3mm空心铆钉机总体及送料系统设计 机械带CAD图.zip

哈尔滨理工大学毕业设计(论文)开 题 报 告学生姓名 学生姓名 学 号 学 号 专 业 专 业 班 级 班 级 指导教师 指导教师 20 年年 月月 日日课题题目及来源：3mm 空心铆钉机总体及送料系统设计空心铆钉机总体及送料系统设计题目来源：题目来源：自拟自拟课题研究的意义和国内外研究现状：1、课题研究的意义:针对立式铆钉机钣金件人工铆接效率低，稳定性差（见图 1-3）；控制柜等钣金件铆接尺寸范围大，种类多；换置自动铆钉机，成本高，且需专用模具，不适于钣金件铆接；现存自动铆接机无专门适于钣金件铆接的问题，通过对立式铆钉机钣金件加工进行自动化改造及设计，可实现装夹工件，出钉，铆接，转移加工好的工件整个铆接过程的自动化，提高钣金件铆接的自动化程度，减少人工铆接的现象，增强铆接稳定性，改善铆接质量，提高生产效率；同时自动化改造成本低，实用性强，改造后可适应多种钣金件加工，加工尺寸范围广；此次自动化改造的经验和过程，为其余铆钉机的自动化改造提供依据。2、国内研究现状：飞机机械连接技术是量大面广的航空制造技术之一。飞机机械连接自动铆接技术、时疲劳性能、飞行寿命的要求越来越高。飞机的外壳、机翼等通过钻配由铆钉铆接完成，整个过程中铆接的数量巨大，因此，可自动完成定位钻孔、铆钉送料、铆接的钻铆机应运而生。随着计算机技术的发展，钻铆自动化已从单台数控向多台联动，传感控制装置等组成的计算机集成控制的柔性自动化系统方向发展。如波音公司在 B 一 767 机翼制造中，采用了由 4 台自动装置机组成的翼粱自动装配系统能自动定位零件、自动确定孔位、自动测厚、自动钻铆、自动铆接，每个工作循环只需 8 秒钟。自上世纪 50 年代以来，美国、俄罗斯(前苏联)、德国等国家发展了一系列的自动钻铆设备和系统，而要发挥自动钻铆技术的优势，必须有与空心铆钉机相配套的托架系统。对于外形较平直的中小尺寸的壁板、翼肋等结构大多配置手动半自动(NCCNC)托架系统,而对于较大尺寸及复杂的结构，尤其是大型飞机机身和机翼壁板、双曲度壁板的自动钻铆，需要配备全自动托架(CNC)系统以实现工件的自动定位和调平。我国空心铆钉机的研制起步较早，上世纪 70 年代初开始研制空心铆钉机，研制出大型、中型空心铆钉机若干台，由于设备本身运行的稳定性以及配套产品应用需求等方面存在问题，全部中断了研制和使用。到 80 年代中期，随着对外转包生产项目的增加，各飞机制造厂开始从国外引进空心铆钉机并将其应用于实际生产中。西飞公司分别于 1985 和 1992 年引进 G400 及 G900 空心铆钉机。这两台机床均配以手动托架，分别用于加工美国波音公司和麦道公司(已于 1997 年并入波音公司)的垂尾平尾及法航、意航、加航的零件。随着国际间技术交流的不断深入，我国又同美国麦道公司合作生产干线客机。西飞公司的两台空心铆钉机已满足不了生产的需求，1993 年从 GEMCOR 公司引进了 4026Sxx-120 型空心铆钉机。铆接图如图 1-1。图 1-1 基于机器人铆接图目前我国航空领域使用的空心铆钉机已经有一定的数量，但这项技术的应用仅限在转包生产民机部件装配中，在国内自己研制的飞机上还没有得到应用，并存在以下问题：(1)自动钻铆技术在我国还没有自主的知识产权。我国航空制造领域使用的自动钻铆技术均从需要从国外引进,国内设计比较薄弱,也不能按自主产权方式生产自己的产品。(2)自动钻铆技术应用存在较大的差距。我国在飞机制造中，均需要从国外引进的空心铆钉机，最先进的定位系统仅为半自动，还未有一台符合要求的全空心铆钉机，对于先进的自动钻铆系统，基本上依赖国外专业公司的技术支持，包括备件和刀具等。对于设备的维护和使用现在也在实际使用中摸索，还没有相应的技术进行大的设备故障的检修和改造。国外自动钻铆设备已先于我国几十年的时间，在仿真、优化技术及故障检测方面也有了很多的研究和应用，如 BROTJE 自动控制公司开发的针对 BROTJE 公司钻铆设备的离线编程模拟系统(BA-OLPS)。该系统通过 CATIA 模型可以导出数据结构至 NC 程序，并能进行碰撞检查，优化 NC 程序，缩短生产准备时间。在铆接变形仿真方面，Hsing-Ling Wang 对铆钉钉头处的变形进行有限元分析与试验验证，施加不同大小的压力，研究压力变化对铆钉钉头变形直径的影响，并对一组铆钉的疲劳载荷的传递进行了研究。针对铆接工艺方面 Billy Kelly 等仿真了一个铆钉的安装过程，研究了轴对称模型下铆钉安装仿真的 FE 模型，精确地预测了铆接成形过程中的力。V Blanchot 等人以不同途径建立可调整数值模型来仿真铆钉连接，并建立了部分、轴对称和 3D 三种模型。国内虽然在仿真技术方面起步较国外相比稍晚，但近几年发展速度很快。刘斌运用 CATIA 中的 DMU(数字样机模块)进行优化分析，实现了汽车总体没计中相关部件运动机构仿真分析。西安飞机设计研究所在飞机研制中釆用并行工程和无纸设计技术，应用 CATIA V5 进行三维外形建模、三维结构设计、数字化结构件和主要飞机系统件的预装配，首次在中国设计了飞机全机规模数字样机。杨静等采用数字人和计算机仿真技术，模拟飞机制造中工人的作业姿态，为生产准备阶段提前发现问题提供直观的分析和判断依据。董兴辉等人提出装配顺序规划的优先关系约束半角矩阵法，并基于 Pro/E 建立一种装配仿真系统，直观地进行产品预装配，验证和改进产品的装配工艺.国内外民用铆接技术发展现状：铆钉机作为一个新型的产业群，逐渐应用在日常用品生产中，在中国的历史还是比较长，就是这短短的几十年，却走的很快。有些铆钉技术已经赶上甚至超过了一些发达国家的铆钉技术。当然，我们也承认在某些方面，我们也和发达国家存在很大的一段差距，我国的铆钉经过近 20 年的不断发展，如今已拥有了自主研发的经济及技术实力。综合来看，我国铆钉机发展较快的一个时期是在 2000 年以来。在 21 世纪内，在我国包装机械的增速每年保持在 20%，其中又以其在食品行业的增幅最大。零零年以来，我国一跃成为继美国之后的第二大铆钉机械需求大国，但大部分大型的铆钉机械需求企业仍选择进口产品，原因在于我国的铆钉机械缺少与企业相关产品的配套能力以及缺乏相关技术的研究经费。因此铆钉装配大多依赖于人工，造成铆接质量的稳定性较差，同时大量采用成套的专用装配型架，不仅成本高，而且装配效率低，虽说有少部分适合民用生产的自动铆钉机存在，但是通用性差且成本较高。实际生产使用率低，自动化发展缓慢。3、国外研究现状：国外，铆钉机自动化程度相较我国高出很多，比如：日本的铆钉机专用性强，类别多，可以实现大批量同类型的工件的铆接；美国 GEMCOR 公司（通用电气机械公司）是空心铆钉机的最早制造厂商；Electroimpact（EI）公司是一家在 1986 年成立并迅速发展的研制开发高自动化龙门卧式铆接装配系统的有潜力的公司。EI 公司生产的自动钻铆系统有 E4000、E4100、E4380、E5000 等型号，均为龙门卧式结构，根据铆接对象的不同组建不同的自动装配单元。龙门式铆钉机如图 1-2。就我国铆钉机使用现状，立式铆钉机钣金件加工采用人工铆钉的现象，研发一体式的铆钉机固然重要，更重要的是对立式铆钉机钣金件加工进行自动化改造和设计，不仅满足自动化和柔性化的要求，更符合经济性要求。课题研究的主要内容和方法，研究过程中的主要问题和解决办法：1、课题研究的主要内容:3mm 空心铆钉机主要用于铆合铝质金属空心铆钉，通过变换漏料盘和落钉器来实现铆钉规格的变换。本设计主要针对 铆钉所用部件。铆合物料最大厚度为3mm，可单独铆合各种位置的空心铆钉，适用于服装、皮鞋、胶鞋、帐篷、帆布口袋等。本设计中主要完成制定传动方案，电机的选择，带轮设计，主轴设计等，并绘制空心铆钉机总装图，然后进行相关设计计算、校核等。在设计送料系统时,先设计绘制了送料系统部装图，然后再设计并绘制零件图完成有关计算、校核等问题。同时考虑了机身和机座的设计，并对离合器、刹车装置进行了重点考虑。本次设计的铆钉机工作可靠，结构简单，便于维修基本符合要求。该机适用于各种空心铆钉的铆合，在外形上有一些像修鞋机，但是它们在结构上存在明显的差别，铆钉经上冲头冲压至下冲头，使铆钉翻边铆合至皮件及其它物体上，为了提高功效，进行批量生产，必须使铆钉自动落至上冲头，上冲针带铆钉冲压到下冲头。铆合成功后，上冲头迅速上升，送料机构回头。该机应由传动机构、送料机构、机座、上冲头运动机构及下冲头组成。具体如下：1、收集整理有关空心铆钉机及送料系统等资料；2、机器应工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整；3、机器应能满足加工要求，保证加工精度；4、毕业设计说明书 1 份；5、空心铆钉机总装图 1 张；6、送料系统部装图 1 张；7、零件图 若干张。2、课题研究的方法:1.在图书馆查阅资料，了解空心铆钉机定义，构造等；2.在网上查看空心铆钉机的实物图构造；3.用 autoCAD 软件绘制主要零部件图；4.用 Word 对论文排版、修改；5.查阅期刊、报纸及报告；6.查阅工程设计手册等；7.用电子计算机数据库查阅铆钉机设计资料。3、研究过程中的主要问题和解决办法：首先完成空心铆钉机总体的设计并绘制装备图，绘制送料系统部装图，送料系统是空心铆钉机设计的重要部分之一，送料系统的好坏，直接影响空心铆钉机的铆合的速度和铆钉机的总体设计效果，直接影响到被加工的精度等参数。首先确定铆钉机的总体尺寸，然后进行误差分析，确定传动方式，传动精度，然后对空心铆钉机的关键参数进行优化设计，把空心铆钉机的各个工况作为约束条件，然后进行分析，设计传动路线。接下来确定落料装置的配置，确定好料斗、落料器、漏钉盘等尺寸，做到能正确的把铆钉送到钉轨里，并准确地送到冲压的位置。同时也做好离合器、刹车装置的设计。时间进度安排：确 定 空 心 铆 钉 机 总 体 设 计 方 案（3.20-3.31）送料系统零件的设计计算(4.3-4.11)动力装置的选择(4.12-4.13)轴的计算(4.14-4.18)轴的强度刚度校核(4.19)轴承的选用与寿命校核(4.20)键的设计(4.21-4.25)零件的工艺设计(4.26-4.28)辅助系统设计(4.28)装配图与零件图绘制(5.1-5.26)书写设计说明书(5.29-6.16)不合格 不合格开题报告与外文翻译(2.27-3.17)课题研究所需的参考文献：1 许国康.电磁铆接技术的发展、设备研制及应用探讨J.航空制造技术，2010,23:38-41.2 朱龙根主编.简明机械零件设计手册M.北京：机械工业出版社，2007.3 张英会等主编.弹簧手册M.北京：机械工业出版社，2007.4 白聿钦等主编.工程图学M.中国电力出版社，2007.5 于英江主编.机械制造常用计算大全M.哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，2012.6 孔庆华等主编.极限配合与测量技术基础M.上海：同济大学出版社，2013.7 任嘉卉主编.公差与配合手册M.北京：机械工业出版社，2012.8 吴宗泽等主编.机械设计课程设计手册M.北京：高等教育出版社，2012.9 姚永明主编.非标准装备设计M.上海：上海交通大学出版社，2009.10 叶伟昌主编.机械工程及自动化简明设计手册（上册）M.北京：机械工业出版社，2011.11 叶伟昌主编.机械工程及自动化简明设计手册（下册）M.北京：机械工业出版社，2011.12 胡家秀主编.机械零件设计实用手册M.北京：机械工业出版社，2009.13 王之煦，许杏根主编.简明机械设计手册M.北京：机械工业出版社，2007.14 濮良贵，纪名刚主编.机械设计M.北京:高等教育出版社，2005.15 ASME Boiler&Pressure Vessel Code,Section,Rules for ConstructionOf pressure VesselsJ,Division 1,2007 16LIMT,CORNEY J,RITCHIE J M,et al.Optimizing tool selectionJInternational Joumal of Producion Re,2001,39(6):1239-1256.指导教师审查意见：指导教师签字：20 年 月 日指导委员会意见审核意见：组长签字：20年 月 日