小型自動推料裝置的設計與實現

王俊豪 周微 史東麗 常州機電職業技術學院機械工程學院

1 引言

××有限公司生產線改造，原先通過工人手工搬運的方式，現企業計劃使用機器代替人工，完成兩工序間的物料傳送。

生產線中的零件為金屬制品，在上一道工序加工后需要傳遞給下一道工序，因為兩道工序的加工設備高度不同、位置不同，故需要一種裝置完成自動推料。傳統的方法為人工傳遞，效率低，成本高，容易出錯，故需設計一種裝置完成生產線的自動化。具體要求如下：

（1）兩個設備之間的距離為220mm，高度差為150mm；

（2）零件為金屬制品，尺寸12*12*8mm；

（3）每個零件的生產頻率為個/3s。

2 總體設計方案

料倉送一個物料在操作臺上，接近開關傳感器檢測到工件后發出信號給控制裝置，控制裝置接受到信號后對其處理，給電機發出控制信號，電機旋轉帶動曲柄滑塊運動，滑塊將工件推入滑道，進如另一個工序。

利用曲柄滑塊結構完成傳動。用曲柄和滑塊來實現轉動和移動相互轉換地平面連桿機構。曲柄滑塊機構中與機架構成移動副地構件為滑塊,通過轉動副聯接曲柄和滑塊地構件為連桿，如圖2-1所示，由曲柄1作為主動件，滑塊作為從動件，由曲柄的回轉運動轉化為滑塊的直線往復運動。利用曲柄滑塊這種功能，將電機的旋轉運動轉化為直線運動，使停留在料板上的工件被滑塊頂下滑道，完成工件的輸送。

圖2 -1 曲柄滑塊示意圖

3 零件設計

3.1 曲柄滑塊及連桿設計

依據實際要求，實際曲柄最大直徑φ50mm，曲柄高度29mm，因為需要與電機連接并低速轉動，故需要設計中心孔，中心孔直徑φ10mm。與電機連接中采用螺栓的固定方式，故需要設計螺紋孔，設計三角形螺紋M10-1.5。曲柄上部需要與連桿連接，故需要設計凸臺，凸臺直徑φ10mm，高度6mm。

因為曲柄滑塊機構低速運動，故行為公差要求不高，但是曲柄與滑塊是滑動摩擦，故軸和孔的配合要求較高，表面質量要求較高，設計凸臺和孔的表面粗擦度Ra1.6,其余Ra3.2。

根據曲柄尺寸設計兩個連桿的尺寸。連桿1長度為40mm，因需要與曲柄及連桿2連接，故設計兩個孔，大小均為φ10mm，厚度4mm。連桿2長度60mm，因需要與曲柄連接，故設計一個圓柱形凸臺，直徑φ10mm，凸臺高度6mm。

3.2 箱體設計

設計曲柄滑塊的箱體時，能夠容納曲柄滑塊機構并且其轉動時不能產生干涉，故設計箱體尺寸為100×100mm，偏心孔φ10mm，并具有4個M4螺紋孔。

3.3 數控加工

數控加工工序一般采用工序集中方式，既一次安裝盡可能完成多個加工內容，曲柄一次安裝后需連續完成端面、外輪廓、內輪廓等表面的加工。根據內外交叉、先粗后精的原則，先進行內外表面的粗加工再進行內外表面的精加工，內外表面交錯進行加工。

4 結論

曲柄滑塊結構能將電機的旋轉運動轉換為直線運動，且結構簡單、可靠性高，適合于低速運動。運用車、銑、鉆等加工方法，選擇適合的刀具，編制數控程序完成零件加工。