釘條機(jī)畢業(yè)論文

1、*大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文摘 要 進(jìn)幾年，隨著人們生活水平和生活品位的提高，鋪設(shè)地毯的家庭和單位越來(lái)越多，地毯固定釘條的需求量隨之劇增，而對(duì)專門從事房屋裝潢的公司來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的由手工制作釘條的生產(chǎn)方式遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了釘條用量的需求。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題正是從目前釘條生產(chǎn)效率底、手工制作成本高、釘條質(zhì)量難以保證這一現(xiàn)狀出發(fā)，致力于設(shè)計(jì)一種釘條自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，以降低釘條生產(chǎn)成本、提高釘條的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是設(shè)計(jì)1200mm25mm6mm型釘條生產(chǎn)設(shè)備的機(jī)械執(zhí)行部分。本文在敘述國(guó)內(nèi)外釘條機(jī)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)釘條機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)、主體結(jié)構(gòu)方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)；對(duì)關(guān)鍵零部件及整個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了三維造型設(shè)計(jì)

2、；重點(diǎn)進(jìn)行了送釘彈簧和主液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核；同時(shí)，對(duì)釘條機(jī)的工作過(guò)程進(jìn)行了仿真研究。本文設(shè)計(jì)的釘條機(jī)采用液壓傳動(dòng)，根據(jù)釘條生產(chǎn)自動(dòng)化功能要求，將釘條機(jī)分為沖壓機(jī)構(gòu)、送釘機(jī)構(gòu)、木條進(jìn)給機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)四部分。主液壓缸用來(lái)實(shí)現(xiàn)沖壓功能，將預(yù)定位置的釘子沖壓到木條當(dāng)中；排釘夾實(shí)現(xiàn)送釘?shù)墓δ?，在沖壓完成后，自動(dòng)的將下一枚釘子送到相應(yīng)的沖壓位置；進(jìn)給液壓缸實(shí)現(xiàn)木條進(jìn)給功能，在上次沖壓完成后，將木條向前進(jìn)給一定的距離；送料液壓缸在前面的一根釘條生產(chǎn)完成后，將下一根木條送到待沖壓位置，如此循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)釘條生產(chǎn)的自動(dòng)化要求。關(guān)鍵詞：釘條機(jī)；沖壓機(jī)構(gòu)；送釘機(jī)構(gòu)；送料機(jī)構(gòu)；造型設(shè)計(jì)abstractas the

3、 developing of our society, many people enjoy to laying carpet in the home, especially for many companies, for which they can show their position in their customers or in the public. at the same time, the demand of nails strip for fixing the carpet is increasing. the tradition method of producing th

4、e nails strip can not be satisfied with the demand. the design task is from this current situation. in order to reduce the production cost, a nail-strip production machine with higher production efficiency, high automation will be designed in the paper. the main task is to design the main mechanical

5、 structure of the machine to produce the nail-strip with the type of 1200mm25mm6mm.based on the study status on the nail-strip production machines in and abroad, the main transmission system and the total structure of the machine are designed. the three-dimension design about the key components and

6、the total transmission mechanism are carried on. especially, the theoretical design on the main hydraulic cylinder and the nail feeding spring is carried out. at the same time, the simulation research on the working process of the machine is made. the nail-strip production machine in the paper adopt

7、s the hydraulic transmission. according to the automation function requirement, the machine includes four apartments, the punching mechanism, the nail feeding mechanism, the strip feeding mechanism and the strip entering mechanism. the main hydraulic cylinder is used to realize the function of stamp

8、ing nails into the strip. the nail row clip is used to sends the nails to the stamping position after the stamping. the feeding hydraulic cylinder is used to realize the strip feeding function, after the former punching, the feeding hydraulic cylinder moves forward to a certain distance, preparing f

9、or the next punch. when the former strip production is completed, the entering hydraulic cylinder is used to send the next strip to the appropriate position for the next punching, and the next stamping recycle to realize the automation requirement of the nail-strip production.keywords: nail-strip pr

10、oduction machine; the punching mechanism; the nail feeding mechanism; the strip feeding mechanism; the solid modeling design 目 錄摘 要iabstractii1 緒 論11.1國(guó)內(nèi)外釘條機(jī)的研究現(xiàn)狀21.2 國(guó)內(nèi)外釘條機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)31.3 本課題的研究目的及意義32 1200mm25mm6mm型釘條機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)52.1釘條機(jī)的功能要求52.1.1 釘條機(jī)的基本功能52.1.2 釘條機(jī)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)62.1.3 釘條機(jī)的設(shè)計(jì)要求72.2總體方案設(shè)計(jì)82.2.1 釘條機(jī)

11、各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的比較與確定82.2.2 釘條機(jī)總體方案的確定92.3小結(jié)113 釘條機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)及其零部件的設(shè)計(jì)123.1釘條機(jī)沖壓機(jī)構(gòu)及其零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算123.1.1 主液壓缸所需推力大小的計(jì)算123.1.2 主液壓缸主要尺寸的設(shè)計(jì)與計(jì)算143.1.3 主液壓缸關(guān)鍵零部件的選型、設(shè)計(jì)與計(jì)算163.1.4 木條導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)與計(jì)算233.1.5 沖壓板的設(shè)計(jì)與計(jì)算253.1.6 沖壓導(dǎo)向板的設(shè)計(jì)與計(jì)算273.2 釘條機(jī)進(jìn)給機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)及其零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算273.2.1 輔助液壓缸主要尺寸的設(shè)計(jì)與計(jì)算273.2.2 輔助液壓缸關(guān)鍵零部件的選型、設(shè)計(jì)與計(jì)算283.2.3 進(jìn)給機(jī)構(gòu)相關(guān)零部件的選型

12、、設(shè)計(jì)與計(jì)算323.2.4 送料機(jī)構(gòu)相關(guān)零部件的選型、設(shè)計(jì)與計(jì)算323.3 釘條機(jī)送釘機(jī)構(gòu)及其零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算333.4 小結(jié)354 釘條機(jī)機(jī)架設(shè)計(jì)及釘條機(jī)的建模、總裝、仿真364.1 釘條機(jī)各零部件的建模與部件裝配364.2 釘條機(jī)機(jī)架的設(shè)計(jì)與釘條機(jī)的總裝384.3釘條機(jī)的運(yùn)動(dòng)仿真394.4 小結(jié)415 總結(jié)42參考文獻(xiàn)45致 謝47附 錄48英文文獻(xiàn)48英文文獻(xiàn)譯文61741 緒 論釘條亦稱為木刺條、地毯固定條，是最近幾年人們?yōu)榻鉀Q地面裝修中地毯的快速便捷固定而發(fā)明的。使用時(shí)將釘條固定在需要鋪設(shè)地毯的地面邊緣上，刺釘向外的一面向上，勾住地毯，從而達(dá)到固定地毯的作用。一根1200mm25m

13、m6mm型釘條上面共有49枚長(zhǎng)為12mm直徑為1.21.3mm的釘子, 這些釘子分兩排按一定規(guī)則排列，其中，釘子與木條上表面成約45的夾角，釘子頭部的上表面全部釘入木條上表面以下，以便使釘條與地面很好的接觸。初期，釘條的制作主要依靠人工來(lái)完成。由于釘條上面的釘子尺寸很小、數(shù)量很多，且釘子和木條正面成一定的角度，還需將釘子帽釘入到木條上表面以下，故人工制作木條比較困難，生產(chǎn)效率也很低。隨著人們生活水平和生活品位不斷的提高，鋪設(shè)地毯的家庭和單位越來(lái)越多，釘條的用量也越來(lái)越大，完全由手工制作釘條的方法很難滿足用戶的需求，特別是對(duì)于專門從事裝潢的公司，釘條的生產(chǎn)方法急待改進(jìn)。目前，人們已使用特殊的工具

14、如釘槍、前端帶一定角度的特殊釘釘機(jī)等，從一定程度上提高了釘條生產(chǎn)的效率，但依然沒(méi)有擺脫人力的主導(dǎo)作用。這種方法制作釘條不僅需要大量的勞動(dòng)力，而且效率較低，由于釘子很小，手工釘釘子時(shí)釘入的角度把握不好，各個(gè)釘子的角度不一致，影響釘條的使用性能，釘條質(zhì)量不理想，生產(chǎn)率低，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，不能很好的滿足用量需求。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題正是從目前這一現(xiàn)狀出發(fā)，致力于設(shè)計(jì)一種具有更高效率的1200mm25mm6mm型釘條自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，從而將人力從釘條生產(chǎn)制作的枯燥勞動(dòng)中解放出來(lái)，以更好的滿足市場(chǎng)和客戶的需求。1.1國(guó)內(nèi)外釘條機(jī)的研究現(xiàn)狀隨著人們生活水平的提高，鋪設(shè)地毯的家庭、單位越來(lái)越多，釘條需求數(shù)量劇增，與釘

15、條生產(chǎn)制作相關(guān)的工具、設(shè)備也隨之出現(xiàn)。目前，國(guó)內(nèi)釘條的生產(chǎn)主要由人工完成，用到的大部分是輔助性工具，如釘槍、釘釘機(jī)等，生產(chǎn)釘條的專用設(shè)備較少。有人進(jìn)行這方面的研究，也設(shè)計(jì)出了相應(yīng)的釘條生產(chǎn)專用工具，但初期產(chǎn)品的性能依然無(wú)法完全滿足用戶的高效率生產(chǎn)需求：在生產(chǎn)中各種釘槍雖能自動(dòng)釘釘子，但其釘入的角度還需要人來(lái)掌握，且每一次只能釘一個(gè)釘子，還不能將釘子的大頭端完全打到木條上表面以下，效率比較底；有一些設(shè)備雖能將釘子按一定的角度釘入到木條中，相對(duì)提高了效率，但還需要人手工打入，沒(méi)有完全解放人力并且效率還是不理想。近幾年隨著釘條用量越來(lái)越多，釘條生產(chǎn)設(shè)備的需求量也隨之增大，已有相關(guān)學(xué)者做了釘釘機(jī)這方面

16、的探索與研究工作，專門設(shè)計(jì)了生產(chǎn)釘條的專用設(shè)備，其用的是散釘，用氣壓提供動(dòng)力，并為該設(shè)備申請(qǐng)了專利保護(hù)。但伴隨著設(shè)備的生產(chǎn)和使用，暴露了一系列的不足：如漏釘、偏釘、飛釘、堵釘、每次釘?shù)尼斪訑?shù)量較少等現(xiàn)象。為了進(jìn)一步提高釘條的生產(chǎn)效率，人們根據(jù)自己的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)不斷的對(duì)其所出現(xiàn)的問(wèn)題提出了相應(yīng)的改進(jìn)：如對(duì)排釘機(jī)構(gòu)的改進(jìn)、對(duì)送釘機(jī)構(gòu)的改進(jìn)、對(duì)鎖釘機(jī)構(gòu)的改進(jìn)、對(duì)壓釘機(jī)構(gòu)的改進(jìn)、對(duì)工作臺(tái)的改進(jìn)，通過(guò)不斷的改進(jìn)使生產(chǎn)釘條的專用設(shè)備不斷的得到完善。但目前，這種設(shè)備只是定單生產(chǎn)，生產(chǎn)數(shù)量很少，故在市場(chǎng)上很少見(jiàn)到實(shí)物。關(guān)于國(guó)外，沒(méi)有查到直接與釘條機(jī)相關(guān)的外文資料，但有不少關(guān)于釘槍種類、釘槍工作原理的資料，雖然不是

17、直接與釘條機(jī)有關(guān)，但其工作原理值得本次設(shè)計(jì)借鑒。1.2 國(guó)內(nèi)外釘條機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)由于目前的釘條生產(chǎn)設(shè)備具有很多不足之處（如生產(chǎn)效率低、自動(dòng)化程度低、還沒(méi)有完全擺脫人的枯燥勞動(dòng)、使用范圍小，只能生產(chǎn)單一型號(hào)的釘條等），目前的由手工制作釘條的方法將遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們高生產(chǎn)效率的需求，因此未來(lái)釘條機(jī)將向以下幾個(gè)方向發(fā)展。（1） 高生產(chǎn)效率生產(chǎn)效率是人們目前最為關(guān)心的問(wèn)題，因?yàn)槟壳暗暮芏嗌a(chǎn)方式都無(wú)法滿足客戶大用量的需求，且由人工生產(chǎn)釘條的方式費(fèi)時(shí)費(fèi)力，人工成本也比較高；高生產(chǎn)效率，將可以實(shí)現(xiàn)一次沖壓完成一根長(zhǎng)達(dá)1.2米的釘條的生產(chǎn)。（2） 高自動(dòng)化能完全實(shí)現(xiàn)釘條自動(dòng)進(jìn)給、釘子自動(dòng)供給，最終實(shí)現(xiàn)釘條生產(chǎn)的

18、完全自動(dòng)化。目前很多釘條生產(chǎn)設(shè)備都是半自動(dòng)化，很多設(shè)備大部分的工作還需要人工參與來(lái)完成。（3） 使用范圍廣、功能齊全化能使用散釘，這樣就可以在市場(chǎng)上隨處都可以買到，而不是只能使用排釘，這將大大提高釘條機(jī)的使用范圍；能生產(chǎn)各種型號(hào)的釘條，而不是一個(gè)特定型號(hào)的釘條。總之，釘條機(jī)將會(huì)向高生產(chǎn)效率、高自動(dòng)化、操作人性化、智能化、使用范圍更寬更廣的方向發(fā)展，以更好的滿足人們的各種需要。1.3 本課題的研究目的及意義本課題研究的目的：從目前我國(guó)釘條生產(chǎn)現(xiàn)狀出發(fā)，設(shè)計(jì)一臺(tái)1200mm25mm6mm型釘條機(jī)。以代替目前的釘條手工生產(chǎn)工具，從而降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)釘條生產(chǎn)的自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率，更好的滿

19、足市場(chǎng)和用戶的需求。本課題研究的意義：釘條能夠方便的固定地毯，是目前固定大面積地毯常用的方式，特別是專門從事裝潢的公司，每天都需要用到大量的釘條，然而，目前，釘條的生產(chǎn)制作的大部分工作還是由手工來(lái)完成，無(wú)法滿足這一要求：因釘條上面的釘子很小、釘條較長(zhǎng)，每根釘條上面的釘子數(shù)量非常多，完全由手工釘釘子效率很低；如果用釘槍等輔助工具又不能將釘子的大頭端完全釘入木條上平面以下，且釘子釘入的角度不好控制，每個(gè)釘子釘入的角度不一樣，這樣制作出來(lái)的釘條既不美觀，也影響后面的使用功能，而且每次只能釘一個(gè)釘子，生產(chǎn)效率依然很低，不能滿足客戶特別是裝潢公司高生產(chǎn)效率的需求；有一些釘釘機(jī)雖能將釘子按一定的角度釘入木

20、條，但其是由人提供動(dòng)力，而且每次只能釘一枚釘子，生產(chǎn)效率依然很低。本次設(shè)計(jì)的釘條機(jī)將致力于改變目前這一現(xiàn)狀。 2 1200mm25mm6mm型釘條機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)2.1 釘條機(jī)的功能要求本課題研究的是1200mm25mm6mm型釘條生產(chǎn)設(shè)備的設(shè)計(jì)，要進(jìn)行此釘條機(jī)的設(shè)計(jì)，首先要了解本課題對(duì)釘條機(jī)的基本功能要求和相應(yīng)的設(shè)計(jì)參數(shù)。2.1.1 釘條機(jī)的基本功能釘條機(jī)要完成在一根長(zhǎng)達(dá)1200mm的木條上釘完49枚按一定規(guī)律排列的釘子的總功能，需要完成以下系列功能。（1） 沖壓因木條較長(zhǎng)、釘子數(shù)量較多，很難一次性沖壓就釘完49枚釘子，故應(yīng)分成多次沖壓。根據(jù)釘條上釘子的排列規(guī)則，可一次沖壓完成7枚或14枚釘

21、子的釘釘過(guò)程，7或4次沖壓完成一根木條的生產(chǎn)。根據(jù)釘子的總數(shù)目，本次設(shè)計(jì)采用一次沖壓完成7枚、分7次沖壓完成一根木條的生產(chǎn)。（2）送釘待沖壓位置的釘子在一次沖壓后，被釘入到木條中，因分7次沖壓，故若要繼續(xù)完成下一個(gè)沖壓動(dòng)作，就需要將后面的釘子再次送入到待沖壓位置，以使下一次沖壓有效。（3）木條進(jìn)給 考慮到木條雖然很長(zhǎng)，但橫截面尺寸較小，而沖壓機(jī)構(gòu)體積較大，相對(duì)復(fù)雜，故采用木條進(jìn)給方式；每沖壓一次，木條向前進(jìn)給一段距離，以保證下一次的有效沖壓。（4） 送料 本課題旨在設(shè)計(jì)一種更高效率的釘條生產(chǎn)設(shè)備，將人從枯燥的勞動(dòng)中解放出來(lái),故應(yīng)具有送料功能，從而能夠?qū)崿F(xiàn)一定數(shù)量木條的自動(dòng)上料功能；在本課題中，

22、每沖壓七次，送一次料，從而自動(dòng)的進(jìn)行下一根釘條的生產(chǎn)。因此，針對(duì)上述各項(xiàng)要求，本次設(shè)計(jì)在完成總體方案設(shè)計(jì)后，主要設(shè)計(jì)釘條機(jī)的沖壓機(jī)構(gòu)、送釘機(jī)構(gòu)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)等機(jī)械執(zhí)行部分和機(jī)架部分的零部件的設(shè)計(jì)，并對(duì)其工作過(guò)程進(jìn)行模擬仿真研究。2.1.2 釘條機(jī)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)本次設(shè)計(jì)在完成總體方案設(shè)計(jì)后，主要設(shè)計(jì)釘條機(jī)的機(jī)械執(zhí)行部分的零部件的設(shè)計(jì)，使用的釘子為排釘。主要設(shè)計(jì)參數(shù)：木條的尺寸為1200mm25mm6mm，木條橫截面形狀與尺寸和釘條三維立體圖分別如圖2.1（a）、（b）所示。 （a） （b）圖2.1 木條橫截面形狀及其尺寸和釘條三維立體圖釘子的直徑為1.2 1.3mm，長(zhǎng)為1213mm；釘子

23、與木條的上表面法線方向成約45的夾角，其方向如上圖2.1中豎直方向的雙點(diǎn)畫線所示。49枚釘子分兩排，每7枚一組，按一定的規(guī)則錯(cuò)開(kāi)排列，其相應(yīng)的尺寸如圖2.2所示。 圖2.2 釘子的排列方式及相應(yīng)的尺寸 每組釘子之間隔有較大的空間，以便用水泥釘在此處將釘條反向固定在地面上。為了使釘條的上表面與地面能較好的配合，釘子釘帽的上端面應(yīng)釘入木條上表面以下。2.1.3 釘條機(jī)的設(shè)計(jì)要求在本次設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)要求如下：（1） 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)的釘條機(jī)能夠高效率的完成1200mm25mm6mm型釘條的生產(chǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)一定數(shù)量的釘條的自動(dòng)化生產(chǎn)，達(dá)到提高生產(chǎn)率、解放勞動(dòng)力的最終目的。（2）各執(zhí)行機(jī)構(gòu)能夠較好的協(xié)調(diào)

24、配合、有較廣的適應(yīng)范圍，并且能達(dá)到穩(wěn)定、可靠、高效率的要求，具有較好的可擴(kuò)展性和適應(yīng)性。（3）在設(shè)計(jì)中，能采用標(biāo)準(zhǔn)零部件的盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，以降低機(jī)器的成本，提高機(jī)器的實(shí)用性、可靠性、可行性和易維修性。（4） 先設(shè)計(jì)各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的零部件，然后在pro/e內(nèi)建模、部件裝配，查看各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)零部件的配合情況，以對(duì)各個(gè)零部件進(jìn)行初次校驗(yàn)，對(duì)不合適的零部件重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，以達(dá)到相關(guān)配合要求。（5） 根據(jù)各個(gè)機(jī)構(gòu)的安裝尺寸，設(shè)計(jì)機(jī)架，再將各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行總裝；根據(jù)總裝結(jié)果和裝配工藝要求，再次設(shè)計(jì)、修改各個(gè)零部件的細(xì)節(jié)，以優(yōu)化各個(gè)機(jī)構(gòu)的零部件，達(dá)到協(xié)調(diào)配合、可靠的要求。（6） 用pro/e軟件的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真分

25、析模塊，進(jìn)行各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真分析，以檢查干涉、校驗(yàn)行程和配合情況，對(duì)相關(guān)細(xì)節(jié)再次設(shè)計(jì)、修改，完成最終優(yōu)化設(shè)計(jì)，并將運(yùn)動(dòng)仿真結(jié)果輸出，制成動(dòng)畫。（7） 根據(jù)最終優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果，繪制出釘條機(jī)總裝配圖、主液壓缸軸零件圖、進(jìn)給液壓缸活塞軸零件圖、木條導(dǎo)軌零件圖、排釘夾零件圖，完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的繪圖任務(wù)；根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)要求，完成相應(yīng)的其它各項(xiàng)任務(wù)。2.2 總體方案設(shè)計(jì)根據(jù)釘條機(jī)的功能要求，可將釘條機(jī)分為沖壓機(jī)構(gòu)、送釘機(jī)構(gòu)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式均為直線運(yùn)動(dòng)。2.2.1 釘條機(jī)各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)的比較與確定實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)的常用執(zhí)行機(jī)構(gòu)有齒輪齒條機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、滑塊機(jī)構(gòu)、液壓缸、氣壓缸、電磁鐵；綜

26、合考慮，齒輪齒條機(jī)構(gòu)、滑塊機(jī)構(gòu)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)時(shí)，機(jī)械結(jié)構(gòu)尺寸較大，各執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的配合、協(xié)調(diào)不易控制；凸輪機(jī)構(gòu)的尺寸相對(duì)較小，但各執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)和配合也不容易控制；電磁鐵很容易實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，但力的大小不易控制，如果設(shè)計(jì)的不好，電磁鐵的線圈很容易被燒毀，提高其可靠性有一定的難度，和本專業(yè)的專業(yè)知識(shí)有一定的距離，需現(xiàn)學(xué)現(xiàn)用，不利于自己專業(yè)知識(shí)的發(fā)揮；液壓缸和氣壓缸工作原理相似，也是自己的專業(yè)領(lǐng)域范圍內(nèi)所涉及到的知識(shí)，故較易發(fā)揮專業(yè)知識(shí)，從而設(shè)計(jì)一臺(tái)較為實(shí)用、可靠的釘條機(jī)?？紤]到方便性、便捷性、宜人性等因素，本次設(shè)計(jì)中，沖壓機(jī)構(gòu)、進(jìn)給機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)均采用液壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)；參考各種釘槍的工作原理及其

27、送釘機(jī)構(gòu)，本次設(shè)計(jì)中，送釘機(jī)構(gòu)亦采用排釘夾的形式，用彈簧存儲(chǔ)能量，作為送釘動(dòng)力源。釘子與木條的上表面的法向成一定的角度，為達(dá)到這一要求，將木條斜著成一定的角度放置，如圖2-3所示，這樣釘子可以從豎直向下的方向釘，沖壓機(jī)構(gòu)就可以垂直放置，從而最終達(dá)到上述要求。釘子釘帽的上端面需釘在木條上表面以下，為滿足這一要求，可以使用沖壓桿來(lái)沖壓釘子，而不宜通過(guò)撞擊力來(lái)發(fā)射釘子，以保證上述要求。2.2.2 釘條機(jī)總體方案的確定根據(jù)各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和上面的相關(guān)要求，可確定釘條機(jī)的總體方案，其示意圖如2-4所示。圖2.3 木條放置方向圖中，主液壓缸通過(guò)豎直往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)沖壓功能，每次沖壓將7枚釘子按一定的排列規(guī)則沖壓

28、到木條上，達(dá)到相應(yīng)的要求。送釘機(jī)構(gòu)采用排釘夾形式，用彈簧提供動(dòng)力，當(dāng)前面的一枚釘子被沖到木條里、沖壓桿隨主液壓缸返回而返回后，在彈簧彈力的作用下，排釘向前移動(dòng)一枚釘子的距離，從而將下一枚釘子送到待沖壓位置，為下一次有效沖壓做好準(zhǔn)備。因木條較長(zhǎng)，若用一個(gè)液壓缸同時(shí)實(shí)現(xiàn)送料和進(jìn)給功能，輔助液壓缸在縱向的尺寸超過(guò)1200mm，而且每次進(jìn)給的距離不好控制。經(jīng)綜合考圖2.4 釘條機(jī)總體方案示意圖慮，送料功能和進(jìn)給功能分別由兩個(gè)液壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣通過(guò)左邊的液壓缸水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)送料功能，通過(guò)中間的液壓缸水平往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給功能；但這樣也會(huì)遇到一些問(wèn)題，如若送料液壓缸以木條的后端面為著力點(diǎn)，推著木條向前以

29、完成送料，那進(jìn)給液壓缸的著力點(diǎn)應(yīng)放在哪呢？若也放在木條的后端面，也會(huì)遇到前面同樣的問(wèn)題：進(jìn)給液壓缸縱向尺寸太大，且每次進(jìn)給的距離不好控制。經(jīng)仔細(xì)思考與觀察，發(fā)現(xiàn)在木條送料到?jīng)_壓位置，完成第一次沖壓后，釘子一端已突出木條的下表面，向外伸出一段，可以利用釘子的這一段，以此段為著力點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)木條的進(jìn)給。因?yàn)槭敲繘_壓一次，進(jìn)給液壓缸伸展一次，木條向前進(jìn)給一段距離，進(jìn)給液壓缸縮回，主液壓缸再次沖壓，該段又被釘上釘子，進(jìn)給液壓缸伸展時(shí)，以新的釘子為著力點(diǎn)，推動(dòng)木條向前進(jìn)給一段距離，如此循環(huán)，這樣不僅能解決送料與進(jìn)給之間的矛盾，又能減小進(jìn)給液壓缸的縱向尺寸。木條進(jìn)給與木條定位夾緊之間存在一定的矛盾，為了能將釘

30、子按一定的排列規(guī)則釘入木條，木條需要合適的定位與夾緊，但釘完一組釘子后，又需要將木條向前進(jìn)給一段距離。為解決這一矛盾，木條可采用滑道形式，這樣可以方便的實(shí)現(xiàn)木條的定位；此時(shí)為防止進(jìn)給液壓缸向前推動(dòng)木條進(jìn)給時(shí)，由于慣性力的作用而使進(jìn)給距離不等的問(wèn)題，可采用彈簧片壓緊裝置，既可達(dá)到夾緊的目的，又不致夾緊力太大而影響木條的進(jìn)給。2.3 小結(jié)釘條機(jī)在工作過(guò)程中，沖壓是將釘子直接壓入木條中，而不是利用釘子本身的動(dòng)能將釘子釘入木條，故不需要很高的沖壓速度，這和釘槍的工作原理有一定的區(qū)別；同時(shí)采用液壓傳動(dòng)，噪音小、傳遞的動(dòng)力比較大、沖壓過(guò)程平穩(wěn)，符合現(xiàn)代化綠色設(shè)備的要求，也能夠較好的實(shí)現(xiàn)沖壓過(guò)程；若采用氣動(dòng)

31、式，其噪音較大，撞擊力也比較大，撞擊過(guò)程不易控制，易將木條撞裂。設(shè)計(jì)中，綜合考慮到了釘條機(jī)各機(jī)構(gòu)的工作細(xì)節(jié)和釘條機(jī)整體布局等各個(gè)方面，最終確定的整體方案能夠較好的實(shí)現(xiàn)預(yù)期的功能要求，同時(shí)各機(jī)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)配合可通過(guò)液壓控制來(lái)調(diào)節(jié)，其工作效率有較大的提升空間。3 釘條機(jī)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)及其零部件的設(shè)計(jì)3.1釘條機(jī)沖壓機(jī)構(gòu)及其零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算根據(jù)釘條機(jī)的總體方案，設(shè)計(jì)沖壓機(jī)構(gòu)及其零部件。沖壓機(jī)構(gòu)采用的是液壓缸，由液壓缸實(shí)現(xiàn)沖壓功能。根據(jù)沖壓功能要求和實(shí)用性、方便性、易維修性、便捷性原則，主液壓缸選用拉桿式液壓缸，如下圖3.1所示。圖3.1 拉桿式液壓缸結(jié)構(gòu)圖3.1.1 主液壓缸所需推力大小的計(jì)算主液壓缸

32、所需推力大小即沖壓力的大小，是將7枚釘子釘入到木條里所需力的大小，其大小根據(jù)每枚釘子釘入到木條里所需力的大小來(lái)確定。釘條所用的木條是人造板，由于人造板種類繁多，且影響其力學(xué)性能的因素很多，力學(xué)性能沒(méi)有確定的值，沒(méi)有找到人造板的力學(xué)性能參數(shù)值和相應(yīng)的范圍值，本次設(shè)計(jì)中將參照相關(guān)木材的力學(xué)性能參數(shù)值來(lái)計(jì)算所需力的大小?？紤]到人造夾板的力學(xué)性能介于硬質(zhì)木材和軟質(zhì)木材之間，計(jì)算時(shí)可根據(jù)硬質(zhì)木材和軟質(zhì)木材的各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)來(lái)大致確定人造夾板的各項(xiàng)力學(xué)性能指標(biāo)值，由于大部分硬質(zhì)木材的力學(xué)性能值要比人造板的高，故根據(jù)硬質(zhì)木材的力學(xué)性能參數(shù)值來(lái)設(shè)計(jì)，是偏向于安全的。為了保證機(jī)器有足夠的強(qiáng)度和較高的可靠性，設(shè)計(jì)

33、中可采用最堅(jiān)硬的木材的力學(xué)性能值來(lái)替代人造板的力學(xué)性能值進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算。幾種典型木材的力學(xué)性能參數(shù)值見(jiàn)表3.11。表3.1 幾種典型木材的力學(xué)性能值（圓釘直徑2mm）力學(xué)性能橫紋抗壓強(qiáng)度（mpa）橫紋抗剪強(qiáng)度（mpa）硬度（mpa）沖擊強(qiáng)度(kj/)徑面握釘力（n）弦面握釘力（n）白樺樹3.2410.40311.3302.4水曲柳10.4910.363.2534.91401.41372山合歡6.6713.4458.1534.6980.6960.5枧木（糙葉樹）17.8520.69139.8496.82126.62018.8上表所示的各種木材中，糙葉樹是所有樹木中硬度最大的一類，其握釘力也是最大

34、的；白樺樹是典型的軟質(zhì)木材，其強(qiáng)度和握釘力相對(duì)都是比較小的一類；而水曲柳屬中上等硬度的木材，是一種比較偏硬的一類，設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)可參照水曲柳的力學(xué)性能值來(lái)設(shè)計(jì)計(jì)算，然后用枧木的力學(xué)性能進(jìn)行校核。在將釘子釘帽的上端面釘入到木條上表面以下的過(guò)程中，釘子一方面需要克服因木條與釘子之間很大的擠壓力而產(chǎn)生的強(qiáng)大摩擦力，此摩擦力的大小即握釘力(木材的握釘力，是指木材抵抗釘子拔出的能力。握釘力的大小取決于木材的種類、含水率、密度、硬度、彈性、紋理方向、釘子的形狀及其與木材接觸面的大小等)的大小，用f1表示；另一方面，需要克服木條表面硬度而壓入木條表面以下，需克服木條的屈服力，用f2表示。用水曲柳的力學(xué)性能值進(jìn)行

35、設(shè)計(jì)：釘1枚釘子所需力f的大小為 f= f1+ f2=1401.4n+63.251.211 =1477.3 n 釘7枚釘子所需力的大小為 =7f=71477.3=10341.1n用枧木的力學(xué)性能值進(jìn)行校核： 釘1枚釘子所需力的大小為=+=2018.8n+139.841.211n =2186.6 n 釘7枚釘子所需力的大小為 =7=72186.6n=15306.3n 在上面的計(jì)算中，釘子的直徑按2mm計(jì)算，而在本次課題中用到的釘子的直徑為1.21.3mm，釘子的直徑小，實(shí)際所需克服的握釘力比計(jì)算中的握釘力要?。欢胰嗽彀宓挠捕冗h(yuǎn)遠(yuǎn)小于枧木的硬度，用枧木的力學(xué)性能值來(lái)校核強(qiáng)度值是可靠的。綜上所述，

36、主液壓缸所需設(shè)計(jì)的最大推力為=15306.3n。3.1.2 主液壓缸主要尺寸的設(shè)計(jì)與計(jì)算液壓缸的選型、設(shè)計(jì)與計(jì)算均參考文獻(xiàn)2、3、4進(jìn)行，密封圈、導(dǎo)向環(huán)、防塵圈、排氣閥、油管接頭、活塞桿端螺柱、螺母、墊圈等零部件均選用標(biāo)準(zhǔn)件，前后端蓋、安裝形式、活塞、活塞桿密封件則根據(jù)相應(yīng)零部件的尺寸進(jìn)行設(shè)計(jì)。液壓缸的主要尺寸包括缸筒內(nèi)徑d、活塞桿直徑d和缸筒長(zhǎng)度l；其中缸筒內(nèi)徑d、活塞桿直徑d可根據(jù)所需推力的大小來(lái)設(shè)計(jì)與計(jì)算，缸筒長(zhǎng)度l根據(jù)沖壓所需行程來(lái)設(shè)計(jì)。（1） 缸筒內(nèi)徑d的設(shè)計(jì)與計(jì)算一般設(shè)備、機(jī)床的液壓系統(tǒng)為低壓系統(tǒng)，其壓力小于7mpa，在本次設(shè)計(jì)中也采用低壓系統(tǒng)；根據(jù)液壓手冊(cè)2-4，綜合考慮，確定系

37、統(tǒng)的壓力為5mpa，可選擇南京液壓件制造廠生產(chǎn)的型號(hào)為bbxq的外嚙合單級(jí)齒輪泵，其具體參數(shù)：排量為16ml/r，壓力為5mpa，額定轉(zhuǎn)速為1500r/min。所需缸筒直徑 d= =mm =62.4mm 根據(jù)文獻(xiàn)3，取缸筒直徑d=63mm。液壓缸的負(fù)載率=0.50.7，液壓缸在實(shí)際中，所需推力的大小按水曲柳的力學(xué)性能計(jì)算，為=10341.1n，液壓缸的額定推力： =pa=5（d/2） =5（63/2） n . =15586.2 n實(shí)際負(fù)載率=/=10341.1/15586.2=0.66，符合上述液壓缸負(fù)載率的要求。（2） 活塞桿直徑d的設(shè)計(jì)與計(jì)算根據(jù)可靠性、穩(wěn)定性原則和文獻(xiàn)3，選取活塞兩端有效

38、面積比值=1.24，則活塞桿直徑d為：d=d=63mm=27.7mm 根據(jù)參考文獻(xiàn)2取活塞桿直徑為d=28mm。（3） 缸筒長(zhǎng)度l的設(shè)計(jì)與計(jì)算根據(jù)沖壓所需行程確定缸筒長(zhǎng)度：因釘子很小，長(zhǎng)為12 mm，考慮到相關(guān)零部件的尺寸、沖壓板、沖壓滑塊安裝拆卸工藝要求和排釘夾的尺寸，可初步確定液壓缸的沖壓行程為120 mm。根據(jù)沖壓行程、缸筒的安裝工藝要求和后面活塞的尺寸，缸筒長(zhǎng)度l=120mm+40mm+4mm2=168mm。3.1.3 主液壓缸關(guān)鍵零部件的選型、設(shè)計(jì)與計(jì)算（1） 活塞的設(shè)計(jì)與計(jì)算首先，根據(jù)缸筒的內(nèi)徑d選擇活塞密封圈和活塞導(dǎo)向環(huán)。參照文獻(xiàn)2，活塞密封圈選用o型密封圈，由d=63mm選用型

39、號(hào)為53005300的o型密封圈。其中o型密封圈的直徑d=5.3mm，d=53mm，其結(jié)構(gòu)如下圖3.2所示；相應(yīng)的o型密封圈安裝槽尺寸如圖3.3所示。 圖3.2 o型密封圈尺寸 圖3.3 o型密封圈安裝槽尺寸根據(jù)缸筒內(nèi)徑d和文獻(xiàn)2，活塞導(dǎo)向環(huán)（支承環(huán)）的尺寸如圖3.4所示，其材料為酚醛樹脂；相應(yīng)的安裝槽尺寸如圖3.5所示。圖3.4 活塞導(dǎo)向環(huán)尺寸 圖3.5 活塞導(dǎo)向環(huán)安裝槽尺寸根據(jù)活塞桿直徑設(shè)計(jì)緩沖套筒，提高活塞的使用壽命，同時(shí)可將緩沖套筒設(shè)計(jì)成一定的形狀，可起到緩沖的作用，以防止活塞與缸蓋相碰的現(xiàn)象；根據(jù)手冊(cè)2，選擇的緩沖套筒尺寸如圖3.6所示。圖3.6 緩沖套筒外形安裝尺寸根據(jù)活塞密封圈和

40、活塞導(dǎo)向環(huán)的安裝槽尺寸、活塞桿直徑、緩沖套筒尺寸和相關(guān)要求，設(shè)計(jì)活塞尺寸如圖3.7所示。圖3.7 活塞的形狀與尺寸其中活塞密封圈安裝槽和活塞導(dǎo)向環(huán)安裝槽尺寸分別如圖3.3、3.5所示。（2） 活塞桿導(dǎo)向套、密封件的設(shè)計(jì)與計(jì)算根據(jù)活塞桿的直徑d選擇活塞桿密封圈和防塵圈，其中活塞桿密封圈亦選用o型密封圈，根據(jù)文獻(xiàn)2，選取35502800型o型密封圈，其安裝槽尺寸如圖3.8所示。圖3.8 活塞桿密封圈安裝槽的形狀與尺寸防塵圈采用唇形防塵圈，根據(jù)活塞桿直徑d選用的防塵圈形狀與尺寸如圖3.9所示，材料為丁青橡膠；其安裝槽尺寸如圖3.10所示。 圖3.9 防塵圈的形狀與尺寸 圖3.10 防塵圈安裝槽的形狀

41、與尺寸根據(jù)防塵圈和活塞桿密封圈的安裝槽尺寸設(shè)計(jì)活塞桿導(dǎo)向套，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮到液壓缸安裝形式、安裝耳與缸蓋安裝配合工藝要求、密封等因素，設(shè)計(jì)的形狀與尺寸如圖3.11所示。圖3.11 防塵圈安裝槽的形狀與尺寸（3） 前后缸蓋的設(shè)計(jì)與計(jì)算主活塞缸前、后端蓋上均需安裝排氣閥、進(jìn)出油管接頭和缸筒零部件，此外前缸蓋上需安裝活塞密封件，并留有緩沖空間；根據(jù)以上零部件尺寸，設(shè)計(jì)前后端蓋。排氣閥根據(jù)文獻(xiàn)2，選擇各種液壓缸上通用的排氣閥m12，其閥桿材料為3cr13，形狀與尺寸如圖3.12所示，安裝尺寸如圖3.13所示。 圖3.12 排氣閥的形狀與尺寸 圖3.13 排氣閥安裝孔的尺寸油管接頭采用m221.5的卡套式

42、端直角管接頭，其安裝尺寸如下圖3.14所示。圖3.14 油口安裝孔的尺寸缸蓋端面與缸筒之間的靜密封圈選用26505800的o型密封圈，其安裝槽尺寸如下圖3.15所示。圖3.15 靜密封圈安裝槽的尺寸根據(jù)以上各零件的安裝尺寸、應(yīng)留緩沖空間尺寸和活塞桿密封件的外形安裝尺寸，設(shè)計(jì)前后端蓋；前端蓋、后端蓋的最終設(shè)計(jì)結(jié)果分別如圖3.16、圖3.17所示。圖3.16 前缸蓋形狀及其整體尺寸圖3.17 后缸蓋形狀及其整體尺寸（4） 外形安裝連接件的設(shè)計(jì)與計(jì)算在本次設(shè)計(jì)中，主液壓缸的沖壓方向?yàn)樨Q直向下方向，故主液壓缸的外形安裝連接形式的最佳選擇為lc型高腳架式外形安裝連接，其前后端高腳架的尺寸和形狀分別如圖3

43、.18、圖3.19所示。圖3.18 前端蓋形狀及其整體尺寸圖3.19 后端蓋形狀及其整體尺寸（5） 活塞桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算根據(jù)前面設(shè)計(jì)的各零部件尺寸和相關(guān)安裝工藝要求，設(shè)計(jì)活塞桿的具體結(jié)構(gòu)尺寸；活塞桿與活塞之間的連接采用螺栓連接，螺母選用m16；另一端也采用螺栓連接，考慮到?jīng)_壓板在橫向方向上的尺寸很小，此處螺母選用m8，設(shè)計(jì)詳細(xì)零件圖見(jiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)附件a4圖紙。（5） 其它零部件的選擇、設(shè)計(jì)與計(jì)算本液壓缸采用的是拉桿式液壓缸，根據(jù)端蓋和缸筒的尺寸，拉桿選用m10的螺柱，兩端螺柱長(zhǎng)度各取25mm，螺柱的公稱長(zhǎng)度l取320mm。為使端蓋與外形安裝連接件之間能更好的配合，期間應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的墊片，可采用氈圈墊片

44、。3.1.4 木條導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)與計(jì)算木條導(dǎo)軌起著工作臺(tái)的作用，在沖壓時(shí)，利用導(dǎo)軌上的木條導(dǎo)向槽定位，并用彈簧壓片實(shí)現(xiàn)夾緊；根據(jù)圖2.3木條放置方向，設(shè)計(jì)木條導(dǎo)軌，這樣釘子以豎直方向釘入木條，主液壓缸就可以安裝在豎直的方向上，既方便豎直方向的沖壓，又方便排釘夾的設(shè)計(jì)。每沖壓一次，釘7枚釘子，釘子尖端均伸出木條下表面一定的長(zhǎng)度，故在木條導(dǎo)向槽下面應(yīng)留有一定的空間，以保證沖壓有效，順利完成沖壓?？紤]到木條的進(jìn)給由輔助液壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)，而輔助液壓缸的尺寸相對(duì)木條導(dǎo)向槽的尺寸大了許多，不能直接由副主液壓缸的活塞桿來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給，可通過(guò)中間連接件滑塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，故在木條導(dǎo)向槽下面，還應(yīng)為滑塊留有滑槽。根據(jù)以上主要條件，

45、設(shè)計(jì)的木條導(dǎo)軌橫截面尺寸及形狀如下圖3.20所示，其中圖(a)為木條導(dǎo)軌左邊的橫截面，圖(b)為木條導(dǎo)軌右端的橫截面。 圖(a)圖(b)圖3.20 木條導(dǎo)軌左、右端橫截面尺寸3.1.5 沖壓板的設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）沖壓桿設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)沖壓板前，應(yīng)先設(shè)計(jì)沖壓桿。在總方案中，考慮到釘子釘帽的上表面需釘入到木條下表面，確定用沖壓桿將釘子沖壓到相應(yīng)的位置；根據(jù)釘子釘帽的尺寸、排釘夾尺寸、木條導(dǎo)軌尺寸和主液壓缸行程大小，設(shè)計(jì)沖壓桿的尺寸?？紤]到木條在橫截面方向上的尺寸比較小，特別是在圖2.3所示方向上，同時(shí)考慮到方便性、便捷性原則，參考數(shù)控加工中心車刀的安裝方式，沖壓桿上端與沖壓板之間的連接形式采用錐孔連接，錐

46、孔的錐度選用通用的1：50。設(shè)計(jì)的沖壓桿形狀與尺寸如下圖3.21所示。圖3.21 沖壓桿的形狀及其尺寸（2）沖壓板的設(shè)計(jì)沖壓板用來(lái)安裝沖壓桿，因沖壓桿的排列比較緊密，為保證沖壓板由足夠的強(qiáng)度，沖壓板的材可選用45號(hào)鋼，并經(jīng)一定調(diào)制處理和相應(yīng)的熱處理，以提高其強(qiáng)度和安裝孔處的表面硬度；根據(jù)沖壓桿安裝尺寸和木條上面釘子排列尺寸，設(shè)計(jì)沖壓板的形狀與尺寸如下圖3.22所示，其中6.0mm，9mm和8.0mm的孔均為通孔。圖3.22 沖壓板的形狀及其尺寸3.1.6 沖壓導(dǎo)向板的設(shè)計(jì)與計(jì)算 每沖壓一次，沖壓7枚釘子，沖壓力在沖壓方向上存在不平衡現(xiàn)象，為更好的實(shí)現(xiàn)沖壓，在沖壓板上應(yīng)設(shè)有導(dǎo)向裝置；考慮到?jīng)_壓板

47、在橫截面上有效尺寸比較小，同時(shí)沖壓板與主液壓缸軸端的連接存在一定的尺寸限制，為提高此處連接的強(qiáng)度，可設(shè)計(jì)一沖壓導(dǎo)向板，利用導(dǎo)向桿來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向功能。根據(jù)上述因素，設(shè)計(jì)的結(jié)果的尺寸和形狀如圖3.23所示。圖3.23 沖壓導(dǎo)向板的形狀及其尺寸3.2 釘條機(jī)進(jìn)給機(jī)構(gòu)、送料機(jī)構(gòu)及其零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算進(jìn)給機(jī)構(gòu)和送料機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式、工作過(guò)程相似，作用力的大小相同，僅僅是其行程不同，故實(shí)現(xiàn)釘條機(jī)進(jìn)給機(jī)構(gòu)的液壓缸和實(shí)現(xiàn)送料機(jī)構(gòu)的液壓缸大部分零部件是相同的，只是缸筒、活塞桿的長(zhǎng)度不同，進(jìn)給液壓缸和送料液壓缸統(tǒng)稱為輔助液壓缸。3.2.1 輔助液壓缸主要尺寸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 根據(jù)上面木條導(dǎo)軌的設(shè)計(jì)，木條在木條導(dǎo)軌槽里定位后

48、，彈簧片并不需要很大的夾緊力，其進(jìn)給所需推力并不是很大，故根據(jù)文獻(xiàn)2，輔助液壓缸（即進(jìn)給液壓缸和送料液壓缸）可選擇缸筒直徑較小的液壓缸；據(jù)此，液壓缸的類型可選擇焊接式液壓缸或螺紋式液壓缸，這樣方便制造，也比較經(jīng)濟(jì)。綜上所述，缸筒直徑d選擇為d=16mm，活塞軸直徑d選擇為d=10mm，此時(shí)，液壓缸向前進(jìn)給時(shí)的推力為：=pa=5（16/2） =1005.3 n 液壓缸返回時(shí)的推力為：=pa=5（16/2）- （10/2） =612.6 n 進(jìn)給液壓缸行程根據(jù)木條每次需要進(jìn)給的距離來(lái)設(shè)定，釘條上面有7組釘子，每組對(duì)應(yīng)釘子之間的距離為172mm，故進(jìn)給液壓缸的行程l確定為l=180 mm。3.2.2

49、 輔助液壓缸關(guān)鍵零部件的選型、設(shè)計(jì)與計(jì)算（1）活塞軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算由于輔助液壓缸缸筒直徑和活塞軸直徑都比較小，活塞和軸最好設(shè)計(jì)在一起，即設(shè)計(jì)成活塞軸。根據(jù)缸筒內(nèi)徑，選擇型號(hào)為26501120的o型活塞密封圈，其安裝槽尺寸如圖3.24所示。圖3.24 密封圈安裝槽尺寸根據(jù)手冊(cè)2，選擇的活塞導(dǎo)向環(huán)（支承環(huán)）的尺寸如圖3.25所示，其材料為酚醛樹脂；相應(yīng)的安裝槽尺寸如圖3.26所示。 圖3.25 活塞導(dǎo)向環(huán)尺寸 圖3.26 活塞導(dǎo)向環(huán)安裝槽尺寸活塞軸的緩沖，可采用在活塞軸上開(kāi)取具有一定尺寸的縫隙作為卸流槽，以起到緩沖的作用；根據(jù)上面零件的尺寸和相關(guān)要求，設(shè)計(jì)的活塞軸形狀和尺寸詳細(xì)情況見(jiàn)畢業(yè)設(shè)計(jì)附件a4

50、活塞軸零件圖圖紙。（2）前后缸蓋的設(shè)計(jì)與計(jì)算輔助液壓缸的前、后缸蓋上需安裝缸筒、密封圈、進(jìn)出油管接頭，同時(shí)缸蓋也起到連接耳的作用；此外，前缸蓋上還需安裝活塞桿防塵圈、活塞桿密封圈，根據(jù)以上零件尺寸和要求，設(shè)計(jì)前缸蓋和后缸蓋。輔助液壓缸的油管接頭選用m121.5的卡套式端直角管接頭，其安裝孔尺寸如下圖3.27所示。圖3.27 油管接頭安裝孔尺寸根據(jù)活塞軸直徑d選擇活塞軸動(dòng)密封圈和防塵圈，可采用型號(hào)為26501000的o型密封圈，其安裝槽尺寸如下圖3.28所示；采用唇形防塵圈，其尺寸和安裝槽尺寸分別如圖3.29、圖3.30所示。圖3.28 活塞軸o型密封圈安裝槽尺寸 圖3.29 防塵圈形狀及其尺寸

51、 圖3.30 防塵圈安裝槽尺寸此處的液壓缸連接（固定）方式采用la型切向腳架式外型安裝連接，根據(jù)以上零部件尺寸和相關(guān)要求，設(shè)計(jì)前缸蓋和后缸蓋的形狀和尺寸分別如圖3.31、圖3.32所示。圖3.31 前端蓋形狀及其尺寸圖3.32 后端蓋形狀及其尺寸3.2.3 進(jìn)給機(jī)構(gòu)相關(guān)零部件的選型、設(shè)計(jì)與計(jì)算 考慮到裝配位置和空間位置要求，進(jìn)給機(jī)構(gòu)可由送料液壓缸直接推動(dòng)送料滑塊來(lái)實(shí)現(xiàn)木條的進(jìn)給，根據(jù)木條導(dǎo)軌尺寸和進(jìn)給液壓缸活塞軸端螺栓m8的尺寸，設(shè)計(jì)木條進(jìn)給滑塊形狀和尺寸如下圖3.33所示。圖3.33 后端蓋形狀及其尺寸3.2.4 送料機(jī)構(gòu)相關(guān)零部件的選型、設(shè)計(jì)與計(jì)算為提高設(shè)備的自動(dòng)化水平，本設(shè)備設(shè)有料庫(kù)；料

52、庫(kù)可由厚為12mm的鋼板經(jīng)沖壓、折彎成型，根據(jù)木條的尺寸和木條在沖壓時(shí)的放置位置，設(shè)計(jì)的木條料庫(kù)三維立體圖如下圖3.34所示。料庫(kù)最下面的木條，是通過(guò)送料導(dǎo)軌送入到木條導(dǎo)軌的沖壓位置進(jìn)行沖壓，完成釘釘子的過(guò)程，故送料導(dǎo)軌和木條導(dǎo)軌在縱向上需要滿足一定的配合要求，根據(jù)相關(guān)要求，設(shè)計(jì)的送料導(dǎo)軌橫截面形狀和相應(yīng)的尺寸。圖3.34 木條料庫(kù)三維立體圖實(shí)現(xiàn)送料的液壓缸若直接和料庫(kù)放在同一平面上，可直接通過(guò)液壓缸軸實(shí)現(xiàn)送料，結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，但這大大增加了整個(gè)設(shè)備的橫向尺寸，為減小整個(gè)設(shè)備的尺寸，可將送料液壓缸設(shè)在木條料庫(kù)的下面，然后通過(guò)送料液壓缸推動(dòng)拉桿，以實(shí)現(xiàn)送料的功能。其中拉桿采用m8的螺柱，根據(jù)送料

53、距離和裝配尺寸要求，取其公稱長(zhǎng)度l=600mm；送料滑塊根據(jù)木條放置位置和裝配要求，設(shè)計(jì)相應(yīng)的形狀和尺寸。3.3 釘條機(jī)送釘機(jī)構(gòu)及其零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算根據(jù)總方案，本次設(shè)計(jì)中，釘子采用150枚/排或120枚/排的排釘。參考各種釘槍的送釘機(jī)構(gòu)，本次設(shè)計(jì)也采用排釘夾作為送釘機(jī)構(gòu)；其中用彈簧存儲(chǔ)的彈性勢(shì)能為釘子向前運(yùn)動(dòng)提供動(dòng)力源，當(dāng)最前面的釘子被釘入到木條后，后面的排釘在彈簧彈力的作用下向前運(yùn)動(dòng)一枚釘子的距離，從而將下一枚釘子送到待沖壓的位置上，為下一次有效沖壓做好準(zhǔn)備。排釘夾需要按一定的距離裝載7排釘子，從而實(shí)現(xiàn)每次完成7枚釘子的沖壓工作量；在排釘夾前面的沖壓位置處，應(yīng)設(shè)有導(dǎo)向孔，以便釘子能按一定的

54、角度釘入到木條中；彈簧可安裝在排釘夾的內(nèi)部，尾端采用m1018的內(nèi)六角圓柱頭螺釘固定，可減小排釘夾的外形尺寸；根據(jù)以上要求，設(shè)計(jì)的排釘夾的詳細(xì)尺寸和結(jié)構(gòu)見(jiàn)畢業(yè)圖紙。 根據(jù)文獻(xiàn)5進(jìn)行彈簧的設(shè)計(jì)：排釘夾里的彈簧選用圓柱螺旋壓縮彈簧，初始數(shù)據(jù)為：最大工作載荷f=16n，變形量f=300mm，要求各圈受力均勻，并且具有防腐蝕的能力。（1） 選擇材料和確定許用應(yīng)力 根據(jù)要求，在文獻(xiàn)5選用b組不銹彈簧鋼絲1cr18ni9；許用應(yīng)力可按受i類載荷的彈簧考慮，取=0.3；材料抗拉強(qiáng)度與鋼絲直徑d有關(guān)，假設(shè)鋼絲直徑d=0.12mm，對(duì)應(yīng)=16671912mpa。剪切模量g=71.510mpa，取實(shí)驗(yàn)切應(yīng)力為=0.3=0.31667=500.1 mpa。（2） 選旋繞比c根據(jù)文獻(xiàn)5，初步選擇纏繞比c=8。（3） 計(jì)算鋼絲直徑d 根據(jù)文獻(xiàn)5，可得計(jì)算鋼絲直徑公式為d1.6，由于所受載荷為靜載荷，所以取曲度系數(shù)k=1，d1.6=0.809mm；鋼絲直徑在假設(shè)范圍內(nèi)，根據(jù)文獻(xiàn)5選取d=0.9mm。（4） 計(jì)算彈簧的中徑dd=cd=80.9=7.2mm，根據(jù)文獻(xiàn)5取系列值d=7mm。（5） 計(jì)算彈簧的圈數(shù)n根據(jù)文獻(xiàn)5得n=320.5，取n=320.5圈，兩端各取1圈支承圈，則彈簧的