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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
題目 軸套雙面自動(dòng)切端面倒角機(jī)—總體三維及運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)計(jì)
二級(jí)學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造極其自動(dòng)化
班 級(jí) 109040205
學(xué)生姓名 喬 臻 學(xué)號(hào) 10904020516
指導(dǎo)教師 羅宏 職稱 教 授
時(shí) 間 2013、5、21
重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 軸套雙面自動(dòng)切端面倒角機(jī)—總體三維及運(yùn)動(dòng)仿真
目 錄
摘 要 ……………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract …………………………………………………………………………Ⅱ
1 緒論…………………………………………………………………………………1
2 總體設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………1
2.1 方案分析 ………………………………………………………………………2
3 工作原理……………………………………………………………………………2
4 三維設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………3
4.1 實(shí)現(xiàn)軟件介紹…………………………………………………………………3
4.2 三維實(shí)體造型…………………………………………………………………3
4.2.1 料倉(cāng)實(shí)體三維造型…………………………………………………………3
4.2.2 振動(dòng)式料盤的實(shí)體三維造型 ……………………………………………7
4.2.3 夾具機(jī)構(gòu)汽缸的實(shí)體三維造型…………………………………………17
4.2.4 夾具結(jié)構(gòu)的滑座實(shí)體三維造型…………………………………………24
4.2.5 夾具機(jī)構(gòu)的汽缸實(shí)體三維造型…………………………………………26
4.2.6 進(jìn)給加工系統(tǒng)的箱體實(shí)體三維造型……………………………………31
4.2.7 其他零件的三維造型……………………………………………………35
4.3 虛擬裝配 ……………………………………………………………………42
4.3.1 裝配綜述…………………………………………………………………42
4.3.2 裝配實(shí)例…………………………………………………………………42
5 運(yùn)動(dòng)仿真 …………………………………………………………………………45
5.1 運(yùn)動(dòng)仿真的創(chuàng)建………………………………………………………………45
6 結(jié)論 ………………………………………………………………………………48
致謝 …………………………………………………………………………………49
參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………50
文獻(xiàn)綜述 ……………………………………………………………………………51
摘 要
隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的發(fā)展，企業(yè)對(duì)軸套加工的效率也越來越高。于此，本組設(shè)計(jì)了一個(gè)軸套雙面自動(dòng)切端面倒角的專用機(jī)床，車兩端面和倒角只需要5秒鐘。本文用SolidWorks軟件對(duì)軸套雙面自動(dòng)切端面倒角機(jī)床進(jìn)行三維造型和運(yùn)動(dòng)仿真，模擬軸套加工的真實(shí)環(huán)境。運(yùn)動(dòng)結(jié)果與真實(shí)環(huán)境中軸套的加工一致，具有一定的參考性。
關(guān)鍵詞：專用機(jī)床；三維造型；運(yùn)動(dòng)仿真
I
Abstract
With the development of economy and technology, enterprise of shaft processing efficiency is also more and more high. In this design, the machine automatically cut end surface chamfer an axle sleeve double-side, only need 5 seconds two face and chamfer. In this paper, using SolidWorks software for axle sleeve double-side automatic cut end chamfering machine for 3D modeling and motion simulation, simulation of the real environment of shaft processing. Consistent results with the shaft sleeve machining motion in real environment, has a certain reference.
Key words: Special machine tool; modeling; simulation
II
1 緒論
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)是世界各國(guó)十分重視的一項(xiàng)高新技術(shù)。仿真是以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，根據(jù)用戶的要求，建立實(shí)際系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并使之轉(zhuǎn)換為仿真模型，在不同的工況下，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中運(yùn)行演示，從而真實(shí)地展現(xiàn)實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的過程。它是涉及計(jì)算數(shù)學(xué)、工程控制、各種實(shí)際系統(tǒng)的專業(yè)知識(shí)，計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)等多科學(xué)領(lǐng)域的一項(xiàng)綜合性高科技技術(shù)。是科學(xué)工作者、工程技術(shù)人員、運(yùn)行操作人員進(jìn)行系統(tǒng)分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)、性能評(píng)估、運(yùn)行試驗(yàn)、教育培訓(xùn)、操作訓(xùn)練的有力工具。它在國(guó)防、能源、交通、航空航天等重要的軍事與非軍事領(lǐng)域，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。美國(guó)1992年提出的22項(xiàng)國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)報(bào)告中，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)被列為16項(xiàng)。同年提出的21項(xiàng)國(guó)防及軍事重點(diǎn)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)報(bào)告中，被列為第6項(xiàng)。足見其在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中的重要地位。[1]
傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是首先在設(shè)計(jì)者頭腦中建立起產(chǎn)品的三維實(shí)體形狀后借助于正投影的方法，把頭腦的中的三維實(shí)體投影為多二維視圖。在讀圖時(shí)又需要將各個(gè)視圖的信息通過想象加以綜合，在頭腦中恢復(fù)回原來的三維實(shí)體形狀，再進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)，加工等工作。這樣一個(gè)復(fù)雜的過程，大大降低工作效率，且容易出錯(cuò)。運(yùn)用SolidWorks系統(tǒng)進(jìn)行三維實(shí)體設(shè)計(jì)技術(shù)，采用新的三維-二維-三維的新模式，通過計(jì)算設(shè)計(jì)訓(xùn)練，培養(yǎng)了空間想象力和設(shè)計(jì)思想表達(dá)能力。[2]
目前，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的已經(jīng)廣泛地在各個(gè)領(lǐng)域里：汽車制造業(yè)、工程機(jī)械、航天航空業(yè)、國(guó)防工業(yè)及通用機(jī)械制造業(yè)；所設(shè)計(jì)到的產(chǎn)品從龐大的卡車到照相機(jī)的快門，天上的火箭到輪船上的錨機(jī)。在各個(gè)領(lǐng)域里，針對(duì)各種不同的產(chǎn)品，虛擬模型技術(shù)都為用戶節(jié)省了開支和時(shí)間，并提供了滿意的設(shè)計(jì)方案。[3]
SolidWorks以其優(yōu)異的三維設(shè)計(jì)功能，操作簡(jiǎn)單等一系列的優(yōu)點(diǎn)，極大地提高了設(shè)計(jì)效率。利用SolidWorks不僅可以生成二維工程圖，而且可以生成三維零件，實(shí)現(xiàn)零件的三維實(shí)體造型。用戶還可以利用其運(yùn)動(dòng)防真功能，通過運(yùn)動(dòng)仿真來展現(xiàn)零件加工的真實(shí)動(dòng)作。
SolidWorks軟件在造型設(shè)計(jì)和仿真領(lǐng)域里占有一席之地，是世界銷售套數(shù)最多的三維軟件，占有率第一，顧客滿意度高，是市場(chǎng)快速增長(zhǎng)的領(lǐng)軍者。[4]為了模擬所設(shè)計(jì)的軸套雙面自動(dòng)切端面倒角機(jī)的真實(shí)工作情況和對(duì)軸套加工的直觀認(rèn)識(shí)與后續(xù)機(jī)床的改進(jìn)，用SolidWorks軟件對(duì)設(shè)計(jì)的軸套切端面自動(dòng)倒角機(jī)的零件進(jìn)行三維造型并裝配和運(yùn)動(dòng)仿真。
2 總體方案設(shè)計(jì)
根據(jù)本組的討論，設(shè)計(jì)方案有二
方案1：采用水平布局，以工件為原點(diǎn)，X方向?yàn)樽笥覄?dòng)力系統(tǒng)，由氣動(dòng)滑臺(tái)、電機(jī)、主軸箱和刀盤組成。Y方向?yàn)閵A具系統(tǒng)，由V型塊夾具、氣功滑臺(tái)組成。左動(dòng)力頭后方為自動(dòng)上料系統(tǒng)，由料倉(cāng)、振動(dòng)式料盤、料道、機(jī)械手組成。
方案1各機(jī)構(gòu)動(dòng)作順序：
振動(dòng)式料盤將工件整理排序→運(yùn)送到料道儲(chǔ)料→隔料機(jī)構(gòu)將工件分隔→機(jī)械手將工件送到夾具到位→夾具夾緊→左右動(dòng)力頭同時(shí)進(jìn)刀到位→左右動(dòng)力頭退刀到位→夾具松開→自動(dòng)落料→機(jī)械手將工件送到夾具到位→循環(huán)工作
方案2：采用水平布局，以工件為原點(diǎn)，X方向?yàn)樽笥覄?dòng)力系統(tǒng)，由氣動(dòng)滑臺(tái)、電機(jī)、主軸箱和刀盤組成。Y方向?yàn)閵A具系統(tǒng)，由V型塊夾具、氣功滑臺(tái)組成。左動(dòng)力頭后方為自動(dòng)上料系統(tǒng)，由料倉(cāng)、振動(dòng)式料盤、料道、推料裝置組成。
方案2各機(jī)構(gòu)動(dòng)作順序：
振動(dòng)式料盤將工件整理排序合格→運(yùn)送到料道儲(chǔ)料→隔料機(jī)構(gòu)將工件分隔離→自動(dòng)送料機(jī)構(gòu)將工件送到夾具到位→夾具夾緊→夾具送到加工位置→左右動(dòng)力頭進(jìn)刀→加工到位→左右動(dòng)力頭退刀到位→夾具退回→夾具松開→自動(dòng)落料→自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)工作→循環(huán)工作
2.1 方案分析
方案1和方案2在切削方式，主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)上保持一致。主要是自動(dòng)上料機(jī)構(gòu)和自動(dòng)上料方式有所不同。不同點(diǎn)如下：
方案1采用機(jī)械手可以提高機(jī)床的自動(dòng)化程度，提高加工效率。機(jī)械手占用空間小，布局更加方便。
方案2采用機(jī)構(gòu)方式實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上料，振動(dòng)式料盤將工件整理后由料道運(yùn)送到待加工位置，料道同時(shí)也有儲(chǔ)料的作用。推桿將工件推到夾具中到位，同時(shí)也將工件隔開。夾具夾緊，推桿退回。推桿同時(shí)也起到隔料的作用。
最終我們小組討論決定放棄第一種方案，選擇了方案2來加以細(xì)化，將方案2進(jìn)一步具體化。
3. 工作原理
控制料倉(cāng)倉(cāng)門的氣缸1得電，料倉(cāng)門打開，貯存在料倉(cāng)中的毛坯落入振盤；振動(dòng)式料盤將工件整理排序，氣缸2推桿機(jī)構(gòu)的氣缸得電，氣缸推桿把毛坯送入夾具中，夾具機(jī)構(gòu)控制夾具的汽缸3得電，夾具夾緊毛坯，氣缸推桿退回原位；夾具機(jī)構(gòu)控制滑臺(tái)滑動(dòng)的的汽缸4得電，夾具滑動(dòng)到加工位置，夾具機(jī)構(gòu)保持靜止；控制進(jìn)給加工機(jī)構(gòu)的氣缸5和6得電，進(jìn)給加工機(jī)構(gòu)對(duì)毛坯進(jìn)給加工；加工完后，進(jìn)給加工機(jī)構(gòu)退回原位；汽缸4得電夾具退回原位，汽缸3得電，夾具松開，自動(dòng)落料。往復(fù)以上循環(huán)。裝配圖如圖1。
4 三維設(shè)計(jì)
4.1實(shí)現(xiàn)軟件簡(jiǎn)介
SolidWorks是功能強(qiáng)大的三維CAD設(shè)計(jì)軟件，是美國(guó)SolidWorks公司開發(fā)的基于Windows操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)軟件。SolidWorks相對(duì)于其他CAD設(shè)計(jì)軟件來說，簡(jiǎn)單易學(xué)，具有高效的。簡(jiǎn)單的實(shí)體建模功能，并可以利用SolidWorks集成的輔助功能對(duì)設(shè)計(jì)的實(shí)體模型進(jìn)行一系列計(jì)算機(jī)輔助分析，以便更好地滿足設(shè)計(jì)需要，節(jié)省設(shè)計(jì)成本，提高設(shè)計(jì)效率。[5] 不僅如此，Solidworks還是世界銷售套數(shù)最多的三維軟件，占有率第一，顧客滿意度最高，是市場(chǎng)快速增長(zhǎng)的領(lǐng)軍者, 是集零件設(shè)計(jì)、虛擬裝配、機(jī)構(gòu)仿真、模具開發(fā)、逆向工程、有限元分析等功能于一體的新一代的產(chǎn)品造型系統(tǒng),能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)至生產(chǎn)全過程集成到一起,實(shí)現(xiàn)并行工程設(shè)計(jì)。于此根據(jù)本組組員所設(shè)計(jì)零件的二維圖紙，用SolidWorks軟件對(duì)設(shè)計(jì)的零件進(jìn)行三維造型并用造型的三維零件裝配成機(jī)構(gòu)。
4．2 三維實(shí)體造型
solidworks是以基于特征、參數(shù)化設(shè)計(jì)和單一數(shù)據(jù)庫(kù)而著稱于世,工程設(shè)計(jì)人員采用具有智能特性的特征生成模型, 如凸臺(tái)( Pad ) 、筋( Ribs) 、倒角(Chamfers)和抽殼( Shells)等,特征的參數(shù)通過符號(hào)式賦予形體尺寸,任何一個(gè)參數(shù)改變,其也相關(guān)的特征也會(huì)自動(dòng)修正,這一功能特性給工程設(shè)計(jì)者提供了在設(shè)計(jì)上從未有過的簡(jiǎn)易和靈活。
軸套雙面自動(dòng)切端面倒角機(jī)造型的過程就是對(duì)每個(gè)零部件進(jìn)行三維模型設(shè)計(jì)的過程。按照設(shè)計(jì)的要求,利用solidworks中的凸臺(tái)、旋轉(zhuǎn)、陣列、圓角等基本操作建立各個(gè)零件三維模型。當(dāng)模型參數(shù)尺寸進(jìn)行更改時(shí),三維模型的形狀,也會(huì)隨之做相應(yīng)的改變。進(jìn)行實(shí)體造型后,零件的體積、重心及質(zhì)量只要通過查看物理特性就可以列表形式表示出來,提高了設(shè)計(jì)的工作效率。
4.2.1料倉(cāng)實(shí)體三維造型
(1)單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄中的“新建”工具，新建一個(gè)零件文件。
(2)在特征管理器設(shè)計(jì)樹中選擇“前視基準(zhǔn)面”，單擊草圖繪制工具。
(3)單擊“邊角矩形”工具，繪制一個(gè)“原點(diǎn)”在矩形框內(nèi)的矩形，并用單擊“智能尺寸”，根據(jù)圖紙輸入數(shù)據(jù)，如圖2所示，并單擊確定。
圖2
(4)單擊“退出草圖”，并單擊“拉伸凸臺(tái)”，高度設(shè)為100.單擊“確定”。
(5)單擊參考幾何體工具欄上的“基準(zhǔn)面”，第一參考點(diǎn)“前視基準(zhǔn)面”，距離設(shè)定為200，并勾選“反轉(zhuǎn)”，如圖3所示。
圖3
(6)右擊基準(zhǔn)面1，單擊“草圖繪制”，單擊以原點(diǎn)的“邊角矩形”工具，以原點(diǎn)投影到“前視基準(zhǔn)面”的點(diǎn)為中心畫一矩形，單擊“智能尺寸”，按圖紙輸入數(shù)據(jù)，退出草圖。如圖4。
圖4
(7)單擊“放樣”，在“輪廓”選項(xiàng)下單擊草圖2和面1，點(diǎn)擊“確定”。如圖5所示
圖5
(8)單擊“抽殼”，在“參數(shù)”欄輸入數(shù)據(jù)5，在“移除的面”欄選擇面1,單擊確定。
(9)捕捉下底面的矩形并拉伸一個(gè)高度為80的凸臺(tái)。
(10) 在特征管理器設(shè)計(jì)樹中選擇“上視基準(zhǔn)面”，右擊選擇“草圖繪制”，按二維圖紙的數(shù)據(jù)輸入一個(gè)平心四邊形，退出草圖，拉伸高度為300的凸臺(tái)。
(11)在(10)步中的凸臺(tái)的側(cè)面編輯草圖，單擊“智能尺寸”，按圖紙所標(biāo)注的數(shù)據(jù)輸入尺寸，退出草圖，單擊“拉伸凸臺(tái)”，輸入數(shù)據(jù)5,單擊確定。在以“鏡向”命令鏡向凸臺(tái)。
(12)在料倉(cāng)內(nèi)部底面按圖紙編輯草圖，拉伸切除至草圖尺寸，如圖6所示。
圖6
在與滑道連接的面上編輯草圖至圖紙尺寸，退出草圖，另編輯一側(cè)面的草圖，繪制一直線，退出草圖，單擊“掃描切除”，如圖7。
圖7
(13)在“前視基準(zhǔn)面”上，繪制草圖并拉伸凸臺(tái)至圖紙尺寸。
(14)在料倉(cāng)的四個(gè)邊角拉伸凸臺(tái)至圖紙尺寸。
(15)在滑道下地面繪制草圖并拉伸凸臺(tái)。
(16) 右擊設(shè)計(jì)樹中的“上視基準(zhǔn)面”，單擊正視于；以導(dǎo)向塊的左側(cè)面為第一參考，單擊平行，距離輸入61.5，在該基準(zhǔn)面上繪制草圖，尺寸按圖紙上的數(shù)據(jù)輸入，退出草圖，拉伸凸臺(tái)。
(17) 在(16)步建的凸臺(tái)基礎(chǔ)上繪制M16的螺紋孔。
(18) 按設(shè)計(jì)圖紙繪制各橫梁，并在底端繪制M8的螺紋孔。料倉(cāng)三維零件圖
如圖8所示。
圖 8
4.2.2振動(dòng)式料盤的實(shí)體三維造型
(1)單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄中的“新建”工具，新建一個(gè)零件文件。
(2)在特征管理器設(shè)計(jì)樹中選擇“前視基準(zhǔn)面”，單擊草圖繪制工具
(3)以原點(diǎn)為中心，繪制直徑為350的圓，退出草圖，單擊“拉伸凸臺(tái)”，拉伸高度輸入160。
(4)拉伸切除凸臺(tái)至圖紙?jiān)O(shè)計(jì)尺寸。
(5)在“上視基準(zhǔn)面”上建一草圖，如圖9所示，退出草圖，單擊“旋轉(zhuǎn)”，如圖10所示。
圖9
圖10
(5)以料盤底面為第一參考，距離為61.5創(chuàng)建一基準(zhǔn)面，如圖11所示，在該基準(zhǔn)面上繪制一以原點(diǎn)為圓心的圓，退出草圖，單擊“曲線”菜單下“螺旋線/渦狀線”，彈出一圖框，如圖12所示，輸入數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊“確定”。
圖11
圖12
(6)在螺旋凸臺(tái)的末端繪制草圖，如圖13，單擊智能尺寸，按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)尺寸輸入數(shù)據(jù)，退出草圖，單擊“拉伸凸臺(tái)” ，長(zhǎng)度輸入120，單擊“確定” ， 退出草圖。
圖13
(7)在上一步繪制的凸臺(tái)末端編輯草圖，繪制如圖14所示的草圖，按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)尺寸輸入數(shù)據(jù)，退出草圖，單擊“拉伸切除”，在給定深度一欄輸入數(shù)據(jù)120，
勾選“確定” 。
圖14
(8)繪制如圖15所示的草圖，拉伸凸臺(tái)120 。
圖15
繪制如圖16所示的草圖，拉伸凸臺(tái)120 。
圖16
(9) 右擊料盤內(nèi)部的凸臺(tái)，繪制草圖，捕捉原點(diǎn)，繪制“點(diǎn)”，退出草圖，在特征工具欄上單擊“異形孔向?qū)А?，如圖17，孔類型選擇柱“形沉頭孔”，
“標(biāo)準(zhǔn)”選擇為Gb，“類型”為六角頭螺栓C級(jí)GB/T5780—2000，孔規(guī)格為M14，“終止條件”為完全貫穿。單擊“位置”并選擇草圖的“點(diǎn)”，點(diǎn)擊確定。如圖18。
圖17
圖18
(10) 在料倉(cāng)內(nèi)部，掃描兩凸臺(tái)。如圖19 。
、
圖19
(11)單擊設(shè)計(jì)樹中基準(zhǔn)面14，繪制草圖，如圖20所示，退出草圖；右擊滑道凸臺(tái)，繪制草圖，單擊“智能尺寸”，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的設(shè)計(jì)尺寸，繪制草圖，如圖21所示，退出草圖，在特征工具欄上單擊掃描，彈出一對(duì)話框，輪廓選項(xiàng)選擇草圖41，路徑選項(xiàng)選擇草圖43，如圖22，勾選“確定”按鈕。
圖20
圖21
圖22
(12)單擊設(shè)計(jì)樹中的“前視基準(zhǔn)面” ，單擊特征工具欄“參考幾何體”選擇“基準(zhǔn)面” ，彈出一對(duì)話框，在第一參考欄選擇草圖43中的“點(diǎn)108”，如圖23，點(diǎn)擊“確定”。
圖23
(13)右擊滑道末端，繪制草圖，如圖24所示，退出草圖。右擊設(shè)計(jì)樹中的基準(zhǔn)面16，繪制草圖，單擊“智能尺寸”，按設(shè)計(jì)圖紙上的尺寸輸入數(shù)據(jù)，如圖25所示，退出草圖，單擊特征工具欄中的“掃描”，彈出一對(duì)話框，如圖26，輪廓選擇草圖50，路徑選擇草圖52 ，勾選“確定” 。
圖24
圖25
圖26
(14)單擊設(shè)計(jì)樹中的“上視基準(zhǔn)面”，單擊特征工具欄“參考幾何體”選擇“基準(zhǔn)面”，彈出一對(duì)話框，在第二參考欄選擇草圖52中的直線4，如圖27，勾選“確定”。
圖27
(15)右擊滑道末端，繪制草圖，如圖28所示，退出草圖。右擊設(shè)計(jì)樹中的基準(zhǔn)面20，繪制草圖，單擊“智能尺寸”，按設(shè)計(jì)圖紙上的尺寸輸入數(shù)據(jù)，如圖29所示，退出草圖，單擊特征工具欄中的“掃描”，彈出一對(duì)話框，如圖30，輪廓選擇草圖55，路徑選擇草圖54 ，勾選“確定”。
圖28
圖29
圖30
(16)在于滑到接觸的凸臺(tái)添加圓角。振盤三維實(shí)體圖如圖31所示。
圖31
4.2.3夾具機(jī)構(gòu)底座的實(shí)體三維造型
(1)單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄中的“新建”工具，新建一個(gè)零件文件。
(2)在特征管理器設(shè)計(jì)樹中選擇“前視基準(zhǔn)面”，單擊草圖繪制工具。
(3)按設(shè)計(jì)的二維圖紙，繪制草圖，單擊“智能尺寸”，按設(shè)計(jì)圖紙的設(shè)計(jì)尺寸輸入數(shù)據(jù)，如圖32所示。退出草圖，在特征工具欄上單擊“拉伸凸臺(tái)”，終止條件為兩側(cè)對(duì)稱，深度為52，單擊“確定”。
圖34
(6)右擊設(shè)計(jì)樹中的“上視基準(zhǔn)面”，正視于，右擊小凸臺(tái)繪制草圖，繪制一點(diǎn)，單擊“智能尺寸”，按設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)注的尺寸輸入數(shù)據(jù)，如圖35所示，退出草圖，單擊特征工具欄中的“異形孔向?qū)А?，孔類型下選擇直螺紋孔，孔規(guī)格選擇M8，終止條件為給定深度，盲孔深度為22.25，螺紋線深度為16，單擊確定。單擊特征工具欄中的“鏡向”命令，“鏡向面/基準(zhǔn)面” 選擇“前視基準(zhǔn)面”，“要鏡向的特征”選擇M8螺紋孔11，單擊確定，如圖37所示。
圖35
圖36
圖37
(7) 右擊設(shè)計(jì)樹中的“前視基準(zhǔn)面”，正視于，右擊長(zhǎng)凸臺(tái)左側(cè)面繪制草圖，運(yùn)用特征工具欄中的“異形孔向?qū)А?、“切除拉伸”、“鏡向”命令生成設(shè)計(jì)圖紙中的螺紋孔。三維造型如圖38所示。
圖38
(8) 右擊設(shè)計(jì)樹中的“前視基準(zhǔn)面”，正視于，右擊長(zhǎng)凸臺(tái)繪制草圖，單擊“智能尺寸”，按設(shè)計(jì)圖紙標(biāo)注的尺寸輸入數(shù)據(jù)，如圖39所示，退出草圖，拉伸切除凸臺(tái)，如圖40所示。
圖39
圖40
(9)右擊設(shè)計(jì)樹中的“前視基準(zhǔn)面”，正視于，右擊左上凸臺(tái)繪制草圖，并按設(shè)計(jì)草圖標(biāo)注的尺寸輸入數(shù)據(jù)，如圖41所示，單擊特征工具欄中的“拉伸凸臺(tái)”命令，拉伸厚度為2，擊確定。單擊鏡向命令，以前視基準(zhǔn)面為鏡向面，要鏡向的特征選擇凸臺(tái)-拉伸4，單擊確定。右擊設(shè)計(jì)樹中的“上視基準(zhǔn)面” ，正視于，右擊底座底面繪制草圖，繪制如圖42的草圖，退出草圖，單擊特征工具欄中的“拉伸凸臺(tái)” ，拉伸厚度設(shè)為30 ，單擊確定。右擊底座繪制草圖，捕捉并繪制矩形，如圖43所示，退出草圖，在特征工具欄中單擊“拉伸切除” ，完全貫穿。
圖41
圖42
圖43
(10)拉伸底面的凸臺(tái)的長(zhǎng)度，拉伸高度為46，以“前視基準(zhǔn)面”為鏡向面，鏡向凸臺(tái)-拉伸6。建立一個(gè)與底座左側(cè)面平行且距離為151.885的基準(zhǔn)面，右擊設(shè)計(jì)樹中的“前視基準(zhǔn)面” ，正視于，右擊斜形凸臺(tái)繪制草圖，如圖44所示，拉伸切除凸臺(tái)，完全貫穿，在直角處添加一半徑為5圓角。
圖44
(11)右擊設(shè)計(jì)樹中的“上視基準(zhǔn)面” ，正視于，右擊底面凸臺(tái)繪制草圖，并按設(shè)計(jì)草圖標(biāo)注的尺寸輸入數(shù)據(jù)繪制草圖，如圖45所示，退出草圖，右擊特征工具欄中的“異型孔向?qū)А?，成形M6的螺紋，完全貫穿，單擊確定。鏡向螺紋，如圖46所示。
圖45
圖46
4.2.4 夾具機(jī)構(gòu)的滑座實(shí)體三維造型
(1)單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄中的“新建”工具，新建一個(gè)零件文件。
(2)在特征管理器設(shè)計(jì)樹中選擇“前視基準(zhǔn)面”，單擊草圖繪制工具。
(3)按設(shè)計(jì)的二維圖紙，繪制草圖，單擊“智能尺寸” ，按設(shè)計(jì)圖紙的設(shè)計(jì)尺寸輸入數(shù)據(jù)，如圖47，退出草圖，單擊特征工具欄中的“拉伸凸臺(tái)”命令，終止條件為兩側(cè)對(duì)稱，厚度回60 ，單擊確定。
(4)右擊設(shè)計(jì)樹中的“前視基準(zhǔn)面” ，右擊凸臺(tái)繪制草圖，如圖48，退出草圖，拉伸凸臺(tái)，高度為25，繪制邊線的圓角，半徑為2 。以前視基準(zhǔn)面為鏡向面，鏡向凸臺(tái)，如圖49。
圖47
圖48
圖49
(5)右擊設(shè)計(jì)樹中的“上視基準(zhǔn)面” ，正視于，右擊中間凸臺(tái)繪制草圖；繪制一“點(diǎn)” ，如圖50所示，退出草圖。單擊特征工具欄“異型孔導(dǎo)向” ，成形為盲孔深度為6，螺旋線深度為4的M6螺紋孔。分別以前視基準(zhǔn)面，右視基準(zhǔn)面為鏡向面，鏡向螺紋孔。如圖51 。
圖50
圖51
4.2.5夾具機(jī)構(gòu)汽缸的實(shí)體三維造型
(1)單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄中的“新建”工具，新建一個(gè)零件文件。在特征管理器設(shè)計(jì)樹中選擇“前視基準(zhǔn)面” ，單擊草圖繪制工具，繪制草圖。以原點(diǎn)為中心，繪制一矩形框，單擊“智能尺寸” ，按設(shè)計(jì)圖紙的設(shè)計(jì)尺寸輸入數(shù)據(jù)，如圖52所示。退出草圖，在特征工具欄上單擊“拉伸凸臺(tái)” ，終止條件為兩側(cè)對(duì)稱，深度為20，單擊“確定”。
圖52
(2)右擊設(shè)計(jì)樹中的“前視基準(zhǔn)面” ，正視于，右擊凸臺(tái)繪制一以原點(diǎn)為原心，半徑為23的圓，退出草圖，右擊特征工具欄中的“拉伸凸臺(tái)” ，給定深度為5。單擊“確定” 。右擊該凸臺(tái)，繪制以原點(diǎn)為圓心，直徑為35的圓的草圖，退出草圖，拉伸切除，終止條件為完全貫穿。
(3)以凸臺(tái)的另一面繪制草圖，草圖如圖53所示，退出草圖，拉伸凸臺(tái)，拉伸距離為35 。以該面為基準(zhǔn)面繪圖，以原點(diǎn)為圓心，直徑為61畫圓，退出草圖，拉伸切除，完全貫穿。又以該面為基準(zhǔn)面繪制一圓環(huán)，拉伸凸臺(tái)，拉伸距離為160 。
圖53
(4)單擊“前視基準(zhǔn)面”，正視于，在矩形凸臺(tái)上繪制草圖，如圖54所示。
退出草圖，單擊“異型孔向?qū)А?，生成盲孔深度為48.5,螺紋線深度為36的M18螺紋孔。以上視基準(zhǔn)面和右視基準(zhǔn)面為鏡向面鏡向M18的螺紋孔。如圖55所示。
圖54
圖55
(5)以凸臺(tái)-拉伸3拉伸的凸臺(tái)的末端為基準(zhǔn)面繪制一正方形，如圖56所示，拉伸凸臺(tái)，拉伸長(zhǎng)度為40，在此拉伸凸臺(tái)的末端繪制以原點(diǎn)為圓心的直徑為61的圓的草圖，退出草圖，拉伸切除，拉伸距離為40。
圖56
(6)如圖57所示，在該凸臺(tái)上繪制一圓環(huán)，拉伸凸臺(tái)，拉伸長(zhǎng)度為155。以圓環(huán)的末端為基準(zhǔn)面繪制以原點(diǎn)為中心，邊長(zhǎng)為80的正方形，拉伸凸臺(tái)，拉伸長(zhǎng)度為25。單擊設(shè)計(jì)樹中的“前視基準(zhǔn)面”，以小凸臺(tái)為基準(zhǔn)面繪制草圖，如圖59所示，退出草圖，單擊“異型孔向?qū)А?，生成盲孔深度?00，螺紋線深度為390的M8螺紋孔。以上視基準(zhǔn)面和右視基準(zhǔn)面為鏡向面鏡向M8的螺紋孔。
圖57
圖59
(7)拉伸凸臺(tái)繪制一凸臺(tái)，如圖60所示。在該凸臺(tái)的兩側(cè)面中興拉伸切除直徑為4，長(zhǎng)度為20的圓孔，在凸臺(tái)的前后面拉伸切除直徑為6，長(zhǎng)度為15的圓孔，如圖61。
圖60
圖61
4.2.6 進(jìn)給加工系統(tǒng)箱體的實(shí)體三維造型
(1)單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄中的“新建”工具，新建一個(gè)零件文件。
(2)在特征管理器設(shè)計(jì)樹中選擇“前視基準(zhǔn)面” ，單擊草圖繪制工具，繪制草圖。以原點(diǎn)為中心，繪制一矩形框，單擊“智能尺寸” ，按設(shè)計(jì)圖紙的設(shè)計(jì)尺寸輸入數(shù)據(jù)，如圖61所示。退出草圖，在特征工具欄上單擊“拉伸凸臺(tái)” ，終止條件為兩側(cè)對(duì)稱，深度為20，單擊“確定”
圖61
(3)右擊設(shè)計(jì)樹中的“右視圖基準(zhǔn)面” ，正視于，在該凸臺(tái)上繪制一個(gè)以原點(diǎn)為圓心，直徑為80的圓，拉伸切除，拉伸深度為100。在凸臺(tái)的另一面，繪制一原點(diǎn)為圓心，直徑為64草圖，拉伸切除，終止條件為成形到一面。
(4) 右擊設(shè)計(jì)樹中的“前視圖基準(zhǔn)面” ，正視于，在正視于的面上繪制一矩形，單擊“智能尺寸” ，按設(shè)計(jì)圖紙的標(biāo)注尺寸輸入數(shù)據(jù)，如圖62，退出草圖，拉伸凸臺(tái)，拉伸長(zhǎng)度為22。以“前視基準(zhǔn)面”為鏡向面，鏡向該凸臺(tái)。、
圖62
(5)右擊凸臺(tái)，單擊草圖，繪制一矩形，用智能尺寸修改草圖尺寸，修改后的草圖如圖63所示，退出草圖，單擊特征工具欄上的“異型孔向?qū)А?，生成M10的螺紋孔。以“前視基準(zhǔn)面”為鏡向面，鏡向M10的螺紋孔。
圖63
(6)右擊設(shè)計(jì)樹中的“右視圖基準(zhǔn)面” ，正視于，在箱體頂面繪制草圖，如圖64所示，退出草圖，單擊特征工具欄上的“異型孔向?qū)А?，生成盲孔深度為27.50，螺紋線深度為20的M10螺紋孔。以“前視基準(zhǔn)面”為鏡向面，鏡向兩M10的螺紋孔。
圖64
(7)正視于Φ64的異型孔，在該面上繪制草圖如圖65所示，退出草圖，單擊特征工具欄上的“異型孔向?qū)А保鐖D65所示，生成一盲孔深度為23.50，螺線深度為16的M10螺紋孔。以“右視基準(zhǔn)面”和“原點(diǎn)”建立基準(zhǔn)軸2,以基準(zhǔn)軸2為陣列軸，陣列6個(gè)M10的螺紋孔。同理，正視于Φ80的異型孔，在該面上繪制草圖如圖67所示，退出草圖，單擊特征工具欄上的“異型孔向?qū)А?，生成一盲孔深度?3.50，螺線深度為16的M10螺紋孔。以該基準(zhǔn)軸2為陣列軸，陣列6個(gè)M10的螺紋孔。
圖65
圖66
箱體的三維造型完成，如圖68所示。
圖67
圖68
4.2.7 其他零件的三維造型
(1)料倉(cāng)氣缸零件的三維造型氣缸支撐架，如圖69
圖69
氣缸鎖緊螺母，如圖70
圖70
氣缸推桿，如圖71
圖71
氣缸推桿，如圖72
圖72
(2)夾具機(jī)構(gòu)零件的三維造型。
夾具1，如圖73
圖73
夾具1，如圖74
圖74
夾具支板，如圖75
圖75
夾具汽缸連接零件，如圖75-76
圖75
圖76
夾具支座，如圖77
圖77
（1） 進(jìn)給系統(tǒng)零件的三維造型馬達(dá)，如圖78
圖78
工字型支座，如圖79
圖79
端蓋，如圖80-81
圖80
圖81
帶輪，如圖82-83
圖82
圖82
錐套，如圖83
圖83
主軸，如圖84
圖85
刀盤，如圖86
圖86
刀具刀盤連接零件，如圖87-1、87-2
圖87-1
圖87-2
刀具，如圖88
如圖88
滑動(dòng)導(dǎo)軌，如圖89
圖89
床身，如圖90
圖90
4．3 虛擬裝配
4.3.1 裝配綜述
裝配是將組件通過組織，定位，組成具有一定功能的產(chǎn)品模型的過程，裝配操作不是將組件復(fù)制到裝配體中去，而是在裝配體中對(duì)組件進(jìn)行引用，一個(gè)組件可以被多個(gè)裝配引用，也可以被一個(gè)裝配體引用多次，當(dāng)零件被修改時(shí)，裝配部件也隨之改變。solidworks是一個(gè)參數(shù)化組裝管理系統(tǒng),能提供用戶自定義手段去生成一組組裝系列及可自動(dòng)地更換零件。軸套雙面自動(dòng)切端面倒角機(jī)是一個(gè)復(fù)雜的裝配體,包含自動(dòng)上下料裝置、推桿機(jī)構(gòu)、夾具機(jī)構(gòu)、加工進(jìn)給系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)件等,根據(jù)已經(jīng)建立的三維零件模型,按照各零部件裝配位置關(guān)系,利用平行、重合、同軸心等約束關(guān)系,在工作臺(tái)上建立總裝配體。
4.3.2 裝配實(shí)例
(1)新建一個(gè)裝配體，在開始裝配體中添加零件，進(jìn)入繪圖界面的第一個(gè)零件自動(dòng)固定，添加完零件后，添加配合，按照所需要的配合，進(jìn)行零件裝配。
(2)夾具機(jī)構(gòu)裝配體,如圖91-1,91-2所示。
圖91-1
圖92-2
(2)料倉(cāng)裝配體,如圖91-3所示。
圖91-3
(2)振動(dòng)式料盤裝配體,如圖91-4所示
圖91-4
(3)進(jìn)給加工系統(tǒng)裝配體,如圖91-4所示
圖91-4
(4)氣缸推桿機(jī)構(gòu)裝配體,如圖91-5所示
圖91-5
(5)總裝配體,如圖91-6、91-67、91-8所示
圖91-6
圖91-7
圖91-8
5 運(yùn)動(dòng)仿真[6]
運(yùn)動(dòng)仿真模塊（motion simulation）是CAE應(yīng)用軟件，是基于運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的模型，分析其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，運(yùn)動(dòng)仿真模塊自動(dòng)復(fù)制主模塊的裝配文件，并建立起一系列的不同的運(yùn)動(dòng)仿真，每個(gè)運(yùn)動(dòng)仿真均可獨(dú)立的修改，而不影響裝配主模型，一旦完成優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，即可直接更新裝配主模型以反應(yīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果。
仿真步驟一般為：首先，用solidworks進(jìn)行三維造型、裝配；其次，轉(zhuǎn)到“Motion 分析”，裝配約束將自動(dòng)轉(zhuǎn)化為仿真模型約束；最后，添加必要的重力、接觸，材料以及其它約束，建立仿真模型，就可以模擬機(jī)械運(yùn)行狀況，對(duì)機(jī)器進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分析。
5.1 運(yùn)動(dòng)仿真的創(chuàng)建
在本次運(yùn)動(dòng)仿真中，由于整個(gè)裝配體的零件太多，運(yùn)動(dòng)仿真的計(jì)算量太大，
計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，涉及到的冗余比較多，故把整個(gè)裝配體的零件簡(jiǎn)化，整個(gè)裝配體的運(yùn)動(dòng)仿真簡(jiǎn)化為推桿機(jī)構(gòu)、夾具機(jī)構(gòu)、進(jìn)給系統(tǒng)的相互動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)仿真。
打開總裝配體文件，單擊繪圖區(qū)左下方的標(biāo)簽，切換到“運(yùn)動(dòng)算例1”選項(xiàng)卡。單擊“算例類型”選擇“Motion分析”。單擊MotionManager工具欄中的“引力”，設(shè)置參數(shù)如圖92-1所示。分別給推桿機(jī)構(gòu)、夾具機(jī)構(gòu)，中的推桿添加一個(gè)直線“馬達(dá)” ，“運(yùn)動(dòng)”選擇為數(shù)據(jù)點(diǎn)，輸入的數(shù)據(jù)則根據(jù)動(dòng)作的不同而輸入不同的數(shù)據(jù)，圖92-2，是推桿機(jī)構(gòu)中氣缸推桿動(dòng)作的數(shù)據(jù)；圖92-3，是夾具機(jī)構(gòu)中上汽缸推桿動(dòng)作的數(shù)據(jù)，圖92-4，是夾具機(jī)構(gòu)中汽缸推桿動(dòng)作的數(shù)據(jù)，，圖92-5，是進(jìn)給系統(tǒng)中氣缸推桿動(dòng)作的數(shù)據(jù)，橫軸是推桿運(yùn)動(dòng)的時(shí)間（s），縱軸是推桿運(yùn)動(dòng)的位移（mm）。
圖92-1
圖92-2
圖92-3
圖92-4
圖92-5
與軸套相接觸的零件都要添加“接觸” 。
單擊MotionManager工具欄中的“計(jì)算”， 開始運(yùn)動(dòng)仿真。初始位置如圖92-6所示。
圖92-6
6 結(jié)論
分別分析軸套運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和X方向的線性位移與Y方向的線性位移。分析仿真結(jié)果如圖92-7、92-8所示。
圖92-7 X方向的線性位移
圖92-8 Y方向的線性位移
軸套仿真運(yùn)動(dòng)結(jié)果表明：軸套經(jīng)推桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)從原點(diǎn)進(jìn)給到夾具處軸套移動(dòng)的線性位移為94mm，夾具加緊毛坯，夾具與毛坯一起運(yùn)動(dòng)到待加工處，移動(dòng)了250mm，進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)給加工毛坯，待加工后，進(jìn)給系統(tǒng)退回原位，夾具機(jī)構(gòu)退回原位，加工后的軸套自動(dòng)掉落。整個(gè)過程用時(shí)5s，與設(shè)計(jì)預(yù)期相符。
致 謝
四個(gè)月過去了，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)也差不多完工了，回顧這段時(shí)間，感覺還是很充實(shí)的，這讓我學(xué)到了許多的知識(shí)，這其中還真的要感謝我們的指導(dǎo)老師羅宏老師，還要感謝張晉西老師和本組的同學(xué)對(duì)我的幫助。在做課題的過程中，遇到的困難不少，但我還是克服了。平時(shí)遇到一些難題就先和同學(xué)們一起探討，在和同學(xué)們討論無果的情況下再和老師共同研討，一起解決難題。羅老師真的給了我很大的幫助。他給我們提供很多的參考資料，讓我們從中學(xué)到了許多的知識(shí)。能夠順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，離不開羅老師辛勤的付出。這此畢業(yè)設(shè)計(jì)，給我們?cè)黾恿艘恍┙?jīng)驗(yàn)，這在以后的工作中會(huì)帶來更多的幫助。
通過這次練習(xí)，讓我學(xué)到了許多的和人相處的能力，也學(xué)到了更多關(guān)于電腦操作技能，鍛煉了我的雙手，豐富了自己的大腦，真的要好好感謝我們的指導(dǎo)老師，感謝他對(duì)我悉心的指導(dǎo)。
參考文獻(xiàn)：
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50
重慶理工大學(xué)畢業(yè)論文 軸套雙面自動(dòng)切端面倒角機(jī)——自動(dòng)上料裝置設(shè)計(jì)
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）
題目 軸套雙面自動(dòng)切端面倒角機(jī)
——自動(dòng)上料裝置設(shè)計(jì)
二級(jí)學(xué)院 機(jī)械學(xué)院
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí) 109040205
學(xué)生姓名 張鐸 學(xué)號(hào) 10904020533
指導(dǎo)教師 羅宏 職稱 教授
時(shí) 間 2013.5.18
目 錄
摘 要……………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract…………………………………………………………………………Ⅱ
第1章 總體方案的制定………………………………………………………1
1.1設(shè)計(jì)的目的和意義…………………………………………………1
1.2確定總體方案………………………………………………………1
第2章 振動(dòng)盤動(dòng)力學(xué)參數(shù)的計(jì)算……………………………………………4
2.1振動(dòng)盤的簡(jiǎn)介………………………………………………………4
2.2振動(dòng)盤的結(jié)構(gòu)和工作原理…………………………………………5
2.3振動(dòng)盤設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)………………………………………………7
2.4輸送速度的計(jì)算……………………………………………………8
2.5激振力的計(jì)算以及電磁鐵的選擇…………………………………10
2.6振動(dòng)輸送參數(shù)的選擇………………………………………………14
第3章 振動(dòng)盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………15
3.1料盤基本參數(shù)的設(shè)定………………………………………………15
3.2振動(dòng)盤的定向方法…………………………………………………17
3.3板彈簧的設(shè)計(jì)………………………………………………………18
3.4橡膠減震膠墊的設(shè)計(jì)………………………………………………19
3.5振動(dòng)盤給料控制器的設(shè)計(jì)…………………………………………21
第4章 振動(dòng)盤的使用和維護(hù)……………………………………………………23
4.1振動(dòng)盤的使用………………………………………………………23
4.2振動(dòng)盤常見故障……………………………………………………24
4.3振動(dòng)盤的維護(hù)………………………………………………………25
第5章 推料裝置和料倉(cāng)的氣缸選擇…………………………………………26
3.1氣壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)…………………………………………………26
3.2氣缸的選擇…………………………………………………………28
結(jié)論……………………………………………………………………………30
致謝……………………………………………………………………………31
參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………32
文獻(xiàn)綜述………………………………………………………………………32
摘 要
軸套的自動(dòng)上料裝置，是一個(gè)既陌生又熟悉的機(jī)械系統(tǒng)，隨著加工自動(dòng)化的發(fā)展，已經(jīng)成為市場(chǎng)中不可或缺的一部分。在使用這套系統(tǒng)之前，軸套加工時(shí)都需要工人把軸套固定在機(jī)床上，之后才能加工。在這個(gè)過程中浪費(fèi)了大量的時(shí)間，同時(shí)也浪費(fèi)了勞動(dòng)力。這套系統(tǒng)提高了機(jī)械加工效率，解放了勞動(dòng)力，同時(shí)也保證了工人的安全，所以我選擇了本課題作為畢業(yè)設(shè)計(jì)課題。
本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)上料系統(tǒng)主要包括兩大部分：軸套的自動(dòng)排序和軸套的自動(dòng)落料填裝，主要使用振動(dòng)盤和氣缸兩大機(jī)械裝置來實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的。通過對(duì)軸套加工現(xiàn)狀的了解，通過指導(dǎo)老師對(duì)本次設(shè)計(jì)背景的介紹和設(shè)計(jì)目的及要求的說明講解，通過在圖書館查看書籍、網(wǎng)絡(luò)上查詢相關(guān)資料和老師的指導(dǎo)下，完成了各個(gè)部分的設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：軸套 自動(dòng)上料裝置 振動(dòng)盤 氣缸
Abstrict
Sleeves’automatic feeding device which is a set of both strange and familiar mechanical system has become an independent part of the market with the development of the process automation.Before using the system,workers need put the sleeve on the machine.There is a lot of time and labor wasted in the process.The system can improve the efficiency of the machining,librate the labors and ensure the safety of the workers.So I choose this topic as my graduation project.
The design of the automatic feeding device consists of two main parts:the automatic sorting and automatic blanking filling of sleeves.The vibration plate and cylinder are mainly used to achieve this goal.By understanding the processing status of sleeves and teacher’s introduction,by looking for books in the school library and relevant information on the Internet,with the guidance of the teacher,I have completed various parts of the design.
Key words:sleeves;automatic feeding device;vibration plate;cylinder
第1章 總體方案的制定
1.1設(shè)計(jì)的目的和意義
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器的自動(dòng)化程度越來越高，極大地提高了生產(chǎn)效。軸套雙面切端面自動(dòng)倒角機(jī)—自動(dòng)上料裝置的設(shè)計(jì)，就是為了在大批量的生產(chǎn)過程中完成對(duì)軸套的自動(dòng)上料，滿足上料速度的要求，能夠減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，是一種對(duì)勞動(dòng)力的解放，對(duì)工人的自身安全也有了一定的保障，一定程度上減少了加工事故的發(fā)生，是人性化的一種體現(xiàn)。自動(dòng)上料裝置可以保證零件持續(xù)穩(wěn)定快速地到達(dá)被加工的位置，極大地提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)成本，能夠獲得更大的效益。
隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步與發(fā)展，2l世紀(jì)正是我國(guó)全面地實(shí)現(xiàn)信息化、工業(yè)化和高科技化的嶄新時(shí)代。自動(dòng)化將會(huì)給我們帶來生產(chǎn)效率的大幅度提高，以及社會(huì)發(fā)展的穩(wěn)定與進(jìn)步。工業(yè)自動(dòng)化是現(xiàn)代先進(jìn)工業(yè)科學(xué)的核心技術(shù)，是工業(yè)現(xiàn)代化的物質(zhì)基石，是工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志。當(dāng)前，不斷研究和探討我國(guó)工業(yè)電氣自動(dòng)化的發(fā)展和戰(zhàn)略目標(biāo)，有著極其深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義和時(shí)代意義。同時(shí)，本設(shè)計(jì)通過對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)大學(xué)本科四年的所學(xué)知識(shí)進(jìn)行整合完成一個(gè)特自動(dòng)上料裝置的設(shè)計(jì)，能夠比較好地體現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)生的理論研究水平，實(shí)踐動(dòng)手能力以及專業(yè)精神和態(tài)度，具有較強(qiáng)的針對(duì)性和明確的實(shí)施目標(biāo)，能夠?qū)崿F(xiàn)理論和實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合起來。
1.2確定總體方案
方案一：使用機(jī)械手。
圖1-1
優(yōu)點(diǎn)：1.節(jié)約人工、減輕工人的工作勞動(dòng)力；
2.安全性高；
3.提高效率；
4.穩(wěn)定生產(chǎn)；
5.擺脫人工操作的惰性。
缺點(diǎn)：1.精度過高；
2.制造成本過高；
3.活動(dòng)范圍有限
方案二：采用振盤、料倉(cāng)以及推料裝置的組合。
圖1-2
優(yōu)點(diǎn)：1.節(jié)約人工、減輕工人的工作勞動(dòng)力；
2.安全性高；
3.提高效率；
4.穩(wěn)定生產(chǎn)；
5.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；
6.制造成本低。
缺點(diǎn)：1由于有輸送距離和提升高度，對(duì)送料有一定影響；
2.工作過程中會(huì)產(chǎn)生一定的磨損
以上對(duì)比了兩種方案的優(yōu)缺點(diǎn)，再參考了被輸送物料的性質(zhì)，決定采用第二種方案。
第2章振動(dòng)盤動(dòng)力學(xué)參數(shù)的計(jì)算
2.1振動(dòng)盤簡(jiǎn)介
振動(dòng)盤是一種自動(dòng)組裝或者自動(dòng)加工機(jī)械的輔助送料裝備，最早是由振動(dòng)給料機(jī)演變而來的。振動(dòng)盤下面誘惑哥脈沖電磁鐵，可以使料斗垂直方向振動(dòng)，由傾斜的板簧帶動(dòng)料斗繞其垂直軸做扭擺振動(dòng)。料斗內(nèi)零件，由于受到這種振動(dòng)，而沿螺旋軌道上升，直到送到出料口。其工作目的是通過振動(dòng)將無序工件自動(dòng)有序定向排列整齊、準(zhǔn)確地輸送到下道工序。目前，振動(dòng)盤廣泛應(yīng)用于電子、五金、塑膠、鐘表業(yè)、電池、食品、連接器、醫(yī)療器械、醫(yī)藥、食品、玩具、文具、日常用品的制造等各個(gè)行業(yè)，是解決工作自動(dòng)化設(shè)備供料的必須設(shè)備。振動(dòng)盤除滿足產(chǎn)品的定向排序外還可用于分選、檢測(cè)、計(jì)數(shù)包裝等，是一種現(xiàn)代化高科技產(chǎn)品。
震動(dòng)盤的料斗分為筒形料斗、螺旋、線料斗、錐形料斗、等分線料斗五種。底盤有正拉底盤、側(cè)拉底盤、壓電式底盤、精密底盤四種。控制器分為普通控制器、分極控制器、調(diào)頻控制器、帶緩啟動(dòng)控制器、數(shù)顯調(diào)頻控制器五種。
這種料斗裝置的主要優(yōu)點(diǎn)：
（1）送料和定向過程中沒有機(jī)械的攪拌、撞擊、和強(qiáng)烈的摩擦作用，因而工作穩(wěn)定。對(duì)于軸套這種料斗是很合適的，因此我們采用振動(dòng)盤作為篩選排序裝置。
（2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于維護(hù)，比較耐用。
（3）通用性強(qiáng)。
振動(dòng)盤在使用中的缺點(diǎn)和局限性：
(1)工作中有噪聲，以致擾亂周圍工作環(huán)境。因此必須合理地設(shè)計(jì)和調(diào)整，使之減小和避免噪聲。
(2)必須保持料斗中潔凈的工作環(huán)境，長(zhǎng)時(shí)間工作后，必須給予清理，否則將影響送料速度和工作效果。
2.2振動(dòng)盤結(jié)構(gòu)及工作原理
以電磁振動(dòng)底座為例，主要由以下幾部分組成，如圖所示
1-銜鐵及上底座
2-板彈簧
3-電磁鐵
4下底座
圖2-1
1.銜鐵：銜鐵焊接在一塊鋼板上，鋼板通過螺釘和上底座連接，料斗通過螺釘與上底座連接。
2.板彈簧：板彈簧作為振盤的儲(chǔ)能裝置，主要由65Mn材料制成，板彈簧一端固定在下底座上，另一端固定在上底座上組成彈性系統(tǒng)，將垂直振動(dòng)方向的振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)檎癖P繞其垂直軸做扭擺運(yùn)動(dòng)的重要工件，材料的好壞會(huì)影響振動(dòng)盤的工作性能。
3.電磁鐵：通電后產(chǎn)生吸引力，是振盤振動(dòng)的原動(dòng)力。
4.下底座：通常用鑄鐵或者鑄鋼鑄造而成，起到固定板彈簧和電磁鐵的作用，同時(shí)作為平衡質(zhì)量使用。
振動(dòng)盤的工作原理
1-料盤
2-上底座
3-銜鐵
4-氣隙
5-板彈簧
6-電磁鐵
7-下底座
圖2-2
如圖所示，由料盤、上底座、銜鐵、板彈簧的一部分以及料盤中的物料等構(gòu)成質(zhì)量；由電磁鐵板彈簧的一部分以及下底座共同構(gòu)成質(zhì)量。質(zhì)量和質(zhì)量由板彈簧連接在一起，形成一個(gè)振動(dòng)的彈性系統(tǒng)。振動(dòng)料斗有工作平穩(wěn)，消耗功率小的特點(diǎn)。
圖2-3
電磁鐵的電流一般是經(jīng)過半波整流的。未經(jīng)整流之前的電流如圖a所示，經(jīng)過半波整流后，在正半周內(nèi)有電壓（圖b）加在電磁線圈上的，此時(shí)線圈就有電流通過，在電磁鐵和銜鐵之間產(chǎn)生一對(duì)大小相等的脈沖電力，見圖c，從而互相吸引。此時(shí)料盤向下運(yùn)動(dòng)，有成角度的板彈簧是料盤繞其中線做微小的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，彈簧板發(fā)生變形，進(jìn)而儲(chǔ)存部分勢(shì)能，在負(fù)半周，線圈沒有電流通過，電磁鐵吸引力消失，彈簧板的勢(shì)能就會(huì)釋放，銜鐵朝相反方向離開，料盤向上運(yùn)動(dòng)并且繞其中線做反向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。料盤的料道與激振力作用線間有一定的夾角，當(dāng)料盤振動(dòng)加速度的垂直分量大于重力加速度時(shí)，，料盤的物料被連續(xù)拋起，并按拋物線的軌跡向前進(jìn)行跳躍運(yùn)動(dòng)。振動(dòng)盤振動(dòng)頻率很高，振幅很小，物料被拋起的高度也很小，所以只能看見物料在振動(dòng)盤中向前流動(dòng)。
2.3振動(dòng)盤設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)
本次設(shè)計(jì)的振動(dòng)盤基本參數(shù)如下：
1. 物料名稱：軸套（D=27.14，d=21.68，L=18.20）
2. 輸送量：12個(gè)/分鐘
3. 工作方式：連續(xù)
4. 雙振幅：0.5mm
5. 振動(dòng)頻率：50Hz
6. 料槽料道斜角：
7. 結(jié)構(gòu)形式：料盤采用板彈簧支撐
2.4輸送速度的計(jì)算
槽體的位移為：
式中 ——槽體的振幅
——振動(dòng)頻率
——時(shí)間
槽體的速度為：
槽體的加速度為：
產(chǎn)生拋擲運(yùn)動(dòng)的條件：
得
令
表示拋擲的特性，故命名為拋擲指數(shù)。K表示機(jī)械振動(dòng)的強(qiáng)度，故命名為機(jī)械指數(shù)。由此得產(chǎn)生拋擲運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：
當(dāng)時(shí)，物料在整個(gè)振動(dòng)周期中附于槽底，不可能被拋起，只有相對(duì)滑動(dòng)，為振動(dòng)盤的工作狀態(tài)。
當(dāng)時(shí)，，這時(shí)物料的起跳點(diǎn)和落下點(diǎn)重合。
當(dāng)時(shí)，物料被連續(xù)拋擲，在槽體加速度垂直分量等于 重力加速度負(fù)值的瞬間，物料被開始拋起，沿拋物線軌跡向前運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過一定時(shí)間此運(yùn)動(dòng)過程重復(fù)進(jìn)行，物料又被拋起，沿著拋物線方向向前運(yùn)動(dòng)。通過物料的連續(xù)跳躍來實(shí)現(xiàn)物料連續(xù)向前運(yùn)動(dòng)。
理論的輸送速度為：
式中 ——重力加速度（)；
——振動(dòng)頻率（Hz）；
——振動(dòng)方向角（）；
——跳躍系數(shù)（上式中?。?當(dāng)時(shí)為物料落到槽上當(dāng)即被拋起；
——物料運(yùn)動(dòng)周期與槽振動(dòng)周期的比值（上式中?。? P為正整數(shù)
考慮到物料性質(zhì)及其他因素的影響后得到的實(shí)際輸送速度為：
式中 ——修正系數(shù)（上式中?。?
振動(dòng)盤的供料能力：
式中 Q——供料能力（KN/h）
B——槽的寬度（m）
H——卸料端料層高度（m）
R——物料容量（）
2.5激振力的計(jì)算
振動(dòng)盤的結(jié)構(gòu)經(jīng)過簡(jiǎn)化，可以看做是一個(gè)雙子有毒的雙質(zhì)點(diǎn)強(qiáng)迫振動(dòng)系統(tǒng)，其原理如圖。圖中稱為前質(zhì)量（或有效質(zhì)量），為后質(zhì)量（或平衡質(zhì)量）。板彈簧分屬于。
圖2-4
在振動(dòng)盤的振動(dòng)系統(tǒng)中，一般存在以下幾個(gè)力：
彈簧反力，他是阻止位移的，力的方向與位移相反。
彈簧系統(tǒng)的內(nèi)阻力，其大小與彈簧的位移速度成正比。以上兩力同時(shí)作用在兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)上，大小相等，方向相反。
外阻力，它與振動(dòng)質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)速度成正比。
慣性力，其方向與加速度相反。
激振力，它是同時(shí)作用在兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)上，大小相等，方向相反。
綜上所述，振動(dòng)盤的雙質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)系統(tǒng)中的諸力可以用以下微分方程式表示：
式中 、——振動(dòng)質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量；
——由平衡位置算起，質(zhì)點(diǎn)的各自位移；
——外阻力系數(shù)；
c——內(nèi)阻力系數(shù)；
k——彈簧剛度；
——起始相位角。
以上兩式相加，可得：
這就是說，每個(gè)質(zhì)量所產(chǎn)生的慣性力的瞬時(shí)值與外阻力之和，在任何時(shí)候都等于零。
為了簡(jiǎn)化計(jì)算起見，可以認(rèn)為輸送物料所產(chǎn)生的外阻力平均分布在兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)上，大小相等，方向相反，即：
這樣可得：
如以帶入上式可得：
式中分別為質(zhì)體1和質(zhì)體2的振幅。
質(zhì)量料盤+物料+上底座+銜鐵+板彈簧折算質(zhì)量
=4.6kg+6kg+2.5kg+0.9kg+0.1kg=14.1kg
質(zhì)量下底座+電磁鐵+板彈簧折算質(zhì)量+橡膠減震座
=13.4kg+2.1kg+0.1kg=15.6kg
折算質(zhì)量
主振彈簧剛度：
式中 ——角頻率（rad/s）；
z——調(diào)諧系數(shù)（z取0.9）；
M——計(jì)算質(zhì)量（kg）。
得： k=900753.58（N/m)
把簡(jiǎn)化為單質(zhì)量的強(qiáng)迫振動(dòng)系統(tǒng)，其方程式為：
方程的特解為：
其中 ，取b=0.05-0.07
式中 x——相對(duì)位移（m）；
F——激振力幅（N）；
——共振放大系數(shù)；
——激振力之后位移的相位角；
Z——調(diào)諧系數(shù)；
B——衰減系數(shù)。
激振力為板彈簧最大變形與彈簧剛度之積：
取b=0.07，則：
式中 A——相對(duì)振幅（m）；
z——調(diào)諧系數(shù)（z取0.9）；
b——衰減系數(shù)；
K——板彈簧剛度（N/m）。
則電磁鐵吸力為：
所以選擇功率為96W 震動(dòng)重量為12kg的電磁鐵。
圖2-5
2.6振動(dòng)輸送參數(shù)的選擇
機(jī)械指數(shù)K的確定
設(shè)備的機(jī)械指數(shù)K主要受機(jī)械零件強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)剛度限制。輸送距離長(zhǎng)，輸送量大的振動(dòng)輸送機(jī)，為提高設(shè)備利用系數(shù)，使設(shè)備不過于龐大復(fù)雜并能長(zhǎng)期工作。通常動(dòng)力系數(shù)K=4-6,。在選用振動(dòng)次數(shù)n與振幅時(shí)，應(yīng)滿足振動(dòng)強(qiáng)度【K】的要求?！綤】一般為5-10，所以按照下式驗(yàn)算振動(dòng)盤的振動(dòng)強(qiáng)度：
所以機(jī)械系數(shù)K取5。
拋擲系數(shù)的選擇
對(duì)于各種振動(dòng)機(jī)械，拋擲系數(shù)的選擇范圍是不相同的。對(duì)于大多數(shù)長(zhǎng)距離大產(chǎn)量的振動(dòng)輸送機(jī)，拋擲系數(shù)通常為1.4-2.5；對(duì)于振動(dòng)盤，由于長(zhǎng)度較短，為了獲得較大的輸送速度，拋擲系數(shù)的選擇范圍為2.5-3.3。物料在拋擲狀態(tài)下運(yùn)動(dòng)，由于物料與料槽底部接觸時(shí)間較短，大部分時(shí)間處于空中運(yùn)行狀態(tài)，所以對(duì)槽體磨損較小。振動(dòng)盤采用中速拋擲狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，振動(dòng)輸送率較高，能耗少，對(duì)機(jī)體強(qiáng)度和剛度要求不太高。
第3章 振動(dòng)盤的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1料盤基本參數(shù)的確定
料斗的結(jié)構(gòu)形式最常用的有螺旋槽的圓柱形料斗和圓錐形料斗兩種 ,圓柱形料斗因其結(jié)構(gòu)工藝性好應(yīng)用比較廣泛 ,料斗的基本尺寸如圖所示 。
圖3-1
(1)料斗直徑D。料斗直徑就是指料斗圈直徑,它的大小取決于件料尺寸和件料的裝載量,一般希望D小一些,從而使料斗結(jié)構(gòu)緊湊些,但不宜過小，過小將影響裝載量和較長(zhǎng)件料的上料,一般取 Dmin=(8～12)L料(L料為件料的最大外形尺寸mm;料斗圈的壁厚也盡可能薄一些,一般壁厚多為1～3 mm ,對(duì)塑料料斗也盡可能小于8～10mm )。取D=400mm。
（2）螺旋槽結(jié)構(gòu)形式和主要參數(shù)。螺旋槽與料壁所構(gòu)成的料斗圈通常有整體或和鑲焊式兩種 ,整體式是料斗壁與螺旋槽原為同一坯料加工制出 ,而鑲焊式則是將螺旋槽鑲?cè)肓隙繁谏锨谐傻穆菪疾壑泻咐?也可直接將螺旋槽焊在料斗圈的光滑內(nèi)壁上。螺旋槽的截面形狀 ,根據(jù)件料的結(jié)構(gòu)形狀和定向方法有所不同 ,,常見的有如圖所示的幾種
圖3-2
斜角γ是便于件料輸送和定向用的。螺旋槽的螺旋升距t:當(dāng)料斗直徑一定時(shí) , t的變化將影響螺旋槽的螺旋升角λ的變化,故在決定 t時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮λ的變化 , 另外還要注意不要使兩個(gè)重疊在一起的件料同時(shí)在槽上行進(jìn),一般取t = 1. 5 h料+δ(h料-件料在螺旋槽中的定向高度 mm,δ-螺旋槽的厚度mm ) 。
螺旋槽的螺旋升角λ:λ的大小影響件料的沿螺旋向上行進(jìn)的難易程度 ,在一定程度上也影響著送料速度 ,一般取λ在 1°～3°范圍內(nèi)。升距t、升角λ及料斗直徑 D 三者之間具有如下的幾何關(guān)系 ,即 tgλ = t/πD。當(dāng)其中兩個(gè)參數(shù)確定后 , 即可算出另外一個(gè)參數(shù) ,通常在圖紙上只標(biāo)注D和t,而不標(biāo)λ。取λ=1。
螺旋槽的寬B:B的大小影響料斗在一定容量條件下的尺寸,自然也影響著料斗的重量 ,一般不宜太寬 ,通常為B= b料+ ( 2～5) mm ,式中b料為件料在螺旋槽上定向送出的寬度或直徑。取B=25mm。
螺旋圈數(shù)n:n的選取主要應(yīng)考慮件料由料斗底部爬上螺槽后,在螺旋槽上定向所需的長(zhǎng)度,當(dāng)需要多次定向時(shí),螺旋槽的長(zhǎng)度應(yīng)長(zhǎng)一些,另外,還應(yīng)考慮件料倒入料斗后堆積的件料對(duì)料斗底部的影響,螺旋槽的螺旋圈數(shù)建議取為1. 5 ～3. 5 圈。螺旋槽的表面應(yīng)光滑平整,無凹?xì)ね蛊鸺懊?以利于件料在其上行進(jìn)。特別是料槽起始處與料斗底板相接的地方應(yīng)修整平滑,使之無縫隙,無凹?xì)ね古_(tái),否則件料不易爬上螺旋槽而影響料斗的送料率。取n=3.
（3）料斗高度H料斗高度H 的大小,主要決定于所選取的螺旋槽升距t,螺旋槽的圈數(shù)n以及出料口的高度等。一般宜小于三到四倍螺旋槽升距,即H <(3～4) t。取H=155mm
3.2 振動(dòng)盤的定向方法
在振動(dòng)式料斗中，是以剔除法來進(jìn)行定向的。一般都在螺旋料道的最上一層，根據(jù)工件的形狀特性和定向要求，安裝一些剔除構(gòu)件，或?qū)⒛骋欢瘟系篱_出缺口、槽子，或做出斜面等，將不符合定向要求的工件剔除，使之重新落入料斗底部，而讓正確定向的工件通過。這樣的結(jié)果就能滿足都干的定向問題。
圖3-3
在振動(dòng)式料斗中，是以剔除法來進(jìn)行定向的。一般都在螺旋料道的最上一層，根據(jù)工件的形狀特性和定向要求，安裝一些剔除構(gòu)件，或?qū)⒛骋欢瘟系篱_出缺口、槽子，或做出斜面等，將不符合定向要求的工件剔除，使之重新落入料斗底部，而讓正確定向的工件通過。
圖(a)為凸緣定向分選結(jié)構(gòu)，通過在料斗內(nèi)壁適當(dāng)位置設(shè)置一段凸緣，容許大頭向下的正立物品順利通過，倒立、側(cè)臥者則被剔除并落回料斗，實(shí)現(xiàn)定向分選。圖(b)和圖(c)適用于王冠瓶蓋及有凸緣瓶蓋的定向分選。圖(b)為限制板結(jié)構(gòu)，限制板與螺旋輸送道間的距離只容許一個(gè)瓶蓋自由通過，重疊的蓋受阻并被分隔開，下面的蓋從限制板下通過，上面的蓋受限制板的阻擋而落回料斗，未能分離開的重疊蓋都落回料斗。圖(c)是拱橋結(jié)構(gòu)，一般設(shè)置在限制板結(jié)構(gòu)之后，適用于蓋口向上的送料場(chǎng)合，方位合乎要求的蓋通過拱橋結(jié)構(gòu)繼續(xù)前進(jìn)，不合要求的蓋從剔除孔落回料斗。圖(d)和圖(e)為缺口結(jié)構(gòu)，適用于小杯、小蓋、小盒等的定向分選，通常直接在輸送槽或道上開設(shè)特定形狀的缺口，蓋口朝上者可通過，蓋口朝下者剔除回料斗。圖(f)為凸塊結(jié)構(gòu)，適用于高度大于直徑的圓柱或圓筒形蓋、塞的分選。在螺旋輸送道上高度大于物件直徑但小于物件高度的位置處設(shè)置特殊形狀的凸塊，物件直立者輸送至凸塊處即被推倒或剔除回料斗。為使圓柱形物品沿輸送道前進(jìn)時(shí)，其中心線與輸送道中心線方向一致，將設(shè)置凸塊結(jié)構(gòu)之后的螺旋輸送道逐步減小寬度，這樣，不符合定向的又被除，實(shí)現(xiàn)二次定向分選
擋條是常用于保證零件單項(xiàng)縱向的機(jī)構(gòu)，剔除靜置其他零件之上的零件。它還用于剔除那些直立方向上移動(dòng)的零件。如果零件楔形擠入擋條下，使用這種機(jī)構(gòu)將會(huì)出現(xiàn)阻塞，這種阻塞機(jī)構(gòu)與零件的幾何結(jié)構(gòu)有關(guān)。據(jù)曲線圖可以確定最大可接受擋條斜角，它與由阻塞角表示的零件幾何結(jié)構(gòu)有關(guān)。
通過的零件層與擋條之間的最大間隙近似等于零件的厚度?？梢源_定其最小間隙，它是輸送速度的函數(shù)。當(dāng)值達(dá)時(shí)，對(duì)進(jìn)給速度的影響可以忽略不計(jì)。
2.8板彈簧的設(shè)計(jì)
振動(dòng)器板彈簧一般有優(yōu)質(zhì)彈簧鋼65Mn材料制成的板彈簧片疊裝而成。板彈簧經(jīng)過淬火后，要求硬度HRC=40-42，熱處理后板彈簧不允許有扭曲、裂紋、夾渣、錘痕等缺陷；表面脫碳層厚度不得超過板彈簧厚度的1/100；
板彈簧疊片兩端用螺栓壓緊，其中一端與底盤用螺栓連接，另一端與上底盤連接。當(dāng)振動(dòng)時(shí)，板彈簧兩端有相對(duì)平移，所以在計(jì)算彈簧剛度時(shí)應(yīng)考慮壓不緊系數(shù)。有材料力學(xué)彎曲變形知識(shí)可知，若忽略板彈簧本身質(zhì)量，視兩端為固定梁，兩端受一對(duì)大小相同，方向相反的力，其撓度為
式中：
P——作用力（N）
I——板彈簧的有效長(zhǎng)度（m）
E——鋼的拉伸彈性系數(shù)，
J——慣性矩（）
b——板彈簧寬度（m）
h——板彈簧的厚度（m）
彈簧剛度：
由彈簧疊片，并考慮到壓緊系數(shù)，則彈簧板束總剛度為：
式中：
k——彈簧片總剛度（N/m）
——壓緊系數(shù)，與彈簧板厚度和片數(shù)有關(guān)，一般
板彈簧的有線長(zhǎng)度為140mm，寬度20mm，厚度2mm。
主振彈簧剛度：
為不壓緊系數(shù)，取=1.25，
取板彈簧片數(shù)為12片。
2.9橡膠減震膠墊的設(shè)計(jì)
在振動(dòng)設(shè)備的設(shè)計(jì)中，橡膠或橡膠金屬零件可用作減震器或者激振器的主彈簧。它與金屬?gòu)椈上啾扔幸韵碌奶攸c(diǎn)：可以塑模成所需的形狀和尺寸；可以隨意選擇三個(gè)方向的彈簧剛度；改變橡膠彈簧的內(nèi)部構(gòu)造，可以大幅度地改變彈簧剛度；此外由于相較具有較大的內(nèi)摩擦，在共振或者近共振工作時(shí)，其振幅不易出現(xiàn)浪涌現(xiàn)象。
使用實(shí)心圓柱橡膠減震座，
則：
則壓縮方向上的彈簧剛度為：
上式中： ——受力面積（）
——自由面積（）
s——受力面積與自由面積之比，稱為形狀因素
——形狀系數(shù)
——豎直方向的橡膠彈簧系數(shù)
E——橡膠靜態(tài)彈性系數(shù)
減震橡膠的撓曲量一般取15%，其靜力撓曲量為：
（mm）
橡膠的邵氏硬度
當(dāng)邵氏硬度取時(shí)，所需減震器荷重為：
動(dòng)載的撓曲量為：
2.10振動(dòng)盤給料量控制器的設(shè)計(jì)
振動(dòng)盤的振幅就是調(diào)節(jié)她得給量，所謂振動(dòng)盤的調(diào)節(jié)特性就是指改變點(diǎn)參數(shù)引起給料量變化的特性。
振動(dòng)盤調(diào)節(jié)給料量的方法有兩種，一是改變激振力，二是改變激振頻率。
1. 改變激振力
隨著電壓的變化給料量變化很大，這是因?yàn)檎穹扔陔妷旱钠椒?，?duì)于要求給料量穩(wěn)定的系統(tǒng)不可不注意電流電壓波動(dòng)的影響?？煽毓枵{(diào)節(jié)器也屬于這一類型，通過改變可控硅整流器的開放角度就可以調(diào)節(jié)振幅。由于這個(gè)辦法簡(jiǎn)單可行，而且調(diào)節(jié)范圍廣，所以得到廣泛的應(yīng)用。
2. 改變激振電源頻率調(diào)節(jié)物料量
利用變頻電源改變激振頻率。由于頻率增加使得單個(gè)物料的跳躍次數(shù)增加，振幅不變時(shí)輸送量也會(huì)增加。在激振力幅值不變時(shí)由于調(diào)諧指數(shù)的變化也會(huì)使振幅有所增加。應(yīng)當(dāng)注意變頻電源為保證激振力不變，需保持電壓與頻率的比值不變。
振幅調(diào)節(jié)器的幾種類型
1.調(diào)壓型振幅調(diào)節(jié)器
如圖所示，利用調(diào)壓器調(diào)節(jié)電壓，經(jīng)過半波整流供給振動(dòng)盤。由于調(diào)壓容器的限制，只用于小型振動(dòng)盤。這種調(diào)節(jié)器比較簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)范圍大，但是不宜實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。
圖3-4
2.可變電阻調(diào)節(jié)器
如圖所示，通過改變電阻值，改變電振機(jī)線圈輸入電壓，從而調(diào)節(jié)振幅，這種調(diào)節(jié)器的損耗比較大，一般用于小型振動(dòng)盤。
3. 可變電感調(diào)節(jié)器
本調(diào)解器調(diào)節(jié)特性平滑，損耗小，但是功率因數(shù)低.
4. 可變電容調(diào)節(jié)器
本調(diào)節(jié)器特性均勻性差，但功率引因數(shù)高，只用于微型振動(dòng)盤。
5. 可控硅整流調(diào)節(jié)器
利用可控硅半波整流調(diào)節(jié)器控制方案是比較理想的。其優(yōu)點(diǎn)：
（1） 調(diào)節(jié)范圍大，可以從零調(diào)到額定值。
（2） 能實(shí)現(xiàn)閉環(huán)自動(dòng)控制，大大簡(jiǎn)化自動(dòng)控制系統(tǒng)，并且可以達(dá)到很高的精度。
（3） 成本低，體積小。
所以選用可控硅整流調(diào)節(jié)器。
第4章 振動(dòng)盤的使用和維護(hù)
4.1振動(dòng)盤的使用
振動(dòng)盤雖然運(yùn)轉(zhuǎn)安全、使用可靠、操作容易、維護(hù)簡(jiǎn)單，但實(shí)踐證明，一旦出了故障，若不及時(shí)停機(jī)并予以排除，也會(huì)在短時(shí)間內(nèi)損壞。因此，工作人員和維護(hù)人員需要掌握振動(dòng)盤的性能，嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，做到及時(shí)維護(hù)，才能保證振動(dòng)盤長(zhǎng)期正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
1. 開機(jī)前注意事項(xiàng)
（1）檢查振動(dòng)盤周圍是否有影響振動(dòng)的因素，一旦發(fā)現(xiàn)，應(yīng)立即排除。
（2）檢查振動(dòng)盤身情況是否正常：所有螺母是否緊固（彈簧緊固螺母尤為重要）；焊縫等有無裂紋等等；振動(dòng)盤是否放置水平。
（3）檢查各種控制裝置的完整性、靈敏性和可靠性。
（4）檢查出料口和料盤內(nèi)情況是否符合要求。
2. 開機(jī)時(shí)注意事項(xiàng)
（1）啟動(dòng)是否正常，啟動(dòng)時(shí)電壓調(diào)整按鈕應(yīng)調(diào)制0檔。
（2）開機(jī)后有無不正常噪音和振動(dòng)異?，F(xiàn)象。
（3）給料狀態(tài)是否均勻、連續(xù)、松散、準(zhǔn)確。
3. 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)注意事項(xiàng)
（1）觀察振動(dòng)是否正常。
（2）觀察給料是否穩(wěn)定。
（3）檢查螺母有無松動(dòng)，有無異常噪音。
（4）檢查電磁鐵是否唱過允許溫升。
4振動(dòng)盤的使用
（1） 接通振動(dòng)盤的轉(zhuǎn)換開關(guān)，信號(hào)燈亮，振動(dòng)盤接入電網(wǎng)，振動(dòng)盤啟動(dòng)后調(diào)節(jié)電壓控制器，便可以調(diào)節(jié)給料量到需要值，并開始穩(wěn)定工作。通常電位器在啟動(dòng)前都是振幅最小甚至在零工位，然后逐漸增加到需要值，也可以直接在需要值工位啟動(dòng)，或者在需要值工位停機(jī)。新投產(chǎn)的振動(dòng)盤，工作一段時(shí)間后，應(yīng)再次檢查各個(gè)需要緊固的螺母是否緊固。
（2） 向電子秤等定量給料時(shí)，可在電氣線路上設(shè)計(jì)成以時(shí)間繼電器控制先進(jìn)行約80%-95%的大流量粗給料，然后切換為小流量的精給料，直至大道需要值，發(fā)出信號(hào)指令，自動(dòng)停機(jī)。
（3） 采用在料盤設(shè)置傳感器，在料空或者假空料停機(jī)時(shí)，及時(shí)發(fā)出料空信號(hào)。
4.2振動(dòng)盤的常見故障
振動(dòng)盤作為作為工業(yè)自動(dòng)化中進(jìn)行自動(dòng)化排序，然后自動(dòng)化加工裝配的必備品，有著十分廣泛的應(yīng)用。當(dāng)振動(dòng)盤發(fā)生故障時(shí)必然會(huì)影響工作效率。
振動(dòng)盤常見故障不工作的原因可能有：
1.電源電壓不足
2.線圈燒斷
3.控制器保險(xiǎn)絲燒斷
4.線圈與骨架間隙過小或過大
5.有零件卡在線圈與骨架間
6.振動(dòng)盤與控制器間的連線斷裂
7.振動(dòng)盤抵住硬物，頂盤或底盤碰到其他設(shè)備
振動(dòng)盤常見振動(dòng)乏力或過慢，零星地或不規(guī)則地送料，可能是由于：
1. 彈簧斷裂
2.電網(wǎng)波動(dòng)
3.機(jī)器節(jié)奏過快導(dǎo)致零件從振盤滑落。
4.臺(tái)面不水平
5.盤與底座緊固螺絲不緊或位置不對(duì)。
6.線圈氣隙應(yīng)盡可能小
7.盤內(nèi)有雜物
8.控制器需要重新調(diào)整以適應(yīng)電網(wǎng)波動(dòng)。
9.底板過薄
10.零件問題：超差、彎曲、含油等
11.安裝臺(tái)面有缺陷，缺少硬度。如果懸吊于設(shè)備臺(tái)面，會(huì)造成振動(dòng)過弱，臺(tái)面厚度應(yīng)該至少達(dá)到1-1/2"，這樣才不會(huì)吸振，圓柱式撐腳必須配備三角支撐片。
12.底盤調(diào)整不當(dāng)
13.物料變更，應(yīng)當(dāng)重新修整盤面并重調(diào)底盤
14.零件過多
4.3振動(dòng)盤的維護(hù)
1.在振動(dòng)盤投入運(yùn)轉(zhuǎn)的第一周內(nèi)，所有的緊固裝置都必須重新擰緊。若電源裝置在工作周期內(nèi)有變化，則電磁鐵與銜鐵之間氣隙需要重新調(diào)整。
在投入運(yùn)轉(zhuǎn)的第二周內(nèi)，必須重復(fù)檢查2-3次，以后則定期進(jìn)行周期性的重復(fù)檢查.
2. 振動(dòng)盤在運(yùn)行時(shí)，鐵芯與銜鐵不得有碰撞，長(zhǎng)期碰撞將會(huì)使鐵芯、銜鐵、線圈以及其他機(jī)件損壞。發(fā)現(xiàn)碰撞現(xiàn)象應(yīng)及時(shí)調(diào)節(jié)電位器降低電流，直到不碰撞為止。
3. 在運(yùn)行中，如發(fā)現(xiàn)噪聲突然增大或者有尖叫聲，應(yīng)及時(shí)檢查鐵芯是否發(fā)生碰撞，板彈簧是否斷裂。更換板彈簧時(shí)，所更換的新彈簧必須與原彈簧規(guī)格一致。
4. 在運(yùn)行中，不允許以超過運(yùn)送物料的能力所需要的振動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)行振動(dòng)，以免造成機(jī)件損壞。
5. 振動(dòng)盤在無負(fù)荷狀態(tài)下，不要長(zhǎng)期以最大振幅運(yùn)行。
第5章 推料裝置和料倉(cāng)的氣缸選擇
5.1氣壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)
氣壓傳動(dòng)，是以壓縮空氣為工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞和信號(hào)傳遞的一門技術(shù)。氣壓傳動(dòng)的工作原理是利用空壓機(jī)把電動(dòng)機(jī)或其它原動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為空氣的壓力能，然后在控制元件的作用下，通過執(zhí)行元件把壓力能轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)或回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)形式的機(jī)械能，從而完成各種動(dòng)作，并對(duì)外做功。由此可知，氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)和液壓傳動(dòng)系統(tǒng)類似，也是由四部分組成的，它們是：
(1) 氣源裝置 是獲得壓縮空氣的裝置。其主體部分是空氣壓縮機(jī)，它將原動(dòng)機(jī)供給的機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的壓力能；
(2)控制元件 是用來控制壓縮空氣的壓力、流量和流動(dòng)方向的，以便使執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成預(yù)定的工作循環(huán)，它包括各種壓力控制閥、流量控制閥和方向控制閥等；
(3)執(zhí)行元件 是將氣體的壓力能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的一種能量轉(zhuǎn)換裝置。它包括實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣缸和實(shí)現(xiàn)連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)的氣馬達(dá)或擺動(dòng)馬在等；
(4)輔助元件 是保證壓縮空氣的凈化、元件的潤(rùn)滑、元件間的連接及消聲等所必須的，它包括過濾器、油霧器、管接頭及消聲器等。
二、氣壓傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)
氣動(dòng)技術(shù)在國(guó)外發(fā)展很快，在國(guó)內(nèi)也被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、輕工、紡織、食品、醫(yī)藥、包裝、冶金、石化、航空、交通運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)工業(yè)部門。氣動(dòng)機(jī)械手、組合機(jī)床、加工中心、生產(chǎn)自動(dòng)線、自動(dòng)檢測(cè)和實(shí)驗(yàn)裝置等已大量涌現(xiàn)，它們?cè)谔岣呱a(chǎn)效率、自動(dòng)化程度、產(chǎn)品質(zhì)量、工作可靠性和實(shí)現(xiàn)特殊工藝等方面顯示出極大的優(yōu)越性。這主要是因?yàn)闅鈮簜鲃?dòng)與機(jī)械、電氣、液壓傳動(dòng)相比有以下特點(diǎn)。
1、氣壓傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)
(1)工作介質(zhì)是空氣，與液壓油相比可節(jié)約能源，而且取之不盡、用之不竭。氣體不易堵塞流動(dòng)通道，用之后可將其隨時(shí)排人大氣中，不污染環(huán)境；
(2)空氣的特性受溫度影響小。在高溫下能可靠地工作，不會(huì)發(fā)生燃燒或爆炸。且溫度變化時(shí)，對(duì)空氣的粘度影響極小，故不會(huì)影響傳動(dòng)性能；
(3)空氣的粘度很小(約為液壓油的萬分之一)，所以流動(dòng)阻力小，在管道中流動(dòng)的壓力損失較小，所以便于集中供應(yīng)和遠(yuǎn)距離輸送；
(4)相對(duì)液壓傳動(dòng)而言，氣動(dòng)動(dòng)作迅速、反應(yīng)快，一般只需0．02～0．3s就可達(dá)到工作壓力和速度。液壓油在管路中流動(dòng)速度一般為1～5m／s，而氣體的流速最小也大于10m／s，有時(shí)甚至達(dá)到音速，排氣時(shí)還達(dá)到超音速；
(5)氣體壓力具有較強(qiáng)的自保持能力，即使壓縮機(jī)停機(jī)，關(guān)閉氣閥，但裝置中仍然可以維持一個(gè)穩(wěn)定的壓力。液壓系統(tǒng)要保持壓力，一般需要能源泵繼續(xù)工作或另加蓄能器，而氣體通過自身的膨脹性來維持承載缸的壓力不變；
(6)氣動(dòng)元件可靠性高、壽命長(zhǎng)。電氣元件可運(yùn)行百萬次，而氣動(dòng)元件可運(yùn)行2000～4000萬次；
(7)工作環(huán)境適應(yīng)性好，特別是在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、輻射、振動(dòng)等惡劣環(huán)境中，比液壓、電子、電氣傳動(dòng)和控制優(yōu)越；
(8)氣動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，維護(hù)方便，過載能自動(dòng)保護(hù)。
2、氣壓傳動(dòng)的缺點(diǎn)
(1)由于空氣的可壓縮性較大，氣動(dòng)裝置的動(dòng)作穩(wěn)定性較差，外載變化時(shí)，對(duì)工作速度的影響較大；
(2)由于工作壓力低，氣動(dòng)裝置的輸出力或力矩受到限制。在結(jié)構(gòu)尺寸相同的情況下，氣壓傳動(dòng)裝置比液壓傳動(dòng)裝置輸出的力要小得多。氣壓傳動(dòng)裝置的輸出力不宜大于10—40kN；
(3)氣動(dòng)裝置中的信號(hào)傳動(dòng)速度比光、電控制速度慢，所以不宜用于信號(hào)傳遞速度要求十分高的復(fù)雜線路中。同時(shí)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的遙控也比較困難，但對(duì)一般的機(jī)械設(shè)備，氣動(dòng)信號(hào)的傳遞速度是能滿足工作要求的；
(4)噪聲較大，尤其是在超音速排氣時(shí)要加消聲器。
(5)由于空氣具有可壓縮性，因此工作速度穩(wěn)定性稍差。但采用氣液聯(lián)動(dòng)裝置會(huì)得到較滿意的效果。
(6)因工作壓力低（一般為0.31.0MPa），又因結(jié)構(gòu)尺寸不宜過大，總輸出力不宜大于10～40kN。
(7)氣動(dòng)裝置中的氣信號(hào)傳遞速度在聲速以內(nèi)比電子及光速慢，因此，氣動(dòng)控制系統(tǒng)不宜用于元件級(jí)數(shù)過多的復(fù)雜回路。
氣動(dòng)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 社會(huì)需求永遠(yuǎn)是推動(dòng)技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力，降低能耗，提高效率，適應(yīng)環(huán)保需求，機(jī)電一體化，高可靠性等是氣壓氣動(dòng)技術(shù)繼續(xù)努力的永恒目標(biāo)，也是氣壓氣動(dòng)產(chǎn)品參與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)是否取勝的關(guān)鍵。
由于氣壓技術(shù)廣泛應(yīng)用了高技術(shù)成果，如自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、磨擦磨損技術(shù)、可靠性技術(shù)及新工藝和新材料，使傳統(tǒng)技術(shù)有了新的發(fā)展，也使液壓系統(tǒng)和元件的質(zhì)量、水平有一定的提高。盡管如此，走向二十一世紀(jì)的氣壓技術(shù)不可能有驚人的技術(shù)突破，應(yīng)當(dāng)主要靠現(xiàn)有技術(shù)的改進(jìn)和擴(kuò)展，不斷擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域以滿足未來的要求。
3.2氣缸的選擇
氣缸的選擇步驟如下：
1.選擇缸徑
2.預(yù)選行程
3.選擇磁性開關(guān)
4.選擇安裝方式
5.選擇其他附件
本設(shè)計(jì)中選擇的氣缸型號(hào)為SMC CM2L25 50 和 SMC CM2L25 100 如圖所示：
圖5-1
實(shí)物圖如下：
圖5-2
結(jié) 論
經(jīng)過以上的分析和計(jì)算，確定了軸套雙面自動(dòng)切端面倒角機(jī)——自動(dòng)上料裝置的基本機(jī)構(gòu)。最終根據(jù)設(shè)計(jì)圖進(jìn)行加工以及制造，可以按照一定的速度進(jìn)行給料。
自動(dòng)上料裝置分成三部分：
1. 料倉(cāng)裝置。用來儲(chǔ)存物料，主要有料倉(cāng)、氣缸以及支架構(gòu)成。
2. 振動(dòng)盤。對(duì)物料進(jìn)行定向、選擇，以及自動(dòng)上料，主要由料盤、上底座、銜鐵、電磁鐵、板彈簧以及下底座構(gòu)成。
3. 推料裝置。把物料推送到夾具中，來完成最后的上料過程。主要由氣缸、推桿以及底座構(gòu)成。
致 謝
首先，我要感謝重慶理工大學(xué)對(duì)我四年的培養(yǎng)，讓我學(xué)到了許許多多的知識(shí)，感謝各位老師在這四年里對(duì)我的關(guān)懷與照顧，在此致以我深深的謝意。
本論文從選題到最后定稿成文，本校羅宏老師一直給予了悉心指導(dǎo)，羅老師那種嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的作風(fēng)，廣博深邃的洞察力，孜孜不倦的開拓精神和敬業(yè)精神令我深受啟迪和教益，謹(jǐn)向我的指導(dǎo)老師羅宏老師致以深深的謝意。
我國(guó)古代有句成語叫做“管中窺豹，略見一斑”，本文也正是從實(shí)際生產(chǎn)需求出發(fā)，代表了這個(gè)年代對(duì)機(jī)械設(shè)備的一種需求。但是，由于本人水平有限，在理論的描述、資料的運(yùn)用等方面難免有不當(dāng)、不深，不周之處，有些觀點(diǎn)也尚欠成熟，敬請(qǐng)各位老師批評(píng)指正。
最后，我還要向所有曾經(jīng)幫助過我的同學(xué)和朋友們致敬。你們的鼓勵(lì)和幫助永遠(yuǎn)是我前進(jìn)的動(dòng)力。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 成大先.《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》1-3卷.2002年 化學(xué)工業(yè)出版社
[2] 張佩勤.《自動(dòng)裝配與柔性裝配技術(shù)》.1998年 機(jī)械工業(yè)出版社
[3] 杰弗里布思羅伊德.《裝配自動(dòng)化與產(chǎn)品設(shè)計(jì)》（第2版）.2009年
機(jī)械工業(yè)出版社
[4] 裘愉.《組合機(jī)床》.1995年 機(jī)械工業(yè)出版社
[5] 關(guān)慧貞.《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》.2010年 機(jī)械工業(yè)出版社
[6] 楊裕根.《現(xiàn)代工程圖學(xué)》.2008年 北京郵電大學(xué)出版社
[7] 電磁振動(dòng)給料編寫組.《電磁振動(dòng)給料機(jī)》.1972年 機(jī)械工業(yè)出版社
[8] 楊曙東.《液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)》（第三版）.2007年 華中科技大學(xué)出版社
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