自動(dòng)制釘機(jī)的原理方案設(shè)計(jì)

1、目 錄1 引言 11.1 制釘機(jī)11.1.1 國(guó)外制釘機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 11.1.2 我國(guó)制釘機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀 11.2 adams 軟件 11.3 自動(dòng)制釘機(jī)工作原理及工藝過(guò)程 21.4 制釘機(jī)的設(shè)計(jì)方案提示 21.5 利用adams軟件仿真的基本步驟 21.6 制釘機(jī)的工作要求 31.7 自動(dòng)制釘機(jī)基本概況 31.8 自動(dòng)制釘機(jī)的原始數(shù)據(jù) 32 設(shè)計(jì)思路，方案選定 42.1 設(shè)計(jì)方案圖及其特點(diǎn) 42.1.1 方案一，運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 42.1.2 方案二，運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 52.1.3 方案三，運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖 62.2 方案比較，確定方案 62.3 機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖 73 制釘機(jī)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 83.1 送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 83

2、.1.1 選擇合適的送料機(jī)構(gòu) 83.1.2 機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn) 93.2 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)103.2.1 夾緊機(jī)構(gòu)必須考慮的因素113.2.2 夾緊機(jī)構(gòu)在整個(gè)工作循環(huán)中的作用113.2.3 凸輪的工序113.2.4 相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算113.2.5 凸輪等急速運(yùn)動(dòng)時(shí)的位移圖113.2.6 凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖123.3 冷鐓機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)123.3.1 工作方案及選定123.3.2 鋼釘材料的選定及相關(guān)尺寸133.3.3 相關(guān)數(shù)據(jù)及計(jì)算133.3.4 冷鐓機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖133.4 切斷機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)143.4.1 刀具位置確定143.4.2 相關(guān)數(shù)據(jù)及計(jì)算143.4.3 切斷機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖153.5 冷擠機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)153.5

3、.1 冷擠過(guò)程中的階段性及壓力變化153.5.2 相關(guān)系數(shù)及計(jì)算163.5.3 冷擠機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖163.6 制釘機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)小結(jié)174 軸強(qiáng)度的校核184.1 低速軸的強(qiáng)度校核184.1.1 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度204.1.2 疲勞強(qiáng)度的校核204.2 中間軸強(qiáng)度的校核234.2.1 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度244.2.2 疲勞強(qiáng)度的校核245 軸承壽命的計(jì)算285.1 低速軸軸承壽命的計(jì)算285.2 中間軸軸承壽命的計(jì)算286 機(jī)構(gòu)在adams軟件中的運(yùn)動(dòng)仿真296.1 冷鐓機(jī)構(gòu)296.2 切斷機(jī)構(gòu)306.3 冷擠機(jī)構(gòu)32結(jié) 論34致 謝35 參考文獻(xiàn) 36 1 引言11 制釘機(jī)制釘機(jī)

4、是用來(lái)制造鐵釘?shù)纳a(chǎn)設(shè)備。制釘機(jī)又名廢舊鋼筋制釘機(jī)，它本著一切從廢物利用節(jié)能高效，變廢為寶的角度出發(fā)，一切從用戶(hù)能夠快速致富的角度出發(fā)，以經(jīng)濟(jì)實(shí)用性為主，達(dá)到了技術(shù)含量高，操作使用方便，它動(dòng)力小，節(jié)約能源，性能穩(wěn)定可靠。質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，該設(shè)備具有體積小，靈活移動(dòng)方便，低噪聲、低耗電、易安裝等特點(diǎn)。故此該項(xiàng)目已成為各企業(yè)、個(gè)體、家庭、下崗職工、農(nóng)民朋友快速致富投資的理想項(xiàng)目。1.1.1 國(guó)外制釘機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀1970年到1979年，國(guó)際制釘機(jī)業(yè)飛速發(fā)展尤其是美國(guó)、德國(guó)、日本、韓國(guó)和我國(guó)臺(tái)灣省等國(guó)家和地區(qū)，利用雄厚的資金和技術(shù)不斷推陳出新。近年來(lái)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家在集團(tuán)優(yōu)勢(shì)差。我國(guó),技術(shù)含量越高的制釘機(jī)產(chǎn)品

5、質(zhì)量越差,而質(zhì)量差的產(chǎn)品,很難參與國(guó)際制釘機(jī)發(fā)展上速度不快，甚至有所下降。而發(fā)展中國(guó)家的制釘機(jī)產(chǎn)量則大幅度上伸升。1.1.2 我國(guó)制釘機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)制釘機(jī)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝落后， 產(chǎn)品質(zhì)量擋次較低。中國(guó)的全自動(dòng)制釘機(jī)制造業(yè)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展,從無(wú)到有,從弱小到強(qiáng)大。但總的來(lái)說(shuō),規(guī)模小的企業(yè)偏多,營(yíng)業(yè)收入低,競(jìng)爭(zhēng),更談不上形成品牌。據(jù)了解，美國(guó)，西歐和日本一年共消耗制釘機(jī)近20萬(wàn)。而作為手工產(chǎn)品著稱(chēng)的我國(guó)大陸， 出口歐、美、日本市場(chǎng)的制釘機(jī)只占其消耗量的l%15 %，顯然是很不相稱(chēng)的。制釘機(jī)業(yè)較發(fā)達(dá)的韓國(guó)和臺(tái)灣在幾年前已達(dá)到年出口10萬(wàn)臺(tái)以上。與我國(guó)處在同等水平的巴基斯坦和泰國(guó)制釘機(jī)出口也超過(guò)我國(guó)。1

6、2 adams軟件adams，即機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)自動(dòng)分析，該軟件是美國(guó)mdi公司開(kāi)發(fā)的虛擬樣機(jī)分析軟件。adams軟件使用交互式圖形環(huán)境和零件庫(kù)、約束庫(kù)、力庫(kù)，創(chuàng)建完全參數(shù)化的機(jī)械系統(tǒng)幾何模型，其求解器采用多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論中的拉格郎日方程方法，建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程，對(duì)虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，輸出位移、速度、加速度和反作用力曲線。adams軟件的仿真可用于預(yù)測(cè)機(jī)械系統(tǒng)的性能、運(yùn)動(dòng)范圍、碰撞檢測(cè)、峰值載荷以及計(jì)算有限元的輸入載荷等。adams一方面是虛擬樣機(jī)分析的應(yīng)用軟件，用戶(hù)可以運(yùn)用該軟件非常方便地對(duì)虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。另一方面，又是虛擬樣機(jī)分析開(kāi)發(fā)工

7、具，其開(kāi)放性的程序結(jié)構(gòu)和多種接口，可以成為特殊行業(yè)用戶(hù)進(jìn)行特殊類(lèi)型虛擬樣機(jī)分析的二次開(kāi)發(fā)工具平臺(tái)。13 自動(dòng)制釘機(jī)工作原理及工藝過(guò)程制造木工用大大小小的鐵釘是將一卷直徑與鐵釘直徑相等的低碳鋼絲通過(guò)下列工藝動(dòng)作來(lái)完成的。1）校直鋼絲。并按節(jié)拍要求間歇地輸送到裝夾工位。 2）冷墩釘帽，在此前需夾緊鋼絲。 3）冷擠釘尖。4）剪斷鋼絲。14 制釘機(jī)的設(shè)計(jì)方案提示1）送絲校直機(jī)構(gòu)，要求是送絲與校直動(dòng)作合一來(lái)考慮機(jī)構(gòu)型式。同時(shí)應(yīng)附加夾緊機(jī)構(gòu)，在送絲時(shí)放松，其余時(shí)間夾緊。送絲校直機(jī)構(gòu)可采用間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)擺動(dòng)爪，擺動(dòng)爪壓緊鋼絲并送絲校直。夾緊機(jī)構(gòu)利用聯(lián)動(dòng)關(guān)系開(kāi)合。2）冷墩釘帽機(jī)構(gòu)，可以采用移動(dòng)或擺動(dòng)式?jīng)_壓機(jī)

8、構(gòu)，一般可用平面六桿機(jī)構(gòu)或四桿機(jī)構(gòu)，其移動(dòng)、擺動(dòng)的行程可在25mm左右為宜。為了減小電動(dòng)機(jī)容量和機(jī)械速度波動(dòng)可加飛輪。3）冷擠和剪斷機(jī)構(gòu)在性能要求上與冷墩機(jī)構(gòu)相同，因而采用機(jī)構(gòu)也十分類(lèi)似。4）由于機(jī)構(gòu)較多，相互動(dòng)作協(xié)調(diào)十分重要，盡量考慮將各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的原動(dòng)件固連在一個(gè)主軸上。15 利用adams軟件仿真的基本步驟1）模型的建立2）模型的驗(yàn)證3）預(yù)載分析4）動(dòng)力學(xué)仿真16 制釘機(jī)的工作要求自動(dòng)制釘機(jī)在無(wú)人協(xié)助下，將完成一系列制釘動(dòng)作，其工作要平穩(wěn)可靠，工作時(shí)噪音要盡量小，適應(yīng)性廣、效率高，自動(dòng)化程度高。工作時(shí)，首先是將從軋鋼廠運(yùn)來(lái)的鋼絲校直，以便下一個(gè)工序的制釘，這部分工作由校直機(jī)構(gòu)完成。然后就是

9、進(jìn)入輸送機(jī)構(gòu)，由于實(shí)際制釘時(shí)，制成的釘子不可能都一樣長(zhǎng)，所以輸送機(jī)構(gòu)就要具備可調(diào)輸送行程的能力。1.7 自動(dòng)制釘機(jī)基本概況鋼釘是用途極為廣泛的建筑五金制品尤其在當(dāng)今的建筑行業(yè)中需要大量的鋼釘作為勞動(dòng)的工具，所以要高效、合理、廉價(jià)地生產(chǎn)出鋼釘需要一套整體結(jié)構(gòu)緊湊，科學(xué)合理，性能穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單簡(jiǎn)便利的自動(dòng)制釘機(jī)。自動(dòng)制釘機(jī)主要采用廢舊鋼筋來(lái)作為原料，通過(guò)拉直，鐓尖等工序來(lái)生產(chǎn)，我們?nèi)粘Ｉ钪械乃脠A釘子，具有原材料易取、廣泛，投資較少等優(yōu)點(diǎn)。1.8 自動(dòng)制釘機(jī)的原始數(shù)據(jù)1.鋼釘?shù)闹睆?.6mm3.4mm。2.鋼釘?shù)拈L(zhǎng)度25mm80mm。3.生產(chǎn)率360枚每分鐘。4.最大冷鐓力3000n，最大剪斷力

10、2500n。5.冷鐓塊質(zhì)量8kg,其他構(gòu)件質(zhì)量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量不計(jì)。2 設(shè)計(jì)思路，方案選定因?yàn)獒斪拥脑牧鲜且痪碇睆脚c鐵釘直徑相等的低碳鋼絲或鋼條，為了使我們?cè)O(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)能夠滿(mǎn)足產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求，我們的 設(shè)計(jì)思路是：1.送絲校直：將鋼絲傳送的同時(shí)利用摩擦輪將彎曲的鋼絲校直，并且送絲與校直動(dòng)作要協(xié)調(diào)，但考慮到為配合接下來(lái)的操作過(guò)程，不能使鋼絲不停的傳送，所以要考慮用間歇機(jī)構(gòu)，使送絲有間隙性地傳遞。2.冷鐓釘帽：我們所看到的釘子都有釘帽，由夾緊機(jī)構(gòu)夾持鋼絲時(shí)，露出一段鋼絲進(jìn)行冷鐓釘帽，可采用移動(dòng)或者擺動(dòng)式的沖壓機(jī)構(gòu)。3.冷擠釘尖：通過(guò)模具擠壓出釘尖形狀。4.切斷鋼絲：擠壓完成后，剪斷機(jī)構(gòu)剪斷鋼絲，可采用急回

11、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。5.夾緊機(jī)構(gòu)松開(kāi)，鐵釘落下。6.送絲機(jī)構(gòu)重新送絲，工序重復(fù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)制釘?shù)哪康?。機(jī)構(gòu)相對(duì)較多，相互動(dòng)作也比較復(fù)雜，協(xié)調(diào)就變得尤為重要，所以我們考慮用齒輪及皮帶連接各主動(dòng)件，使其有聯(lián)動(dòng)的效果。2.1 設(shè)計(jì)方案圖及其特點(diǎn)2.1.1 方案一，運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖圖2-1 運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖在這個(gè)方案中，我們采用槽輪機(jī)構(gòu)，產(chǎn)生間歇運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)摩擦輪傳送鋼絲。然后通過(guò)夾緊機(jī)構(gòu)夾緊，擠釘尖機(jī)構(gòu)，切斷機(jī)構(gòu)，和擠釘帽機(jī)構(gòu)在同一平面內(nèi)協(xié)調(diào)工作。夾緊機(jī)構(gòu)和擠釘機(jī)構(gòu)我們確定用內(nèi)槽凸輪，避免用彈簧或依靠重力使推桿回復(fù)，而且比較平穩(wěn)，等加速運(yùn)動(dòng)時(shí)柔性沖擊，沖擊相對(duì)較小。擠釘帽機(jī)構(gòu)我們采用有偏心距的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，能夠產(chǎn)生急回運(yùn)動(dòng)特性，

12、從而提高生產(chǎn)效率。2.1.2 方案二，運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖圖2-2 運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖這個(gè)方案中我們考慮將擠釘尖和切斷的動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行，可以提高效率，同時(shí)又能避免復(fù)雜的協(xié)調(diào)工作。其次，我們將方案一中的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)替換為增力機(jī)構(gòu)，因?yàn)槲覀兛紤]到可能對(duì)于需要較大力的擠釘帽機(jī)構(gòu)，普通的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)無(wú)法產(chǎn)生足夠大的力。夾緊機(jī)構(gòu)和擠釘機(jī)構(gòu)我們確定用內(nèi)槽凸輪，避免用彈簧或依靠重力使推桿回復(fù)，而且比較平穩(wěn)，等加速運(yùn)動(dòng)時(shí)柔性沖擊，沖擊相對(duì)較小。鐓釘帽機(jī)構(gòu)用增力機(jī)構(gòu)，因?yàn)殓呩斆毙枰^大的力，采用這個(gè)機(jī)構(gòu)能夠增大壓力角。2.1.3 方案三，運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖圖2-3 運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖在這個(gè)方案中，我們?nèi)耘f采納了槽輪機(jī)構(gòu)作為送絲機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件，但在槽輪機(jī)構(gòu)并

13、為直接接到摩擦輪，而是接到齒輪，可以通過(guò)齒輪的一套替換可以實(shí)現(xiàn)不同的傳動(dòng)比，從而使摩擦輪的轉(zhuǎn)速可調(diào)，使送絲長(zhǎng)度可以變化。鐓釘帽機(jī)構(gòu)用增力機(jī)構(gòu)，因?yàn)殓呩斆毙枰^大的力，采用這個(gè)機(jī)構(gòu)能夠增大壓力角。切斷機(jī)構(gòu)采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，能產(chǎn)生急回特性，但和方案一中不同，我們將切斷機(jī)構(gòu)放在了垂直平面，雖然這樣協(xié)調(diào)較為復(fù)雜，但考慮到準(zhǔn)確性將大大提高。2.2 方案比較，確定方案方案一最為簡(jiǎn)單緊湊，如果遇到需要很大的冷鐓力的情況下，就無(wú)法完成鐓釘帽的功能。方案二中將切斷機(jī)構(gòu)分離出來(lái)，和鐓釘尖不同完成，這樣可以提高切斷時(shí)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性。采用加力機(jī)構(gòu)又能夠使方案一中鐓力不夠的情況得以解決。方案三中吸取了前兩個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)

14、，同時(shí)避免了相應(yīng)的缺陷。并且增加的齒輪能夠通過(guò)調(diào)配齒輪，調(diào)整傳動(dòng)比，進(jìn)而調(diào)整釘子的長(zhǎng)度，能更好的符合設(shè)計(jì)要求。由于釘子的長(zhǎng)度已經(jīng)選定，需要的冷鐓力，用簡(jiǎn)單的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)就能完成，則方案一的簡(jiǎn)單緊湊加好滿(mǎn)足我們的設(shè)計(jì)需要。選方案一。2.3 機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖圖2-4 機(jī)械運(yùn)動(dòng)循環(huán)圖3 制釘機(jī)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.1 送料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.1.2 機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)1） 選擇參數(shù)槽輪機(jī)構(gòu)里主動(dòng)盤(pán)和槽輪的中心距離l=100mm，圓銷(xiāo)直徑d=12mm，槽數(shù)z=4。槽數(shù)為4，那么槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)系數(shù)k=0.25。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，主動(dòng)輪轉(zhuǎn)一周的時(shí)間為1/6秒，那么槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為1/24秒，在這個(gè)時(shí)間內(nèi)完成送料。由于槽輪每次轉(zhuǎn)過(guò)的角度

15、都是90度，那么根據(jù)l=/d（l為毛坯料的長(zhǎng)度，d為履帶輪的直徑）根據(jù)需要加工的毛坯料長(zhǎng)度，調(diào)節(jié)履帶輪的直徑，就可以實(shí)現(xiàn)送不同長(zhǎng)度毛坯料的要求。2） 相關(guān)數(shù)據(jù)及計(jì)算3）槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖圖3-1 槽輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖3.2 夾緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.2.1 夾緊機(jī)構(gòu)必須考慮的因素1.必須適合工件形狀,受力情況2.裝置於工具機(jī)使用時(shí),能夠吸收震動(dòng)能3.夾緊件操作要簡(jiǎn)易,工件裝卸要快速4.夾緊力須足夠而且不可造成工件的變形,因此夾緊位置應(yīng)選擇在工件堅(jiān)實(shí)部位或盡量靠近支撐面5.工件表面精密光制者,須墊以軟質(zhì)材料,例如青銅,黃銅,橡膠,塑膠等6.夾緊后使工件與定位件,刀具間的相對(duì)位置保持正確7.夾緊位置必須使操作者

16、,工件,夾具,刀具,在使用前后的妨害減到最小8.若須夾緊機(jī)構(gòu)承受切削力,應(yīng)設(shè)計(jì)顎夾式的夾具,避免以摩擦力夾緊的方式夾緊9.若須同時(shí)夾緊數(shù)個(gè)工件,或所夾面積龐大時(shí),須使夾緊之力平均10.夾緊機(jī)構(gòu)應(yīng)和其他構(gòu)件結(jié)成一體,避免紊亂3.2.2 夾緊機(jī)構(gòu)在整個(gè)工作循環(huán)中的作用壓緊機(jī)構(gòu)是本次設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵所在，因?yàn)槟芊駢壕o鋼絲就決定著下面工序能否正常進(jìn)行。夾緊機(jī)構(gòu)必須使工件真實(shí)夾緊，那樣在冷鐓過(guò)程中，工件才不會(huì)因?yàn)槭艿揭粋€(gè)很大的沖擊，致使工件飛出或者螺釘桿偏置移位。同時(shí)，夾緊需要一個(gè)時(shí)間過(guò)程，在夾緊期間要完成冷鐓以及剪切。夾緊利用凸輪遠(yuǎn)休的一段時(shí)間來(lái)壓緊鋼絲，進(jìn)行冷鐓、冷擠和剪斷。在回程時(shí)，松開(kāi)鋼絲，使送絲機(jī)

17、構(gòu)向前送絲。3.2.3 凸輪的工序1.0 60夾緊機(jī)構(gòu)處于近休狀態(tài)，保證送絲機(jī)構(gòu)向前送絲。2.60 120推動(dòng)擺抓等速移動(dòng)夾緊鋼絲。3.120 300凸輪遠(yuǎn)休，擺抓始終夾緊鋼絲，進(jìn)行冷鐓擠壓和剪斷工序。4. 300 360凸輪等加速回程，回到近休狀態(tài)。3.2.4 相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算選定r=40mm,r=10mm,a=10mm,h=20mm 則 計(jì)算得出：3.2 .5 凸輪等加速運(yùn)動(dòng)是時(shí)的位移圖在60 120和300 360凸輪做等加速和等減速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)等加速運(yùn)動(dòng)及等減速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，作出凸輪在這時(shí)間段的行程：圖3-2 凸輪加速運(yùn)動(dòng)位移圖3.2.6 凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖圖3-3 凸輪運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖3.3 冷鐓機(jī)

18、構(gòu)的設(shè)計(jì)3.3.1 工作方案及選定1.方案一 冷鐓機(jī)構(gòu)在方案上基本都用了曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，第一種就是簡(jiǎn)單的偏心曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，使機(jī)構(gòu)具有急速運(yùn)動(dòng)特性。滑塊（相當(dāng)于鐓頭）在水平方向上進(jìn)行移動(dòng)，完成冷鐓。2.方案二 結(jié)合前面第二種夾具方案，使鐓頭在垂直方向上工作。這種方案對(duì)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求比較高，這是將沖壓機(jī)的工作原理應(yīng)用到這里來(lái)。但在冷鐓機(jī)中，冷鐓的部分即為工作本身，而且冷鐓的作用力比較大，如果是垂直方向工作，那螺釘桿在必須加緊的情況下底端又必須處于離開(kāi)基座的狀態(tài)，這樣在鐓頭鐓粗螺釘頭的時(shí)候才不會(huì)是螺釘受到一個(gè)方向力而變形。如果是設(shè)計(jì)成前面的那種圓盤(pán)式的，又對(duì)機(jī)器本身?yè)p耗很大，所以在這里，我們只選用了水平

19、位移的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。3.3.2 鋼釘材料的選定及相關(guān)尺寸1.鋼釘?shù)牟牧线x用45鋼，45鋼市g(shù)b中的叫法，jis中稱(chēng)為：s45c，astm中稱(chēng)為1045,080m46,din稱(chēng)為：c45。2.45號(hào)鋼為 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)用鋼 ,硬度不高易切削加工,模具中常用來(lái)做 模板,梢子,導(dǎo)柱等,但須熱處理。3.45號(hào)鋼淬火后沒(méi)有回火之前，硬度大于hrc55（最高可達(dá)hrc62）為合格。4.45號(hào)鋼不要采用滲碳淬火的熱處理工藝。3.3.3 相關(guān)數(shù)據(jù)及計(jì)算1.查機(jī)械手冊(cè)可知，此材料抗拉強(qiáng)度為600mpa，屈服強(qiáng)度為355mpa,許用壓應(yīng)力為235mpa。2.滑塊的質(zhì)量m=8kg。3.假設(shè)滑塊的加速度為a,鋼釘?shù)慕孛?/p>

20、積s=3.14*d2/4。4.由p=f/s355mpa,則滿(mǎn)足屈服強(qiáng)度。即f=1114.7n最大冷鐓力3000n,符合要求。5.極為夾角6.滑塊的行程h=26.2mm7.行程速比系數(shù)k=1.178.經(jīng)計(jì)算可以得出:ab=12mm,bc=45mm3.3.4 冷鐓機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖圖3-4 冷鐓機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖3.4 切斷機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)切斷機(jī)構(gòu)我們?cè)谶@里只選用了曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，主要是機(jī)構(gòu)建檔，且同樣能達(dá)到間歇間斷材料的目的。當(dāng)履帶停止送料，加工材料在夾緊的狀態(tài)下，完成冷鐓，這時(shí)滑塊正好移到加工材料的位置，同時(shí)完成剪切。然后再曲柄和連桿的帶動(dòng)下，滑塊退回。在退回和再次到達(dá)加工材料位置這個(gè)過(guò)程中，機(jī)構(gòu)完成了送料和預(yù)鐓

21、的過(guò)程。這個(gè)機(jī)構(gòu)就是利用滑塊的往返時(shí)間達(dá)到控制間歇剪裁的時(shí)間。3.4.1 刀具位置確定 1.在滑塊的正上方，是固定的刀具?？偟呐浜掀饋?lái)就是一個(gè)固定的上刀刃和一個(gè)移動(dòng)的下刀刃完成總的剪切。2.選擇固定上刀刃的目的首先，是對(duì)加工材料起到定位和矯直的作用，材料在履帶的傳送下是稍微與上刀刃接觸的，這樣，通過(guò)這個(gè)固定的上刀刃和基座上的凹槽，就能使加工材料在一條直線上，以便與冷鐓的準(zhǔn)確完成。再者，如果單用一個(gè)下面這個(gè)刀具對(duì)加工材料進(jìn)行剪裁的話，那么加工材料在垂直平面上將受到一個(gè)很大的剪力。加工材料僅僅是一個(gè)細(xì)桿圓柱，那樣剪切完后，材料要變性彎曲，這對(duì)后面工序的正常進(jìn)行要造成很大的影響。比如說(shuō)，彎曲后頂料頂

22、不上，或者是螺釘桿再通過(guò)夾具的時(shí)候卡住了過(guò)不去。3.4.2 相關(guān)數(shù)據(jù)及計(jì)算1.最大切斷力f=2500n2.切斷鋼絲，道具從接觸鋼絲到徹底剪斷鋼絲的行程h=d=2mm3.切斷機(jī)構(gòu)采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，曲柄周轉(zhuǎn)，使滑塊向下移動(dòng)，產(chǎn)生較大的沖擊力剪斷鋼絲。由于剪斷和冷擠位于鋼絲的同一部位，為了避免兩機(jī)構(gòu)在運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生碰撞，故分別將他們安裝在空間中相垂直的兩個(gè)平面上。4. 5.極位夾角6.偏距7.行程速比系數(shù)：8.滑塊的最大行程3.4.3 切斷機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖圖3-5 切斷機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖3.5 冷擠機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)冷擠機(jī)構(gòu)也采用和冷鐓機(jī)構(gòu)一樣的滑塊連桿機(jī)構(gòu)。連桿推動(dòng)滑塊，使其到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)擠壓鋼絲，在桿尖安裝特殊形狀的模

23、具擠壓出釘尖的形狀。冷擠和冷鐓可以通過(guò)調(diào)節(jié)初始位置使其同步進(jìn)行，提高生產(chǎn)效率。由于本課題釘子選用的材料是45號(hào)鋼，查機(jī)械手冊(cè)可知：45號(hào)鋼的含碳量為0.45%。擠壓力達(dá)到2160n時(shí)，可實(shí)現(xiàn)鋼絲的擠壓比1.243.0。3.5.1 冷擠過(guò)程中的階段性及壓力變化在冷擠過(guò)程中，擠壓力隨壓力機(jī)的行程而變化，所以要確定冷擠壓力。定擠壓凸模上所承受的單位壓力p，作為設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)；確定變形壓力p，作為選擇設(shè)備的依據(jù)。由于冷擠壓力很大，確定擠壓力是非常重要的。冷擠壓力與行程關(guān)系一般可以分為三個(gè)階段：1.第一階段（鐓粗與充滿(mǎn)階段）這一階段是材料充滿(mǎn)凹模型腔的過(guò)程。沖頭開(kāi)始下行時(shí)，沖頭底面壓倒毛坯，材料首先

24、被鐓粗，沉聲徑向流動(dòng)而逐漸充滿(mǎn)凹模型腔。這一階段壓力始終是增加的。2.第二階段（穩(wěn)定擠壓階段）沖頭繼續(xù)下壓，材料不斷地從穩(wěn)定變形區(qū)往模孔中擠出。這一階段中，毛坯只改變高度，變形區(qū)穩(wěn)定不變。對(duì)于正擠壓由于毛坯與模壁間摩擦面積的減小及變形熱效應(yīng)等的影響。3.第三階段（非穩(wěn)定變形階段）由于變形材料的厚度變得很小了，變形遍及與沖頭端面相連的整個(gè)毛坯，金屬變形異常困難，這時(shí)擠壓力急劇增大。3.5.2 相關(guān)系數(shù)及計(jì)算1.2.極位夾角3.行程速比系數(shù)：4.兩個(gè)模具的最大行程3.5.3 冷擠機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖圖3-6 冷擠機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖3.6 制釘機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)小結(jié)我們所設(shè)計(jì)的自動(dòng)制釘機(jī)，在送絲過(guò)程中，使用槽輪機(jī)構(gòu)，機(jī)械

25、效率高，并能平穩(wěn)地、間歇地進(jìn)行轉(zhuǎn)位，但在送絲中，鋼絲是由滾輪夾住往前移動(dòng)的，有可能鋼絲在兩滾輪之間產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，使送絲的效率降低。在冷鐓過(guò)程中，采用平面連桿機(jī)構(gòu)，雖然傳動(dòng)不太穩(wěn)定，但效率較高，且機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單。在冷擠和剪斷機(jī)構(gòu)中，采用幾何曲柄機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)平穩(wěn)性和機(jī)械效率都能很好地滿(mǎn)足要求。在夾緊機(jī)構(gòu)中，采用幾何封閉凸輪，雖然機(jī)構(gòu)的尺寸設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，但是傳動(dòng)平穩(wěn)性較高。綜觀整個(gè)機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還是較為緊湊合理的，所用到的機(jī)構(gòu)類(lèi)型也盡量在滿(mǎn)足要求的情況下，選擇比較簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)類(lèi)型。真?zhèn)€機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)還是比較平穩(wěn)的，效率上也基本可以滿(mǎn)足360枚/min的要求。但是我們的機(jī)構(gòu)如果要運(yùn)用到實(shí)際的機(jī)械生產(chǎn)中，還是需

26、要做更多的改進(jìn)，畢竟理論上可以實(shí)現(xiàn)的，在實(shí)際生產(chǎn)中可能就會(huì)有這樣那樣的問(wèn)題。4 傳動(dòng)系統(tǒng)軸強(qiáng)度的校核4.1 低速軸的強(qiáng)度校核各軸可按承受純扭矩并降低許用應(yīng)力（考慮婉拒的影響）的辦法來(lái)初步估算各軸的直徑d,其公式為：式中：p為所傳遞的功率，n為軸的轉(zhuǎn)速，a為軸的材料及承載情況確定的系數(shù)，可查相關(guān)教材。對(duì)于非外伸軸，初估算直徑常作為與傳動(dòng)零件相配的直徑（a取最大值），并圓整為標(biāo)準(zhǔn)值；對(duì)于外伸軸，初估直徑作為外伸軸端直徑（a取最小值），并圓整為標(biāo)準(zhǔn)值，若外伸軸有外接零件（聯(lián)軸器等），d應(yīng)與外接零件孔徑一致（必要時(shí)適當(dāng)作調(diào)整），并滿(mǎn)足鍵的強(qiáng)度要求。1.低速軸：擬定軸上零件的裝配方案：左端軸承、軸承端蓋

27、和聯(lián)軸器依次由軸的左端裝入，右端軸承、套筒和齒輪從右端裝入。2.低速軸的簡(jiǎn)圖圖4-1 低速軸示意圖3.低速軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖圖4-2 低速軸彎扭矩圖截面c處計(jì)算彎矩最大，是軸的危險(xiǎn)截面，下表列出了c處的及值。載荷水平面h垂直面v支反力r，彎矩m總彎矩扭矩計(jì)算彎矩（其中的0.6為所取的值）4.1.1 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度軸的材料為45鋼，查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)下冊(cè)表11-1。因此，故安全。4.1.2 疲勞強(qiáng)度的校核從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面處的過(guò)盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重。該軸只需校核截面左右兩側(cè)即可。（1）截面右側(cè)抗彎截面模量 抗扭截面模量 作用于截面右側(cè)的彎矩為作用于截面上的扭矩為截面

28、右側(cè)彎曲應(yīng)力截面右側(cè)扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力軸的材質(zhì)是45鋼，調(diào)質(zhì)。查機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)下冊(cè)得知，。過(guò)盈配合產(chǎn)生的應(yīng)力集中系數(shù)，查表并得公式得:軸按磨削加工，由圖和公式得表面質(zhì)量系數(shù)為軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，所以綜合系數(shù)值為材料特性系數(shù) 取 取計(jì)算安全系數(shù)所以安全。（2）截面左側(cè)抗彎截面模量 抗扭截面模量 左用于截面vi左側(cè)的彎矩為作用于截面vi上的扭矩為截面vi左側(cè)的彎曲應(yīng)力為截面vi左側(cè)的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及查表選取。因，插值得: 所以有效應(yīng)力集中系數(shù)按公式為尺寸系數(shù) 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，則綜合系數(shù)值為計(jì)算安全系數(shù)所以安全。4.2 中間軸的強(qiáng)度校核1.中間軸：圓

29、柱齒輪、套筒、擋油環(huán)和滾動(dòng)軸承從軸的左端裝入，右端滾動(dòng)軸承和擋油環(huán)從右端裝入。2.中間軸的簡(jiǎn)圖圖4-3 中間軸簡(jiǎn)圖3.中間軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖圖4-4 中間軸的彎扭矩圖截面b處計(jì)算彎矩最大，是軸的危險(xiǎn)截面。下面列出b處的,m及。載荷水平面h垂直面v支反力f，彎矩m總彎矩m扭矩tt=267787.2nmm計(jì)算彎矩4.2.1 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度校核軸上承受最大計(jì)算彎矩的截面b的強(qiáng)度軸的材料為45鋼，查表，。因此，故安全。4.2.2 疲勞強(qiáng)度校核從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面和處的過(guò)盈配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重，但截面不受扭矩作用，不必校核。該軸只需校核截面上下兩側(cè)即可（1）截面上方抗彎截面

30、模量 抗扭截面模量 作用于截面上方的彎矩為 作用于截面上的扭矩為t=267787.2nmm截面上方的彎曲應(yīng)力截面上方的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)。查表得，。過(guò)盈配合產(chǎn)生的應(yīng)力集中系數(shù)，查表并由公式得：軸按磨削加工，由圖和公式得表面質(zhì)量系數(shù)為 所以綜合系數(shù)為材料特性系數(shù) 取 取軸在截面上方的安全系數(shù)為所以其安全。（2）截面下方抗彎截面模量 抗扭截面模量 作用于截面下方的彎矩為 作用于截面上的扭矩為截面下方的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及查表選取。因，插值得： 所以有效應(yīng)力集中系數(shù)按公式為由圖得尺寸系數(shù)、軸按磨削加工，由圖得表面質(zhì)量系數(shù)為計(jì)算安全系數(shù)所以其安全。5 軸承壽

31、命的計(jì)算5.1 低速軸軸承壽命的計(jì)算以小時(shí)計(jì)的軸承壽命計(jì)算公式為常溫下工作，溫度系數(shù)(圓錐滾子軸承)選定一對(duì)圓錐滾子軸承為30205，由軸性能表可查得30205軸承：c=33200n。轉(zhuǎn)速,則5.2 中間軸軸承壽命的計(jì)算 常溫下工作，溫度系數(shù) (深溝球軸承)選定一對(duì)深溝球軸承為16005，有軸性能表可查得16005軸承：c=4180n轉(zhuǎn)速，則6 機(jī)構(gòu)在adams軟件中的運(yùn)動(dòng)仿真 注：滑塊在adams的位移和上面二維機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖的比例為5:1。6.1 冷鐓機(jī)構(gòu)圖6-1-1 冷鐓機(jī)構(gòu)的模型圖圖6-1-2 冷鐓機(jī)構(gòu)中滑塊的位移曲線圖 經(jīng)驗(yàn)算，讀圖可知滑塊的最大位移差約為130mm，實(shí)為滑塊的最大位移

32、的五倍。圖6-1-3 冷鐓機(jī)構(gòu)中滑塊的速度曲線圖圖6-1-4 冷鐓機(jī)構(gòu)中滑塊的加速度曲線圖6.2 切斷機(jī)構(gòu)6-2-1 切斷機(jī)構(gòu)的模型圖圖6-2-2 切斷機(jī)構(gòu)中滑塊的位移曲線圖 經(jīng)驗(yàn)算，讀圖可知曲線的位移差約為200mm,實(shí)為滑塊最大位移的五倍。圖6-2-3 切斷機(jī)構(gòu)中滑塊的速度曲線圖圖6-2-4 切斷機(jī)構(gòu)中滑塊的加速度曲線圖6.3 冷擠機(jī)構(gòu)6-3-1 冷擠機(jī)構(gòu)的模型圖6-3-2 冷擠機(jī)構(gòu)中滑塊的位移曲線圖 經(jīng)驗(yàn)算，讀圖可知曲線的最高點(diǎn)減去最低點(diǎn)約為150mm,實(shí)為滑塊最大行程的五倍。6-3-3 冷擠機(jī)構(gòu)中滑塊的速度曲線圖6-3-4 冷擠機(jī)構(gòu)中滑塊的加速度曲線圖結(jié) 論從2010年2月，我開(kāi)始了我

33、的畢業(yè)論文的工作，時(shí)至今日，論文基本完成。說(shuō)實(shí)話，一開(kāi)始拿到課題我很茫然，進(jìn)過(guò)指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)以前與同學(xué)的交流才慢慢把思路理清楚。經(jīng)歷了幾個(gè)月的奮戰(zhàn)，金章而又充實(shí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于落下了帷幕?；叵脒@段日子的經(jīng)歷和感受，我感慨萬(wàn)千，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，我擁有了無(wú)數(shù)難忘的回憶和收獲。二月初，我選定了我的論文課題：制釘機(jī)的原理方案設(shè)計(jì)以及adams運(yùn)動(dòng)仿真。指導(dǎo)老師慢慢引導(dǎo)我從何做起，以及怎么獲取資料等等，終于我對(duì)自己工作方向和方法有了掌握。三月到四月我的主要工作就是畫(huà)出每個(gè)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，一開(kāi)始上手的時(shí)候確實(shí)很困難，特別是畫(huà)凸輪機(jī)構(gòu)的時(shí)候，說(shuō)實(shí)話那時(shí)候確實(shí)不會(huì)。最后在指導(dǎo)老師的幫助下，利用圖解法終

34、于完成了。五月初的工作時(shí)針對(duì)幾根軸進(jìn)行強(qiáng)度校核，根據(jù)課程設(shè)計(jì)這一環(huán)節(jié)可以說(shuō)輕松的解決。同時(shí)這個(gè)月還要學(xué)習(xí)adams軟件，并用此來(lái)進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真。工作量還試蠻大的。最后在老師的幫助下，大略的掌握了這一軟件的基本知識(shí)，能進(jìn)行一些簡(jiǎn)單機(jī)構(gòu)的仿真。腳踏實(shí)地，認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度，不怕困難、堅(jiān)持不懈、吃苦耐勞的精神是我在這次設(shè)計(jì)中最大的收益。我想這是一次意志的磨練，是對(duì)我實(shí)際能力的一次提升，也會(huì)對(duì)我未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)一步了，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽(tīng)聽(tīng)不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。在此更要感謝我的導(dǎo)師和專(zhuān)業(yè)老師，是你們的細(xì)心指導(dǎo)和關(guān)懷，使我能夠順利的完成畢業(yè)論文。在我的學(xué)業(yè)和論文的研究工作中無(wú)不傾注著老師們辛勤的汗水和心血。老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、無(wú)私的奉獻(xiàn)精神使我深受啟迪。從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，也學(xué)到