Y型高速平縫機自動壓軸套機

1、1 概 述 機械一體化技術(shù)是機械技術(shù)，液壓技術(shù)和電子技術(shù)的有機結(jié)合。它是在融合了機械、電子、計算機、傳感器、自動控制等多學(xué)科技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門新興學(xué)科。制造業(yè)是所有與制造有關(guān)的企業(yè)機構(gòu)的總體,是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè),它一方面創(chuàng)造價值,生產(chǎn)物質(zhì)財富和新的知識,另一方面為國民經(jīng)濟各部門包括國防和科學(xué)技術(shù)的進步與發(fā)展提供先進的技術(shù)和裝備。在工業(yè)化發(fā)達國家，約有四分之一的人從事各種形式的制造活動，在非制造業(yè)部門，約有半數(shù)人的工作性質(zhì)與制造業(yè)密切相關(guān)，在大多數(shù)國家和地區(qū)的經(jīng)濟騰飛中，制造業(yè)功不可沒！據(jù)估計，工業(yè)化國家約約百分之七十至八十的物質(zhì)財富來自于制造業(yè)，因此，很多國家特別是美國把制定制造業(yè)發(fā)

2、展戰(zhàn)略列為重中之重。美國認(rèn)為制造業(yè)不僅僅是一個國家國民經(jīng)濟的支柱，而且對經(jīng)濟和政治的領(lǐng)導(dǎo)地位也有決定性影響。1987年美國國防部的一份報告指出，要重振美國經(jīng)濟雄風(fēng)，要在下一世紀(jì)全球經(jīng)濟中繼續(xù)保持美國經(jīng)濟霸主地位，必須大力發(fā)展制造業(yè)?？梢?，制造業(yè)對一個國家的經(jīng)濟地位和政治地位具有至關(guān)重要的影響，在二十一世紀(jì)的工業(yè)生產(chǎn)中具有決定性的作用。我國正面臨著制造業(yè)新時代的到來。1.1 機械電子系統(tǒng)的設(shè)計 設(shè)計步驟和準(zhǔn)則如同一般機械設(shè)計一樣，機械電子系統(tǒng)也采用三段設(shè)計方法，即總體設(shè)計、功能設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計，或者分為初步設(shè)計、技術(shù)設(shè)計和工藝設(shè)計?？傮w設(shè)計要求設(shè)計者提出并確定設(shè)想，對設(shè)計對象提出方案，建立模型。在

3、功能設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計時則要利用專業(yè)知識進行計算、分析，并且要進行評價和優(yōu)化，對方案和模型進行改進、調(diào)整。經(jīng)過設(shè)想計算評判，最后產(chǎn)生設(shè)計文件。設(shè)計多采用既分階段又平行兼顧的原則，以便相互協(xié)調(diào)。具體步驟可分為：（a）明確設(shè)計要求；（b）劃分功能模塊，決定性參數(shù)；（c）調(diào)研類似產(chǎn)品；（d）擬訂總體方案，定型；（e）編寫總體說明書。設(shè)計中應(yīng)注意的問題有：（a）以機電互補原則進行功能劃分，明確哪些由機械技術(shù)實現(xiàn)的功能，改由電子技術(shù)的硬件和軟件來實現(xiàn)，用以簡化機械結(jié)構(gòu)，發(fā)揮機械電子技術(shù)效果；（b）盡量用圖表表示功能要求；（c）分析產(chǎn)品的專用性和批量，弄明產(chǎn)品的特性；（d）分析自動化程序及其適用性；（e）弄清

4、環(huán)境條件要求；（f）動員特性分析；（g）機、電、液、氣四種傳動的最佳組合；（h）可靠性分析；（i）結(jié)構(gòu)尺寸空間布置分析；（j）特殊功能分析：低速穩(wěn)定性、抖動要求、快速響應(yīng)與定位精度要求。機械電子基本的設(shè)計準(zhǔn)則是在保證使用要求和使用壽命前提下降低成本1。用戶需要的是質(zhì)優(yōu)價廉的產(chǎn)品，產(chǎn)品成本的高低主要取決于產(chǎn)品的設(shè)計。一是從制造廠出發(fā)要降低設(shè)計與制造成本；二是從用戶出發(fā)要降低使用成本，延長平均故障間隔，減少因故障停機給用戶造成的損失，進一步提高其工作能力。 機械電子系統(tǒng)設(shè)計流程（1）根據(jù)要求確定產(chǎn)品的規(guī)格、性能指標(biāo) 機械電子系統(tǒng)是用來改變物質(zhì)的形狀、形態(tài)、位置尺寸和特性，即要實現(xiàn)一定的運動的并且提

5、供必要的動力。其基本性能指標(biāo)主要有實現(xiàn)加工中的自由，軌跡、行程、精度、速度、動力、穩(wěn)定性和自動化程度。以下常用做評價機械電子產(chǎn)品和系統(tǒng)的基本指標(biāo)：（a）運動參數(shù)：設(shè)備工作運動，如軌跡、行程、方向和起、終點位置。（b）動力參數(shù)：設(shè)備輸出動力大小，如力、力矩和功率。（c）產(chǎn)質(zhì)指標(biāo)：表示運動參數(shù)和動力參數(shù)產(chǎn)質(zhì)，如運動軌跡、行程精度、運動行程和方向的可變性、運動速度的高低穩(wěn)定性、力與力矩的可調(diào)性和恒定性。（d）工藝性能指標(biāo)：對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)提出制造容易和維修方便的要求。（e）人工程指標(biāo)：考慮人與設(shè)備的關(guān)系，考慮人類的衛(wèi)生、體形、生理和心理等方面的綜合因素，如操作方便、噪音小。（f）美學(xué)指標(biāo)：產(chǎn)品外形、顏色以

6、及外部環(huán)境協(xié)調(diào)等方面的要求。（g）標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)：組成產(chǎn)品的零部件的標(biāo)準(zhǔn)化程度。（2）根據(jù)系統(tǒng)的功能部件 設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)可以按照各組成部分及各部分之間的接口為基礎(chǔ)來劃分功能部件。一臺機器常常由若干直線和回轉(zhuǎn)運動組合成，在控制上形成若干自由度，可以按運動的自由度劃分成若干功能子系統(tǒng)，再按子系統(tǒng)劃分功能部件1。系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)和機體，一般需要自行設(shè)計，而動力源、監(jiān)測裝置和控制裝置，企業(yè)可自行設(shè)計也可以選用通用產(chǎn)品。（3）接口設(shè)計 接口設(shè)計就是解決各組成部分的連接和匹配問題。動力源和執(zhí)行機構(gòu)之間、監(jiān)測裝置和執(zhí)行機構(gòu)之間通常是機械接口。機械接口有兩種形式：一種是動力源和執(zhí)行機構(gòu)之間的聯(lián)軸器和傳動軸，以及直接

7、將傳動裝置和執(zhí)行機構(gòu)連接在一起的聯(lián)軸器、螺釘、柳釘?shù)?，直接連接時不存在任何運動和運動變化。另一種是機械傳動機構(gòu)，如減速器、絲杠、螺母等，控制器與動力源之間的驅(qū)動接口，控制器與監(jiān)測裝置之間的轉(zhuǎn)換接口（如電子傳輸、轉(zhuǎn)換電路）。（4）綜合評價 采用機械電子技術(shù)的目的是提高系統(tǒng)的附加價值。附加價值的高低必須以衡量產(chǎn)品性能和結(jié)構(gòu)質(zhì)量的各種定量指標(biāo)為依據(jù)，不同的評價指標(biāo)可采用不同的評價方法。具體設(shè)計時，常采用不同的設(shè)計方案來實現(xiàn)功能要求和性能指標(biāo)。需對這些方案進行綜合評價，找出最佳方案。（5）可靠性復(fù)查 機械電子系統(tǒng)容易產(chǎn)生電子故障和軟件故障，從而導(dǎo)致機械故障，而且容易受到電噪聲的干擾，因此可靠性問題特別

8、重要，是用戶最關(guān)心的問題之一，除采用可靠性設(shè)計方法外，還必須采取必要的可靠性措施。初步設(shè)計完成后，還需要進行可靠性復(fù)查和分析，以便及時發(fā)現(xiàn)問題及時糾正。（6）試制與調(diào)試 樣機試驗是檢驗產(chǎn)品設(shè)計制造可行性的重要階段。通過樣機試驗可檢驗各項性能指標(biāo)是否符合設(shè)計要求，以便及時修改和完善設(shè)計。1.2 液壓系統(tǒng)的設(shè)計液壓傳動相對于機械傳動來說，是一門新興技術(shù)。人類使用水力機械及液壓技術(shù)雖然已有很長歷史，但是，液壓技術(shù)在機械領(lǐng)域中加以利用并取得迅速發(fā)展則是二十世紀(jì)特別是第二次世界大戰(zhàn)以來的事。由于液壓傳動具有很多突出優(yōu)點，因而目前已廣泛應(yīng)用在工農(nóng)業(yè)機械、機床、交通運輸、陸地行走設(shè)備、船舶、飛機、導(dǎo)彈等各個

9、方面。流體傳動系統(tǒng)適用于需要大功率、高精度控制的場合，其應(yīng)用范圍從機器人、宇航飛行器等精密控制系統(tǒng)到鍛壓軋鋼設(shè)備、工程機械和機床等工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，其位置精度可達0.1mm，動力可達數(shù)兆瓦。流體傳動系統(tǒng)包括液壓傳動系統(tǒng)和電流控制系統(tǒng)。液壓傳動因具備很多其它傳動方式所沒有的獨特優(yōu)點，所以得到了廣泛應(yīng)用。電液系統(tǒng)利用電信號容易處理的特點，既可產(chǎn)生很大動力，又可實現(xiàn)高精度控制4。 液壓傳動系統(tǒng)的主要組成部分（a）能源裝置：它是將機械能轉(zhuǎn)換成液壓能的一種裝置，一般常見形式是液壓泵， 它為液壓系統(tǒng)提供壓力油，使整個系統(tǒng)能夠動作起來。（b）執(zhí)行裝置：它是把油液的液壓能轉(zhuǎn)換成機械能的裝置。如液壓缸、液壓馬達等

10、?？刂普{(diào)節(jié)裝置：它是控制液壓系統(tǒng)中油液的壓力、流量和流動方向的裝置。 如溢流閥、節(jié)流閥等。（c）輔助裝置：是液壓系統(tǒng)除上述三項裝置以外的裝置。如油箱、油管等。他們對保證液壓系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定、持久的工作有著重要的作用4。 液壓傳動的優(yōu)點液壓傳動與機械、電氣和氣動相比較，有以下優(yōu)點：（a）液壓傳動與機械、電力、氣動相比，在輸出同等功率的條件下，其結(jié)構(gòu)緊湊體積小，重量輕，承載能力強。（b）采用液壓傳動能獲得各種復(fù)雜的機械動作，便于實現(xiàn)自動化。（c）可以自由的實現(xiàn)無級調(diào)速，而且能獲得很大調(diào)速比。（d）慣性小，動作靈敏，啟動、制動迅速，運動平穩(wěn)，可以快速的無沖擊的變速和換向。液壓傳動的動力和儲存都很方便。

11、由于用管道傳遞壓力油，所以液壓元件機構(gòu)和裝置都易于布局，各元件的安裝自由度很大，可以隨意放到任何適當(dāng)位置，并能遠(yuǎn)距離操縱。自動防止過載，避免發(fā)生事故?？梢圆捎么笸屏Φ囊簤焊缀痛笈ぞ氐囊簤厚R達直接帶動負(fù)載，從而省去了中間的減速裝置，是機械化結(jié)構(gòu)簡單，減少零件數(shù)目，是產(chǎn)量增加，成本降低。易于實現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化，故易于設(shè)計制造和推廣使用，縮短了制造周期，并提高了生產(chǎn)效率4。 液壓傳動的缺點任何事情都有缺點，液壓系統(tǒng)也不例外，它也有一些缺點：（a）液壓傳動裝置以液體為工作介質(zhì)，無法避免泄露，液體的泄露和可壓縮性使液壓傳動無法保證嚴(yán)格的傳動比。（b）液壓傳動中的液壓沖擊和空穴現(xiàn)象會產(chǎn)生很大的噪音

12、和振動。（c）液壓傳動裝置由于在能量轉(zhuǎn)換及傳遞過程中存在著摩擦損失、壓力損失和泄露損失而使總效率降低，不宜于作遠(yuǎn)距離傳動。（d）液壓傳動裝置對油溫和負(fù)載變化比較敏感，不宜在低溫及高溫條件下工作。液壓傳動裝置對油液的污染比較敏感，要求有良好的過濾設(shè)備。（e）液壓傳動裝置要求有單獨的能源（例如液壓泵站），液壓能不像電能那可以從遠(yuǎn)處來。液壓元件制造精度要求高，造價高，需組織專業(yè)生產(chǎn)。（f）動裝置出現(xiàn)故障時，不易檢查故障原因，不易迅速排除?？偟恼f來，液壓傳動優(yōu)點較多，其缺點隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展正在逐步加以克服，因此液壓傳動在現(xiàn)代化生產(chǎn)中有著廣闊的發(fā)展前景4。1.3 電氣控制部分 PLC的產(chǎn)生可編程控制器

13、，即PLC機，是20世紀(jì)60年代末首先在美國出現(xiàn)的。最初成為可編程邏輯控制器，簡稱PLC。目的是用來替代繼電器控制盤，具有邏輯判斷，定時記數(shù)等順序功能。當(dāng)時，大規(guī)模生產(chǎn)線的控制電路大多是繼電制盤構(gòu)成的，這種控制裝備可靠性低，體積大，耗電多，改變生產(chǎn)程序則更為困難。為了改變這種狀況，提高生產(chǎn)效益，1958年，美國通用汽車公司對外公開招標(biāo)，想用新的控制裝置取代繼電控制盤，該公司對新型 控制器提出了如下要求：（a）編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序。（b）維修方便，采用插件式結(jié)構(gòu)。（c）可靠性高于繼電控制盤。（d）體積小于繼電控制盤。（e）數(shù)據(jù)可以直接送入計算機。（f）成本可與繼電控制盤相競爭。（g）輸入可

14、為序電。（h）輸出可為序電，要求在2A以上，可直接驅(qū)動電磁閥、接觸器等。（i）擴展時原系統(tǒng)變更最少。（j）可以存儲程序，存儲量大于4K。 可編程控制器特點（1）可靠性高，抗干擾能力強。PLC是專為工業(yè)控制而設(shè)計，在硬件方面采用了電磁屏蔽、光電隔離、模擬量和數(shù)字量濾波，優(yōu)化電源電路等措施，并對元件進行嚴(yán)格的篩選，自動恢復(fù)等措施，利用后備電池對程序和動態(tài)數(shù)據(jù)進行保護，其平均無故障時間達到35萬小時。（2）編程方便，使用簡單。PLC使用簡單，一般情況下，不需要考慮接口問題，只需用螺絲刀就可以完成全部接線工作。（3）功能完善，應(yīng)用靈活。PLC的基本功能包括數(shù)字和模擬量輸入/輸出。算術(shù)和邏輯運算、定時、

15、計數(shù)、移位、比較、代碼轉(zhuǎn)換等，其擴展功能有批數(shù)據(jù)傳送、排序查表中斷控制、函數(shù)用算、通訊聯(lián)網(wǎng)、PID閉環(huán)控制、監(jiān)控報警等，可以組成功能完善的控制系統(tǒng)。（4）環(huán)境要求低，適應(yīng)性強、由于PC的抗干擾能力強，可適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境。2 機械部分設(shè)計2.1 概述 高速平縫機是服裝生產(chǎn)中應(yīng)用非常廣泛的一種縫紉設(shè)備。在以往的生產(chǎn)中，這類機器的軸套的裝入采用的是手工打入的方式。此中方式勞動強度大，生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品質(zhì)量差。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和社會生產(chǎn)力的逐步提高，以往的生產(chǎn)方式已經(jīng)不能滿足社會需要，于是需要一種新的加工方式來替代以往落后的生產(chǎn)方法。于是，自動壓軸套技術(shù)應(yīng)運而生。 圖2-1 各軸套在機殼中的位置

16、1豎軸下套 2主軸傳動套 3主軸傳動輔助套 4針桿下套YJ1型壓軸套機是縫紉機生產(chǎn)線上專用機電設(shè)備，適用于流水線作用生產(chǎn)，平均日生產(chǎn)可達800臺以上。壓軸套是縫紉機生產(chǎn)線上重要工作環(huán)節(jié)，主要負(fù)責(zé)向高速平縫機壓入主軸傳動套，主軸傳動輔助套，豎軸下套以及針桿下套。2.2 機械部分的設(shè)計計算 設(shè)計機械零件時應(yīng)滿足的基本要求（1）避免在預(yù)定壽命期內(nèi)失效的要求（a）強度零件在工作中發(fā)生裂變或不允許的殘余變形統(tǒng)屬于強度不足。上述失效形式，除了與用于安全裝置中預(yù)定適時破壞的零件外，對任何零件都是應(yīng)當(dāng)避免的。因此。具有適當(dāng)?shù)膹姸仁窃O(shè)計零件時必須滿足的基本要求2。有些大零件，比如床身等，雖然在工作時不會發(fā)生裂變

17、，但在運輸過程中由于吊裝、 固定的操作，也可能使零件承受比工作載荷大得多得載荷，因而引起斷裂。此時，就應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮運輸?shù)脧姸葐栴}。為了提高機械零件得強度，在設(shè)計時，原則上可以采用以下措施：采用強度高得材料；使零件具有足夠得截面面積；合理的設(shè)計零件得截面形狀，以增大截面得慣性矩；采用熱處理和化學(xué)處理得方法，以提高材料的機械強度特性；提高運動零件得制造精度，以降低工作時得動載荷；合理地配置機械中各零件得相互位置，以降低作用于零件上得載荷等5。（b）剛度零件在工作時所產(chǎn)生得彈性變形不超過允許得限度，這叫滿足了剛度要求。顯然，只有當(dāng)彈性變形過大以致影響機器工作性能得零件才需要滿足這項要求。對于這類零件

18、，設(shè)計時除了要作強度計算外，還必須作剛度計算。零件的剛度分整體變形剛度和表面接觸剛度兩種。前者是指零件整體在載荷作用下發(fā)生得伸長、縮短、繞曲、扭轉(zhuǎn)等彈性變形得程度；后者指因原零件接觸表面的微觀在外載荷作用下發(fā)生變形所導(dǎo)致兩零件相對位置變化的程度。原則上說，為了提高零件的整體剛度，可以采取增大零件截面尺寸或增大截面的慣性矩、縮短支撐跨距或采用多支點結(jié)構(gòu)，以減小繞曲變形等。為了提高接觸剛度，可采取增大接觸面以降低壓力；采用精加工以降低表面粗糙度等5。有的零件在工作中初期雖然能夠滿足各種工作要求，但在工作一定時間后，卻可能某種或某些原因而失效。這個零件正常運作延續(xù)的時間就叫做零件的壽命。影響零件壽命

19、的主要原因有：材料的疲勞，材料的腐蝕以及相對運動零件接觸表面的磨損等三個方面。大部分機械零件均在應(yīng)變力條件下工作，因而疲勞破壞是引起零件失效的主要原因。近代對零件進行精確的強度計算時，都要考慮零件材料的疲勞問題。影響零件材料疲勞強度的主要因素是：應(yīng)力集中，零件尺寸大小，零件表面品質(zhì)以及環(huán)境狀況。在設(shè)計零件時，應(yīng)努力從這幾個方面采取措施，以提高零件抵抗疲勞破壞的能力6。（2）結(jié)構(gòu)工藝性要求零件具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性，這是在既定的生產(chǎn)條件下，能夠方便的經(jīng)濟地生產(chǎn)出來，并便于裝配成機器這一特性。所以，零件的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)從毛坯的制造、機械加工過程及裝配等各種生產(chǎn)環(huán)節(jié)加以綜合考慮。工藝性是和機器生產(chǎn)批量大

20、小及具體的生產(chǎn)條件相關(guān)的。為了改善零件的工藝性，就應(yīng)當(dāng)熟悉當(dāng)前的生產(chǎn)水平及條件。對零件的結(jié)構(gòu)工藝性具有決定性影響的零件結(jié)構(gòu)設(shè)計在整個設(shè)計工作中占很大比重，這個必須予以足夠的重視。（3）經(jīng)濟性要求零件的經(jīng)濟性主要表現(xiàn)在零件本身的生產(chǎn)成本上。設(shè)計零件時，應(yīng)當(dāng)力求設(shè)計出耗費最少的零件。所謂耗費，除了錢財?shù)暮馁M外，還應(yīng)當(dāng)包括制造時間及員工的耗費。要降低零件的成本，首先要采用輕型的零件結(jié)構(gòu)，以降低材料消耗；采用少余量或無為余量的毛坯或簡化零件結(jié)構(gòu)，以減少加工工時。這些對降低零件成本都有顯著作用。工藝性良好的結(jié)構(gòu)就意味著加工及裝配費用低，所以工藝改善機器的動力性能，減少作用于結(jié)構(gòu)上的慣性載荷。此外，對于運

21、輸機械的零件，由于減少了本身的質(zhì)量，就可以增加運載量，從而提高機器的經(jīng)濟效能。另外，盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)化的零、部件也可在經(jīng)濟方面取得很大的效益。（4）重量的要求對絕大多數(shù)零件來說，都應(yīng)當(dāng)力求減小重量。小重量有兩方面的好處：一方面可以節(jié)約材料；另一方面，對于運動零件來說，可以減小慣性，改善機器的機械性能，減小作用與結(jié)構(gòu)上的慣性載荷。（5）可靠性要求零件可靠性的定義是：在規(guī)定的使用時間內(nèi)和預(yù)定的環(huán)境條件下，零件能夠正常地完成其功能地概率。對于絕大多數(shù)地機械來說，失效地發(fā)生都是隨機性的。在于那些衡量零件工作條件的數(shù)量指標(biāo)的隨機性。因此，為了提高零件的可靠性，就應(yīng)當(dāng)在工作條件和零件性能兩個方面使其隨機化盡

22、可能的小。此外，在使用中應(yīng)加強維護和對工作條件的監(jiān)測，也可以提高零件的可靠性。 機械零件的設(shè)計機械零件的設(shè)計方法，可從不同的角度做出不同的分類。目前較為流行的分類方法是把過去長期采用的設(shè)計方法稱為常規(guī)設(shè)計方法，近幾十年發(fā)展起來的設(shè)計方法稱為現(xiàn)在設(shè)計方法。機械零件的常規(guī)設(shè)計方法可概括的劃分為以下幾種：（1）理論設(shè)計根據(jù)長期總結(jié)出的設(shè)計理論和實驗數(shù)據(jù)所進行的設(shè)計，稱為理論設(shè)計。現(xiàn)以簡單受拉桿件的強度設(shè)計為例來討論理論設(shè)計的概念。設(shè)計時強度計算可按公式： ， （2-1）公式中：F作用于拉桿上的外載荷A拉桿橫截面面積拉桿材料的極限應(yīng)力S設(shè)計安全系數(shù)對于以上預(yù)算過程，可以有以下兩大類不同的處理方法：（a

23、）設(shè)計計算 由公式直接求出桿件必須得載荷面積尺寸A （2-2）（b）校核計算再按其他方法初步設(shè)計出桿件的橫截面尺寸后，可選下列方式之一進行校核計算。 （2-3） （2-4） （2-5） （2-6） 式中Sca為安全系數(shù)計算值，或簡稱為計算安全系數(shù)。設(shè)計計算多用于能通過簡單的力學(xué)模型進行設(shè)計的零件，校核計算則多采用于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，應(yīng)力分布較復(fù)雜，但又能與現(xiàn)有的應(yīng)力分析方法或變形分析方法進行計算的場合。 （2）經(jīng)驗設(shè)計根據(jù)對某些零件已有的設(shè)計與使用實踐的歸納出的經(jīng)驗關(guān)系式?；蚋鶕?jù)設(shè)計本人的工作經(jīng)驗用類比的方法所進行的設(shè)計叫做經(jīng)驗設(shè)計。這對于那些使用要求不大變動的結(jié)構(gòu)形狀以典型化的零件，是很有效的設(shè)計方

24、法。例如，箱體、機架、傳動零件的各結(jié)構(gòu)要素。（3）模型試驗設(shè)計對于一些尺寸巨大的結(jié)構(gòu)又復(fù)雜的重要零件，尤其是一些重型整體機械零件，為了提高設(shè)計質(zhì)量，可采用模型試驗設(shè)計的方法。即初步設(shè)計的零部件和機器做成小模型或小尺寸樣機，經(jīng)過試驗的手段對其各方面的特性進行檢驗，根據(jù)實驗結(jié)果對設(shè)計逐步的修改，從而達到完善，這樣的設(shè)計過程叫做模型試驗設(shè)計. 機械零件設(shè)計的一般步驟機械零件的設(shè)計大體要經(jīng)過一下幾個步驟：（a）根據(jù)零件的使用要求，選擇零件的類型和結(jié)構(gòu)。為此，必須對各種零件的不同類型、優(yōu)缺點、特性與使用范圍等進行綜合對比并正確選用。（b）根據(jù)零件的工作要求，計算作用在零件上的載荷。（c）根據(jù)零件的工作條

25、件及零件的特殊要求，選擇適當(dāng)?shù)夭牧稀＃╠）根據(jù)零件可能的失效形式確定計算準(zhǔn)則，根據(jù)計算準(zhǔn)則進行計算，確定出零件的基本尺寸。（e）根據(jù)工藝區(qū)及標(biāo)準(zhǔn)化等原則進行零件的機構(gòu)設(shè)計。（f）細(xì)節(jié)設(shè)計完成后，必要時進行詳細(xì)的校核計算，以判斷結(jié)構(gòu)的合理性。（g）發(fā)出零件的工作圖，并寫出計算說明書。在進行設(shè)計時，對于數(shù)值得計算除少數(shù)與幾何尺寸精度要求有關(guān)外，對于計算工作，一般兩、三位有效數(shù)字的計算精度為宜。必須再強調(diào)指出，結(jié)構(gòu)設(shè)計是機械零件的重要設(shè)計內(nèi)容之一，在有些情況下，它占了設(shè)計工作中的一個較高的比例，一定要予以足夠的重視。繪制的零件工作圖應(yīng)完全符合制圖標(biāo)準(zhǔn)，并能滿足加工的要求。 機械零件材料的選用原則機械

26、零件所用的材料是多種多樣的，但是金屬材料，尤其是黑色金屬材料，應(yīng)用的最多最廣泛。 從各種各樣的材料中選擇出合用的材料，是一項受到多方面因素制約的工作，下面將提出一下選擇材料的一般原則，作為選擇材料的依據(jù)。（1）載荷大小和性質(zhì)、應(yīng)力的大小、性質(zhì)及其分布狀況脆性材料原則上只適用于制造在靜載荷工作的零件。在多少有些沖擊的情況下，應(yīng)用塑性材料作為主要使用的材料。金屬材料的性能一般可通過熱處理加以提高和改善，因此要充分利用熱處理等手段來發(fā)揮材料的潛力。對于常用的調(diào)質(zhì)鋼，由于其回火溫度不同，可得到機械性能不同的毛坯。如果利用熱處理提高材料的塑性，則將同時降低強度及硬度。所以在選擇材料的品種時，應(yīng)同時規(guī)定其

27、熱處理范圍，并在圖上標(biāo)注。（2）零件的工作情況零件的工作情況是指零件所處的環(huán)境特點、工作溫度、摩擦磨損的程度等。工作溫度對于材料的選擇的影響，一方面要考慮相互配合的零件的材料的線膨脹系數(shù)不能相差太大，以免在溫度變化時產(chǎn)生過大的熱應(yīng)力，或者使配合松動；另一方面也要考慮材料的機械性能隨溫度而改變得情況。零件在工作中有可能發(fā)生因磨損之處，應(yīng)提高其表面的硬度，以增強耐磨性。因此，應(yīng)選擇適于進行表面處理的淬火剛、氧化鋼等品種。（3）零件的尺寸及質(zhì)量零件尺寸及質(zhì)量的大小與材料的品種及毛坯制取方法有關(guān)。用鑄造材料制造毛坯時，一般可以不受質(zhì)量及尺寸大小限制；而用鍛造材料制取毛坯時，則必須注意鍛壓機械及其設(shè)備的

28、生產(chǎn)能力。零件的尺寸和質(zhì)量和材料的強度比重有關(guān)，應(yīng)該盡可能選用強比重大的材料，以便減小零件的尺寸和質(zhì)量。 （4）零件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度及材料等加工可能性結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件適選用制造毛坯，或用板材沖壓后再經(jīng)焊接。結(jié)構(gòu)簡單的零件可用鍛造法制取毛坯。對材料工藝性的了解，在判斷加工可能性方面起著重要作用。鍛造材料的工藝性是指材料的液態(tài)流動性、收縮率、偏析程度及產(chǎn)生縮孔的傾向性等。焊接材料的工藝性是材料的焊接性及焊縫產(chǎn)生裂紋的傾向性。材料的熱處理工藝是材料的可淬性、淬火變形傾向性及熱處理介質(zhì)對它的滲透能力等。冷加工工藝性是指材料的硬度、易切削性、冷作硬化程度及切削后可能達到的表面粗糙度等。（5）材料的經(jīng)濟性材料

29、的經(jīng)濟性主要表現(xiàn)在以下方面：（a）材料本身的相對價格。當(dāng)用價格低廉的材料能滿足要求時，就不應(yīng)該選擇價格高的材料。（b）材料的加工費用。例如制造某些箱體類零件，雖然鑄鐵比鋼板價廉，但在批量小時，選用鋼板焊接比較有利，因其可以省掉鑄模的生產(chǎn)費用。（c）材料的利用率。例如采用無切削或少切削毛坯（如精鑄、模鍛、冷拉毛坯等），可以提高材料的利用率。此外，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時也應(yīng)設(shè)法提高材料的利用率。（d）采用組合結(jié)構(gòu)。例如火車車輪是在一般材料的輪芯外部套上一個硬度高而耐磨損的輪箍，這種選材的方法叫局部品質(zhì)原則。（e）節(jié)約稀有材料。例如用鋁青銅代替錫青銅制造軸瓦，用錳硼系合金鋼代替鉻鎳系合金剛等。（f）材料的供應(yīng)

30、情況。選材時還要考慮到當(dāng)時當(dāng)?shù)夭牧系墓?yīng)情況。為了簡化供應(yīng)和儲存的材料品種，對于小批量制造零件，應(yīng)盡可能地減少同一部機器上使用的材料品種和規(guī)格。 機械零件設(shè)計中的標(biāo)準(zhǔn)化 對于機械零件的設(shè)計工作來說，標(biāo)準(zhǔn)化的作用是很重要的。所謂零件的標(biāo)準(zhǔn)化，就是通過對零件的尺寸、結(jié)構(gòu)要素、材料性能、檢驗方法、制圖要求等，制定出大家共同遵守的標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)化帶來的優(yōu)越性表現(xiàn)為：（a）能以最先進的方法在專門化工廠中對那些用途最廣的零件進行大量的、集中制造，以提高質(zhì)量，降低成本。（b）統(tǒng)一了材料和零件的性能要求，使其能夠進行比較，并提高了零件性能的可靠性。（c）采用了標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)及零、部件，可以簡化設(shè)計工作，縮短設(shè)計周期，提

31、高設(shè)計質(zhì)量。另外，也同時簡化了機器的維修工作。機械制圖的標(biāo)準(zhǔn)化保證了工程語言的統(tǒng)一。因此，對設(shè)計圖紙的標(biāo)準(zhǔn)化檢驗是設(shè)計工作中的一個重要環(huán)節(jié)。對于統(tǒng)一產(chǎn)品，為了符合不同的使用條件，在統(tǒng)一基本機構(gòu)或基本尺寸條件下，規(guī)定出若干個輔助尺寸不同的產(chǎn)品，稱為不同系列。對于同一基本結(jié)構(gòu)、同一內(nèi)徑的滾動軸承，制出不同外徑及寬度的產(chǎn)品，稱為滾動軸承系列。系列大小的規(guī)定，一般是以優(yōu)先數(shù)系為基礎(chǔ)的。優(yōu)先數(shù)系就是按幾何級數(shù)關(guān)系變換的數(shù)字系列，而級數(shù)項的公比一般取為10的某次方根。2.3 YJ1型自動壓套機的結(jié)構(gòu)設(shè)計 總體布局YJ1型自動壓套機屬于專用機床，為單件小批量生產(chǎn)，因此在設(shè)計中經(jīng)過選擇比較采用鋼板，角鐵焊接結(jié)

32、構(gòu)。為了增加機床的剛度，機床的整體采用龍門架式結(jié)構(gòu)。龍門架固定在字形結(jié)構(gòu)的工作臺上，成為一個剛性整體。工作臺上有燕尾導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上有臺車。縫紉機機殼置于臺車上，臺車由臺車油缸移送，這樣可把機殼送到各壓套的工作位置。由于YJ1型自動壓套機和工作滑道連接，在龍門架橫梁左右和龍門架上固定有油缸，這些油缸通過壓桿和導(dǎo)向套及夾緊工作，如（圖2-2）為YJ1型自動壓套機的總體布局圖。 圖2-2機床總體布局1-調(diào)整螺釘 2-頂桿油缸 3-初定位油缸 4-豎軸下套油缸 5-主軸傳動套油缸6-壓緊桿油缸 7-針桿下套油缸 8-斜支承油缸 9-針桿下套頂桿油缸 10-后定位油缸11-臺車油缸 12-縫紉機殼滑道 1

33、3-燕尾導(dǎo)軌 YJ1型自動壓套機結(jié)構(gòu)說明圖2-2中2時用來調(diào)節(jié)龍門架整體高度。10是側(cè)定位油缸，用來對高速平縫機機殼進行初定位，主軸傳動套在機殼定位夾緊后負(fù)責(zé)向機殼壓入主軸傳動套，主軸傳動輔助套夾緊油缸負(fù)責(zé)從上頂面夾緊機殼，壓腳桿油缸和壓腳桿頂桿油缸，主要負(fù)責(zé)壓腳桿針套。斜油缸從側(cè)面的支撐力，防止機殼在受到壓腳桿油缸和壓腳桿油缸向高速平縫機壓入針套后的壓力，而產(chǎn)生對機殼的扭矩和剪切力，側(cè)定位油缸負(fù)責(zé)機殼由臺車油缸把機殼送到工作為外側(cè)面定位。以上介紹了各油缸的功能和工作位置下面就各油缸及軸套壓入原理著重介紹。 工作原理我們知道高速平縫機機殼內(nèi)有16個套而本專用機床則主要向其壓入豎軸下套、主軸傳動

34、套、主軸輔助傳動套以及壓腳桿下套，其工作原理是通過對機車的結(jié)構(gòu)設(shè)計，主要是設(shè)計了龍門架，將各油缸固定在龍門架上，臺車和定位夾緊裝置在龍門架上。通過液壓油缸的往復(fù)運動及其工作行程，實現(xiàn)對高速平縫機的初定位、定位、夾緊、壓入軸套的工作環(huán)節(jié)。再由集成塊來控制各工作油缸的循環(huán)工作過程，通過對各集成塊的編程控制對各油缸的智能控制，實現(xiàn)對高速平縫機機殼軸套壓入的自動化過程。 定位基準(zhǔn)的選擇基準(zhǔn)是用于確定生產(chǎn)對象上幾何要素上的關(guān)系所依據(jù)的點、線、面。在加工中用于定位的基準(zhǔn)稱為定位基準(zhǔn)，又是作為基準(zhǔn)的點線面在工件上不一定存體存在（如孔的中心線和對稱中心平面等），其作用是由某些具體表面（如內(nèi)孔圓柱面）體現(xiàn)，體現(xiàn)

35、基準(zhǔn)作用的表面稱為基面。任何為定位的工件在空間直角坐標(biāo)系中都有6個自由度，即沿3個坐標(biāo)軸移動自由度和繞3個坐標(biāo)軸的轉(zhuǎn)動自由度。工作定位的任務(wù)就是根據(jù)加工要求限制工作的各自由度。理論上講工作的6個自由度可用的至少有6個支撐點加以限制，前提是這6個支撐點在空間按一定規(guī)律分布，并保持與工作的定位基準(zhǔn)面相接觸，即6點定位原理。事實上在具體的夾具中，與工件為點接觸的支撐點對工作起定位作用元件，如支撐板、支撐釘、圓柱銷等來實現(xiàn)，一個定位元件可以體現(xiàn)一個或多個支撐點的作用，相當(dāng)于一個或多個支撐點。定位基準(zhǔn)選擇的好壞直接影響各軸套是否順利的壓入機殼和保障軸套的同軸度，一般加工機殼底板時為使定位基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)重

36、合，減少基準(zhǔn)不重合誤差，常采用底板的上平面為定位并作為主定位面。用底板的后側(cè)面作為單向定位面，作為自動壓軸套機，機殼在自動壓軸套機臺車上定位時有兩種形式，其一是采用機殼底板上平面作為定位。這種定位方式實現(xiàn)了基準(zhǔn)重合避免了幾種不重合誤差，但采用這種定位方式結(jié)構(gòu)復(fù)雜。其二是用機殼底板的下表面作為主定位面，YJ型自動壓軸套機用機殼底板的后側(cè)面作為導(dǎo)向定位面，用蓋板面作為止推定位面。這種方法的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，只要保證底板的上下表面有一定的公差要求就可以了。高速平縫機YJ型自動壓軸套機用機殼底板上平面作為主定位面，用機殼的后側(cè)面作為導(dǎo)向定位面，用蓋板面作為止推定位面。方式如（圖23） 圖2-3 定位方式

37、2.4相關(guān)計算及校核 壓入力的計算 壓配帶有一定的公盈量的包容將所需的軸向壓力P見圖2-4，壓配時所需軸向壓力根據(jù)相配零件的材料、壁厚、形狀和公盈的大小而定。 （kgf） （2-6）式中：f配合時的摩擦系數(shù)，d配合時的公稱直徑（mm） （2-7）L壓合長度（mm），k配合表面的壓應(yīng)力（kgf/mm²）它由以下公式計算： （2-8） （2-9） 查機械零件手冊：計算公盈 =5×10-3被包容件的彈性模量 E1=1.9×104kgf/mm2包容件的彈性模量 E2=1.6×104kgf/mm2被包容間和包容間的泊桑系數(shù) 1=0.3 2=0.25配合時的摩擦系數(shù)

38、 f壓=0.15配合面的公稱直徑 d=12mm壓合長度 L=28mm包容面的外圓直徑 D=20mm被包容面的內(nèi)孔直徑 d0=9mm由計算得： （kgf）=0.15×3.14×12×28×0.14=56 （kgf）=560 N (MPa) 查材料力學(xué)得，優(yōu)質(zhì)碳鋼壓應(yīng)力216238，則< ，軸套強度符合要求。 壓桿的強度和穩(wěn)定性校核壓合適的摩擦系數(shù)與許多因素有關(guān)，如零件的=2P/A =560×2×4/(D2-d2)=21×106Mpa查材料力學(xué)得：優(yōu)質(zhì)碳鋼壓應(yīng)力=216238則<軸套強度符合要求。材料、配合表面的粗糙

39、度、壓應(yīng)力、有無潤滑油的性質(zhì)等。根據(jù)計算得到的每一個軸套的最大壓合力P再放大1.52倍，即可得到每個軸套的壓入力。根據(jù)這個力計算油缸的直徑，校核壓桿的強度和穩(wěn)定性。以上計算得到的壓入針桿下軸套的力大小為560N，則軸套的壓入力為1120N，即為壓桿所承受的力。壓桿受到的力一端為針桿油缸的力和針桿軸套頂桿的力，均為壓力，由此校核壓桿強度：查材料力學(xué)得，優(yōu)質(zhì)碳鋼壓應(yīng)力=216238，<，則壓桿強度符合要求.。由于壓桿直徑為12mm,長度為180mm,所以=15<20，因此壓桿的撓度符合穩(wěn)定性要求,所以不需要穩(wěn)定性校核.。 龍門架的強度校核 由于本設(shè)計機床機架采用龍門架結(jié)構(gòu)，位于龍門頂部

40、的龍門橫梁由螺栓固定在龍門左右支架上，龍門橫梁固定有夾緊油缸和針桿下套壓桿油缸，其油缸壓力大小為21×MPa。 圖24 龍門架的受力情況由11截面截開，則得到如下所示圖25 截面圖由圖25得：F-Y=0則F=P=1120,=1120×360403200由22截面截開，則得到如下圖所示：圖26 截面圖由圖26得：1120×3601120×（360280） 403200716800 1120000由33截面截開，可得圖27：圖27 截面圖由圖27得：則 F=P=1120,=1120×360403200經(jīng)過計算龍門橫梁的剪力和彎矩，符合設(shè)計要求。3

41、液壓部分設(shè)計3.1 液壓系統(tǒng)工作原理圖3-1為YJ1型的液壓原理圖,從圖中可以清楚地看出本系統(tǒng)采用了調(diào)壓集成回路,單油口換向回路,雙油口換向回路及進油調(diào)速回路。圖3-1 液壓原理圖在調(diào)壓回路中（圖3-2），溢流閥Y-25B用于調(diào)節(jié)系統(tǒng)的壓力。22F-25B用于系統(tǒng)處于非工作狀態(tài)時油液卸荷,以降低能耗,延長泵的壽命。單向閥I-25B用于防治油泵不工作時系統(tǒng)中的油液倒流，從而起到保護油泵的作用6。 圖3-2調(diào)速回路在單油換向回路中(圖3-3)23E-25B使執(zhí)行機構(gòu)油缸換向：LI-25B可使執(zhí)行機構(gòu)油缸的速度可調(diào)，其最小穩(wěn)定流量為3050cm/min，J-25B使進入執(zhí)行機構(gòu)油液的壓力可調(diào)。圖3-

42、3 單油回路在雙油口換向回路中（圖3-4），裝有2個LI-25BA使可調(diào)節(jié)機構(gòu)油缸的進給速度，調(diào)節(jié)LI-25BB時可調(diào)節(jié)執(zhí)行機構(gòu)油缸的退回速度。當(dāng)進給油液通過LI-25BA的節(jié)流閥進入油缸，油缸的回油經(jīng)LI-25BB的單向閥進入34E-25BB；當(dāng)油缸退回時，油液經(jīng)LI-25BB的節(jié)流閥進入油缸，回油經(jīng)LI-25BA的單向閥進入34E-25BA。調(diào)節(jié)J25-B可使進入液壓缸的油液壓力可調(diào),34E-25B為換向閥，以滿足執(zhí)行機構(gòu)的換向要求。圖3-4 雙油回路進油調(diào)速回路（圖3-5）對于該機床來說，要完成的工藝要求是壓入針桿軸套、主軸傳動套、主軸傳動輔助套和豎軸下套。由于套孔與套的公差配合松緊程度

43、不同，因而對這幾個缸的速度調(diào)節(jié)較之其它液壓缸來說有著較高的精度要求，既不允許進入缸中的流量隨負(fù)載變化而變化，在此采用調(diào)速閥調(diào)節(jié)，事實證明是可行的。為了進一步測得理論上的數(shù)據(jù)，我們在實驗室對該機的豎軸下套進油調(diào)速回路作了測定，其曲線如圖3-5。 Q(L/min) 3.1 0 0.45 P(Mpa) 圖3-5 進油調(diào)速測定曲線在進油調(diào)速回路中我們改變了傳統(tǒng)的設(shè)計方法，一般情況下如（圖3-7）。采用一個2位2通閥與調(diào)速閥并聯(lián)實現(xiàn)快慢快，但對于我們的機床來講由于總行程很短且空載行程更短，所以沒必要采用快慢快油路，只要用單一合適的速度即可，我們調(diào)試的結(jié)果如下表。表3-1 速度調(diào)試結(jié)果（m/s）豎軸下套針

44、桿軸套主軸傳動套及其輔助套1.091.120.81 圖3-6 一般情況調(diào)試在這種速度下不僅滿足了節(jié)拍的要求，即一個工作行程為30秒，又能使機床的震動噪音降低到最小值，實測噪音為55dB。這樣設(shè)計的優(yōu)點是，使油路簡化，造價降低。在回路中34E-25B為換向閥，I-25B作背向閥使用已增加缸在前進時的平穩(wěn)性，避免前沖現(xiàn)象。3.2 壓緊缸的設(shè)計已知參數(shù) 負(fù)載力（N） 行程（mm） 運動時間 （s） 4000 16 2 液壓缸類型選擇壓緊油缸采用單作用活塞液壓缸。缸體固定形式如圖（3-7）；為了減少缸體與活塞體積，簡化結(jié)構(gòu)，采用O新密封圈；由于行程很短，運動部件質(zhì)量很小，速度也不大，不必考慮緩沖結(jié)構(gòu)，

45、排氣螺栓也可以由油管接頭來替代。圖3-7 缸體固定形式 材料選擇缸筒選用無縫鋼管 ZG230活塞 HT200活塞桿 45鋼 液壓缸工作壓力的確定工作負(fù)載的計算R=Rt+Rf±Rm （3-1） Rt=RW±RG （3-2）式中：液壓缸軸線方向上的外作用力液壓缸軸線方向上的重力運動部件的摩擦力運動部件的慣性力R液壓缸工作負(fù)載因行程短，運動部件質(zhì)量小，速度也不大，故RG，Rm均可忽略不計，摩擦力也只有密封圈的阻力，當(dāng)密封阻力按5%有效工作力估算時 =0.05 ， =0.05×4000=200N故總負(fù)載力 R=4000+200=4200N工作載荷的選定查表（3-2）可初選

46、工作壓力0.81MP，為使液壓缸體積緊湊，可以取液壓缸工作壓力為P1=1.5MP，目前中低壓系統(tǒng)的液壓元件，多按6.3MP系列元件選取，所以液壓缸額定壓力取6.3MP。 確定液壓缸幾何參數(shù)液壓缸內(nèi)徑D=(4R/P1)=(4×4200)/(×1.5×106) （3-3）由表（3-3），表（3-4），表（3-5）取D=63mm d=32mm活塞外徑配合一般采用f9，故活塞外徑為D2=63f9活塞厚度一般取活塞外徑的0.61.0倍，現(xiàn)取H=0.6D2=3.78mm圓整為H=38mm液壓缸的長度一般由工作行程長度來確定，但考慮到制造工藝性和經(jīng)濟性，一般應(yīng)取L<(20

47、30)D0 式中 L液壓缸長度 D0缸體外徑查表（JB1086-67） 缸體外徑 D0=76mm故 L<(2030)×76=15202280mm取 L=140mm表（3-2）按負(fù)載選定工作壓力液壓缸工作負(fù)載<5000500010000100002000020000300003000050000>50000液壓缸工作壓力0.811.522.53344557表（3-3）液壓缸內(nèi)徑系列1620253240505563708090100110125140160180200220250320400500630表（3-4）按工作壓力確定活塞桿直徑缸的工作壓力(MP)557>

48、;7活塞直徑d(0.50.56)D(0.620.7)D0.7D表（3-5）活塞桿系列4101214161820222528323540455055637080901001101251401601802002202502803203604004505003.3 液壓缸結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）小導(dǎo)向長度的確定 （3-4）式中 L液壓缸最大行程mm D液壓缸內(nèi)徑mm H最小導(dǎo)向長度mm故 取 H=35mm（2）在活塞桿上的防塵裝置采用氈圈密封,結(jié)構(gòu)尺寸如圖3-8圖3-8 氈圈密封結(jié)構(gòu)尺寸（3） 活塞桿密封采用O型橡膠,如圖3-9圖3-9 活塞桿密封橡膠結(jié)構(gòu)（4）活塞密封溝槽尺寸圖3-10 活塞溝槽尺寸（5）導(dǎo)

49、向套的計算因最小導(dǎo)向長度為35mm，活塞厚度為38mm，最小導(dǎo)向長度還差35-38/2=16mm，缸徑小于80mm，取導(dǎo)向套長度A=(0.61.0)D=37.863mm，根據(jù)最小導(dǎo)向長度A2×16=32mm，故取A=38mm，如圖3-12圖3-11 導(dǎo)向套尺寸3.4 油缸缸底與缸蓋的設(shè)計（1）材料選用45鋼（2）缸底厚度計算h=0.4332D2(P×D2)/(D2-d0) cm （3-5）h缸底厚度cmD2缸底止口內(nèi)徑cmP缸內(nèi)最大工作壓力105MPa材料許用應(yīng)力105MPad0缸底開口內(nèi)徑cm故h=40mm，其結(jié)構(gòu)尺寸如圖3-12圖3-12 結(jié)構(gòu)尺寸（3）根據(jù)需要設(shè)計缸蓋

50、尺寸，如圖3-13圖3-13 缸蓋尺寸（4）根據(jù)缸體對活塞桿具體尺寸進行設(shè)計，如圖3-14圖3-14 活塞桿尺寸4 電路部分設(shè)計4.1 壓套工藝對控制系統(tǒng)的要求由論文的前述部分，我們知道，壓軸機是與變速平縫機的生產(chǎn)相配套的YJ型壓軸套機，其只要完成四個軸套的壓入工作，分別為一個主軸傳動套，一個主軸傳動輔助套，一個針桿軸套，一個豎軸下套。機殼的移送，定位以及壓軸過程如下：機殼移入初定位臺車移送底板定位側(cè)定位主軸傳動套壓入斜支撐桿出壓緊桿下豎軸下套壓入針桿支承出針桿軸套壓入針桿軸套桿回針桿支承回豎軸下套回壓緊桿回斜支撐桿回主軸傳動套桿回側(cè)定位桿回底板定位桿回臺車移出初定位桿回卸荷。當(dāng)遇到非常情況時

51、,壓套的過程可以隨時停止.在壓軸套機的液壓部分的設(shè)計中,我們已作出和圖4-1說是的液壓工序圖,其對每一個工序的時間都作了要求,而且完成一個循環(huán)所規(guī)定的時間為30S,一旦所用的時間超過這一要求,系統(tǒng)即報警.在壓軸套機的安裝處運行的時候,我們必須要對每一個工序的進行情況進行校驗;成為某一個工序為完成我們所要求的目標(biāo)時,我們必須重新單獨的對這一工序進行跟蹤操作,所以,該控制系統(tǒng)中作自動/手動控制的區(qū)分是十分必要的.自動狀態(tài):正常工作時工作方式達到自動檔,按下AN完成處定位,按下AN2設(shè)計為雙手同時操作，以避免操作人員準(zhǔn)備工作為完成時開機造成人身傷害事故手動狀態(tài)：如上所說的某一種情況出現(xiàn)時，而采用手動

52、狀態(tài)，但前提是，動作不發(fā)生干涉4.2控制電路的特點由以上的分析，我們得知，該控制系統(tǒng)中共有個行程開關(guān)，而有個信號輸入點，同樣有個手動控制的信號輸入點（其中測定位桿僅有一個信號輸入點），還有手自動兩個輸入點，急停及處定位，急停及初定位，卸荷一個輸入點，共計44個輸入點。各液壓閥上的電磁鐵共有20個，另一個報警信號，所以他的輸出信號共有21個。如果我們采用一般的PCB板和一些繼電器等電氣元件來完成這一控制電路的設(shè)計，可想而知其復(fù)雜程度，而且從經(jīng)費和時間上都是不劃算的，所以，我們選擇PC機作為控制電路的核心器件。4.3 PC機及控制電路對PC機的選擇 PC機的產(chǎn)生.可編程序控制器，及PC機，是20世紀(jì)60年代末首先在美國出現(xiàn)，最初成為可編程序邏輯控制器，簡稱PLC，目前是用來期待繼電器控制盤，具有邏輯判斷，定時計數(shù)等順序功能。當(dāng)時，大規(guī)模生產(chǎn)線的控制電路大多是繼電器控制盤構(gòu)成的，這種控制裝備可靠性低，體積大，耗電多，改變生產(chǎn)程序則更為困難。為了改變這種狀況，提高生產(chǎn)效益，1918年，美國通用汽車公司對外公開招標(biāo)，想用新的控制裝置取代繼電控制盤，該公司對新型控制器提出了如下要求：（a）編程簡單，可在現(xiàn)場修改程序