油冷器芯片焊片自动摆放机开题报告

油冷器芯片焊片自动摆放机开题报告
一、选题的背景与意义：
油冷器是汽车环保设计的重要零部件之一，主要作用是降低进入发动机的进气温度，可用来提高汽油发动机比功率，进一步地降低NOX 排放，以达到更加严格的欧Ⅲ及以上排放标准。油冷器也是内燃机润滑系统的重要部件，用来冷却机油，使机油温度保持在最有利的温度范围内，以保证机油具有正常的润滑作用。内燃机工作环境差，负荷大，内燃机润滑系统工作的好坏直接影响发动机的工作寿命。近几年我国汽车产业高速发展，带动了汽车零部件的旺盛需求，使已经成为浙江省经济发展的主要支撑点之一的汽车零部件生产呈现蓬蓬勃勃的局面。浙江省现有汽车零部件生产企业数千家，其中规模以上企业近1200家，产值约2000亿元，约占全国汽车零部件生产企业产值的1/3，产品涵盖整车制造需要的五大类零部件系列，汽车零部件产业在国内已具备一定的优势。但是，我省企业普遍存在着制约发展的一些难点和问题，其中：零部件装配工艺技术滞后，致使产品质量保障能力弱，生产效率主要依赖劳动力密集，效益相对较低等问题比较突出。目前大多采用人工装配，工人劳动强度大，效率不高，装配质量不稳定。
本次毕业设计正是针对汽车油冷器生产企业需求，设计一台油冷器芯片焊片自动摆放机，实现芯片单元间焊接用焊片的自动拾取与摆放，要求半自动送料、卸料，节拍≤3秒。
二、研究的基本内容与拟解决的主要问题：
本设计从分析油冷器芯片和焊片入手，根据生产工艺要求确定了设计方案，进行了芯片单元输送机构的结构设计、焊片管装组件的结构设计、焊片吸取执行机构的结构设计、芯片单元举升叠放机构的结构设计以及机架支撑结构设计，最后完成整机设计。
其中，油冷器芯片单元上有成组的凸起结构，油冷器芯片两端管路处，设置有凸缘结构。油冷器芯片焊片是直径为5-18mm，厚度为0.8mm的圆形钎焊焊料。实现的主要动作是把焊片摆放在芯片单元的凸起结构上。辅助这一动作，相应衍生出芯片的半自动输送动作，焊片的自动补料动作，芯片单元的叠装动作，以及与下一流程的衔接动作。
 由于吸盘作为气动执行元件，具有将零件吸起并保持住的功能，适合吸取质轻、壁薄的零件，吸盘柔软且有弹性，不易损坏工件。直线导轨可以实现在平面上的直线运动，且能承受导轨上端较大的负载。直线轴承与导柱的组合运用实现轴线方向运动。
整合上述三方面的结构，由吸盘实现吸取油冷器芯片焊片，由导轨实现焊片向需要摆放的芯片上方输送，由直线轴承与导柱组件实现焊片的摆放。
油冷器芯片的半自动输送，采用了平皮带输送结构，较齿轮齿条、螺旋传动、链轮等输送结构有更好的平稳性和可调性。设计中在皮带输送机构中的动力部分选用同步带轮传动。
同步带传动是一种常用的机械传动．由于它是一种啮合传动 因而带和带轮之间没有相对滑动，从而使主从轮间的传动达到同步。同步带传动和V带、平带相比具有：(1)传动准确，无滑动，能达到同步传动的目的；(2)传动效率高：一般可达98%；(3)速比范围大，允许线速度也高；(4)传递功率范围大。从几十瓦到几百千瓦；(5)结构紧凑，还适用于多轴传动等优点。因此， 同步带传动已应用到各种机械设备上。
 焊片采用焊片装管收集，气缸补料。焊片有序的装于焊片装管内，然后再设置管装板结构，把焊片装管与平台相分离，结构上的分离使焊片装管的装配更为简便。
油冷器芯片需要叠放成组，焊接成油冷器总成。通过举升动作叠放。举升动作一方面是一个输送环节，把零件从举升工位送到叠放工位，空出举升工位，为下一次摆放做准备，另一方面，举升动作又是叠放的一部分。
叠放设备与举升机构在动作执行上按先后次序，当油冷器芯片叠放达到一定数量，需要取走已叠放成组的芯片组。取走的动作采用放置于叠放平台下方的气缸驱动带有弹性张开功能的爪件实现。
本设计运用SolidWorks软件进行零件三维造型。
SolidWorks软件作为一款功能强大的三维造型软件，提供给用户以可靠的三维实体视觉感受，参数化的零部件设计，可使设计者可以在设计初期规避许多动态和静态的干涉问题，三维CAD技术参数化零部件的尺寸，能在较短的时间内组装成套大型设备，再经过仿真模拟，确定设备无误后通过工程图模块导出二维CAD图纸，指导试制，并加以实施生产。运用三围CAD技术的突出优点是可以缩短从设计到试制最后投产的整个周期。
调整尺寸，优化结构。
结构设计中运用了：轴座、UCTM轴承座滑动附件、铝型材、止口垫、气缸的辅助导向组件
等结构件。
轴座的作用就是起到固定导柱的作用。轴座在结构上可以调节内六角螺钉安装导柱。
这个是一种专用轴承座，设计思路是为了让平皮带可调。
支脚、纵梁、横梁一般选用装配线上常用的铝型材，这种结构质量轻，刚度好，侧向的槽和截面中间的孔有利于结构件的安装。
止口垫是一个定位连接件。
在汽缸的运行过程中，汽缸的活塞杆会有转动的趋势，为实现平稳输送，需要一组辅助导向组件防止气缸转动。
直线轴承的作用是为了让导杆能正常的运作，可以减少导杆的磨损。导向套的作用是实现在薄的固定板上固定直线轴承，输送机构中的导向组件结构简单，同样起到防止气缸活塞杆转动的作用。
最后导出装配图和部分零件的二维图。
本次毕业设计是创造设计出新机器,以满足新的生产的需要，蕴含了机械创新设计(Mechanical Creative Design ,MCD)理念，即充分发挥设计者的创造力利用人类已有的相关科学技术成果(含理论、方法、技术原理等),进行创新构思,设计出具有新颖性、创造性及实用性的机构或机械产品(装置)的一种实践活动。
这一MCD过程，凝结了指导老师与设计者的创造性智慧,因而其产品无疑应是科学技术与艺术结晶的产物,具有完满的美学性。
三、研究的方法与技术路线：
研究技法：创造性活动的正常开展和完成，不仅要依赖创造性思维，同时也要掌握并正确运用创造性技法。在机械设计的过程中常常会采用参考引用法，对比分析法，发明法等创新性技法。油冷器芯片焊片自动摆放机的设计过程中运用了这些技法。
技术路线：
1：论证油冷器芯片焊片吸取放置的可行性。内容：采用吸盘（气动执行元件），实现焊片的吸取；采用直线导轨，实现吸取工位与摆放工位的切换；采用直线轴承和导柱，实现摆放。
2：查阅相关资料细化具体结构。内容：弄懂气动系统的执行元件的功能以及了解整个气动系统；选取直线轴承、直线导轨和轴座等零部件；在草稿上描绘他们之间的运动及其连接方式，如果有些不明白的，可以参考手册；在脑中构绘出大致结构形式。
3：确定大致尺寸，运用三维造型软件搭建模型平台。内容：运用SolidWorks的建模、装配模块，对所绘结构进行三维造型；依据零部件之间的配合约束关系，进行装配。
4：为主体功能的完美实现，添加辅助执行机构，修改初选方案的结构尺寸，完善模型。内容：1.添加了输送机构，方便零件的输送自动化的实现；2.添加了举升机构，转移举升工位上的零件；3.添加了叠放机构，自动化叠放零件；4.采用了自动化装配常用的支撑结构。
5：运用solidworks的工程图模块，把前期创建的三维模型导出二维工程图，制作BOM表格，使整个模型系统化。

四、研究的总体安排与进度：
2010年1月15日~3月 7日  详细消化设计任务，查阅文献资料，制定方案草案，
初定技术路线，写出文献综述与开题报告。
3月8日 开题报告方案论证、审定。
3月9日~4月20日 按确定方案进行参数计算，进行结构设计，逐步修改、优化。
4月21日~5月20日 完成装配图和零件图绘制。
5月21日~6月5日 完成毕业论文初稿，完成与题目技术相关外文资料翻译（约1万字符），交审。
6月6日~6月10日 完成资料打印与答辩准备。
6月11日~6月12日 答辩。
五、主要参考文献：
[1] 江洪．陆利锋．SolidWorks动画演示与运动分析实例解析． 北京：机械工业出版社，2005
[2] (美)SolidWorks公司著：叶修梓，陈超祥主编．SolidWorks基础教程：工程图，北京: 机械工业出版社，2007
[3] 江洪等. Solidworks专家疑难解析, 北京：化学工业出版社, 2007
[4] 《机械设计手册》联合编写组编. 机械设计手册, 北京: 化学工业出版社, 1987
[5] 沈惠平. 机械创新设计及其研究,机械科学与技术，1997
[6] 庄工. 同步带传动的设计计算和使用,机械制造，1989
[7] 江洪．SolidWorks建模实例解析，北京： 机械工业出版社，2005
[8] 生信实维公司． SolidWorks基本零件建模．北京：机械工业出版社，2005
[9] 杨随先．SolidWorks2006工业设计实例精解．北京：机械工业出版社，2006
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