滚针轴承自动装针机设计

中文摘要生产过程自动化是当前科学技术发展的主要趋向之一。近年来，我国机械制造业中的自动化生产技术有较快的发展，在汽车、拖拉机、轴承、电机等工厂里设计和制造了许多自动化机床和自动线，提高了劳动生产率和生产技术水平，还改善了劳动条件。轴承是一种通用性机械零部件，用来支撑轴，保持轴的准确位置，在我们日常生产生活中，起到了极大的作用。轴承的分类很多，滚针轴承就是其中很重要的一种。由于其结构特性，滚针轴承在以往的装配过程中，大多采用手工，既费时又费力，极大限制了劳动生产率的提高。要实现滚针轴承装配自动化已经迫在眉睫。本次设计的全自动滚针轴承装针机是专为汽车万向节中的滚针轴承装配设计的，其主要特点是结构简单，价格便宜，易于操作，维护方便，并且装针数目准确可靠，是一种比较理想的装配机。本装配机可以绝大部分取代人力劳动，大大提高生产效率，发展前景乐观。关键词滚针轴承装配自动化全自动滚针轴承装针机外文摘要TitleTheDesignOfTheAutomaticAssemblingMachineForNeedleBearingsAbstractProcessautomationisoneofthemajordirectionsinsciencetechnologyatpresent。Inrecentlyyears，thetechnologyofautomaticproductionhasbeendevelopedquicklyinourengineeringindustry。Forexample，manyautomaticmachinetoolsandautomaticassemblinglineshavebeenadoptedinautomaticindustryandmanufacturefactoriesoftractor、bearing、electricalmachinery。Therefore，improvetheproductivityandtheleveloftechnologyinmanufacture，atthesametime，improvetheworkconditionsoftheoperators。Bearingisoneoftheuniversalmachineelements。Itcanbeusedtoholdtheaxisandkeepthepreciselocationoftheaxis，alsobeartheforcegivenbytheaxis。Inotherwords，itstandsagreatroleinourdailymanufacture。Therearemanykindsofbearingsandneedlebearingisoneoftheimportantones。Inthepast，peopleassembledthebearingsbyhandsbecauseofthestructurefeature。Manytimesandworkforcehavebeenwasted，inturn，theproductivityhasbeendecreased。Fortheabove，itisnecessarytorealizetheautomationinneedlebearingassembling。Inthispaper，IwilldesigntheautomaticassemblingmachineforneedlebearingsusedinuniversalJointofautomatic。Thefeatureoftheautomaticassemblermachinearesampleinstructure，easilytooperateandconvenienttomaintain，whatismore，thecostislow。Anotherfeatureofitisthattheneedlenumbertoassembleispreciseandreliable。Allinall，theautomaticassemblermachinecanliberatetheworkforce，improvetheproductivity。Itwillbeanidealautomaticassemblermachineandwillhavegreatpotentialinactualapplications。Keywordsneedlebearingassemblingautomationtheautomaticassemblingmachineforneedlebearings目录1引言………………………………………………………………………11.1设计意义及目的……………………………………………………….11.2设计题目及要求……………………………………………………….11.3课题内容及工作量…………………………………………………….12总体方案设计……………………………………………………………32.1课题的提出…………………………………………………………….32.2总体方案……………………………………………………………….33典型机构设计…………………………………………………………..53.1滚针的自动上料机构………………………………………………….53.2轴承外圈的上料机构………………………………………………...133.3装配和卸料装置……………………………………………………...183.4凸轮机构……………………………………………………………...203.5传动系统设计………………………………………………………...274机器的使用和维护……………………………………………………..354.1机器的调整…………………………………………………………....354.2机器的使用…………………………………………………………...354.3机器的维护…………………………………………………………...365“U”形块的加工工艺过程……………………………………………..37结论………………………………………………………………………..42致谢………………………………………………………………………..43参考文献…………………………………………………………………..44附录电算程序……………………………………………………………45图轴承外圈上料机构仿真图................................491引言1.1设计意义及目的1.1.1设计意义此次毕业设计是在我们学完全部基础课程和专业课程之后，并在生产实习和以前进行的各种课程设计基础之上，进行的一个重要而不可或缺的教学环节。这是我们在校期间进行的最后一次，也是最全面的从生产调研到具体设计的全面训练。这一次最接近于生产实际，是对我们在今后的实际岗位上从事设计工作的一次预演，同时培养我们理论与实际相结合的能力。1.1.2设计目的⑴培养我们查阅文献和使用工程手册的能力。⑵掌握进行工程设计工作的一般方法。⑶进一步培养分析和解决工程技术问题的独立工作能力。1.2设计题目及要求1.2.1设计题目滚针轴承自动装针机设计。1.2.2设计要求⑴装针机以CA141汽车传动轴中的万向节滚针轴承为装配件。⑵机械手每分钟装配成品十只。1.3课题内容及工作量1.3.1课题内容内容为设计研究CA141汽车传动轴中万向节滚针轴承的自动装针机。1.3.2工作量⑴主机设计1张A0图纸（草图）。⑵设计说明书一份（20000字）。⑶外文翻译（5000字）。⑷上机绘制5张A0图纸（CAD）。2总体方案设计2.1课题的提出轴承装配（含轴承成品的自动检测、自动包装）自动线一直是困扰着技术进步的难题。在国外著名的轴承公司，这项技术已实际成功应用多年。而国内靠国外引进，而使用效果仍不能令人满意。因而研发轴承装配自动生产线，并与轴承的磨削自动生产线有机连接，对于提高轴承的生产效率和产品质量，减少工序流动中的轴承零件的数量，减少人工干预的影响、降低成本，意义是显著的。本课题研究就是其中一例，内容为设计研究CA141汽车传动轴中万向节滚针轴承的自动装针机。以往滚针轴承的装配过程为人工操作，由人工先数清滚针数目，然后装入轴承外圈内部。本课题就是为了解决由人工装配带来的繁重劳动问题，使由机器工作完全代替以往的人工劳动而提出的。本装配课题在实际解决后，即自动装针机实际投入使用，完全代替人工劳动后，将会大大提高劳动生产率，更重要的是，节省了大量人力物力资源，对企业效益提高大有益处。2.2总体方案经过两周到一汽的生产实际调研，结合工人的实际生产经验，提出以下设计方案：整个装配系统采用卧式装针方式，轴承外圈采用直立状态，开口端正对滚针进给端，滚针采用横向进给方式，即采用一特殊装配装置使滚针安排成圆周均布状态，其圆周直径和轴承外圈内壁直径相同，然后采用一推套把滚针推入轴承内，滚针只需排入轴承内壁即可，从而完成整个装配过程。为了实现上述方案，本装配系统采用五大机构：滚针的自动上料机构，轴承外圈的上料机构，装配和卸料装置，凸轮机构，传动系统。滚针需要整齐的排序，此机构利用电磁产生的微小振动，依靠惯性力和摩擦力的综合作用驱使滚针向前运动，并在运动过程中自动定向的原理，采用振动式料斗进行上料，轴承外圈上料机构采用重心偏移法定向的料斗装置原理，具体采用特制一斜边推块上料机构，装配和卸料机构采用一汽实习时所见之装配原理，并进一步改进而成。为了实现装配和卸料机构中推套的运动，采用一圆柱凸轮摆杆机构。由于本系统所需转速低，各轴之间传动比要求低，所以采用链传动，并且结构简单紧凑，对本系统特别适用。综上所述：本装配机的总体方案合理可行。3典型机构设计本装配系统采用五大机构：滚针的自动上料机构，轴承外圈的上料机构，装配和卸料装置，凸轮机构，传动系统。3.1滚针的自动上料机构3.1.1自动上料装置类型及特点自动装卸工件装置通常惯称自动上下料装置或自动上料装置。它所完成的工作包括将工件自动安装到机床夹具上，和加工完成后从夹具上下工件。其中的重要部分在于自动上料过程所用的各种机构和装置。根据原材料及毛坯形式的不同，自动上料装置有以下三大类型：⑴卷料（或带料）上料装置。将线状的，细棒状的材料，预先绕成卷状，在加工时将卷料装上自动送料机构，材料从轴卷上拉出来，经过自动校直被送向加工位置，在一卷材料用完之前，送料和加工是连续进行的。⑵棒料上料装置。当采用棒料作为毛坯时，将一定长度的棒料装在机床上，然后按每一工件所需长度自动送料，在用完一根棒料之前，加工是连续进行的。⑶单件毛坯上料装置。当采用锻件或将棒料预先切成单件坯料作为毛坯时需要在机床上设置专门的件料上料装置。本装配机的滚针和轴承外圈都属单件成品，所以其上料机构属单件毛坯上料装置。单件毛坯自动上料装置根据其工作特点和自动化程度的不同，可分为料仓式上料装置和料斗式上料装置两种形式。料仓式上料装置是一种半自动的上料装置，其特点是不能使工件自动定向，需要用人工定时将一批工件按照一定的方向和位置，顺序排列在料仓中，然后由送料机构将工件逐个送到机床夹具中去。料斗式上料装置是自动化的上料装置。工人将单个工件成批任意的倒进料斗中，料斗中的定向机构能将杂乱堆放的工件进行自动定向，使之按规定的方位整齐排列，并按一定的生产节拍把工件送到机床夹具中去。本装配机基于的思想是为了完全解决以往由人工装配的低效率问题，是为了实现装配的全自动化，所以该上料装置采用料斗式上料装置。3.1.2两种方案的比较选择生产中应用的自动定向料斗装置有两大类型：⑴机械传动式料斗装置。在查阅一些书籍基础上，见到如图所示之上料机构。其工作原理是：滚针堆放在方形的料斗中，然后通过齿形轮1转动，使滚针顺序落入齿形轮的齿槽内，再通过一输料管送到装配机构2处。方案一：（如图3-1）图3-11—齿形轮2—装配机构⑵振动式料斗。在查阅大量文献基础上，见到如图所示之上料机构。其工作原理为：滚针堆放在圆盘底部，在微小振动的作用