面向自動化裝配的產品設計

1、面向制造與裝配的設計-課程設計面向裝配自動化的產品設計機械42班陳鵬宇 2140101028 李則達 2140101035劉 靖 2140101036 孟德軒 2140101038聞泉 2140101044一、自動化裝配的概念機械裝配是按規(guī)定的精度和技術要求，將構成機器的零件結合成 組件、部件和產品的過程。裝配式機械制造中的后期工作，是決定產 品質量的關鍵環(huán)節(jié)。裝配自動化是指對某種產品用某種控制方法和手段， 通過執(zhí)行機 構，使其按預先規(guī)定的程序自動地進行裝配， 而無需人直接干預的過 程。二、產品設計應該注意的問題自動化裝配包括：供料、傳送、裝配、檢查 四個步驟。所以從這 四個方面出發(fā)來看產品的

2、設計。(一) 從供料的角度自動供料包括零件的上料、定向、輸送、識別等過程的自動化為使零件有利于自動供料，產品的零件結構應符合以下各項要求。(1) 零件的幾何形狀要力求對稱改變前改變后在設計零件的時候，要在能保證功能的情況下盡量使零件對稱如圖所示，如果能把零件兩邊的錐度設計成一致的， 就成為一個對稱零件，所以在定位時就不用考慮軸的前后題，簡化了定向。(2) 對于不能對稱設計的零件，要盡量擴大它的不對稱度。改變前改變后寸" »F HV W WaaaiiaBHHBaV»亠ummmb l _ 對于不對稱的零件，在設計時要盡量擴大它的不對稱性。 如果不 對稱性太小而又無法消

3、除，會增加機器對零件方向的識別難度。 如上 圖，改變前的零件機器不容易識別出它的方向可能會出現裝錯、裝反的現象，而改進后的零件不對稱度大，容易通過傳感器識別，避免了 裝配錯誤的產生。(3) 增加約束面來約束零件的方向在不影響功能的條件下，可以增加約束面來約束零件的方向。 如 圖零件，在裝配時必須考慮兩個內孔在圓內的位置， 改進前的零件不 容易識別出內孔的正確位置，而改進后，增加了一個導向面，內孔與底面的位置就確定了，可以直接夾取。（4）要考慮自動裝配線上各個零件之間的相互影響改變前改變后由于在自動裝配時，傳送線上往往是有多個零件同時在傳輸， 如 果零件尺寸不合適，零件之間可能會相互影響。如圖，

4、在改變前，內 孔的直徑大于了軸的直徑，傳送過程中后面零件可能會插到另一個零 件的孔里造成零件的干涉，影響夾取和識別。在改變了零件尺寸后， 這種問題得以解決。（5）盡量使用標準件?？梢詫ｉT的建立標準件零件庫，編寫相應的夾持程序，這樣有利 于縮短取料時間，也防止了夾錯零件、夾錯方向。（二）從零件自動傳送的角度零件除具有裝配基準面外，還需考慮裝夾基準面，供傳送裝置裝 夾和支承。常見的輸送方式有水平傳遞，轉盤傳遞，機械手夾持，垂 直軌道式，傾斜傳送帶式等，傳送裝置包括重力輸送式或強制輸送式的料槽或料道，提升、轉位和分配裝置等。有時采用機械手完成傳送 裝置的某些功能。(1) 在組合機床自動線中當工件有合

5、適的輸送基面時，采用直接輸 送方式，其傳送裝置有各種步進式輸送裝置、轉位裝置和翻轉 裝置等。(2) 對于外形不規(guī)則、無合適的輸送基面的工件，通常裝在隨行夾具上定位和輸送，這種情況下要增設隨行夾具的返回裝置(3) 此外零部件的結構應帶有加工的面和孔，供傳送中定位；零件 應外形簡單、規(guī)則、尺寸小、重量輕。卜料IT'?（三）從有利于自動裝配的角度利于自動化裝配的產品設計的優(yōu)劣是以產品的可裝配性評判的。產品的可裝配性指標包括經濟性指標和技術性指標兩種。經濟性指標又包括裝配時間和裝配成本兩方面。減少裝配時間可以提高生產率， 增加產量，減少裝配成本又可以減少產品生產總成本， 提高每一件產 品的利潤

6、。技術指標包括產品的結構化系數、標準化系數、工藝性因 素（包括典型工藝利用系數等）和可裝配條件的滿足程度等。經過總結，有以下幾點原則：（1）零件的尺寸公差及表面幾何特征應保證按完全互換的方法進行 裝配。（2）零件數量盡可能少（如圖6.6所示），同時應減少緊固件的數量。 減少零件的數量和類型意味著減少材料、降低裝配難度和簡化 生產管理，從而能提高生產率、降低成本，最好的方法就是取消重復零件或佘家多功能符合零件改逬閒化)改進后(3) 盡量減少螺紋聯接，采用適應自動裝配條件的聯接方式，如采 用粘接、過盈、焊接等。對于自動裝配機器，螺紋連接比較復 雜，而相對來說，人工操作比較復雜的焊接等連接方式，使用

7、 自動化裝備則相對簡單。 如圖，用軸滾花代替光軸加緊固螺釘的組合，改為靜配合。-可編輯修改-(4) 零件上盡可能采用定位凸緣，以減少自動裝配中的測量工作, 如將壓配合的光軸用階梯軸代替等。減少測量可以減少裝配機器的成本，而且可以減少裝配時間。如圖，可以在工件的裝配位置開槽，可 以方便裝配識別，不需測量尺寸。(5) 基礎件設計應為自動裝配的操作留有足夠的位置。例如自動旋入螺釘時，必須為裝配工具留有足夠的自由空間。LI Jf（6）為便于裝配，零件裝配表面應增加輔助定位面。依靠及其測量 并定位會有很大的誤差，并且會增加裝配時間，增加輔助定位面可以降低裝配定位精度需求，節(jié)約裝配時間。如圖所示，在零件和

8、裝配基礎件上增加了導向斜面，利于裝配（7）最大限度地采用標準件和通用件，這樣不僅可以減少機械加工, 而且可以加大裝配工藝的重復性。（8）避免采用易纏住或易套在一起的零件結構，不得已時，應設計 可靠的定向隔離裝置。（9）產品的結構應能以最簡單的運動把零件安裝到基準零件上去。最好是使零件沿同一個方向安裝到基礎件上去，這樣在裝配時沒有必 要改變基礎件的方向，以減少安裝工作量。裝配方向過多會增加裝配 的長度，增加裝配操作并增加裝配時間，影響裝配效率。在自動化裝 配和機器人的裝配總，自上而下的裝配方向是最優(yōu)先的裝配方向。 如 圖，將上下安裝的螺釘改為全部從上至下安裝， 簡化了自動化安裝的 運動，節(jié)約了裝配時間。二、總結如果裝配設備的自動化程度越高，但產品設計不合理，那么制造、 裝配的產品越多，無形中浪費的資源越多，所以設計具有良好可制造 性和可裝配性的產品是制造的第一步。 為實現裝配自動化，不僅要提 高設備的自動化程度，更要提高所設計的產品的可制造性和可裝配性。 因此對于產品在自動化裝配的條件下， 提出諸多的設計準則，是