自动送料装置结构设计毕业设计说明书.docx
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自动送料装置结构设计毕业设计说明书
毕业设计说明书
题目：
自动送料装置结构设计
摘要
本毕业设计设计了一台用于传送皮革面料的自动送料装置。
以高精准高效率为送料目的，设计该装置利用气缸为动力源。
结合适合的直线导轨，真空吸盘等零部件，通过不同气缸的彼此配合来完成整个送料进程，将皮革面料输送到加工区。
关键词：
自动化；气缸；送料
Abstract
Anautomaticfeedingdeviceisdesignedfortransportingleather.Cylindersareusedinthisequipmentasthepowersourcewithhighprecisionandhighefficiencyforthepurposecombinedwithlinearguideandvacuumchuck.Puttheleathertransportstotheprocessingarea.
Keywords:
Automation;Cylinder;Feeding
第1章绪论1
设计的背景和意义1
设计的内容和思路1
解决的要紧问题2
第2章整体设计方案3
第3章.结构设计部份5
托料板的设计5
气缸的选择5
吸盘的选择11
导轨的选择12
脚座的设计14
其他要紧部件的设计14
第4章基于UG软件的仿真分析15
UG介绍15
UG三维仿真分析16
结论23
参考文献24
致谢26
第1章绪论
设计的背景和意义
设计的背景
机械自动化的进展已经有几百年的历史，其高速进展，已经在工业、农业、军事、科学研究等众多领域取得了普遍的应用。
因其高效，方便等众多优势，已经深切到生产生活的方方面面。
同时由于社会需求的不断提高，各类新型领域的显现，自动化进展也随之不断完善及细化。
而自动送料装置正是其最基础的部份，其结构也因工作环境类型的不同，也表现出不同的多样性。
在庞大的工业环境推动下，各类符合实际生产的自动化机械也随之被设计推行。
设计的意义
本课题主若是设计机构用于传送指定的皮革面料，实现自动送料，排除积存误差，把人从繁重的体力劳动、部份脑力劳动和恶劣、危险的工作环境中解放出来，极大地提高劳动生产率。
而传统式手动送料，不但效率低，同时又浪费劳动力。
为降低生产本钱，本次设计的是以气动方式输送，输送材料为有特殊性质的皮革面料。
结合国内外送料机构的特点和输送材料的特质，采纳气动式输送与送料机构为配合的要紧装置。
从而设计出具有推行意义的自动送料机。
这次设计意义不仅是对实际生产生活提供快捷方便，更实际的意义是对自己来讲也是一次专门好的锻炼，巩固了很多旧知识，也了解学习更多的新知识，能把平常学到的知识有效的结合，我想通过这次设计，对以后的学习工作会有很多的帮忙。
设计的内容和思路
设计的内容
1．装置设计要紧由不同的气缸，吸盘，导轨和连接件通过合理的组合连接而成；
2．依照所要输送的皮料设计出合理的托料板；
3．选择适合的气缸，吸盘，导轨完成各个配合；
3．设计连接件和固定装置把各部合理链接
5．要求完成装配图设计，绘制部份零件图；
6．成立送料机的三维模型并进行仿真分析。
设计的思路
本次设计的要紧思路是先拟定出所要输送皮料的大体输送途径，和大致的送料大体构思。
把该装置整个连贯的送料进程可分成三个大体的直线运动，先通过气缸把所要输送的皮料托举到必然高度，然后通过吸盘吸取皮料，平移到工作台面放下皮料，最后通过压板压住皮料，输送到加工区域，从而完成整个连贯的送料进程。
对所输送的皮料尺寸大小设计合理的放置皮料的托皮装置，然后选择合理的气缸，导轨来配合送料。
最后把三个大体运动的装置通过合理的链接组合成一个整体。
三维仿真如图所示。
图 三维仿真实物
解决的要紧问题
1．设计适合的送料途径；
2．气缸，吸盘，导轨类型的选择；
3．解决装置各个部件之间的配合，以便精准的完成一整套连贯的自动送料进程。
第2章整体设计方案
通过上面所描的设计思路，设计出各个符合实际的机构。
送料的第一部份是把所需要输送皮料放置在托皮板上，托皮板安装在滑块导轨上，通过安装在底部的气缸把整个托皮板和皮料向上托举必然高度，使其能够和下一步运动配合，设计如下图。
图 送料第一部份
送料的第二部份是把已经托举到必然高度的皮料，通过直接安装在真空气缸上的吸盘吸取一张皮料，然后通过另外一个水平安装的气缸，推动平移，把皮料运动到加工台面正上方，吸盘放下皮料，设计如图所示。
图 送料第二部份
送料的第三部份是把已经放置在台面上的皮料，通过特殊制定的压脚气缸，链接压皮板，再运用安装在台面的气缸，水平运动，把皮料送到加工区域，设计如图所示。
图 送料第三部份
通过这三个送料进程，就能够够完整的把皮料送到加工区域。
第3章结构设计部份
托料板的设计
托料板是来盛放皮料，依照所要求输送的皮料尺寸：
200×250mm来设计其实际形状，周围用导杆固定，避免皮料在升起时滑落，导杆通过过盈配合固定于另外一个托板上。
托料板安装在导轨上，下面安装气缸，如图所示。
图 托板处结构设计
气缸的选择
气动是“气动技术”或“气压传动与操纵”的简称。
气动技术是以空气紧缩机为动力源，以紧缩空气为工作介质，进行能量传递或信号传递的工程技术，是实现各类生产操纵、自动操纵的重要手腕之一。
本次设计的自动送料装置利用的驱动方式为气动式运输，因此装置中多处利用到气缸。
气缸是气压传动中将紧缩气体的压力能转换为机械能的气动执行元件，其驱动系统结构简单、容易取得稳固的速度、能操纵比较精准的位置、器件价钱低廉且易保护等优势在工业生产生活中等到普遍的利用。
尤其体此刻工业机械中，与其他元件配合，完成稳固的直线运动。
本次的气缸全数选用SMC气缸，要紧由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和密封件组成。
其作用是将紧缩空气的压力能转换为机械能，驱动机构作直线往复运动、摆动和旋转运动。
气缸的分类有多种，主若是作往复直线运动的和作往复摆动的两类。
作往复直线运动的气缸又可分为单作用、双作用、膜片式和冲击气缸4种。
气缸的实际选择。
对照SMC所生产的气缸，选用了综合性能较适合的CM2系列气缸，有寿命较长，安装简便，结构紧凑，质量轻便，精度高等优势，规格如下图。
图 SMCCM2气缸规格
1.气缸类型的选择：
依如实际设计需要选用单杆双作用无磁性开关气缸。
2.气缸缸径的选择：
依照UG软件三维模型计算所设计的托料板质量，和所要运输皮料的质量，共质量为10kg。
依照所选的THK直线导轨的LM滑块的质量单个为，总质量m=。
该处气缸要紧利用到推力。
因此依照以下公式算出所要气缸的缸径：
其中F是推动所需要的推力，n是工作效率系数（一样系数选择在～
），P是最高利用压力（由图得P=），S是气缸横截面积，r、D是S所对应的半径、直径。
因此气缸1适合的气缸缸径为20mm
3.气缸行程的选择：
打算输送皮料50张，估量厚度为100mm，依如实际设计需求选用气缸行程为200mm，如表所示。
表 气缸1的标准行程
4.气缸安装方式的选择：
SMCCM2型气缸的安装种类超级丰硕，依照气缸1实际所需要的安装，那个地址选用大体型（B）气缸，无杆侧法兰型（G），安装类型如下图
图 SMCCM2气缸安装类型
通过选择出气缸1的型号为SMCCM2G20-200。
详细型号表示方式，具体尺寸及安装尺寸如图、所示，及表所示。
图 SMCCM2气缸型号表示方式
图 SMCCM2G20-200
表 SMCCM2G20-200具体尺寸
其他同类型选择，依照气缸1的选择方式。
气缸2型号：
SMCCM2L25-300；气缸3型号：
SMCCM2L25-400。
具体尺寸及安装尺寸如下图，及表所示。
图 SMCCM2L25-300/SMCCM2L25-400
表 SMCCM2L25-300/SMCCM2L25-400具体尺寸
其他气缸的选择：
依如实际设计需求，装置需要利用到真空气缸。
选用直接安装吸盘无磁性开关类型，气缸型号：
ZCUKD20-50D。
规格，型号表示，行程，详细规格及安装尺寸如图、、所示，及表、所示。
图 真空气缸规格
图 真空气缸型号表示方式
表 真空气缸行程
图 SMCZCUKD20-50D
表 SMCZCUKD20-50D具体尺寸
吸盘的选择
真空吸盘，又称真空吊具，是真空设备执行器之一。
吸盘材料采纳丁腈橡胶制造，具有较大的扯断力。
吸盘容易利用，无污染，在吸取工件是可不能造成任何损伤等优势，因此普遍应用于各类真空吸持设备上。
吸盘选用SMC吸盘，其品质较高，价钱低廉，且寿命也较长。
该吸盘能够直接安装在真空气缸上配合利用。
吸盘型号：
SMCZP32UN。
具体尺寸如下图，及表所示。
图 SMCZP32UN
表 SMCZP32UN具体尺寸
型号
E
F
Y
ZP32U
32
35
4
15
10
导轨的选择
导轨:
金属或其它材料制成的槽或脊，可经受、固定、引导移动装置或设备并减少其摩擦的一种装置。
导轨表面上的纵向槽或脊，用于导引、固定机械部件、专用设备、仪器等。
导轨又称滑轨、线性导轨、线性滑轨，用于直线往复运动场合，拥有比直线轴承更高的额定负载，同时能够承担必然的扭矩，可在高负载的情形下实现高精度的直线运动。
本次设计选用THK直线导轨SHS型，大体结构如下图。
图 THK直线导轨SHS型
实际送料装置中多处利用导轨配合气缸利用，为了统一性，综合实际结构合理的选用同一款导轨。
导轨型号SHS25V，在实际运用当选择不同的导轨长度。
导轨型号，尺寸规格如下图，及表所示。
图 THK直线导轨SHSV型
表 THK直线导轨SHSV型具体尺寸
脚座的设计
脚座通过螺栓安装于工作台面下方，所设计的脚座能通过螺栓来调剂台面高度。
设计成效如下图。
图 脚座
其他要紧部件的设计
通过以上气缸，导轨的选择，依照其实际安装尺寸，设计出实际安装该气缸，导轨的主体机架结构。
实际设计尺寸参考零件图纸TZC00501，TZC00502，TZC00503，TZC00505，TZC00506。
第4章基于UG软件的仿真分析
UG介绍
UG是Unigraphics的缩写，是美国EDS公司闻名的3D产品开发软件，这是一个交互式CAD/CAM（运算机辅助设计与运算机辅助制造）系统，它功能壮大，能够轻松实现各类复杂实体及造型的建构。
它在诞生之初要紧基于工作站，但随着PC硬件的进展和个人用户的迅速增加，在PC上的应用取得了迅猛的增长，目前已经成为三维设计的一个主流应用，同时慢慢成为现今世界最为流行的CAD/CAM/CAE软件之一，普遍应用于通用机械，模具，家电，汽车和航天等领域。
本次所利用的方针裂缝是UGNX6是UGNX的较稳固版本，具有更好的绘画界面和形象生动、简介快捷的设计环境。
UGNX软件为企业提供了无约束的设计，表现了更多的灵活性，并将主动数字样机引入到行业中，是工程师能够了解整个产品的关联关系，提高工作效率。
UGNX6还能保证与低版本完全兼容。
现在制造业所面临的挑战是，通过产品开发的技术创新，在持续的本钱缩减和收入和利润的慢慢增加的要求之间取得平稳。
为了真正地支持革新，必需评审更多的可选设计方案，而且在开发进程中必需依照以往体会中所取得的知识更早地做出关键性的决策。
NX是UGSPLM新一代数字化产品开发系统，它能够通过进程变更来驱动产品革新。
NX独特的地方是其知识治理基础，它使得工程专业人员能够推动革新以制造出更大的利润。
NX能够治理生产和系统性能知识，依照已知准那么来确认每一设计决策。
NX成立在为客户提供无与伦比的解决方案的成功体会基础之上，这些解决方案能够全面地改善设计进程的效率，削减本钱，并缩短进入市场的时刻。
通过再一次将注意力集中于跨越整个产品生命周期的技术创新，NX的成功已经取得了充分的证明。
这些目标使得NX通过无可匹敌的全范围产品查验应用和进程自动化工具，把产品制造初期的从概念到生产的进程都集成到一个实现数字化治理和协同的框架中。
但是，所有这些技术在复杂应用中的利用并非是太容易。
这是因为组合所有这些方式需要庞大的复杂性及交叉学科的知识。
最终软件的实现变得愈来愈复杂，以至于超出了一个人能够治理的范围。
UG的目标是用最新的数学技术，即自适应局部网格加密、多重网格和并行计算，为复杂应用问题的求解提供一个灵活的可再利用的软件基础。
UG三维仿真分析
依照要求利用UGNX6对机构的三维模型进行仿真分析。
要紧模拟连接在滑块导轨上托皮板在气缸的作用下向上升起，然后安装有真空吸盘的气缸向下吸取布料后向上抬起，此进程为整个送料进程的前段。
具体仿真方式如下：
1．利用已经装配好的自动送料装置，在建模的状态下，点击开始，运动仿真，如下图。
图 运动仿真
2．右键点击所所需要的装配图，新建仿真，如下图。
图 新建仿真
3．显现环境对话框，选择动态，确信，如下图。
图 选择动态
4．概念连杆：
点击连杆，先概念一个固定连杆，确实是装置中不用运动的部份，选择连杆对象（包括台面，脚座，支架板等连接件）。
标明固定连杆，确信。
如下图。
图 概念固定连杆
继续概念连杆，选择连杆对象（包括：
托皮板，滑块，气缸的滑杆等），名称默许L001，点击确信，如下图。
图 连杆选择
5．概念运动副：
点击运动副，在类型当选择滑动副，操作当选择连杆L001，指定该运动副原点和方向。
默许名称为J001，如下图。
图 概念运动副
6．驾驶员设计：
完成概念后，点击驾驶员进行设置，如下图。
由于该运动为多个不同组件的彼此配合运动，因此在平移选项当选择函数，函数数据类型选择位移，再选择函数治理器。
图 设置驾驶员
页面自动跳转到如下图页面，选择新建函数。
图 新建函数
页面自动跳转到如下图，在插入当选择运动函数，在不同的运动函数当选择最后一个函数STEP（x，x0，h0，x1，h1），次函数是时刻（x）和位移（h）的关系。
双击后把函数参数改成实际需要的运动参数STEP（x，0，0，10，100），实际意思是0～10s中位移转变为0～100mm，利用UG导出函数图表如下图。
持续点击确信回到主页面，完成托料板的运动仿真。
图 确信函数
图 托皮板的位移曲线图
7．用相同方式概念第二个连杆L002，和运动副J002。
其中J002的驾驶员函数如下图。
运动函数STEP（x，10，0，20，-40）+STEP（x，0，20，30，40）。
0～10s时，连杆L002不运动；10～20s时，连杆L002向下运动40mm（实际为吸盘吸料）；20～30s时，连杆L002向上运动40mm，导出函数图表如下图.
图 新建函数
图 吸盘的位移曲线图
8．完成概念两连杆及运动副后，点击解算方案，显现对话框如下图。
设置时刻为30s，点击确信，然后点击求解，观看动画成效，完成模拟仿真。
图 求解方案
结论
本次毕业设计设计了一个自动送料装置，将皮料准确的输送到加工区域。
实现一个高效平稳的全自动送料进程，提高了自动化水平和程度，排除累计误差，把人从繁重的体力劳动、部份脑力劳动和恶劣、危险的工作环境中解放出来，极大地提高劳动生产率。
同时也提高了生产进程和设备的靠得住性及运行效率。
从而然我体验到了自动化技术带来的方便。
这次设计的送料装置，要紧利用气缸为驱动方式，因此运用到多个类型不同的气缸，和吸盘和导轨。
因此选择合理的气缸，及其他标准件是设计中碰到的要紧问题。
然后依照标准件的安装尺寸设计连接件，合理安置连接件的位置。
最后组装成一个完整的送料装置。
总结本次设计要紧涉及到一些标准件的选择及彼此配合，三维模型的绘制，和运动仿真。
参考文献
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致谢
毕业设计是对大学所学习的知识运用能力的一次全面性的考核，同时也是学习新知识的好机遇，培育咱们综合运用所学知识独立地分析问题和解决问题的能力，为以后的工作学习打下良好的基础。
本次设计能够顺利地完成，第一要感激学校，为咱们提供学习知识的地址，让咱们学习到丰硕的理论知识。
尽管在这次毕业设计中越到了很多困难，但在同窗和教师的研究，讨论帮忙下，仍是一一解决。
因此我要超级感激我的指导教师张莉教师，这次的毕业设计都是在张莉教师的精心指导下完成的，尤其是在一开始做毕业设计的时候，越到了各类问题，尤其是气缸的选择问题上，教师很认真地讲解各类气缸的不同优缺点，让我了解了更多的关于气缸的知识。
张莉教师治学态度严谨，而且平易近人。
顺利完成了整个毕业设计，必需要对张莉教师表示由衷的感激。
固然还要感激帮忙过我的同窗，在做毕业设计的这些日子里，当越到相同的问题时，能够相互交流，一起研究决绝问题的方案。
尤其是在做三维模拟仿真，都是和同窗通过网上视屏自学，图书馆找资料，然后相互交流研究，讨论完成。
从而把握了新的一门知识。
真心让我体会到了同窗之间的那份真挚的友谊，也超级感激他们！
最后也感激这次的毕业设计，让我重温了以前学过的知识，又让我学到了许多新知识，还让我学到了学习的方式，让我此刻有了问题就先去上网搜索的好适应。
这次毕业设计的体会能让我收成颇丰，对我以后的工作有极大的帮忙。
谢谢！
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