深溝球軸承設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、目 錄引言11、總體方案設(shè)計(jì)21.1 深溝球軸承的裝配方法 21.1.1 深溝球軸承簡(jiǎn)介21.1.2 深溝球軸承的裝配方法3 深溝球軸承的裝配工藝過(guò)程5 裝配前軸承內(nèi)外圈的等級(jí)劃分 71.2 深溝球軸承裝配機(jī)的總體設(shè)計(jì)9 深溝球軸承裝配機(jī)的設(shè)計(jì)思路91. 全自動(dòng)深溝球軸承裝配機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整體裝配圖 102、裝配機(jī)構(gòu)及測(cè)量裝置的詳細(xì)設(shè)計(jì) 102.1 入鋼珠機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)102.2 分鋼珠機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及其檢測(cè)12 入保持器機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)14 入保持器A片 14 入保持器B片 162.4 組合保持器機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)172.5 鉚接 18 鉚合工作原理 18 鉚接力的計(jì)算 21 鉚接成形力的計(jì)算 22 液壓缸的選擇 2

2、3 鉚釘鉚接成形過(guò)程中對(duì)板的分布?jí)毫Φ挠?jì)算 24 鉚接壓力最大時(shí)鉚釘?shù)膽?yīng)力、應(yīng)變分析 24 鉚釘機(jī)松開(kāi)后鉚釘?shù)膽?yīng)力應(yīng)變分析 25 鉚接的重要性與結(jié)構(gòu)工藝性分析 272.6 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 32 鉚接檢測(cè)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 332.8 軸承傳送裝置的設(shè)計(jì)33 傳送裝置的整體設(shè)計(jì)33 傳動(dòng)凸輪的設(shè)計(jì)34 各個(gè)抓手頭的介紹39參考文獻(xiàn) 41 謝辭 42附頁(yè) 43引 言 軸承是高精密的產(chǎn)品，可以說(shuō)是工業(yè)之母，只有高品質(zhì)的軸承，才能使機(jī)器正常的轉(zhuǎn)動(dòng)并充分發(fā)揮其性能，軸承在機(jī)械業(yè)界所負(fù)的使命如此重大，高精密全自動(dòng)軸承裝配機(jī)顯得更加重要。目前在我國(guó)的軸承生產(chǎn)企業(yè)中，多數(shù)的軸承裝配還停留在手工作業(yè)階段，整個(gè)工序都是人

3、在起主導(dǎo)作用，無(wú)論是內(nèi)外環(huán)的分選、保持器的壓鉚，還是潤(rùn)滑油脂的注入或密封板的壓入都是手工操作的。但是隨著各行業(yè)用戶(hù)的技術(shù)要求不斷地提高，他們對(duì)軸承的清潔度、噪音、游隙、轉(zhuǎn)矩、殘磁值、抗銹蝕能力等要求越來(lái)越高。因此，軸承裝配過(guò)程的手工裝配就顯現(xiàn)出了極大的弱點(diǎn)。所以，裝配作業(yè)的機(jī)械化、自動(dòng)化被重視起來(lái)。研制出符合我國(guó)國(guó)情的軸承裝配機(jī)成為一項(xiàng)重要課題。在整個(gè)裝配過(guò)程中，手工裝配清潔度的問(wèn)題難以解決，再次是由于人工作業(yè)，人為因素太多，所以軸承的質(zhì)量很難讓人滿(mǎn)意。目前，國(guó)外的軸承裝配基本都是機(jī)械化作業(yè)，減少用人量，以降低成本。 滾動(dòng)軸承的技術(shù)水平和質(zhì)量直接影響到主機(jī)的工作性能和質(zhì)量。在軸承工業(yè)的發(fā)展中，

4、制造技術(shù)的變革十分重要。滾動(dòng)軸承作為一種多工序、連續(xù)大批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，其制造方式又有其特殊性。從滾動(dòng)軸承各零件加工設(shè)備、工藝方面看當(dāng)前國(guó)內(nèi)軸承制造技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)。在當(dāng)今社會(huì)，各生產(chǎn)企業(yè)間的競(jìng)爭(zhēng)愈演愈烈。為了使企業(yè)立于不敗之地，提高產(chǎn)品質(zhì)量，在擴(kuò)大市場(chǎng)份額的同時(shí)，一直努力地追求著產(chǎn)品利潤(rùn)。產(chǎn)品質(zhì)量和成本一直是企業(yè)所要解決的核心問(wèn)題。在此過(guò)程中，裝配是其中的重要一環(huán)。在現(xiàn)代制造業(yè)中，裝配工作時(shí)間占制造時(shí)間的 4060，裝配工作量約占整個(gè)產(chǎn)品制造工作量的 2070，實(shí)際生產(chǎn)中廣泛存在著各種復(fù)雜的裝配任務(wù)。裝配生產(chǎn)自動(dòng)線(xiàn)上，當(dāng)前多采用傳統(tǒng)機(jī)械構(gòu)件控制的自動(dòng)機(jī)，這類(lèi)機(jī)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難、機(jī)

5、械效率低、柔性差，不適用于現(xiàn)代的多品種、小批量生產(chǎn)。PLC控制技術(shù)在機(jī)械產(chǎn)品中的應(yīng)用，使傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)生了巨大的變革并煥發(fā)出新的活力。1 總體方案的設(shè)計(jì)1.1 軸承的裝配方法.1 深溝球軸承簡(jiǎn)介 深溝球軸承是滾動(dòng)軸承中最為普通的一種類(lèi)型。在實(shí)際生產(chǎn)中使用也最為廣泛，能承受徑向載荷、雙向軸向載荷或他們組合成的合成負(fù)荷。由于用途和工作條件不同，其結(jié)構(gòu)變化較多，但基本結(jié)構(gòu)都是由內(nèi)環(huán)、外環(huán)、鋼珠和保持器四個(gè)零件組成。如圖1.1所示：圖1.1 深溝球軸承基本結(jié)構(gòu) （1）內(nèi)環(huán)（又稱(chēng)內(nèi)套或內(nèi)圈） 通常固定在軸頸上，內(nèi)環(huán)與軸一起旋轉(zhuǎn)。內(nèi)環(huán)外表面上有供鋼球滾動(dòng)的溝槽，稱(chēng)為內(nèi)溝或內(nèi)滾道。（2）外環(huán)（又稱(chēng)外套或外圈）

6、通常固定在軸承座或 HYPERLINK :/ hj9411 機(jī)器的殼體上，起支承滾動(dòng)體的作用。外環(huán)內(nèi)表面上也有供鋼球或滾子滾動(dòng)的溝槽，稱(chēng)為內(nèi)溝或內(nèi)滾道。 （3）鋼球 每套軸承都配有一組或幾組滾動(dòng)體，裝在內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間，起滾動(dòng)各傳遞力的作用。鋼珠是承受負(fù)荷的零件，其大小和數(shù)量決定了深溝球軸承承受載荷的能力和高速運(yùn)轉(zhuǎn)的能力。（4）保持器（又稱(chēng)保持架或隔離器）。將軸承中的鋼珠均勻地相互隔開(kāi)，使每個(gè)滾動(dòng)體在內(nèi)環(huán)和外環(huán)之間正常地滾動(dòng)。此外，保持架具有引導(dǎo)鋼珠運(yùn)動(dòng)，改善軸承內(nèi)部潤(rùn)滑條件，以及防止鋼珠脫落等作用。除了上述四個(gè)零件外，各種不同結(jié)構(gòu)的深溝球軸承還有與其相配的其他零件。例如，防塵蓋、密封板、擋圈及

7、固定套等。1.1.2軸承的表示方法 軸承根據(jù)用途和性質(zhì)的不同分為多種形式如深溝球軸承、推力球軸承、圓柱滾子軸承、圓錐滾子軸承等等。軸承代號(hào)由基本代號(hào)、前置代號(hào)和后置代號(hào)構(gòu)成?；敬?hào)表示軸承的基本類(lèi)型、結(jié)構(gòu)和尺寸，是軸承代號(hào)的基礎(chǔ)；前置、后置代號(hào)是當(dāng)軸承的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸、公差、技術(shù)要求有改變時(shí)，在其基本代號(hào)左右添加的補(bǔ)充代號(hào)，軸承代號(hào)的排列規(guī)則如表所示:表1.1 軸承代號(hào)排列規(guī)則基本代號(hào)的代表意義，如6203軸承： 1.類(lèi)型代號(hào)：6，代表深溝球軸承。 2.尺寸系列代號(hào)：軸承尺寸系列代號(hào)由軸承的寬（高）度系列代號(hào)和直徑系列代號(hào)組成。寬（高）度系列代號(hào)在左，直徑系列代號(hào)在右，兩位數(shù)字組合成尺寸系列

8、代號(hào)。通常0寬度系列代號(hào)可省略。 直徑系列代號(hào)：2，直徑系列指對(duì)應(yīng)同一軸承內(nèi)徑的外徑尺寸系列，即指相同內(nèi)徑的軸承有各種不同的外徑。 3.內(nèi)徑代號(hào)：內(nèi)徑是軸承的重要安裝尺寸，在實(shí)際設(shè)計(jì)使用軸承時(shí)，必須考慮的就是軸承的內(nèi)外徑。由于實(shí)際情況的需要，軸承的種類(lèi)繁多。所以，要設(shè)計(jì)一定的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)表示軸承的內(nèi)徑。內(nèi)徑代號(hào)的意義如表1.2所示：表1.2本設(shè)計(jì)以比較簡(jiǎn)單的無(wú)密封板的D級(jí)（5級(jí)公差）深溝球軸承6203為例，僅由內(nèi)環(huán)、外環(huán)、鋼珠和保持器組成。查表得深溝球軸承6203的內(nèi)外環(huán)尺寸如表所示表外環(huán)尺寸表外徑徑向倒角軸向倒角內(nèi)徑溝底經(jīng)溝曲率寬度鋼珠數(shù)型號(hào)DAXd1d2CBn620340127內(nèi)環(huán)尺寸表內(nèi)徑徑向

9、倒角軸向倒角外徑溝底經(jīng)溝曲率寬度鋼珠數(shù)型號(hào)dAXd1d2CBn620317127軸承材料選用GCr15，即高碳鉻軸承鋼。高碳鉻軸承鋼采用先進(jìn)的冶煉技術(shù)和工藝得到極高的純潔度，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚慝@得均勻分布的球狀珠光體組織，切削性能良好，具有優(yōu)良的淬透性和淬硬性，熱處理后的顯微組織和硬度比較均勻穩(wěn)定，具有較高的接觸疲勞強(qiáng)度和良好的耐磨性，經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚磉€可獲得很好的尺寸穩(wěn)定性，并具有一定的抗腐蝕性能，鋼材價(jià)格也比較便宜。到目前為止，高碳鉻軸承鋼仍是世界各國(guó)普遍用于制造軸承零件的理想材料，其相關(guān)性能如下所示： 深溝球軸承的裝配工藝過(guò)程 深溝球軸承的裝配過(guò)程就是將已知加工好的軸承零件， 按照軸承成品的技

10、術(shù)要求裝配成套， 以達(dá)到使用要求的生產(chǎn)過(guò)程。 由于軸承零件的加工進(jìn)度不同，先加工好的軸承零件先涂油防銹入庫(kù)，待全部軸承零件加工結(jié)束后，再將零件送入裝配車(chē)間進(jìn)行裝配。 對(duì)于深溝球軸承來(lái)說(shuō)， 由于其結(jié)構(gòu)的特殊性和裝配技術(shù)要求（如徑向游隙）的嚴(yán)格性，雖然其產(chǎn)量高，批量大，但目前絕大多數(shù)廠(chǎng)家的裝配車(chē)間仍處于半手工、半機(jī)械操作，以6203軸承為例，其裝配工藝過(guò)程如下： 1. 退磁清洗（殘磁小于0.6mT，手感、目觀無(wú)污物，嚴(yán)防磕碰傷）； 2. 外觀檢測(cè)（無(wú)粗磨紋、車(chē)削紋、磨傷、黑斑、銹蝕等；打字清晰）； 3. 檢查內(nèi)外徑尺寸： 軸承外徑基本尺寸；軸承內(nèi)徑基本尺寸；軸承單一平面平均外徑尺寸；軸承單一平面平

11、均內(nèi)徑尺寸；軸承外環(huán)外徑圓度誤差；軸承內(nèi)環(huán)內(nèi)徑圓度誤差；軸承外環(huán)平均外徑圓柱度誤差；軸承內(nèi)環(huán)平均內(nèi)徑圓柱度誤差；4. 溝道分選(以檔進(jìn)行分選，分選外圈時(shí)應(yīng)將測(cè)腳收回) ；5. 配套（根據(jù)徑向游隙偏差進(jìn)行配套，徑向游隙偏差值取中間值）； 6. 填球（根據(jù)合套儀顯示的數(shù)值裝配鋼球，球徑為mm，球數(shù)為 7）； 7. 清洗（嚴(yán)防磕碰傷） 8. 分球裝架(保持架必須先在超聲波清晰機(jī)中清洗，然后二次漂洗干凈后，才能安裝)； 9. 鉚合（鉚合后，鉚釘頭應(yīng)垂直、飽滿(mǎn)，不允許出現(xiàn)“雙眼皮”等現(xiàn)象，保持架不得碰套、夾球，軸承轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)輕快靈活無(wú)阻滯現(xiàn)象）； 10. 成品清洗（殘磁小于0.6mT，手感、目觀無(wú)污物，嚴(yán)防

12、磕碰傷）； 11. 抽檢 ；12. 檢查靈活性及外觀（軸承轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)靈活、輕快、平穩(wěn)，無(wú)急停、阻滯現(xiàn)象，打印標(biāo)志清晰，表面無(wú)銹蝕；不得缺球，缺釘，鉚球頭應(yīng)圓滑、飽滿(mǎn)）； 13. 清洗（成品清洗，防止磕碰傷）；14. 測(cè)振（加速度振動(dòng)值不超過(guò)42，無(wú)異音）； 15. 注脂壓蓋（密封圈清洗干凈后，才能注脂壓雙面密封圈勻脂）； 16. 測(cè)振； 17. 防銹（用油霧噴涂防銹）； 18. 包裝（用塑料筒包裝，每筒10套）； 19. 裝箱； 20. 成品入庫(kù)（經(jīng)倉(cāng)庫(kù)人員核對(duì)裝箱型號(hào)、數(shù)量后、封箱入庫(kù)）。 裝配前軸承內(nèi)、外圈的等級(jí)劃分 由GB/T307.1，精度要求較高的軸承如 D級(jí)軸承（5級(jí)公差）表 1.5

13、5級(jí)內(nèi)圈（公差值單位：微米）直徑系列全部正常修正2超過(guò)到上偏差下偏差上偏差下偏差10180-5437740-120-2505表 5級(jí)外環(huán)（公差值單位：微米）直徑系列全部正常修正2超過(guò)到上偏差下偏差上偏差下偏差30500-7548870-1205其中， 軸承的內(nèi)環(huán)端面對(duì)滾道的跳動(dòng)，mm軸承的內(nèi)環(huán)端面對(duì)內(nèi)孔的跳動(dòng)，mm內(nèi)環(huán)內(nèi)圈的徑向跳動(dòng)，mm內(nèi)環(huán)的寬度偏差，mm內(nèi)環(huán)寬度的變動(dòng)量，mm軸承的外環(huán)端面對(duì)滾道的跳動(dòng)，mm外端面母線(xiàn)對(duì)基準(zhǔn)端面傾斜的變動(dòng)量，mm外環(huán)外圈的徑向跳動(dòng)，mm外環(huán)的寬度偏差，mm外環(huán)寬度的變動(dòng)量，mm軸承的裝配是保證軸承精密度的重要環(huán)節(jié)，合理的裝配方法可以降低軸承因裝配對(duì)軸承內(nèi)外環(huán)

14、真圓度的影響，降低對(duì)內(nèi)外溝表面和對(duì)內(nèi)外環(huán)表面造成的傷害，尤其對(duì)于對(duì)音響要求比較高的軸承可以防止出現(xiàn)過(guò)大的噪音而造成的不良。裝配深溝球軸承的順序?yàn)椋簝?nèi)外環(huán)組合入鋼珠入保持器A片（帶有鉚釘）入保持器B片（帶有鉚接孔）組合保持器鉚接鉚接檢測(cè)。流程圖如： 軸承安裝流程圖深溝球軸承的裝配必須滿(mǎn)足：1. 鋼珠數(shù)量符合設(shè)計(jì)要求。 2. 鋼珠必須等分。 3. 保持器必須是只有一個(gè)組合，即一個(gè)A片一個(gè)B片的組合，不能出現(xiàn)入如一個(gè)A片多個(gè)B片的情況。 4. 鉚接密合度、囊袋間隙（鋼珠在囊袋內(nèi)的軸向最大活動(dòng)量）、造頭高（鉚接沖壓后形成的凸起的高度）、造頭徑（鉚接沖壓后形成的凸起的高度）要符合要求。如表1.2 5.

15、不能出現(xiàn)落鉚現(xiàn)象等。表檢測(cè)項(xiàng)目造頭高造頭徑囊袋間隙鉚接密合度標(biāo)準(zhǔn)錫箔紙檢測(cè)1.2 深溝球軸承裝配機(jī)的總體設(shè)計(jì)1.深溝球軸承裝配機(jī)的設(shè)計(jì)思路 根據(jù)深溝球軸承的生產(chǎn)流程，深溝球軸承裝配的前一步工序是內(nèi)外環(huán)的選配。由于內(nèi)外環(huán)都存在制造公差，所以為了達(dá)到足夠的精密度，使軸承具有合理的徑向游隙（所謂滾動(dòng)軸承的游隙，是將一個(gè)套圈固定，另一個(gè)沿徑向的最大活動(dòng)量），所以要根據(jù)內(nèi)外環(huán)的制造公差進(jìn)行選配。深溝球軸承裝配機(jī)的就是要對(duì)選配好的內(nèi)外環(huán)進(jìn)行裝配。第一步時(shí)要入鋼珠，對(duì)于6203鋼珠為7個(gè)，即把全部的鋼珠注入到內(nèi)外環(huán)之間。利用傳感器進(jìn)行控制以便保證鋼珠數(shù)；下一步就要把鋼珠等分開(kāi)來(lái)，同時(shí)檢測(cè)每個(gè)等分位置上是否有

16、鋼珠；接下來(lái)是入保持器A片，根據(jù)上一步等分鋼珠的位置使保持器準(zhǔn)確的落到鋼珠上，并保證保持器的每個(gè)囊袋的位置正好有一顆鋼珠；入保持器B片同樣要使每個(gè)囊袋有一個(gè)鋼珠；保持器的組合要使保持器A片的鉚釘準(zhǔn)確的組合到保持器B片中的鉚釘孔中，并施加一定的壓力，使保持器A、B片組合到一起，不至于很容易的脫落；鉚接是在組合好的鉚接狀態(tài)下利用沖壓模具對(duì)鉚釘進(jìn)行沖壓，以達(dá)到要求的造頭高、造頭徑以及保持器之間的鉚接密合度。由于要保證傳送過(guò)程中保持器A片和保持器B片不至于很容易的脫落，所以要使保持器A片在上方，保持器B片在下方。要檢測(cè)鉚接狀態(tài)就要進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，通過(guò)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)以后，利用鉚接檢測(cè)裝置進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)的主要內(nèi)容

17、為造頭的高度以及鉚接的是否有落鉚現(xiàn)象（由于保持器制造原因或者鉚接時(shí)的故障導(dǎo)致的鉚釘脫離保持器）。合格的產(chǎn)品進(jìn)入下一流程。設(shè)計(jì)中由于涉及很多方面的運(yùn)動(dòng)，為了更好的進(jìn)行控制，需要大量的應(yīng)用液壓氣壓裝置。軸承裝配的各工作站之間的傳送，利用搬運(yùn)抓手。搬運(yùn)裝置利用傳動(dòng)凸輪進(jìn)行橫向和縱向運(yùn)動(dòng)的控制，能協(xié)調(diào)一致的完成軸承的傳送。全自動(dòng)深溝球軸承裝配機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)整體裝配圖 全自動(dòng)深溝球軸承裝配機(jī)整體裝配圖2 裝配機(jī)構(gòu)及檢測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)入鋼珠機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 入鋼珠是指把規(guī)定數(shù)量的鋼珠注入內(nèi)外環(huán)之間，并使鋼珠能完整的在內(nèi)外環(huán)的溝徑中運(yùn)動(dòng)。鋼珠容器在入鋼珠裝置的后面，通過(guò)彈簧管道連接入鋼珠機(jī)構(gòu)的鋼珠入口。入鋼珠裝置整體

18、圖如圖所示。入鋼珠首先要保證鋼珠的數(shù)量，在盛有鋼珠的容器下面裝有傳感器，能準(zhǔn)確的計(jì)算控制通過(guò)鋼珠軌道的鋼珠數(shù)量。軸承夾鋼珠托片 圖 入鋼珠軌道鋼珠軌道口鋼珠壓頭鋼珠注入口圖 入鋼珠機(jī)構(gòu) 圖 入鋼珠軌道由于普通間隙6203軸承的徑向游隙也很小，只有所以鋼珠要裝配到內(nèi)外環(huán)之間就要使鋼珠的中心水平面和內(nèi)外環(huán)溝徑的最深處的水平位置在同一平面上，所以裝配必須在如圖所示的一個(gè)鋼珠托片上進(jìn)行。同時(shí)入鋼珠完成以后必須對(duì)最后一個(gè)鋼珠施以壓力才能使其順利進(jìn)入軌道，利用氣壓缸提供動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼珠施加壓力。由于傳送軸承的軌道是平的，所以要使治具接觸到鋼珠，下面必須有一個(gè)對(duì)治具的升降裝置。傳送軌道上要有一個(gè)對(duì)外環(huán)的夾緊

19、裝置。如圖所示，設(shè)計(jì)了軌道軸承夾。如圖所示為入鋼珠的鋼珠軌道頭，當(dāng)傳感器感應(yīng)到配套的內(nèi)外環(huán)的存在，頂部氣壓缸控制入鋼珠軌道頭沿著軌道下移直到接觸到軸承內(nèi)外環(huán)。接著，7顆鋼珠沿著軌道注入到內(nèi)外環(huán)之間。然后由中間氣壓缸對(duì)最后一顆鋼珠施加壓力，同時(shí)側(cè)面氣壓缸也施加力，共同實(shí)現(xiàn)把全部鋼珠注入到內(nèi)外環(huán)之間的工作。2.2 分鋼珠機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 分鋼珠環(huán)節(jié)是指把鋼珠平均分配到固定的位置，并在每個(gè)位置上分別檢測(cè)是否有鋼珠，以保證上一環(huán)節(jié)入鋼珠的數(shù)量。分鋼珠裝置與檢測(cè)裝置如圖所示：圖分鋼珠撥叉導(dǎo)向桿圖分鋼珠撥叉 圖2.5 分鋼珠撥叉圖分鋼珠裝置 圖分鋼珠測(cè)頭 分割撥叉之間相隔的角度相同，但是長(zhǎng)短各不相同，每?jī)蓚€(gè)相鄰的

20、鋼珠撥叉長(zhǎng)度差大于鋼珠的直徑。向下運(yùn)動(dòng)時(shí)能使鋼珠準(zhǔn)確的分配到各自的位置，并保持相同的距離。由于軸承的徑向游隙比較小，只有，所以鋼珠在軌道內(nèi)的活動(dòng)有一定的摩擦阻力，分割拔插分配好的鋼珠能停留在固定的位置。便于下一環(huán)節(jié)的入保持器。為此，必須保證分鋼珠的撥叉不能旋轉(zhuǎn)，所以設(shè)計(jì)了如圖所示的方形的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。為保證分割鋼珠時(shí)軸承不能在軌道中移動(dòng)仍然要在軌道下方安裝一個(gè)可以上下運(yùn)動(dòng)的撥塊，使軸承在分割時(shí)固定，在分割完成時(shí)可以沿著軌道運(yùn)動(dòng)，由一個(gè)安裝在機(jī)械底座上的氣壓缸提供動(dòng)力。 同時(shí)，在分鋼珠時(shí)每?jī)蓚€(gè)撥叉之間的底部都有檢測(cè)裝置，當(dāng)分割頭向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，分割到每個(gè)位置的鋼珠會(huì)接觸到檢測(cè)測(cè)頭，從而由應(yīng)變片感應(yīng)到鋼珠

21、的存在；如果撥叉之間沒(méi)有鋼珠，測(cè)頭連接的感應(yīng)片會(huì)自動(dòng)報(bào)警，以此實(shí)現(xiàn)鋼珠的檢測(cè)，防止不良品的流出。分鋼珠測(cè)頭如圖所示。在分鋼珠位置的軌道上也需要對(duì)軸承的夾緊裝置同分鋼珠時(shí)的夾緊裝置。分鋼珠分割撥叉的鎖緊機(jī)構(gòu)如圖所示，利用錐型結(jié)構(gòu)進(jìn)行自動(dòng)鎖緊。撥叉安裝頭鎖緊外套錐形鎖緊套 圖2.7 分鋼珠撥叉軸承夾分割撥叉孔2.3 入保持器結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 入保持器是指把保持器A片（帶有鉚釘）和保持器B片（帶有鉚釘孔）安裝到內(nèi)外環(huán)之間，并保證保持器的囊袋正好落入鋼珠的位置，鉚釘和鉚釘孔對(duì)正。所以，入保持器分為入保持器A片和入保持器B片。保持器A、B片如圖所示：A片 B片 保持器A、B片 入保持器A片 A片掛桿分保持器裝

22、置圖 入保持器A片裝置 為提高效率保持器都用心軸串聯(lián)起來(lái)，保持器A片的鉚釘會(huì)自動(dòng)找正落在下面一片保持器上的鉚釘?shù)姆疵媾c鋼珠囊袋之間的空隙之間。由于分鋼珠機(jī)構(gòu)已經(jīng)基本固定了鋼珠的位置。所以，如保持器A片首先要做的就是要把保持器對(duì)正到鋼珠的正上方。同時(shí)，還要保證保持器要一片一片的安裝。所以設(shè)計(jì)了如圖所示的機(jī)構(gòu)來(lái)保證。 滑塊控制軌道板 滑塊運(yùn)動(dòng)示意圖 滑塊圖2.12 分保持器裝置 利用氣壓缸提供動(dòng)力，推動(dòng)帶有圓弧形軌道的圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)如圖所示的滑塊在軌道中移動(dòng)。滑塊共分為六塊，按排列順序可以分為1、2、3、4、5、6。非工作狀態(tài)下滑塊1、3、5托住懸掛的所有保持器，滑塊2、4、6不與保持器接觸。

23、在工作狀態(tài)下，滑塊1、3、5在圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)向外運(yùn)動(dòng)，使保持器落下，落到軌道中的軸承上；滑塊2、4、6在圓盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，使其非常尖的頭插入到最底下一片保持器和與其相鄰的一片保持器之間，起到拖住上面所有保持器的作用。當(dāng)最下面一片保持器落下后，圓盤(pán)反轉(zhuǎn)，使滑塊回到原來(lái)位置，此時(shí)滑塊1、3、5托住所有的保持器。這樣，完成保持器A片的安裝。由于保持器是固定懸掛的，軸承安裝傳送裝置要有一定的活動(dòng)空間，所以保持器與內(nèi)外環(huán)間有一定的距離。但太遠(yuǎn)的距離不能將保持器A片準(zhǔn)確的安裝到想要的位置，固要有一個(gè)升降裝置使分好鋼珠的軸承接近保持器。如圖2.13所示是托住分好鋼珠的軸承的拖頭，拖頭能正確的保持鋼珠的位置，使

24、A片能準(zhǔn)確的落到鋼珠上。拖頭下面利用安裝在機(jī)械底座上的氣壓缸提供動(dòng)力。 圖2.13 A片保持器托頭圖 2.14 軸承夾控制氣壓缸另外，為了更好的確定軌道中軸承的位置，軌道中仍然使用了軌道軸承夾。在拖頭將軸承托起前，必須要使軌道軸承夾脫離軸承。以此，在軌道后面安裝了一個(gè)氣壓缸，如上圖所示，專(zhuān)門(mén)控制軌道軸承夾。軌道中由軸承到達(dá)位置時(shí)，氣壓缸收縮帶動(dòng)軌道軸承夾脫離軸承，A片安裝好后回到原來(lái)位置。入保持器B片入保持器B片與入保持器A片基本相同，不同的是B片要從軌道中軸承的下面安裝，所以設(shè)計(jì)了如圖所示的保持器B片的傳送安裝裝置首先B片落到如圖所示的托頭上，然后橫向的氣壓缸提供沿軌道運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力，使B片運(yùn)到

25、軌道的正下方。接著縱向的氣壓缸將B片送到軌道上的軸承位置。B片托頭A片掛桿橫向運(yùn)動(dòng)氣壓缸縱向運(yùn)動(dòng)氣壓缸 保持器B片運(yùn)送裝置要保證B片能在軌道上而不落下來(lái)，要設(shè)計(jì)擋板，如圖所示。當(dāng)運(yùn)送裝置將B片保持器運(yùn)送到軌道正下方后，擋板打開(kāi)，使B片保持器托頭托送的B片保持器能順利的到達(dá)軌道上的軸承下面。然后擋板關(guān)閉，托頭返回，而保持器是圓形的所以被擋板擋住，留在軌道上。完成保持器B片的安裝。B片擋板軌道軸承夾擋板控制氣壓缸 保持器B片軌道在B片安裝的位置的軌道上，同樣有軌道軸承夾。不僅固定了軸承沿軌道的位置，還在托頭把B片保持器上來(lái)時(shí)限制了軸承的上下運(yùn)動(dòng)。保證保持器B片的順利安裝。 保持器組合機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 保

26、持器的組合是指在A、B片保持器都安裝到軸承以后，使A片保持器的鉚釘與B片的鉚釘孔相組合，如圖2.17。所示為下一步保持器的鉚接做準(zhǔn)備。圖2.17 組合后的A、B片 由于鋼珠的位置確定了A片保持器的位置，A片保持器安裝后又限制了鋼珠的運(yùn)動(dòng)，B片保持器安裝后又被鋼珠的位置所限制，所以保持器A、B片的位置基本固定。組合部分要做的就是要施加一定的壓力使兩片保持器組合到一起。 保持器A片上的鉚釘，有一定的錐度。一方面在組合時(shí)更容易使鉚釘對(duì)準(zhǔn)B片保持器的鉚釘孔；另一方面，在鉚釘對(duì)準(zhǔn)鉚釘孔后對(duì)兩片保持器施加壓力能使兩片保持器組合到一起，不至于很容易的脫落。組合裝置整體結(jié)構(gòu)如圖所示，組合頭按照保持器的形狀進(jìn)行

27、的設(shè)計(jì)。組合頭上安裝一個(gè)氣動(dòng)振動(dòng)器，通過(guò)振動(dòng)，能使保持器A、B片更好的進(jìn)行組合安裝，另外設(shè)計(jì)一個(gè)緩沖彈簧能有效的防止由于氣壓缸的力太大對(duì)保持器或者鋼珠軌道的傷害，還能給振動(dòng)提供空間。氣動(dòng)振動(dòng)器緩沖彈簧組合頭圖2.18 組合裝置以及組合振動(dòng)頭2.5 鉚接裝置的設(shè)計(jì) 鉚合工作原理 鉚合工藝要點(diǎn)鉚釘通常是將兩片保持器聯(lián)接在一起，鉚合可分冷鉚和熱鉚。冷鉚時(shí)鉚釘不加熱。熱鉚時(shí)鉚釘加熱至紅熱塑性狀態(tài)，多用于大型零件的鉚接。一般桿徑在10mm以下進(jìn)行冷鉚合。其工藝要點(diǎn)如下：鉚釘?shù)倪x擇。應(yīng)根據(jù)被鉚工件的工作選擇鉚釘。例如，離合器摩擦片的鉚合屬冷鉚，摩擦片不許鉚釘頭外露，因此，它一般都用紫銅或鋁合金制的平頭埋頭

28、空心鉚釘。再如東方紅型拖拉機(jī)車(chē)架的鉚合屬熱鉚，應(yīng)選擇抗剪和抗拉性能較高，且抗擠能力強(qiáng)的鉚釘，最好是或 號(hào)冷拔鋼，不能采用中碳鋼。鉚釘直徑按熱鉚要求應(yīng)比孔小。為使鉚接后鉚釘桿部金屬既能充分填滿(mǎn)鉚釘孔，形成的鉚釘頭豐滿(mǎn)又無(wú)過(guò)多飛邊，鉚釘?shù)拈L(zhǎng)度一般只要鉚釘桿高出鉚接件長(zhǎng)度也稱(chēng)鉚接余量即可。如圖所示，鉚釘桿的長(zhǎng)度 等于零件總厚度加鉚釘頭余量 。對(duì)超過(guò)者，取熱鉚進(jìn)應(yīng)加大，埋頭鉚頭的余量取 。鉚合件的準(zhǔn)備工作。鉚合件的準(zhǔn)備主要指鉚釘孔的制備。鉚合件貼合面必須平整，并按所需要的重合位置一起鉆孔，以保證鉚釘孔的重合。在鉚合已有鉚釘孔的舊零件時(shí)，應(yīng)檢查原鉚釘孔的磨損變形情況，孔有橢圓時(shí)，應(yīng)進(jìn)行鉸修，并換用直徑加

29、大的鉚釘。圖2.19 鉚釘尺寸的確定鉚釘長(zhǎng)度L等于零件總長(zhǎng)度S加鉚釘頭余量Z。鉚釘頭余量Z可以按一下經(jīng)驗(yàn)公式確定：;對(duì)超過(guò)者，取熱鉚應(yīng)加大，埋頭鉚頭的余量取本設(shè)計(jì)采用的是冷沖壓鉚接，取，所以正確鉚接。鉚接必須保證鉚接件每個(gè)鉚釘孔很好地重合。例如車(chē)架鉚接時(shí)， 必須用“ 定心沖銷(xiāo)”對(duì)鉚接件的鉚釘孔進(jìn)行定心沖孔，使鉚釘孔重合，并提高孔的光潔度和強(qiáng)度。托架與大梁連接時(shí)，先用定心沖銷(xiāo)裝入對(duì)角兩鉚釘孔和定位銷(xiāo)中，然后用定心沖銷(xiāo)沖擠其余四個(gè)鉚釘孔，使兩鉚接件孔同心。再用兩個(gè)導(dǎo)向螺栓裝在另兩個(gè)對(duì)角鉚釘孔上，緊固兩鉚接件。最后將鉚釘孔上的定心沖銷(xiāo)打出，即可進(jìn)行鉚接。鉚接時(shí)應(yīng)注意鉚釘?shù)目煽俊ｃT釘加熱時(shí)鉚釘桿應(yīng)加熱

30、至白熱，而鉚釘頭加熱至紅熱時(shí)即可，然后用手錘先將鉚釘桿鐓粗，再用鐓頭器鐓出鉚釘頭。圖2.20 保持器鉚接下模深溝球軸承浪形保持架裝配鉚合模具結(jié)構(gòu)如圖所示，其中，最關(guān)鍵的部分是上下兩個(gè)凹模，凹模的主要相關(guān)尺寸要同保持架結(jié)構(gòu)尺寸一致，其外形尺寸又必須同套圈的有關(guān)尺寸不發(fā)生矛盾 鉚合時(shí)先將軸承放在鉚合模具的下模承上，然后置于壓力機(jī)工作臺(tái)中央的鉚合上模下降，施加壓力，壓力機(jī)沖頭下行壓合模具，完成鉚合工作。鉚壓成形采用的是鉚接工藝，鉚頭(下模)在軸承組件上鉚壓時(shí)，鉚釘受到來(lái)自上部的壓力產(chǎn)生塑性變形，直至內(nèi)外環(huán)牢固地連在一起。在成形過(guò)程中，輪轂變形分為三個(gè)階段:第一階段，鉚頭下降，與輪轂軸接觸，變形開(kāi)始。

31、第二階段，變形進(jìn)一步擴(kuò)展，輪轂軸沿徑向擴(kuò)展，與內(nèi)圈倒角接觸。最后是第三階段，鉚接過(guò)程完成。在第一階段，幾乎所有的鉚頭壓力都用于輪轂軸的最初成形，內(nèi)圈載荷很小且恒定。進(jìn)入第二階段，鉚頭壓力傳遞到內(nèi)圈，內(nèi)圈載荷迅速增大。在第三階段，由于鉚頭壓力使內(nèi)圈載荷逐漸增大直至飽和，鉚壓結(jié)束后，甚至鉚頭已抬起，內(nèi)圈載荷仍未消除，仍保留某些載荷?？梢哉J(rèn)為殘余載荷形成了卡緊力。 鉚接力的計(jì)算 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)聯(lián)結(jié)與緊固篇 GB/T 867-1986 查得 半圓頭鉚釘?shù)某叽鐧C(jī)構(gòu)如圖所示：圖2.21 鉚釘尺寸保持器的材料選用sus304，即0Cr18Ni9 其機(jī)械性能如下304的力學(xué)性能各個(gè)鋼廠(chǎng)的板料具體會(huì)有所不同但

32、是按照標(biāo)準(zhǔn)GB/T20878和日本Jis標(biāo)準(zhǔn)，他們的值在下面的范圍之內(nèi) ：屈服強(qiáng)度大于205Mpa ； 抗拉強(qiáng)度大于520MPa ；延伸率大于40% ；硬度值HV小于200； HRB小于90 ；HBW小于187 ；熱膨脹系數(shù)17.3 ；熱傳導(dǎo)度16.32 ；彈性模量193 。 鉚接成形力的計(jì)算鉚釘直徑 ,釘孔直徑為,采用精裝配 ,冷鉚。鉚釘材料的屈服極限 = 205MPa。根據(jù)鉚釘直徑 ,可算出 , 。保持器的每一片的厚度為 mm。鉚接時(shí) ,近似地把鉚釘成型過(guò)程看成是圓盤(pán)類(lèi)零件的模鍛過(guò)程。 圖 鉚釘受鉚接壓力最大時(shí)狀態(tài)及 鉚釘中一點(diǎn)的應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài) 所以，鍛造力為： 式中: 為屈服應(yīng)力 ，MP

33、a ; b 為鍛造時(shí)飛邊寬度(這里可看成是鉚釘冒的寬度) ，；h 為飛邊高度 ，； 為飛邊投影面積 ，; 為鍛件本體投影面積(釘孔面積) ，; d 為鍛件直徑(鉚釘直徑) ，。作用于板上的圓環(huán)面上的力為作用于鉚釘上的力為顯然 液壓缸的選擇由以上計(jì)算得單個(gè)鉚釘?shù)你T接力為1124N。本設(shè)計(jì)針對(duì)的是6203的滾珠軸承，共有7顆鋼珠，自然會(huì)有7顆鉚釘。所以總的鉚接力為表2.1 按負(fù)載選擇工作壓力負(fù)載/ KN50工作壓力/MPa0.811.522.5334455表 按工作壓力選取d/D工作壓力/MPad/D表2.3 選取液壓缸的尺寸 由以上三個(gè)表可得，液壓缸的公稱(chēng)壓力取2.5MPa，液壓缸的內(nèi)外徑比取0

34、.50.55，內(nèi)徑取100mm，液壓桿外徑取50mm，液壓缸行程取200mm。 鉚釘鉚接成形過(guò)程中對(duì)板的分布?jí)毫Φ挠?jì)算作用于板上圓環(huán)面上的分布力為：設(shè)鉚釘軸線(xiàn)為 z 軸,應(yīng)力為 ,過(guò) z 軸設(shè) x、 y軸,應(yīng)力分別為 和。由式當(dāng) 時(shí),可得 (壓應(yīng)力)設(shè)(圖形為圓形) ,由塑性屈服條件 ,則有式中: 和為徑向應(yīng)力;為軸向應(yīng)力。于是,鉚接壓力最大時(shí),釘孔圓柱面上的分布?jí)毫椋?鉚接壓力最大時(shí)鉚釘?shù)膽?yīng)力、應(yīng)變分析圖中，鉚機(jī)預(yù)置頭不動(dòng),由于在成形鉚窩頭壓下過(guò)程中，剛開(kāi)始成形鉚窩頭與鉚釘是圓周線(xiàn)接觸，繼續(xù)壓縮則變?yōu)閳A環(huán)面接觸。當(dāng)圓環(huán)面擴(kuò)大到一定程度后，釘桿開(kāi)始整體鐓粗，脹大孔。在鉚釘帽完全成形之前，板孔

35、基本上已被脹大。所以，在計(jì)算板孔的被脹大量時(shí)，可以不考慮鉚釘帽沿對(duì)板上圓環(huán)面的壓力，而將板孔的被脹大看作為孔邊受均勻壓力 的無(wú)限域開(kāi)圓孔。因此,可用下面公式計(jì)算釘孔壁上一點(diǎn)的徑向位移。圖2.23 繼續(xù)壓縮變?yōu)閳A環(huán)面接觸式中, p為作用在鉚釘孔圓柱面上的徑向分布?jí)毫? r為鉚釘孔的半徑, E 為板材料的彈性模量, v 為板材料的橫向變形系數(shù)。取 , , E =193GPa , v = 0.3 , 可計(jì)算出鉚釘孔壁上一點(diǎn)的徑向位移 = 0.00062mm, 即鉚釘孔半徑的增量。于是, 釘孔在最大壓力時(shí)的直徑增量為d = 2 mm。設(shè)鉚釘除開(kāi)鉚頭帽的體積，即釘桿的體積剛好等于孔的體積(可以經(jīng)過(guò)試鉚確

36、定) ，再由鉚釘?shù)捏w積不變得關(guān)系式(mm為兩塊板的厚度之和) ，即可求出釘孔附近板的壓縮量mm。這時(shí)，鉚釘直徑為 + = mm，鉚釘桿長(zhǎng)為= 1 mm 。由于從材料上和結(jié)構(gòu)上看, 板的剛度都大于鉚釘, 所以板只考慮發(fā)生彈性變形。圖 鉚釘受鉚接壓力最大時(shí)狀態(tài)及釘桿中一點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài) 鉚釘機(jī)松開(kāi)后鉚釘?shù)膽?yīng)力應(yīng)變分析當(dāng)鉚接外力 P去掉后，板孔擠壓鉚釘，使之先發(fā)生塑性回復(fù)，鉚釘變長(zhǎng)、 變細(xì)，等達(dá)到滿(mǎn)足條件 時(shí)，鉚釘再發(fā)生彈性變形。圖 鉚釘鉚好后受力狀態(tài)及釘桿中一點(diǎn)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)圖為鉚釘機(jī)松開(kāi)后 ,由于板對(duì)鉚釘?shù)妮S向拉力和徑向壓力而發(fā)生彈塑性變形后的終了狀態(tài)。鉚釘機(jī)松開(kāi)后 ,板恢復(fù)原厚度,孔縮小到原大

37、小;鉚釘由于板恢復(fù)原厚度而被拉伸 ,直徑也被壓縮到孔的原直徑大小。這樣 ,鉚接好后 ,鉚釘和板之間存在軸向和徑向的分布力 ,對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō) ,它們屬于內(nèi)力 ,故稱(chēng)之為“裝配應(yīng)力”。由于板孔恢復(fù)原尺寸而使鉚釘發(fā)生的應(yīng)變?yōu)榭v向橫向設(shè)由于板孔恢復(fù)原尺寸而使鉚釘發(fā)生的塑性應(yīng)變?yōu)?縱向應(yīng)變 ,則橫向應(yīng)變于是,由于板孔恢復(fù)尺寸而使鉚釘發(fā)生的彈性應(yīng)變?yōu)楦鶕?jù)圖 3 所示應(yīng)力、應(yīng)變狀態(tài),由胡克定理(鉚釘?shù)臋M向變形系數(shù)取0.28) ,可得:由于板孔的壓縮,鉚釘由塑性回復(fù)過(guò)渡到發(fā)生彈性變形,有:由式聯(lián)立可以解得: 143MPa ,= 72MPa。于是,鉚釘帽對(duì)板上圓環(huán)面的分布?jí)毫殂T釘加在釘孔圓柱面上的徑向分布?jí)毫?/p>

38、為 鉚釘冒對(duì)板上圓環(huán)面的分布?jí)毫?裝配應(yīng)力求得的鉚釘對(duì)板的裝配應(yīng)力分布如圖 4 所示。由于板孔不可能完全恢復(fù)原尺寸大小 ,故求得的裝配應(yīng)力(分布?jí)毫?應(yīng)略小于計(jì)算值。所以，以上可以看出（1）鉚釘鉚接時(shí),所需的鉚接壓力主要取決于鉚釘?shù)闹睆酱笮『豌T釘材料的屈服極限 ,可以根據(jù)鉚釘?shù)闹睆胶筒牧线x擇鉚釘機(jī)的型號(hào)。（2）鉚接鉚釘分布?jí)毫鹊拇笮∨c鉚釘直徑大小關(guān)系不大,主要與鉚釘?shù)牟牧嫌嘘P(guān)。但鉚釘對(duì)鉚接板緊固力的大小不但取決于鉚釘?shù)牟牧?而且主要取決于鉚釘?shù)闹睆酱笮?。鉚接板如果需要較大的緊固力,可以選擇直徑較大的鉚釘或選用強(qiáng)度相對(duì)較高材料的鉚釘。 鉚接的重要性與結(jié)構(gòu)工藝性分析軸承通常由四部分主要部件構(gòu)

39、成, 即內(nèi)套、 外套、 滾動(dòng)體、 保持架。保持架的作用是在軸承運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)保持滾動(dòng)體在正確位置, 軸承保持架一旦損壞通常會(huì)引起軸承發(fā)生整體失效。有時(shí)會(huì)因保持架的破斷將滾動(dòng)體擠傷, 甚至?xí)⑤S承抱死引發(fā)事故。 可見(jiàn)保持架在軸承中的作用是不可忽視的。 而作為連結(jié)保持架的鉚釘, 則是保持架可靠運(yùn)轉(zhuǎn)的保障, 如果發(fā)生斷裂將會(huì)引起保持架的損壞。為了提高軸承的使用壽命, 軸承保持架表面氮化處理。 滿(mǎn)足用戶(hù)要求, 終加工后的軸承在保持架表面進(jìn)行氮化處理, 化合物層深度為 510 m,表面顯微硬度 HV500- 570。 “ 結(jié)構(gòu)工藝性 ” 概念包含著產(chǎn)品及其部件結(jié)構(gòu)的特征，這些特征影響著自動(dòng)裝配工藝過(guò)程。這些特征

40、主要有以下幾個(gè)方面：結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性及其構(gòu)造 ,零件的數(shù)量、結(jié)構(gòu)、在裝配單元中的配置、聯(lián)接特點(diǎn)及其精度。產(chǎn)品的某些改變可使其工藝性得到改善，便于有效地進(jìn)行自動(dòng)化裝配?！?自動(dòng)裝配結(jié)構(gòu)工藝性 ” 概念包含對(duì)產(chǎn)品或所有部件提出的要求以及對(duì)零件結(jié)構(gòu)特征提出的要求。零件的特征決定了其自動(dòng)定向、供料及安裝到基準(zhǔn)零件上的適應(yīng)性。自動(dòng)裝配條件下結(jié)構(gòu)工藝性是總的結(jié)構(gòu)工藝性問(wèn)題的一部分。在提出自動(dòng)化裝配過(guò)程問(wèn)題之前工藝性的研究通常是單方面的，如零件結(jié)構(gòu)工藝性只是適應(yīng)于其制造的不同方法 ,而與此有關(guān)的工藝性成果往往歸結(jié)于簡(jiǎn)化零件結(jié)構(gòu)。這種簡(jiǎn)化可以降低零件制造成本 ,但實(shí)際上并不反映手工裝配的勞動(dòng)量。裝配過(guò)程自動(dòng)化對(duì)裝

41、配產(chǎn)品的零件結(jié)構(gòu)提出一定的要求 ,這些要求可以表示為有必要采用附加 (裝配 )工藝基準(zhǔn)，或者可能使個(gè)別零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜但在裝配聯(lián)接時(shí)卻大為簡(jiǎn)單，現(xiàn)代先進(jìn)的制造零件方法可以得到復(fù)雜的結(jié)構(gòu)而無(wú)特殊困難;其結(jié)果是相應(yīng)的自動(dòng)化裝配過(guò)程工序的總數(shù)可以減少，而在自動(dòng)裝配過(guò)程中所使用的設(shè)備也可減少功能結(jié)構(gòu)的數(shù)量。因此，在進(jìn)行深溝球軸承軸承自動(dòng)裝配機(jī)設(shè)計(jì)之前，對(duì)深溝球軸承在自動(dòng)裝配條件下的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行分析具有十分重要的意義。這不僅可以確定自動(dòng)化裝配過(guò)程的有效程度，也可以確定自動(dòng)化的合理性及可能性。進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝性分析 ,必須先明確產(chǎn)品及零件的工藝性標(biāo)志。表示結(jié)構(gòu)工藝性特征的標(biāo)志可以分為兩個(gè)基本組。第一組是表示產(chǎn)品

42、或裝配單元的零件結(jié)構(gòu)工藝性特征 ,包括零件的數(shù)量、結(jié)構(gòu) ,在裝配單元中的配置、聯(lián)接特點(diǎn)及精度;第二組是表示產(chǎn)品或裝配單元整體的特征，這樣，深溝球軸承在自動(dòng)裝配條件下的結(jié)構(gòu)工藝性分析就轉(zhuǎn)化為分析其特征標(biāo)志能否滿(mǎn)足自動(dòng)裝配過(guò)程的特殊要求。概括地講，有如下幾個(gè)方面。1)結(jié)構(gòu)含有零件的數(shù)量應(yīng)盡可能少。開(kāi)式深溝球軸承由四個(gè)部分組成:外圈、 內(nèi)圈、 鋼球和保持架。加上聯(lián)接兩個(gè)保持架的鉚釘共五種零件。對(duì)于單個(gè)軸承 ,外圈、 內(nèi)圈都是一個(gè) ,鋼球從幾個(gè)到十幾個(gè)因軸承型號(hào)不同而異 ,保持架分上、 下保持架共兩個(gè) ,鉚釘和鋼球數(shù)量相同。加起來(lái) ,每個(gè)軸承的零件總數(shù)都在十幾個(gè)到幾十個(gè)之間。為使零件數(shù)量盡可能的少 ,

43、可以將軸承自動(dòng)裝配過(guò)程分解為兩個(gè)裝配過(guò)程:對(duì)中合套和保持架的裝配。在對(duì)中、合套過(guò)程中，將鋼球 (不管其數(shù)量是多少 )視為一個(gè)裝配單元進(jìn)行處理，這樣 ,該過(guò)程就可以看作由三個(gè)零件組成;在保持架的裝配過(guò)程中 ,合套后的軸承是一個(gè)裝配單元,鉚釘和上保持架也可視為一個(gè)裝配單元 (這種裝配單元在許多廠(chǎng)家已在大量制造 ) ,稱(chēng)為帶爪浪形保持器 ,加上下保持架(也稱(chēng)為無(wú)爪浪形保持器 ) ,保持架的裝配過(guò)程也可看作由三個(gè)零件組成。這樣，整個(gè)裝配過(guò)程實(shí)現(xiàn)了零件數(shù)量盡可能少的要求。2)從外形角度考察 ,要求零件的形狀盡可能簡(jiǎn)單 ,達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化、 通用化及典型化;具有基準(zhǔn)表面 ,使裝配、改變位置、運(yùn)輸過(guò)程中能

44、可靠地定向；使聯(lián)接形式最為理想，這種聯(lián)接是實(shí)現(xiàn)最簡(jiǎn)單工作運(yùn)動(dòng)的聯(lián)接 (例如壓配、 局部塑性變形、 接觸焊等 )。對(duì)于這三條要求 ,深溝球軸承的外圈、內(nèi)圈和鋼球的工藝性標(biāo)志都可以滿(mǎn)足。它們形狀規(guī)則 ,有基準(zhǔn)表面 ,都實(shí)現(xiàn)了大批量、系列化生產(chǎn)，而且相互之間的聯(lián)接通過(guò)簡(jiǎn)單的壓配即可實(shí)現(xiàn)。但保持架的自動(dòng)裝配過(guò)程較難滿(mǎn)足上述要求 ,即保持架的外形不規(guī)則 ,難于定向、 供料 ,需要設(shè)計(jì)一套專(zhuān)用供料裝置 ,才能保證自動(dòng)裝配的可行性;帶爪浪形保持器的形狀保持能力不十分可靠 ,自動(dòng)裝配過(guò)程要防止鉚釘?shù)拿撀?,并在裝配前后進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè) ,作相應(yīng)處理;合套后的軸承裝配單元相對(duì)定向能力較差 ,鋼球隨機(jī)地布置在內(nèi)、 外

45、圈之間的溝道中 ,需要分球裝置保證它們之間的相對(duì)位置均勻穩(wěn)定。因此 ,這三個(gè)問(wèn)題能否得到合理可靠的解決將會(huì)直接影響到自動(dòng)裝配的成敗。3)從精度角度考察 ,要求零件的尺寸公差及表面幾何特征應(yīng)保證按完全互換的方法進(jìn)行裝配。用精度來(lái)衡量深溝球軸承的自動(dòng)化裝配有兩個(gè)問(wèn)題:游隙的控制 ,深溝球軸承的裝配精度在合套之前的加工工序中就已確定 ,但游隙的大小取決于選配合套過(guò)程，因此，合套時(shí)內(nèi)、外圈及鋼球的檢測(cè)分選就十分重要;保持架聯(lián)接時(shí)鉚釘?shù)臏?zhǔn)確定位 ,如不能準(zhǔn)確定位 ,將導(dǎo)致廢品的出現(xiàn) ,嚴(yán)重的將引起自動(dòng)裝配線(xiàn)停機(jī)。因此 ,在壓配前后必須進(jìn)行檢測(cè)和相應(yīng)的處理。定量評(píng)價(jià)通過(guò)上述分析可知 ,在軸承自動(dòng)裝配線(xiàn)的設(shè)

46、計(jì)過(guò)程中 ,須著重解決如下幾個(gè)問(wèn)題: 1)鋼球的上料；2)內(nèi)、外圈的檢測(cè)； 3)保持架的上料； 4 )合套后的軸承中鋼球的定位； 5 )保持架的聯(lián)接。這些問(wèn)題能否得到有效的解決，是與組成軸承的各個(gè)零件的結(jié)構(gòu)工藝性直接相關(guān) ,因此 ,有必要作進(jìn)一步的定量分析，確定按什么樣的標(biāo)志評(píng)價(jià)深溝球軸承現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)工藝性 ,并給出相應(yīng)的解決辦法。為此目的，首先按單個(gè)標(biāo)志評(píng)價(jià)工藝性 ,用 aij表示。指數(shù) i表示標(biāo)志的順序號(hào),而 j表示零件或裝配單元的順序號(hào)。按單獨(dú)標(biāo)志評(píng)價(jià)由 0到 1每隔 0.1來(lái)確定 ,也就是 0; 0.1; 0.2; 0.3; ; 0.9; 1.0。在零件完全適合標(biāo)志的場(chǎng)合 ,評(píng)價(jià)為 1.

47、0,而按該標(biāo)志完全不適宜自動(dòng)化裝配的場(chǎng)合 ,評(píng)價(jià)為 0。工藝性標(biāo)志值與自動(dòng)化裝配方法直接相關(guān)。本文所針對(duì)的自動(dòng)化裝配方法見(jiàn)圖。圖2.26 深溝球軸承自動(dòng)化裝配機(jī)功能結(jié)構(gòu)因?yàn)榘磫蝹€(gè)標(biāo)值評(píng)價(jià)的范圍相當(dāng)窄 ( 01) ,引進(jìn)每個(gè)標(biāo)志值的系數(shù) 。實(shí)質(zhì)上,這些系數(shù)表示了對(duì)綜合評(píng)價(jià)每個(gè)標(biāo)志的重要性。綜合評(píng)價(jià)有多種方法,本文采用平均調(diào)和的方法。這時(shí)組成產(chǎn)品的第 j個(gè)零件或裝配單元的工藝性指標(biāo)要考慮所有標(biāo)志值系數(shù)及工藝性評(píng)價(jià),即:此外,對(duì)零件來(lái)說(shuō)標(biāo)志值總系數(shù) 為:表2.4 深溝球軸承的工藝性評(píng)價(jià)式中, m為計(jì)算工藝性標(biāo)志的總數(shù),按這些工藝性標(biāo)志進(jìn)行評(píng)價(jià)。作為參考值可以得到產(chǎn)品 (裝配單元 )所有零件的工藝總指

48、標(biāo) 為:式中, n為產(chǎn)品 (裝配單元 )中零件數(shù)量。為得到產(chǎn)品或裝配單元結(jié)構(gòu)工藝性綜合評(píng)價(jià),須確定標(biāo)志值總系數(shù) Q,即單個(gè)零件標(biāo)志值系數(shù)的和再加上產(chǎn)品 (裝配單元 )工藝性標(biāo)志值系數(shù),即:式中, 為產(chǎn)品 (裝配單元 )標(biāo)志值系數(shù): k為產(chǎn)品 (裝配單元 )標(biāo)志的數(shù)量。產(chǎn)品 (裝配單元 )工藝性指標(biāo) T為:依據(jù)上述各式,對(duì)圖裝配過(guò)程進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2.4?？吹?圖兩個(gè)裝配單元的工藝性指標(biāo) T均大于標(biāo)準(zhǔn)值,因此,可以認(rèn)為自動(dòng)裝配能實(shí)現(xiàn),并且不需要在實(shí)驗(yàn)工作上的附加花費(fèi)。綜上所述,深溝球軸承能否實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝配取決于兩個(gè)因素:其自身結(jié)構(gòu)工藝性和自動(dòng)裝配技術(shù)的發(fā)展。把這兩個(gè)因素綜合起來(lái)進(jìn)行衡量,對(duì)中

49、、 合套可以很容易地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝配;保持架的裝配也能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)裝配,但要解決好分球和保持架的上料這兩個(gè)技術(shù)難點(diǎn)。 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是指在軸承鉚接結(jié)束時(shí)，由于鉚接頭在軸承的下面，進(jìn)行鉚接檢查，就要將鉚接好的軸承翻轉(zhuǎn)。翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，采用伺服電機(jī)和感應(yīng)燈控制，實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)就是在有軸承到達(dá)翻轉(zhuǎn)站時(shí)，感應(yīng)燈感應(yīng)到后電機(jī)通電轉(zhuǎn)動(dòng)；翻轉(zhuǎn)180度后，電機(jī)自動(dòng)停止，下一個(gè)軸承到達(dá)時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)180度后，電機(jī)停止。并循環(huán)此運(yùn)動(dòng)。翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的要點(diǎn)是在軸承到達(dá)翻轉(zhuǎn)站后，由一個(gè)安裝在翻轉(zhuǎn)頭上的軸承夾限制了軸承沿軌道的運(yùn)動(dòng)，由軸承夾和安裝在軌道上的一個(gè)塑料頂頭限制了軸承垂直于軌道方向的運(yùn)動(dòng)。所以軸承只能在翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)

50、軸心方向轉(zhuǎn)動(dòng)。2.7鉚接檢查結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)鉚接檢查主要是指檢查由于鉚接過(guò)程中遇到的落鉚現(xiàn)象。鉚接檢查側(cè)頭在每個(gè)鉚釘?shù)奈恢枚加杏|頭，每個(gè)觸頭都連接著感應(yīng)片，正常情況下每個(gè)鉚接造頭都可以接觸到檢測(cè)觸頭。假如有落鉚現(xiàn)象，在此位置就不會(huì)觸到觸頭，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警。從而檢測(cè)出不合格品。此外，鉚接檢查上面還有千分表，能檢測(cè)到鉚接造頭的高度，鉚接造頭太高或太低都不符合要求。千分表可以設(shè)定一定的范圍，超出系統(tǒng)規(guī)定的范圍，系統(tǒng)同樣會(huì)報(bào)警。對(duì)于鉚接不合格品，要將裝配的所有零件拆除，內(nèi)外環(huán)重新超光研磨以后再重新進(jìn)入裝配流程。鉚接檢查是裝配重要的一環(huán)，如果保持器有落鉚現(xiàn)象，很容易就造成了不合格品的流出，造成難以估計(jì)的事故。鉚接檢查機(jī)構(gòu)和組合結(jié)構(gòu)相似，只是鉚接檢查機(jī)構(gòu)多了檢查觸頭。其總體結(jié)構(gòu)和觸頭如圖2.27所示：圖2.27 鉚接檢查機(jī)構(gòu)及其檢查側(cè)頭2.8 軸承傳送裝置的設(shè)計(jì) 傳送裝置的整體設(shè)計(jì) 軸承傳送裝置是實(shí)現(xiàn)軸承裝配的各個(gè)步驟之間的傳送，要求定位準(zhǔn)確。各個(gè)裝配步驟的運(yùn)動(dòng)都要按照傳送過(guò)程來(lái)安排。所以傳送過(guò)程顯得更加重要。根據(jù)實(shí)際情況，