，利用移動工作臺可以將噴好漆的工件進入烘干區(qū)域進行熱風(fēng)烘干。在零件從噴漆區(qū)域到烘干區(qū)域和零件從烘干區(qū)域到零件出口的過程中，可以用升降機構(gòu)來完成零件的工位轉(zhuǎn)換。在這個過程中，零件的進料和出料都是工人手工進行的。 因此，在涂料噴涂系統(tǒng)設(shè)計的機械部分中，可以分為以下幾個部分：零件的機架設(shè)計、零件間歇移動工作臺、零件的升降機構(gòu)和托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)。 2.3 本章小結(jié) 本章主要介紹了汽車噴涂工藝的發(fā)展狀況。對涂料噴涂的工藝進行了闡述并制定汽車減震器中回轉(zhuǎn)件噴涂系統(tǒng)的加工過程。最終確定了涂料噴涂系統(tǒng)機械部分的初步實現(xiàn)方案。 第三章 噴涂系統(tǒng)中機架部分的設(shè)計 3.1 機架部分的總體設(shè)計 機架構(gòu)成噴涂系統(tǒng)機械部分的主體，其設(shè)計準則包括滿足工況要求，滿足剛度、強度要求以及穩(wěn)定性的要求。根據(jù)機械手冊中介紹，機架按外形可分為網(wǎng)架式、框架式、梁柱式、板塊式以及箱殼式。按制造方法可分為鑄造機架、焊接機架、螺栓連接機架或鉚接機架、沖壓機架以及鍛造機架。鑄造機架的特點是結(jié)構(gòu)形狀可以復(fù)雜，有較好的吸振性和機械加工性能，常用于成批生產(chǎn)的中小型箱體。焊接機架，結(jié)構(gòu)要求較簡單，生產(chǎn)周期較短，適用于單件小批量生產(chǎn)。螺栓連接機架適用于大型結(jié)構(gòu)的機架，其被廣泛用于需要拆卸移動的場合。沖壓機架適用于批量生產(chǎn)的小型、輕載和結(jié)構(gòu)簡單的機架。 另外設(shè)計機架時還應(yīng)考慮到人機工程學(xué)，即設(shè)計時應(yīng)將裝配體的尺寸、比例、均衡、穩(wěn)定、過渡和呼應(yīng)等構(gòu)成因素與設(shè)計要求、加工特點結(jié)合起來。根據(jù)機械手冊中介紹，當工作者站著工作時，應(yīng)該盡可能地不使操作者經(jīng)常彎腰、轉(zhuǎn)身等。機床上大部分控制機構(gòu)以及儀表應(yīng)該布置在保證容易操作的最佳區(qū)內(nèi)。以身高175cm的男性操作者為例，其最佳工作區(qū)為高度80-143cm，正前方50°左右的區(qū)域。站立時，輕手工勞動時，工作臺的尺寸應(yīng)為95-100cm。 在噴涂系統(tǒng)的機架部分的設(shè)計中，機架部分主要完成的是為其他機構(gòu)提供母體并且能夠保證工作臺移動的方向性以及定位?？紤]到機架的制造方法以及人機工程學(xué)，設(shè)計機架采用型鋼搭建并輔以焊接來滿足機架的剛度、強度以及穩(wěn)定性的要求。設(shè)計機架的高度為1000mm，除去機架的底盤以及其他附屬件的高度，最終機架的高度為994mm。寬度為240mm。 圖3-1 機架本體 1.機架主體本體結(jié)構(gòu) 2.導(dǎo)軌 3.定位機構(gòu) 注：機架本體結(jié)構(gòu)中上層為噴涂層，下層為烘干層 3.2 機架部分中的本體結(jié)構(gòu) 機架本體機構(gòu)采用鋁型材搭建而成。鋁型材，即鋁棒通過熱熔、擠壓、從而得到不同截面形狀的鋁材料。其主要用于建筑、散熱器以及自動化設(shè)備、封罩的骨架。另外，鋁型材具有抗腐蝕性強，優(yōu)良的電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率的特點，并且具有優(yōu)良的機加工性能。為了保證機架的剛度、強度以及穩(wěn)定性的要求，在鋁型材連接處采用肋板焊接。 鋁型材采用40×40的方管鋁型材，搭建的最終機架參數(shù)為：總高994mm，總寬為240mm，上層噴涂層距地面為905mm，下層烘干層距地面255mm。 3.3 機架部分中的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu) 為了保證移動工作臺能夠平穩(wěn)的移動，在機架的本體結(jié)構(gòu)中安裝有導(dǎo)軌。導(dǎo)軌由導(dǎo)向條和導(dǎo)軌條組成，導(dǎo)向條起導(dǎo)向作用，導(dǎo)軌條限制移動工作臺的豎直方向上的位移。 圖3-2 導(dǎo)軌 1.鋁型材 2.連接板 3.導(dǎo)向條 4.導(dǎo)軌條 3.4 機架部分中的定位結(jié)構(gòu) 為了零件在噴涂過程中能夠準確定位，故需在導(dǎo)軌上加裝定位機構(gòu)。定位機構(gòu)由阻擋氣缸、阻擋連接導(dǎo)向板、阻擋推板、鎖止移動柱以及限位塊組成。相比于其他的傳動而言，利用氣壓傳動有以下特點： 1. 工作介質(zhì)為空氣，流動損失小，無污染，成本低。 2. 氣動裝置簡單、輕便、安裝維`護簡單。壓力等級低，使用安全。 3. 氣動執(zhí)行元件響應(yīng)速度高，動作快。對沖擊負載和過載有較強的適應(yīng)能力。 4. 氣動元件結(jié)構(gòu)簡單，制造容易適合標準化、系列化、通用化。而且氣動元件可靠性高，使用壽命長。 通常，選擇氣缸應(yīng)從缸徑尺寸、氣缸行程以及氣缸安裝方式等方面來考慮。在這個部分中，氣缸對輸出力和安裝的要求不高，故此處選擇氣缸主要依據(jù)氣缸的行程。根據(jù)安裝要求，行程應(yīng)為在15-20mm之間，故選擇SMC公司的薄形氣缸CQ2系列的CDQ2A32-20-A90。其參數(shù)為CQ2系列，內(nèi)置磁環(huán)，安裝形式為兩端螺栓孔，缸徑為32mm，行程為20mm，使用空氣壓力為0.3Mpa時輸出力為12.1kgf。 圖3-3 定位機構(gòu)結(jié)構(gòu)圖 1.阻擋氣缸 2.阻擋連接導(dǎo)向板 3.阻擋推板 4. 鎖止移動柱 5. 限位塊 3.5 本章小結(jié) 本章主要設(shè)計了汽車減震器自動生產(chǎn)線涂料噴涂系統(tǒng)機械部分中的機架設(shè)計,通過查找機械設(shè)計手冊以及考慮人機工程學(xué)的相關(guān)知識,設(shè)計出了機架的主體部分、導(dǎo)軌以及機架部分。 第四章 噴涂系統(tǒng)中零件間歇運動機構(gòu)的設(shè)計 4.1 零件間歇運動機構(gòu)的總體設(shè)計 為了保證零件在噴涂的過程中有足夠的時間噴涂，運輸零件的工作臺應(yīng)該為間歇運動。通常，運送零件的工作臺有兩種方法可以實現(xiàn)：1）電機和傳送帶搭配。2）氣缸與單一工作臺配合。 傳送帶一般按有無牽引件來進行分類。具有牽引件的傳送帶一般包括牽引件、承載構(gòu)件、驅(qū)動裝置、張緊裝置、該向裝置和支撐件等。牽引件用以傳遞牽引力，可采用輸送帶、牽引鏈或鋼絲繩；承載構(gòu)件用以承放物料，有料斗、托架或吊具等；驅(qū)動裝置給輸送機以動力，一般由電動機、減速器和制動器(停止器)等組成；張緊裝置一般有螺桿式和重錘式兩種，可使牽引件保持一定的張力和垂度，以保證傳送帶正常運轉(zhuǎn)；支承件用以承托牽引件或承載構(gòu)件，可采用托輥、滾輪等。具有牽引件的傳送帶設(shè)備的結(jié)構(gòu)特點是：被運送物料裝在與牽引件連結(jié)在一起的承載構(gòu)件內(nèi)，或直接裝在牽引件(如輸送帶)上，牽引件繞過各滾筒或鏈輪首尾相連，形成包括運送物料的有載分支和不運送物料的無載分支的閉合環(huán)路，利用牽引件的連續(xù)運動輸送物料。 氣缸與單一工作臺配合時，一般需要自己設(shè)計工作臺的形狀。氣動執(zhí)行元件具有響應(yīng)速度高，動作快的特點，氣缸與單一工作臺配合后所形成的工作臺具有定位準確，響應(yīng)迅速的特點，可以實現(xiàn)頻繁的啟停。 圖4-1 間歇機構(gòu)的裝配圖 1.氣缸 2.氣缸伸縮桿 3.氣缸支架 4.導(dǎo)軌 5.橫推擋塊 在汽車減震器自動生產(chǎn)線噴涂系統(tǒng)中要求工作臺要頻繁啟動而且對工作臺每次移動的距離要求是固定的，故可以采用氣缸與單一工作臺的設(shè)計。氣缸每伸縮一次，則由氣缸伸縮桿連接的橫推擋塊帶動一個工作臺移動固定的距離，為保證橫推擋塊的運動平穩(wěn)，需要在橫推擋塊連接板上加裝導(dǎo)軌。間歇機構(gòu)的裝配圖如圖4-1所示。因此，在間歇運動的機構(gòu)的設(shè)計中主要包括工作臺的設(shè)計，氣缸的選型以及導(dǎo)軌的選型。 4.2 零件的工作臺設(shè)計 汽車減震器自動生產(chǎn)線噴涂系統(tǒng)所要噴涂的零件如圖4-2所示，零件為一回轉(zhuǎn)體，其最大直徑為?76mm，高度為84mm，需要噴涂的區(qū)域為零件上半部分直徑為?66mm的圓柱面。因此可以設(shè)計如圖4-3所示的移動工作臺。移動工作臺為一個150mm×150mm，厚度為6mm的矩形，為了工作的臺準確定位，在工作臺一側(cè)特別設(shè)計為一三角形的凹槽，此處與第三章機架部分中的定位機構(gòu)配合，來精確固定零件的位置。 圖4-2 噴涂零件 圖4-3 工作臺 4.3 零件的間歇運動機構(gòu)中氣缸選型 根據(jù)要求，氣缸每伸縮一次要運送一個工作臺，因此氣缸的行程應(yīng)為150mm。氣缸的選型應(yīng)從缸徑、行程、安裝方式等幾個方面考慮，此處選擇氣缸時應(yīng)著重考慮行程?？蛇xSMC公司生產(chǎn)的歐洲標準氣缸C95系列中的C95SDB50-160。其主要參數(shù)為：1）氣缸為標準型內(nèi)置磁環(huán)；2）安裝形式為基本型，即兩端螺孔形式；3）氣缸缸徑為?50mm；4）氣缸的行程為160mm；5）使用空氣壓力為0.3Mpa時輸出力為12.1kgf。 4.4 零件的間歇運動機構(gòu)中導(dǎo)軌的選型 為了保證橫推擋塊的運動平穩(wěn)，需要在橫推擋塊連接板上加裝導(dǎo)軌。此處導(dǎo)軌的選擇主要考慮橫推擋塊的行程。可選擇EGH20CA1R280ZAP,其主要參數(shù)為：1）導(dǎo)軌為EG系列；2）滑塊形式為四方形；3）直線導(dǎo)軌的尺寸為20mm；4）負載形式為重負載型；5）滑塊固定方式為上鎖式；6）單支導(dǎo)軌組裝的滑塊數(shù)為一個；7）導(dǎo)軌固定方式為上鎖式；8）導(dǎo)軌長度為280mm。 4.5 本章小結(jié) 本章主要介紹了汽車減震器自動生產(chǎn)線涂料噴涂系統(tǒng)中零件間歇機構(gòu)的主要設(shè)計。根據(jù)方案比較確定了間歇機構(gòu)通過氣缸與單一工作臺的組合來實現(xiàn)。設(shè)計了工作臺的形狀，選擇了氣缸以及導(dǎo)軌的型號。 第五章 噴涂系統(tǒng)中的升降機構(gòu)的設(shè)計 5.1 噴涂系統(tǒng)中的升降機構(gòu)的總體設(shè)計 根據(jù)零件噴涂的工藝流程，零件在噴涂涂料后需要烘干一段時間。因工件烘干環(huán)境與噴涂環(huán)境不同，故將噴涂層與烘干層分開。在這種情況下，就需要一個行程較長的升降機構(gòu)來實現(xiàn)零件從噴涂層到烘干層的工位轉(zhuǎn)換。實現(xiàn)零件的升降有兩種方式，一種是利用絲杠螺母來實現(xiàn)，另一種是利用氣缸來實現(xiàn)。 絲杠螺母機構(gòu)主要用來將旋轉(zhuǎn)運動變換為直線運動或?qū)⒅本€運動變換為旋轉(zhuǎn)運動。這些傳動機構(gòu)根據(jù)功能可分為傳遞能量、傳遞運動、調(diào)整零件之間的相對位置等幾類。根據(jù)結(jié)構(gòu)可分為滑動摩擦機構(gòu)和滾動摩擦機構(gòu)?；瑒咏z杠螺母結(jié)構(gòu)簡單、加工方便、制造簡單低、具有自鎖功能，但其摩擦阻力矩大、傳動效率低（30%-40%）。滾珠絲杠螺母結(jié)構(gòu)雖然復(fù)雜、制造成本高，但其最大優(yōu)點是摩擦阻力矩小，傳動效率高（92%-98%）。 當需要的行程較長并且對安裝空間有限制時，通常選擇無桿氣缸。無桿氣缸是指利用活塞直接或間接方式連接外界執(zhí)行機構(gòu)，并使其跟隨活塞實現(xiàn)往復(fù)運動的氣缸。無桿氣缸可分為磁性無桿氣缸和機械式無桿氣缸。磁性無桿氣缸的活塞是通過磁力帶動缸體外部的移動體做同步移動。機械接觸式無桿氣缸是在氣缸缸管軸向開有一條槽，活塞與滑塊在槽上部移動。為了防止泄漏及防塵需要，在開口部采用聚氨脂密封帶和防塵不銹鋼帶固定在兩端缸蓋上，活塞架穿過槽，把活塞與滑塊連成一體?；钊c滑塊連接在一起，帶動固定在滑塊上的執(zhí)行機構(gòu)實現(xiàn)往復(fù)運動。這種氣缸的特點是：1） 與普通氣缸相比，在同樣行程下可縮小1/2安裝位置；2) 不需設(shè)置防轉(zhuǎn)機構(gòu)；3) 適用于缸徑10～80mm，最大行程在缸徑≥40mm時可達7m；4) 速度高，標準型可達0.1～0.5m/s；高速型可達到0.3～3.0m/s。其缺點是：1) 密封性能差，容易產(chǎn)生外泄漏。在使用三位閥時必須選用中壓式；2) 受負載力小，為了增加負載能力，必須增加導(dǎo)向機構(gòu)。 在零件噴涂系統(tǒng)中升降機構(gòu)的要求是把零件由噴涂工位轉(zhuǎn)換到烘干工位上。移動距離固定，要求速度快速。故應(yīng)采用無桿氣缸來實現(xiàn)這一功能。為了保證工作的能夠平穩(wěn)的移動，特別在無桿氣缸安裝板的另一面加裝導(dǎo)軌以及設(shè)計托起旋導(dǎo)軌的選型。 5.2 噴涂系統(tǒng)中升降機構(gòu)中升降鏟的設(shè)計 在升降機構(gòu)中，因無桿氣缸具有速度高的特點，所以移動工作臺在自動到達升降機構(gòu)時，需要一定的結(jié)構(gòu)來保證移動工作臺移動時不會脫離氣缸。這個結(jié)構(gòu)的裝配圖如圖5-1所示 圖5-1 升降鏟裝配圖 1.升降鏟 2.移動工作臺 3.提升定位塊 4.升降鏟固定板 5.升降側(cè)連接板（連接無桿氣缸） 在升降鏟結(jié)構(gòu)中，升降側(cè)連接板5與無桿氣缸的活塞塊固定，升降鏟固定板4與升降側(cè)連接板5通過螺釘固定，升降鏟1與升降鏟固定板4也同樣通過螺釘固定，提升固定塊3與移動工作臺有一定的間隙來保證移動工作臺能夠順利的水平方向上能夠順利的移動，同時也限制了移動工作臺在豎直方向的移動。通過這個結(jié)構(gòu)既能保證移動工作臺平穩(wěn)的水平移動，又能夠保證移動工作臺豎直方向上相對固定。 5.3 噴涂系統(tǒng)中升降機構(gòu)導(dǎo)軌的選擇 為了保證移動工作臺和無桿氣缸的順利平穩(wěn)的運動，需要加裝導(dǎo)軌。根據(jù)需要可選擇EGH20CA2R920ZAP,其主要參數(shù)為：1）導(dǎo)軌為EG系列；2）滑塊形式為四方形；3）直線導(dǎo)軌的尺寸為20mm；4）負載形式為重負載型；5）滑塊固定方式為上鎖式；6）單支導(dǎo)軌組裝的滑塊數(shù)為兩個；7）導(dǎo)軌固定方式為上鎖式；8）導(dǎo)軌長度為920mm。 5.4 噴涂系統(tǒng)中升降機構(gòu)無桿氣缸的選型 由第三章噴涂系統(tǒng)中機架部分的設(shè)計中可知，噴涂層與烘干層的距離為680mm左右，考慮到電機的安裝位置以及工作臺的高度，確定無桿氣缸的行程應(yīng)在700mm左右。可選擇SMC公司生產(chǎn)的機械接合式無桿氣缸MY1M40-700LH-Z76。 其主要參數(shù)為：1）MY1M系列、滑動導(dǎo)軌型；2）氣缸缸徑為40mm；3）氣缸最大行程為700mm；4）帶高、低負載用液壓緩沖器5）帶調(diào)程螺釘6）帶磁性開關(guān)Z76。 5.5 本章小結(jié) 本章主要介紹了汽車減震器自動生產(chǎn)線涂料噴涂系統(tǒng)設(shè)計中升降機構(gòu)的設(shè)計。升降機構(gòu)采用無桿氣缸來實現(xiàn)。設(shè)計了保證零件運動的升降鏟機構(gòu)，確定了無桿氣缸以及導(dǎo)軌的型號。 第六章 噴涂系統(tǒng)中托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu) 6.1 噴涂系統(tǒng)中托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)總體設(shè)計 托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)為汽車減震器自動生產(chǎn)線涂料噴涂系統(tǒng)中最重要的部分，其主要完成的是回轉(zhuǎn)體的涂料噴涂過程。由第四章噴涂系統(tǒng)中零件間歇機構(gòu)中的工作臺設(shè)計中可知，需要噴涂的零件為一回轉(zhuǎn)體，其最大直徑為? 76mm，高度為84mm，需要噴涂的區(qū)域為零件上半部分直徑為?66mm的圓柱面。因此，可以設(shè)計噴涂的方式為零件旋轉(zhuǎn)，噴頭不動。 托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)完成的有兩個動作，一是完成工作臺與電機的整體托起，二是由電機帶動零件旋轉(zhuǎn)。在第一個動作中，因氣動執(zhí)行元件對沖擊負載和過載有較強的適應(yīng)能力，并且氣動元件可靠性高、使用壽命長，故實現(xiàn)工作臺與電機的整體托起可以采用氣缸來實現(xiàn)。在第二動作中，電機需要通過傳動裝置來將動力傳送到旋轉(zhuǎn)工作臺上，此處有三種方法可以實現(xiàn)：齒輪傳動、鏈輪傳動、帶輪傳動。 齒輪傳動是利用兩齒輪的輪齒相互嚙合傳遞動力和運動的機械傳動。按齒輪軸線的相對位置分平行軸圓柱齒輪傳動、相交軸圓錐齒輪傳動和交錯軸螺旋齒輪傳動。具有結(jié)構(gòu)緊湊、效率高、壽命長等特點。 鏈傳動是通過鏈條將具有特殊齒形的主動鏈輪的運動和動力傳遞到具有特殊齒形的從動鏈輪的一種傳動方式。 鏈傳動有許多優(yōu)點，與帶傳動相比，無彈性滑動和打滑現(xiàn)象，平均傳動比準確，工作可靠，效率高；傳遞功率大，過載能力強，相同工況下的傳動尺寸??；所需張緊力小，作用于軸上的壓力?。荒茉诟邷?、潮濕、多塵、有污染等惡劣環(huán)境中工作。 鏈傳動的缺點主要有：僅能用于兩平行軸間的傳動；成本高，易磨損，易伸長，傳動平穩(wěn)性差，運轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生附加動載荷、振動、沖擊和噪聲，不宜用在急速反向的傳動中。 帶傳動是利用張緊在帶輪上的柔性帶進行運動或動力傳遞的一種機械傳動。其優(yōu)點有傳動平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、使用維護方便、有良好的撓性和彈性、過載打滑。缺點有傳動比不準確、帶壽命低、軸上載荷較大、傳動裝置外部尺寸大、效率低。因此，帶傳動常適用于大中心距、中小功率、帶速v =5～25m/s，i≤7的情況。 通過以上的對比，考慮到在托起旋轉(zhuǎn)運動過程中，對傳動比要求并不高，而且，中心距也較小，故可以采用鏈輪傳動。為了使旋轉(zhuǎn)工作臺的升降具有方向性，應(yīng)在連接板處加裝導(dǎo)軌。具體裝配關(guān)系詳見托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)部件裝配圖 在本章中主要涉及到鏈輪、軸承、傳動軸的校核計算以及電機、氣缸、導(dǎo)軌的選型。 6.2 噴涂系統(tǒng)中托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)電機的選取 旋轉(zhuǎn)盤如圖6-1所示 圖6-1 旋轉(zhuǎn)工作臺 1.旋轉(zhuǎn)盤 2.旋轉(zhuǎn)托盤 3.旋轉(zhuǎn)軸 4.驅(qū)動桿 1．初選電動機 假定旋轉(zhuǎn)盤與旋轉(zhuǎn)零件的總質(zhì)量m=9kg，根據(jù)工藝流程，旋轉(zhuǎn)工件旋轉(zhuǎn)噴涂時，工件的轉(zhuǎn)速為10-120r/min為宜。初選旋轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速為80r/min，假定旋轉(zhuǎn)盤為圓柱形，其對z軸的轉(zhuǎn)動慣量 因旋轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速n=80r/min，換算成角速度ω=8.37rad/s。 旋轉(zhuǎn)盤平穩(wěn)運轉(zhuǎn)時角加速度為 假定旋轉(zhuǎn)盤啟動時的加速度為 則零件啟動時加速度 此時需要的扭矩 電機的功率為 考慮到旋轉(zhuǎn)盤并不十分規(guī)則，故選擇電機的功率為40W 查電機選型手冊，可選東方馬達公司生產(chǎn)的感應(yīng)電動機5IK40GN-SW2,配合減速器5GN18K使用，輸出的轉(zhuǎn)速為83r/min，容許扭矩為4.4Nm 2. 修正參數(shù) 旋轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速。 旋轉(zhuǎn)盤平穩(wěn)運轉(zhuǎn)時角加速度 旋轉(zhuǎn)盤啟動時的角加速度 6.3 噴涂系統(tǒng)中托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的鏈傳動的選擇 根據(jù)總體方案的設(shè)計，傳動部分采用鏈傳動。由已知條件可以進行滾子鏈傳動的設(shè)計計算（本節(jié)內(nèi)容所查的圖表來自機械設(shè)計第八版，濮良貴編寫） 1. 已知條件 在噴涂系統(tǒng)中的滾子鏈工作條件為：主動輪為平穩(wěn)運轉(zhuǎn)，傳動位置為水平傳動，所需傳動的功率P=40W 2. 設(shè)計步驟 1) 選擇鏈輪齒數(shù)z1、z2和確定傳動比i 一般鏈輪齒數(shù)在17-114之間。選擇z1=z2=23，i=1 2) 計算當量的單排鏈的計算功率 根據(jù)鏈傳動的工作情況、主動鏈輪齒輪和鏈條排數(shù)，將鏈傳動所傳遞的功率修正為當量的單排鏈的計算功率 根據(jù)條件，查書中（機械設(shè)計，濮良貴，第八版，下同）的表9-6，得到，查圖9-13得，單排鏈系數(shù)。帶入公式得 3) 確定鏈條型號和節(jié)距p 根據(jù)當量的單排鏈的計算功率和主動鏈輪轉(zhuǎn)速查機械設(shè)計手冊，選擇鏈條ISO06B，節(jié)距p=9.525。 4) 計算鏈節(jié)數(shù)和中心距 初選中心距，計算鏈節(jié)數(shù) 為了避免過渡使用鏈節(jié)，應(yīng)將計算出的鏈節(jié)數(shù)圓整為偶數(shù)。當時，鏈傳動的最大中心距為： 所以鏈傳動最大中心距為285.75mm。根據(jù)實際情況，最終的安裝中心距為235mm 5) 計算鏈速 平均鏈速為： 根據(jù)鏈速，查圖9-14選擇定期人工潤滑。 6) 計算鏈傳動作用在軸上的壓軸力 有效圓周力 壓軸力 3. 鏈輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 由選擇的鏈為ISO06B得到，，。通過已知條件知道鏈輪的齒數(shù)為。由此，可以得到鏈輪的參數(shù)： 1） 分度圓直徑為 2） 齒頂圓直徑為 3） 齒根圓直徑 4） 齒高 5） 確定的最大軸凸緣直徑 根據(jù)鏈輪的直徑可以選擇整體式。 6.4 噴涂系統(tǒng)中托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中軸承的選取及校核計算 圖6-2 軸承裝配圖（向右旋轉(zhuǎn)90°） 1.旋轉(zhuǎn)托盤 2軸承座 3.軸承 4.鏈輪 圖6-3 軸承受力簡圖 如圖6-2所示，旋轉(zhuǎn)軸安裝時采用兩個深溝球軸承。滾動軸承具有摩擦阻力小，功率消耗少，容易氣動等優(yōu)點，而深溝球軸承因其價格便宜，有很高的極限轉(zhuǎn)速比而得到廣泛的應(yīng)用。深溝球軸承主要承受徑向載荷，也可以同時承受小的軸向載荷，其當量摩擦系數(shù)最小。在這部分中，軸承的受力簡圖見圖6-3 由已知條件得，。 在設(shè)計軸時取，。 分析受力如圖6-3所示 ，根據(jù)受力平衡列出方程式： 由豎直方向合力為0得到 （1） 由對任意一點取矩的和為0得到 （2） 由式（2）可解出 在與式（1）聯(lián)立解出 由直徑初選軸承為深溝球軸承16004，其參數(shù)為：，，，，。 因此相對軸向載荷為 對于軸承1： 查機械設(shè)計手冊得到判斷系數(shù) 因 故 其徑向動載荷系數(shù)，軸向動載荷系數(shù) 根據(jù)載荷性質(zhì)為中等慣性沖擊，選擇 軸承的當量動載荷為 考慮到噴涂的溫度要求較高，故溫度系數(shù)。深溝球軸承 軸承基本額定壽命為 對于軸承2： 查機械設(shè)計手冊得到判斷系數(shù) 因 故 其徑向動載荷系數(shù)，軸向動載荷系數(shù) 根據(jù)載荷性質(zhì)為中等慣性沖擊，選擇 軸承的當量動載荷為 考慮到噴涂的溫度要求較高，故溫度系數(shù)。深溝球軸承 軸承基本額定壽命為 通過計算可知選擇的軸承符合設(shè)計要求。 6.5 噴涂系統(tǒng)中托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中旋轉(zhuǎn)軸的校核 軸的主要功用是支撐回轉(zhuǎn)零件及傳遞運動和動力。其按照承受載荷的不同可分為轉(zhuǎn)軸、心軸和傳動軸三類。工作中既能承受彎矩又承受扭矩的軸成為轉(zhuǎn)軸。只承受彎矩而不承受扭矩的軸稱為心軸。只承受扭矩而不承受彎矩的軸稱為傳動軸。在涂料噴涂系統(tǒng)中，所用的旋轉(zhuǎn)軸為轉(zhuǎn)軸，其同時承受彎矩與扭矩。 1. 求旋轉(zhuǎn)軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 取鏈傳動的效率，一對滾動軸承的效率。 2. 初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理。根據(jù)表15-3（機械設(shè)計，第八版，濮良貴，下同）取，于是得到： 根據(jù)實際工作條件選擇旋轉(zhuǎn)軸的最小直徑為。 3. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 如圖6-4所示為旋轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)簡圖 圖6-4 旋轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)簡圖 1）為了滿足鏈輪的軸轂的要求以及鏈輪的定位，所以I—II軸段的右端需要制出一段軸肩，最終，。鏈輪的左端靠擋塊定位，右端靠軸肩定位。 2）依據(jù)第4節(jié)的噴涂系統(tǒng)中托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的軸承選取與校核計算，選擇深溝球軸承16004，其參數(shù)為，，。故II段的直徑為20mm，軸承左端靠軸承座固定，右端靠軸肩來定位，并且使用彈性擋圈來固定。因此II—III的連接處需要有一軸肩，。 3）第IV段需要加裝軸承，故。第V段的右端為旋轉(zhuǎn)托盤的定位端，故在V端的左端需要有一段軸肩。 4）根據(jù)旋轉(zhuǎn)托盤的安裝高度，設(shè)計旋轉(zhuǎn)軸的高度為135mm。 4. 按彎扭合成強度條件校核軸的強度 由第四節(jié)軸承的選擇以及鏈輪的計算選型可得出軸的計算簡圖。如圖6-5所示 ，，， ， 圖6-5 計算簡圖 根據(jù)上述簡圖，只有在豎直面產(chǎn)生彎矩，按計算結(jié)果得出豎直面的彎矩圖如圖6-6所示 圖6-6 彎矩圖 扭矩圖如圖6-7所示 圖6-7 扭矩圖 已知軸的彎矩和扭矩之后，可知 的作用點為危險截面。按照第三強度理論，計算應(yīng)力 通過計算得出軸是安全的。 6.6 噴涂系統(tǒng)中托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的氣缸選型 在托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中，氣缸的作用是將旋轉(zhuǎn)托盤、鏈傳動以及電機組成的部分托起。當零件進入噴涂區(qū)域后，氣缸的活塞桿伸出將整體托起，當零件噴涂后，氣缸的活塞桿縮回，將旋轉(zhuǎn)托盤放置在工作臺上。因此在這個部分中，氣缸的選型主要考慮的是氣缸的允許輸出力。 氣缸的輸出選型步驟如下： 1）已知條件 由第二節(jié)選取電機的過程中可知工作臺的質(zhì)量為，選擇電機為5IK40GN-SW2,配合減速器5GN18K使用，查技術(shù)手冊得知，電機的質(zhì)量，減速器的質(zhì)量為，電路部分的質(zhì)量為，設(shè)計其余傳動部分的質(zhì)量為。因此，電機需要托起的總質(zhì)量為 2）計算校核 氣缸的動作方向為豎直方向，因此軸向負載力 設(shè)計氣缸的行程為，動作時間為工作壓力為。 則氣缸的平均速度為，選擇負載率為 理論輸出力 由此得出雙作用氣缸缸徑 故選氣缸的缸徑為32mm 查技術(shù)手冊，可選SMC公司生產(chǎn)的正方形缸體氣缸CP95系列中的CP95SDB32-50，其主要參數(shù)為：1）氣缸為正方形缸體CP95系列；2）內(nèi)置磁環(huán)；3）安裝方式為基本型；4）氣缸缸徑為32mm；5）氣缸的行程為50mm 6.7 噴涂系統(tǒng)中托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的導(dǎo)軌選擇 托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中因?qū)ωQ直方向運動的方向性要求較高，故在氣缸的連接板上需要加裝導(dǎo)軌。根據(jù)條件可選擇HIWIN公司生產(chǎn)的EG系列導(dǎo)軌，導(dǎo)軌型號為EGH20CA1R-160，其主要參數(shù)為：1）導(dǎo)軌為EG系列；2）滑塊形式為四方形；3）直線導(dǎo)軌的尺寸為20mm；4）負載形式為重負載型；5）滑塊固定方式為上鎖式；6）單支導(dǎo)軌組裝的滑塊數(shù)為一個；7）導(dǎo)軌固定方式為上鎖式；8）導(dǎo)軌長度為160mm。 6.8 本章小結(jié) 本章主要介紹了噴涂系統(tǒng)中最重要的一部分托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計。完成了托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的方案設(shè)計，對托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)中的軸承、軸和鏈輪進行了校核計算，對電機、氣缸、導(dǎo)軌進行了選型。 第七章 噴涂系統(tǒng)中烘干方式以及工藝參數(shù)的設(shè)定 7.1噴涂系統(tǒng)的工藝參數(shù)的設(shè)定 根據(jù)以上機械部分的設(shè)計計算，現(xiàn)將噴涂系統(tǒng)中工藝參數(shù)設(shè)定如下： 1. 輸送速度： 移動方式為氣缸移動，速度可調(diào) 2. 工件自轉(zhuǎn)：變頻可調(diào) 3. 噴槍數(shù)：每噴房3支噴槍(根據(jù)需要可適當增加或減少) 4. 涂裝方式：工件正反自轉(zhuǎn)配合各角度固定噴槍循序噴涂 5. 噴房：萬級設(shè)計,水洗無塵噴房、負壓排氣 6. 供風(fēng)：可按無塵等級需求規(guī)劃不同等級供氣過濾系統(tǒng) 7. 烘烤：熱風(fēng)烘干、溫度：，溫度可調(diào) 8. 控制：采用可編程PLC控制，來料自動檢測、噴涂 9. 加工零件：直徑，高度為的圓柱形零件或類似的零件 7.2噴涂系統(tǒng)中烘干方式 零件在噴漆后經(jīng)過后預(yù)熱箱后將會進入烘干區(qū)域進行烘干。烘干過程也叫涂膜固化工藝過程。涂膜固化過程隨所采用涂料的成膜性能的演變而變化，如油性漆一般采用自然烘干，以硝基漆為代表的熱塑性汽車涂料采用自干或低溫（100℃以下）烘干，以氧化聚合固化的醇酸樹脂涂料為代表的熱固性汽車涂料采用中溫（100~120℃）烘干，而且膜厚不能大于25μm，以氨基醇酸樹脂烤漆為代表的熱固性合成樹脂系汽車涂料采用高溫（120℃以上）烘干。 在工業(yè)涂裝中，涂膜固化成膜是耗能較大的工序之一。按傳統(tǒng)的觀點及計算方法，一般將被涂制品及輸送設(shè)備的部件加熱所消耗的熱量都算作為烘干室的熱能有效利用率，并且認為達到30%以上已是較先進的指標?？墒峭磕さ墓袒嬲璧臒崃渴峭磕ぶ兴軇┑恼舭l(fā)所需的熱量和將涂布在零件表面的幾十微米厚的涂膜加熱到固化工藝所要求的溫度（含升溫和保溫段）所需的熱量（即為了濕涂膜的固化，需同時將零件及輸送部件加熱到所需的工藝溫度），相比之下，涂膜固化所需的熱量很小（≤1%）。由此可見，在改進所選用涂料的成膜固化性能的基礎(chǔ)上開發(fā)新的涂膜固化方法和涂膜固化工序的節(jié)能減排的潛力很大。 涂膜固化成膜工序的節(jié)能減排技術(shù)途徑有以下幾方面：（1）低溫化、快速化。在改進涂料的成膜性能或利用化學(xué)能的基礎(chǔ)上降低烘干溫度或縮短烘干時間；（2）在改進涂料配套性和固化性能的基礎(chǔ)上，采取多涂層一起烘干的措施—“濕碰濕”工藝；（3）開發(fā)采用紫外線（UV）固化法和UV、熱雙固化法革新汽車車身涂膜固化工藝，則將大幅度縮短固化時間和降低固化溫度，節(jié)能減排效果特別顯著。 在噴涂系統(tǒng)中，采用熱風(fēng)烘干。熱風(fēng)干燥是現(xiàn)代干燥方法之一，是在烘箱或烘干室內(nèi)吹入熱風(fēng)使空氣流動加快的干燥方法。干燥室排列有熱風(fēng)管、鼓風(fēng)機等，燃燒室內(nèi)以煤作熱源，熱風(fēng)由熱風(fēng)管輸入室內(nèi)，由于鼓風(fēng)機的作用，使熱風(fēng)對流達到溫度均勻，余熱由熱風(fēng)口排出。 7.3本章小結(jié) 本章主要介紹了噴涂系統(tǒng)中的零件噴漆的后處理過程。介紹了涂膜固化工藝，選擇了零件噴涂后的烘干方式，確定了涂料噴涂系統(tǒng)的工藝參數(shù)。 第八章 結(jié)論 汽車工業(yè)在國家經(jīng)濟發(fā)展中起著重要的作用。近些年，隨著汽車行業(yè)的火爆發(fā)展，中國汽車零部件行業(yè)保持迅速增長。為了降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，自動化設(shè)備被大量引入汽車工業(yè)。 本次畢業(yè)設(shè)計的為汽車減震器自動生產(chǎn)線涂料噴涂系統(tǒng)的設(shè)計，設(shè)計主要工作是為汽車減震器中圓柱形零件進行涂料噴涂處理。涂料噴涂系統(tǒng)的機械部分涉及到機架本體的設(shè)計，零件間歇機構(gòu)的設(shè)計，升降機構(gòu)的設(shè)計以及托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計。機架本體設(shè)計中根據(jù)人機工程學(xué)等相關(guān)內(nèi)容設(shè)計了由鋁型材搭建的框架式機架并加裝導(dǎo)軌和定位機構(gòu)來保證移動工作臺的平穩(wěn)移動和定位；零件間歇機構(gòu)的設(shè)計中根據(jù)零件的加工方式設(shè)計了由氣缸驅(qū)動的間歇機構(gòu)，完成了氣缸的選型；升降機構(gòu)中根據(jù)加工的需要設(shè)計由無桿氣缸驅(qū)動的升降鏟來帶動移動工作臺和零件的整體移動；托起旋轉(zhuǎn)機構(gòu)完成零件的噴涂過程，通過零件升降旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)圓柱形零件的均勻噴涂。 本次設(shè)計的噴涂系統(tǒng)能夠自動完成零件從進料、預(yù)熱、噴涂、烘干以及出料的全過程。全程由PLC控制噴涂過程中的各種參數(shù)，不需要人為干預(yù)，達到了降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，改善工人勞動條件的目的。另外，本機械結(jié)構(gòu)同樣適用于類似圓柱形零件的噴涂，為其他噴涂方式提供了一種參考。 參考文獻 [1] 機械設(shè)計手冊編委會.機械設(shè)計手冊零部件設(shè)計常用基礎(chǔ)標準.機械工業(yè)出版社,2007. 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