現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法——自動(dòng)制釘機(jī)

1、目錄1簡(jiǎn)介11 .1基本概況11 .2自動(dòng)制釘機(jī)的工作原理及工藝過(guò)程21 .3抽象化，識(shí)別問(wèn)題的實(shí)質(zhì)22方案設(shè)計(jì)步驟及要求32 .1方案設(shè)計(jì)的工作步驟32 .2闡明任務(wù)書43思路與方案53 .1方案一53 .2方案二63 .3方案三73 .4方案比較74總結(jié)89 / 10文檔可自由編輯打印1 簡(jiǎn)介1 .1 基本概況1. 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)。2. 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?/p>

2、圓釘子，具有原材料易取、廣泛，投資較少等優(yōu)點(diǎn)。l 一下是兩種釘?shù)膶?shí)物圖 圖1 圖2l 一下是制釘機(jī)的實(shí)物圖圖31 .2 自動(dòng)制釘機(jī)的工作原理及工藝過(guò)程原理：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。工藝過(guò)程：1. 校直鋼絲。并按節(jié)拍要求間歇地輸送到裝夾工位。2. 冷鐓釘帽，在此前夾緊鋼絲。3. 冷擠釘尖。4. 剪斷鋼絲。2 方案設(shè)計(jì)步驟及要求2 .1 方案設(shè)計(jì)的工作步驟按照設(shè)計(jì)工作流程，在闡明任務(wù)書后即進(jìn)入方案設(shè)計(jì)階段。方案設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)過(guò)程中的這樣一部分，即在闡明了任務(wù)書以后，通過(guò)抽象化、建立功能結(jié)構(gòu)、尋求合適的作用原理并將其組合，而確定原理解（原理方

3、案）。方案設(shè)計(jì)的工作步驟如下圖：確定要求表，轉(zhuǎn)入方案設(shè)計(jì)抽象化以認(rèn)清本質(zhì)問(wèn)題建立功能結(jié)構(gòu)（總功能-分）功能）尋找作用原理以實(shí)現(xiàn)各分功能將作用原理組合為作用結(jié)構(gòu)選出合適的組合具體化為各原理解的變型（解的原理）根據(jù)技術(shù)準(zhǔn)則和經(jīng)濟(jì)準(zhǔn)則進(jìn)行評(píng)價(jià)確定原理解（方案）轉(zhuǎn)入技術(shù)設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)圖4 方案設(shè)計(jì)的工作步驟2 .2 闡明任務(wù)書根據(jù)制釘機(jī)的使用條件、適用情況、客戶的成本要求以及人機(jī)工程條件等方面的信息，制定要求表1如下：表1 要求表用于：制釘機(jī)張：1 頁(yè)：1必/愿要 求負(fù)責(zé)者必必必必必愿必必必必必必必必愿1. 動(dòng)力源：自帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)，轉(zhuǎn)速要求970r/min2. 生產(chǎn)率：360枚/分鐘3. 產(chǎn)品尺寸要求：直

4、徑40×厚度5（mm）長(zhǎng)度2580mm4. 沖頭壓力：3000N5. 最大剪斷力：2500N6. 機(jī)器平穩(wěn)要求：機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻系數(shù)=0.057. 沖頭質(zhì)量8kg8. 制造方便，盡量使用通用件9. 制釘機(jī)壓力可以調(diào)整10. 維護(hù)：維修方便，性能穩(wěn)定11. 機(jī)器運(yùn)行噪聲小12. 成本低廉，機(jī)器外形盡量簡(jiǎn)潔13. 容量可調(diào)整14. 廠牌裝設(shè)醒目15. 增加成本不多情況下外設(shè)清潔裝置2 .3 抽象化，識(shí)別問(wèn)題的實(shí)質(zhì)根據(jù)要求表的要求可知，系統(tǒng)的總體功能是實(shí)現(xiàn)各種顆粒狀原料壓制成圓片，其暗箱模型如下：濕度溫度噪音振動(dòng)黑 箱能量成品原料圖5 黑箱模型制釘機(jī)主要用于制作各種不同型號(hào)的的鋼釘，用于室內(nèi)

5、加工使用?？梢詫㈦娔苻D(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，通過(guò)校直、送料、夾緊、冷鐓、冷擠、冷鐓、剪切的6個(gè)動(dòng)作來(lái)完成鋼釘?shù)膲褐啤? 思路與方案釘子的原材料是一卷直徑與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。同時(shí)附加夾緊機(jī)構(gòu)，能夠在送絲時(shí)放松，其余操作時(shí)間夾緊。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

6、. 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。3 .1 方案一在這個(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)和擠釘尖機(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)是柔性沖擊，沖擊相對(duì)較小。擠釘帽機(jī)構(gòu)我們采用有

7、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，從而提高生產(chǎn)效率。圖6 方案一-運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖3 .2 方案二這個(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。圖7 方案二-運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖3 .3 方案三在這個(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^

8、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。鐓釘尖機(jī)構(gòu)和夾緊機(jī)構(gòu)仍采用內(nèi)槽凸輪。圖8 方案三-運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖3 .4 方案比較1. 方案一最為簡(jiǎn)單緊湊，但鐓釘帽的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)所產(chǎn)生的力可能不夠大，無(wú)法完成鐓釘帽的功能。2. 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。3. 方案三中吸取了前兩個(gè)方案的優(yōu)點(diǎn)，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。4. 因此方案三成為我們的最終方案。4 總結(jié)此次現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法課程設(shè)計(jì)很有意義考察的知識(shí)點(diǎn)也很全面，有凸輪設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)分析，還有棘輪設(shè)計(jì)及電動(dòng)機(jī)的選擇等，