腿决方寨
●●●●●●■■●■●●●●●●■工艺，工麓／■一／■蔫，改蕾曩冒暖雹善圈

套筒类零件成组加工自动线保送安装及机械手设计
蔡检平－。马乐： （１．中国钢研科技集团公司新冶高科技集团无限公司，北京１０００８１；２．加拿大蒙特利尔，Ｈ４Ｐ ＩＫ８）

摘要：文中设计了一条自动化消费线，该消费线把铸构、资料、互艺榴近似的套筒类零件组成一个零件浚ｔ组ｋ援黎侮 族制定工艺停止加工，从而扩展了批爨、增加了种类、德手采用高教办法、进步了休息消费率。
关键词：套筒类零件；成组技术；保送装鬻；机械手 中圈分类号：ＴＨｌ２２ 文献标识码：Ａ

文章缡等：１００２。２３３３（２００９）０８－０１２５，０３

Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ Ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ Ｄｅｓｉｇｎ ｉｎ Ｓｌｅｅｖｅ－ｔｙｐｅ Ｐａｒｔｓ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｌｉｎｅ Ｇｒｏｕｐ
ＣＡＩ

Ｊｉａｎ－ｐｉｎ９１。ＭＡ

Ｌｅ２

，

（１．Ｃｈｉｎａ Ｉｒｏｎ＆Ｓｔｅｅｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ

Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ

Ｇｒｏｕｐ Ｎｅｗ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ Ｈｉ－Ｔｅｃｈ Ｇｒｏｕｐ

Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００８１；
。

２．Ｍｏｎｔｒｅａｌ，Ｑｕｅｂｅｃ，Ｃａｎａｄａ Ｈ４Ｐ １Ｋ８）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒｓ ｈａｖｅ
ｔｏ

ｄｅｓｉｇｎｅｄ

ａｎ

ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ
ａ

ｌｉｎｅ．Ｔｈｅ

ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ

ｌｉｎｅ

ｍａｋｅ

ｔｈｅ

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｓｉｍｉｌａｒ ｆａｍｉｌｙ’Ｓ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ
ｔｏ

ｔｈｅ

ｓｌｅｅｖｅ－ｌｉｋｅ ｐａｒｔｓ ｉｎｔｏ

ｐａｒｔ

ｆａｍｉｌｙ（ｇｒｏｕｐ），ａｎｄ ｐｒｏｄｕｃｅ ｂｙ ｔｈｅ ｐａｒｔ
ｔｈｅ
ｕｓｅ

ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｕｓ

ｅｘｐａｎｄｉｎｇ ｔｈｅ ｖｏｌｕｍｅ，ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ ｏｆ ｓｐｅｃｉｅｓ，ｆａｃｉｌｉｔａｔｉｎｇ

ｏｆ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ

ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｌａｂｏｒ ｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｌｅｅｖｅｔｙｐｅ ｐａｒｔｓ，ｇｒｏｕｐ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅ；ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ

１引

言

在机械制造工程中，成组技术是计算机辅佐制造的基 础，将成组原理用于设计、制造和管理等整个消费零碎，改 变多种类小批量消费方式，可取得最大的经济效益。 成组技术的中心是成组工艺，它把构造、资料、工艺 相近似的零件组成一个零件族（组），按零件族制定工艺 停止加工，从而扩展了批量、增加了种类、便于采用高效 办法、进步了休息消费率。 ２套筒类零件成组加工自动线 ２．Ｊ套筒件加工自动线的工艺进程［１ ３ （１）工序１钻孔、攻丝和粗镗大孔。工件装置在公用 夹具中，从三面停止加工，镗孔采用液压动力滑台和公用 镗头，攻丝采用公用滑套式小型动力头。钻孔切削用量： ＂＝２０ｍ／ｍｉｎ，ｎ＝５７８ｄｍｉｎ，ｓ０＿Ｏ．２０ｍｍ／ｒ；攻丝切削用量：秽＝
８ｒｒｄｍｉｎ，ｎ＝２５０ｄｍｉｎ，ｓ０＿１．５ｍｍ／ｒ；镗孔切削用量：ｖ＝６０ｍ／
ｍｉｎ，ｎ＝４５０ｒ／ｍｉｎ，ｓｏ＝Ｏ．４０ｍｒｎ／ｒ。

２．２自动线的总体布置 自动线全线共有８个工位，布置如。图１。其中线首一

（２）工序２精镗大孔。夹具同工序ｌ，采用浮动镗刀 片，切削用量为：ｖ＝６０ｍ／ｍｉｎ，ｎ＝４５０ｄｍｉｎ，ｓ产０．５ｍｍ／ｒ。 （３）工序３粗车外圆，车端面及倒角。工件装置在床 头箱主轴的心轴上，切削用量为：ｖ＝９０ｍ／ｍｉｎ，ｎ＝５５０ｒ／ｍｉｎ，
３

ｏ＝０．２８ｍｒｎ／ｒ。

（４）工序４精车外圆。夹具及切削用量均同工序３。 （５）工序５车油槽。工件外圆上有一道封锁的螺旋 油槽，加工时工件旋转，刀架往复一次，同时采用了公用刀 夹，装置在刀架上，刀具在刀夹中可以自在转动，以顺应螺 旋槽的方向变化。切削用量为：ｖ＝２４ｍ／ｍｉｎ，ｎ＝１８５ｒ／ｍｉｎ。 （６）工序６铣启齿槽。采用圆盘铣刀，刀齿数ｚ＝２０，切
削用量为：ｖ＝８００ｍ／ｍｉｎ，ｎ＝１８５ｒ／ｍｉｎ，ｓＦＯ．０５ｍｒｎ／ｒ，ｓｏ＝ｌｍｍ／ｒ。

万 　 方数据

机械工程师２００９年第８期ｉ １２５

处理方案
圈雹焉蕊圜工艺／工蓉／篡具／擒蔫／改遁■■■●●■一 个上料工位，线末一个卸料工位，其他６个（Ⅱ～Ⅶ）为加 工工位，相应于工序１～６。一切设备采取直线顺序陈列。 自动线的消费节拍为７２ｓ，当负荷率为１００％时，每互联网电子商务和移动商务消费渠道的普及，使得支付市场将在不久的将来继续呈现更加美好的增长前景。小时可 以加工５０件。 全线采用架空式机械手保送工件，共有７只机械手， 挪动步距等于机床间的间隔，为１２００ｍｍ。机械手以弹簧 控制的手爪夹持工件，其他的运动都用液压控制，油管装 在轨道上方，在线末用坦克链与上面的油管相联接，布置 划一美观。 工位Ｉ上的装料安装是一个间歇运动的链式传送 带，链带上装有若干ｖ形块，用人工将工件逐一放在ｖ 形块上，链带在油缸、齿条、齿轮和棘轮机构的传动下，按 照机械手取料的节拍作步进运动。 自动线中各台机床的液压安装都独自设置在机床本 身，床身底部兼作油箱。全线只要控制机械手的液压装
置，放在自动线反面。

本自动线上料安装选用齿条活塞组合缸，齿条活塞组 合缸可将活塞的直线往复运动经过齿条、齿轮构造变为回 转运动。两个用螺钉固定在齿条的两端，两个端盖经过螺 钉、盖板和半卡环固定在缸体上，当压力油从油孔进入左 油腔时，推进齿条向右挪动，使齿轮回转，带动回转任务台 运动，回转任务台上连着棘轮棘爪啮合安装，经过棘爪带 动上料安装的链轮转动，从而使链轮带动链条连着上料Ｖ 型块停止上料，这时右腔的油经油孔排出，当压力油进入 右腔时，回转任务台作反向运动，液压缸两端的腔用于缓 冲作用，中间辨别安有行程开关，自动线的第１工位是装 料工位，备有上料安装。工件用人工活期装到上料安装的 ｖ形块上，在固定的地位上，由第一只机械手取走。 上料安装如图２所示，是一个作间歇运动的链式输 送带，具有两套构造尺寸相反的链轮座５，以及链带支承 轨道１２。在自动链轮８的一边装有带齿条的活动油缸ｌ 和空套在轴７上的齿轮６。由于活塞杆２固定在端盖３ 上，所以当从活塞杆中心通入压力油后，油缸１便经过齿 条、齿轮６、用销１０装在齿轮上的棘爪９和链轮８上的内 棘齿使链轮转动。

在自动线最前端设有总控制台，除各种按钮以外，还 设有灯光信号零碎，显示全线的任务状况，以及指示故 障。每台机床上均设有按钮台，供单机控制和调整之用。 ２．３公用机床 在６个加工工位上，共有４品种型机床。 （１）公用镗床 工位Ⅱ和工位Ⅲ次要完成镗孔工序，在床身中部为 固定式夹具，床头局部装有液压动力滑台，台面上装置着 镗头。工位Ⅱ还要停止钻孔和攻丝，所以在夹具的前后两 面各装有一台滑套式小型动力头。 虽然工件装置在固定夹具中是不动的，但床身尾部 仍装有尾座，其作用是用于在加工进程中汲取工件孔中 的切屑。尾座套是空心的，其后端于吸尘管相连通，前端 具有密封环，当顶在工件的端面上当前，孔中的切屑就能 经尾座套被吸走。 （２）公用车床 工位Ⅳ、Ｖ停止车削外圆和倒角。这两台机床具有相 同的床头箱构造，而刀架的规划不同。工位Ⅳ由于要同时 车削外圆和端面，所以具有前、后两个刀架；工位ｖ只精 车外圆，因而只要一个前刀架。 （３）公用铣床 工位Ⅵ铣启齿槽时，工件装置在固定夹具中，在床身 前部装有液压动力滑台，下面装置着公用铣头。由于加工 时工件固定不动，所以不需求床头箱。 （４）公用车油槽 车床在工位Ⅵ上车削套筒外圆上的油槽。由于此油 槽是一封锁的螺旋线，所以车削时工件主轴的回转与刀 架进给运动之间须坚持一定的内联络。此外，螺旋油槽的 穿插点应位于启齿槽的方向上，所以工件在装到主轴上 的心轴时，应与刀尖具有固定的绝对地位。这样，便要求 机床主轴能完成定向中止。
２．４其它辅佐安装

在链带的每个链节１４上具有两个缺口槽，可以将两 个Ｖ形块１３嵌入，并用内六角螺钉固紧。当改换工件时， 将各链节１４上的ｖ形块改换，以顺应不同的定位外径。 链轮经过装在销轴１５上的滚子１６传动链带。 为了顺应不同外径的工件，使取料中心高度分歧，两 个链轮座５均可经过手柄４，螺母１１调理其高度。 （２）架空式机械手‰３］ 自动线的保送安装是架空式机械手，其规划如图３ 所示。机械手具有横向滑枕２，装置在纵向滑台４上。在每 一台机床的床身侧边都装有支架１，纵向轨道５就装设在 这些支架上。纵向滑台４在油缸活塞的驱动下（图３对于互联网金融P2P企业来说，支付市场完善的标准和管理系统将彻底改变互联网金融行业的格局，不仅给从业者提供了的巨大的发展机遇，也带来了全新的挑战。中未 表示）沿山形及平导轨带着７只机械手一同挪动。此外， 横向滑枕２完成横向挪动，垂直油缸３完成上下运动。在 垂直油缸的活塞扦下端，装有手爪６，为了顺应工件不同 的外圆尺寸，手爪可以疾速改换和调整。７只机械手共有

（１）上料安装

１２６ ｌ机械工程师２００９年第８期

万 　 方数据

■●■●●■●●●●●●●●●●●一工艺／Ｔｍ／■曩／■翻Ｉ改鼍曩蕾雹圆

鼹决方寨

带拉杆的平板设计
向承翔 （重庆市三峡水利电力学校，重庆４０４０００）

摘要：压力容器上的平板构造的强度计算通常根据国度规范《钢制压力容器》，采用这一规范计算的平板较厚，加大了 资料耗费和设备的分量。假如采用美国标，＠（ＡＳＭＥ锅炉及压力容器标准》设计计算，将平板设计成带有拉杆的＇－Ｔ－板，计 算出的平板厚度更小，更节省资料，传热速度更快，热效率更高。 关键词：拉杆；平板ｉ设计 中图分类号：ＴＨｌ２２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２２３３３（２００９）０８０１２７０２

Ｔｈｅ Ｆｌａｔｐａｎｅｌ ｗｉｔｈ Ｐｕｌｌ－ｒｏｄ Ｄｅｓｉｇｎ ＸＩＡＮＧ Ｃｈｅｎｇ－－ｘｉａｎｇ （Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ Ｔｈｒｅｅ Ｇｏｒｇｅｓ Ｗａｔｅｒ Ｃｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ ａｎｄ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｆｌａｔ～ｐａｎｅｌ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ
ｏｎ

Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ

Ｓｃｈｏｏｌ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ ４０４０００，Ｃｈｉｎａ）
ａｒｅ

ｔｈｅ

ｖｅｓｓｅｌｓ

ｏｆｔｅｎ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｂａｓｅｄ

ｏｎ

ｔｈｅ

ｃｏｕｎｔｒｙ

ｓｔａｎｄａｒｄｓ“Ｓｔｅｅｌ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｖｅｓｓｅｌｓ”，ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｓｔａｎｄａｒｄ

ｔｏ

ｃａｌｃｕｌａｔ ｔｈｅ ｆｉａｔｐａｎｅｌ ｉＳ ｖｅｒｙ ｔｈｉｃｋ。ａｎｄ Ｉｎｃｒｅａｓｅ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ

ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｗｅｉｇｈｔ．Ｉｆ ｕｓｉｎｇ Ａｍｅｒｉｃａｎ ｓｔａｒｉｄａｒｄ“ＡＳＭＥ Ｂｏｉｌｅｒ ａｎｄ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｖｅｓｓｅｌ Ｎｏｒｍ’’ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ｃａｌｃｕｌａｔ，ａ ｆｌａｔ－ｐａｎｅｌ ｓｍａｌｌｅｒ ａｎｄ Ｋｅｙ
ｓａｖｅ

ａｎｄ

ｗｉｌｌ

ｂｅ ｄｅｓｉｇｎｅｄ

ａｓ

ａ

ｆｉａｔ－ｐａｎｅｌ

ｗｉｔｈ

ｐｕｌｌｒｏｄ，ＳＯ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ

ｐｌａｔｅ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｉｓ ｑｕｉｔｅ

ｍａｔｅｒｉａｌｓ．

ｗｏｒｄｓ：ｐｕｌｌ－ｒｏｄ；ｆｌａｔ－ｐａｎｅｌ；ｄｅｓｉｇｎ

在压力容器产品开发中，我们按用户的要求设计了 两种手爪，在工位Ｉ、Ⅱ和Ⅲ上，工件外圆是未经加工的毛 面，为了保证夹持牢靠，采用两对夹爪构造，在其他的工
位上外圆曾经加工，一对手爪构造。

一台蒸炒锅，它次要用于饲料厂将颗粒原料（黄豆、玉米
件。②机械手带着工件上升。③机械手纵向挪动，将工件运 送到另一台机床的上方。④机械手下降，将工件装置到夹 其上。⑤机械手上升。 其中第一只机械手ｓ，和第二只机械手ｓ：设有横向运 动。第三只机械手ｓ，的举措进程比拟特殊，由于它从第二 台机床的固定夹具中取料，然后装到第三台机床的心轴 上去，所以不同于ｓ圹％须先带料上升，然后再横向加入。
３套筒成组加工自动线的次要特点

（１）为了顺应成组加工的需求，各公用部件中与工件 尺寸大小有关的机构或元件，可以停止调整或改换。 （２）所采用的公用机床均系自行设计制造，在构造型
式上力图典型化、规格化。以利于制造和调整。

（３）机械手的纵向轨道采用山形导轨战争导轨组合， 整个轨道除两端用支架装置在空中上以外，在每台机床 的床身上，均装置支架支承住，因而轨道的刚性好，机械 装置手爪时，将键槽与垂直油缸活塞杆上的键对准， 并向上套人活塞杆端７，然后旋动滚珠蝶塞８，使螺塞的 螺纹旋动手爪的螺孔中，直到螺塞的端面与手爪上滚花
螺母的端面贴紧为止。借助于滚花螺母可以调理夹爪中 心的上下地位。 机械手的液压传动零碎中。由于上料安装的间歇步

手在挪动时颠簸，抵达起点时虽有冲击，也不会发生震
动，保证地位的准确性。

（４）全线采用真空吸尘安装停止排解，使自动线四周 的任务环境坚持干净。
［参考文献］ ［１］吴天林，等．机械加工零碎自动化［Ｍ］一Ｂ京：机械工业出版社，１９９２． ［２］吴振彪，等．微机控制冲压机械手的研制［Ｊ］．机器人，１９９３（３）：
２８－３３．

进运动与机械手的任务循环是互相配合的。
架空式机械手在自动线中用作保送配备的机械手。

［３］李哲．冲压机自动上、下料机械手的研制［Ｊ］机械设计与制造工 程，２００１（３）． （编辑立明）

机械手被桁架架设在自动线的上方。如图所示，机械手在 机床问同时停止保送和装卸任务，每一循环中需完成下 列举措：①机械手下降，从前一台机床上取下已加工工

作者简介：蔡检平（１９８２一），男，助理工程师，次要从事机械设计任务。 收稿日期：２００９０５１６

万 　 方数据

机械工程师２００９年第８期ｌ １ ２７

套筒类零件成组加工自动线保送安装及机械手设计
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 蔡检平， 马乐， CAI Jian-ping， MA Le 蔡检平,CAI Jian-ping(中国钢研科技集团新冶高科技集团无限公司,北京,100081)， 马 乐,MA Le(加拿大蒙特利尔,H49 1K8) 机械工程师 MECHANICAL ENGINEER 2009(8)

参考文献(3条) 1.李哲 冲压机自动上、下料机械手的研制[期刊论文]-机械设计与制造工程 2001(03) 2.吴振彪 微机控制冲压机械手的研制 1993(03) 3.吴天林 机械加工零碎自动化 1992

本文链接：