發(fā)動機（DA465Q）缸蓋連接螺栓自動裝配裝置設計

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在機械裝配過程中,基礎件和裝配件的傳送、給料和裝配作業(yè)可部分地或全部地實現(xiàn)半自動化或自動化。機械裝配自動化的主要目的是：保證產(chǎn)品質(zhì)量及其穩(wěn)定性，改善勞動條件，提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本。裝配自動化的一般要求是：產(chǎn)品的生產(chǎn)批量較大；產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的自動裝配工藝性好，如裝配工作有良好的可分性，零件容易定向、定位，零件間聯(lián)接多用膠接和焊接代替螺紋聯(lián)接，避免使用墊片等調(diào)整件；采用自動化裝配后應具有較好的經(jīng)濟效果。裝配作業(yè)的自動化程度往往需要經(jīng)過技術經(jīng)濟分析來確定。 2、工業(yè)機器人的應用及其自動裝配線 工業(yè)機器人由于可在一次動作循環(huán)中靈活完成各種動作，從而代替了裝配機中許多復雜部件的功能，使裝配機本身復雜程度大大降低。工業(yè)機器人有固定程序的，也有計算機控制的。由于計算技術的不斷發(fā)展與完善，采用計算機控制似乎已成為當前發(fā)展的方向，其經(jīng)濟效益也為實踐證明是十分顯著的。如日本第二精工社利用STM-1000型機器人裝配汽車喇叭，其廢品率較人工裝配時降低了一半，資金收回僅用3年。在一些工作條件惡劣、勞動強度大的作業(yè)中，它可使工作效率成倍提高。如汽車制造業(yè)沖的車身焊接作業(yè)在美國、日本、法國等幾乎全部采用機器人，可24小時連續(xù)工作，生產(chǎn)效率提高了3～4倍。由于機器人具有動作靈活性，抓手和工具系統(tǒng)的萬能性及準確性，全部采用工業(yè)機器人組成的裝配線，已經(jīng)出現(xiàn). 3、自動裝配技術的發(fā)展方向 發(fā)展具有柔性及可進行多品種裝配的自動裝配線 由于自動裝配線的供料裝置、裝配工作及其控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜及動作頻繁、互鎖嚴格等原因而經(jīng)常發(fā)生故障，降低了裝配線的工作效率。故近代裝配線中，各裝配工位間和分裝與總裝間采用柔性連接的非同步輸送裝置趨勢已成為發(fā)展方向?，F(xiàn)代社會由于對產(chǎn)品需求多樣化，必須使產(chǎn)品不斷更新。為此，能進行中小批量多品種裝配的自動裝配線得到重視與發(fā)展。這一類型裝配線只稍作調(diào)整即可對“同族”性產(chǎn)品進行自動裝配。一般來說，它具有以下特征：廣泛采用“功能模塊式結(jié)構(gòu)技術”以適應產(chǎn)品變化時能方便進行調(diào)整；采用柔性連接的傳輸方式以適應多品種和各工位節(jié)拍時間的變化需要；采用多個自由度裝配機器人、利用電子計算機控制，可對任意不同對象進行預訂計劃的裝配，裝配程序也可利用動作一次做示范作業(yè)循環(huán)，然后將程序貯存到控制計算機中，從而簡化程序的重新調(diào)整。 4、目的、依據(jù)和意義 微型及普及型汽車在我國有很大市場，從0.9到1.6L，價格適合我國國情，適合正在發(fā)展的中國的現(xiàn)況。發(fā)動機是汽車的重要零件之以，隨著現(xiàn)在的設計加工制造技術的發(fā)展，發(fā)動機的裝配方法及技術手段等也在不斷發(fā)展，確定裝配工藝與裝夾方案及設計，從而達到對發(fā)動機裝配工藝進一步的更深了解； 該畢業(yè)設計可以加強常用工具AutoCAD軟件的使用與掌握；加快了解汽車企業(yè)生產(chǎn)裝配工藝設計，制造及應用的過程。 二、設計（論文）的基本內(nèi)容、擬解決的主要問題 1、研究的基本內(nèi)容 根據(jù)實際裝配與檢驗過程的工藝要求，進行了自動裝配與檢驗生產(chǎn)線可行性分析。并結(jié)合實際條件，確定了汽車發(fā)動機缸蓋裝配與檢驗工序的基準，生產(chǎn)用量和工時定額。在此基礎上，確立了最終的生產(chǎn)線。同時，通過對國外同類汽車發(fā)動機生產(chǎn)線參考和借鑒，針對以東安為代表的國內(nèi)特定的生產(chǎn)技術與勞動條件，對其裝配與檢驗工藝規(guī)程進行了詳細設計，最終確立了一套完整的適合國內(nèi)實際情況的汽車發(fā)動機生產(chǎn)線。 （1）分析零部件圖，運用各種知識，機械設計原理選擇裝配路線，據(jù)實際生產(chǎn)條件確定工藝方案及確定幾個關鍵問題（如：關鍵機構(gòu)，裝置，等） （2）通過分析擬定必要的保證清洗要求的設計內(nèi)容：螺栓抓取裝置的設計，驅(qū)動螺栓抓取裝置的傳動機構(gòu)的設計，整體支架的設計。 （3）通過分析設計符合實際的缸蓋連接螺栓自動裝配裝置總體結(jié)構(gòu)設計 （4）通過分析，對檢查裝置進行了結(jié)構(gòu)的設計和理論的分析 （5）完成二維和三維裝配圖； （6）要有對相關項目進行理論分析和設計計算。 （7）圖紙和說明書要符合規(guī)范，標準化，清晰。 2、本課題研究的主要內(nèi)容 本項目研究的主要內(nèi)容是“汽車發(fā)動機缸蓋連接螺栓自動裝配裝置”的設計。并主要解決以下技術問題： 1 螺栓抓取裝置的設計 2 驅(qū)動螺栓抓取裝置的傳動機構(gòu)的設計。 3 整體支架的設計 螺栓的裝配 使發(fā)動機蓋和發(fā)動機缸體的螺孔對正，放入墊片，擰緊螺桿，完成裝配。 總體裝置的構(gòu)思 本設計的任務是在汽車發(fā)動機缸蓋的進出氣門的氣密性檢測之后，醬缸蓋與缸體的連接螺栓自動裝入發(fā)動機缸蓋內(nèi)部的螺栓孔內(nèi)。設計的對象為東安465汽油發(fā)動機的缸蓋，其上一共有10個螺栓，對稱排列在缸蓋兩側(cè)，根據(jù)任務書上規(guī)定的60秒每件的生產(chǎn)能力，本設計選擇分兩次安裝螺栓，即每次5個的方案。 方案一 首先用機械手來完成螺栓的抓取和放下，其次用一個絲桿結(jié)構(gòu)來完成機械手的上下運動并用一個轉(zhuǎn)軸來完成四連桿機構(gòu)在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動，最后由動力裝置帶動一個絲杠傳動機構(gòu)來實現(xiàn)水平面內(nèi)的運動。 方案二 首先用機械手來抓取和放下連接螺栓，其次依靠氣壓，液壓傳動后電傳動驅(qū)動傳動機構(gòu)在導軌上來完成機械手的水平和豎直運動。 比較和綜合煩些上述兩個方案，機械手抓取螺栓的確定應用的，而方案一的四連桿機構(gòu)和轉(zhuǎn)軸運動的穩(wěn)定性比較差，不能應用，而絲杠傳動由于穩(wěn)定性和精度比較高可以應用，而驅(qū)動初步定為氣壓傳動，因為整個生產(chǎn)線大不部分應用的是氣壓傳動，用起來比較方便。 設計方案為通過絲杠船東來帶動機械手來完成水平運動，而用氣壓來完成豎直運動。具體的設計可以大致分為以下三個部分： 1 螺栓抓取裝置的設計 2 驅(qū)動螺栓抓取裝置的傳動機構(gòu)的設計。 3 整體支架的設計 三、技術路線（研究方法） 首先，明確目標，我要做的是什么，研究的課題目的，意義 參考例1： 紙上談來終覺淺，觀察實物，在頭腦中留下深刻印象，閉上眼睛就能想出它的結(jié)構(gòu) 收集同類機構(gòu)的資料，研究分析其工作原理，優(yōu)缺點 在原有的基礎上，進行創(chuàng)新，改革 在實物的基礎上進行合理化構(gòu)思。 初步擬定設計方案，請老師批評指點 完成設計，cad出圖，制造樣品機，進行生產(chǎn)效果，效率測試 如果，機構(gòu)生產(chǎn)效率低，精度差，則需要查缺補漏，改進不足 如果，機構(gòu)合格則批量生產(chǎn)，投入生產(chǎn)中 四、設計（論文）完成后應提交的成果 1、相關零部件三維視圖； 2、二維裝配圖與三維各1套 3、裝置的主要零部件圖6張以上； 4、設計說明書一份（1.5萬字以上） 4、所有設計資料的電子文稿 五、進度安排 （1）熟悉設計任務書，并了解相關材料（網(wǎng)上查閱），準備資料，填寫開題報告；第1~3周（3月3日～3月23日） （2）熟悉零部件圖紙（提出有相應問題），熟練掌握CAD2004以上版本及裝配工藝學：第4~5周（3月24日~4月6日） （3）據(jù)自己所學知識及工廠或其它裝配廠提出設計方法，確定設計方案及設計內(nèi)容，有改進解決問題的方法簡單方案草圖（說明問題），輔助工具excel、word和CAD要有一定使用能力:第6～7周（4月7日～4月20日） （4）螺栓抓取裝置的設計，驅(qū)動螺栓抓取裝置的傳動機構(gòu)的設計，整體支架的設計及中期檢查；第8～9周（4月21日～5月3日） （5）二維裝配圖與三維的設計：第10～11周（5月4日～5月18日） （6）進行理論分析和設計計算及裝置的主要零部件圖設計：12～14周（5月19日～6月8日） （7）總結(jié)設計及編寫說明書，后期檢查審核及修改不足：第15~16周（6月9日～6月22日） （8）畢業(yè)設計答辯準備及答辯 第17周（6月23日～6月 29日） 六、參考文獻 [1] 齊志鵬主編.汽車傳感器和執(zhí)行器的原理與檢修.北京：人民郵電出版社，2006 [2] 騰伯樂主編.中國汽車工業(yè)50年回顧與跨世紀展望.武漢汽車工業(yè)大學學報，2008.21（5） [3] 邱宣懷主編.機械設計.第四版.北京：高等教育出版社，2007 [4] 吳宗澤.羅圣國主編.機械設計課程設計（第二版）.北京：高等教育出版社，2006 [5] 富成科.機械制造基礎[M].人民教育出版社，1991.1 [6] 徐灝.機械設計手冊[M].機械工業(yè)出版社，2002.8 [7] 成大先.機械設計手冊.化學工業(yè)出版社，2002.11 [8] 熊志旺.SEAT發(fā)動機曲軸的結(jié)構(gòu)及工藝性能分析研究[D].南京理工大學，2004 [9] 臧杰.閆巖主編.汽車構(gòu)造.北京：機械工業(yè)出版社，2005.7 [10] 戴同.CAD/CAPP/CAM基本教程.北京：機械工業(yè)出版社，1997 [11] 盛曉敏.鄧朝輝，先進制造技術.北京：機械工業(yè)出版社。2000 [12] 費仁員.Stefan Hesse （德）劉德忠.裝配自動化.機械工業(yè)出版社.2007.7 [13] 王寶璽.賈慶祥主編.汽車制造工藝學.北京：機械工業(yè)出版社.2007.3 [14] Zoran Kunica Bozo Vranjes. 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