自動噴涂系統工裝夾具設計分析

伍 颯

惠州至精精密技術有限公司 廣東 惠州 516227

引言:

傳統的噴涂系統,在效率與效果上皆具有一定的問題,特別是還容易為操作工人帶來一定的人身傷害,具有一定的局限性。但目前,對于自動化的噴漆系統,在我國的應用主要局限于一些生產規模較大、加工工件較為單一的企業,對于中小企業,對自動噴涂系統設備的應用率則十分低下。因此,本文設計了一種自動噴涂系統工裝夾具,能夠實現對工件的翻轉、噴涂,解決當前工具噴涂中存在的一些問題。

一、自動噴涂系統工裝夾具設計背景

廠件在出廠前按照加工工藝要求需做好表面噴漆處理工作,通過這項操作能對工件進行防腐防銹處理,確保工件的使用壽命,同時也能美化工件。所以做好廠件噴漆工作十分關鍵,這就要求在自動噴涂系統工裝夾具設計期間,要從實際需求出發,提升設計質量。在現代科學技術的快速發展過程中,對自動噴涂系統工裝夾具的整體性能提出更高要求。（1）確保加工精準度。在夾具設計過程中要不斷提升精準度,保證定位的正確性,避免定位誤差的出現;（2）提升生產效率。工裝夾具在實際應用中,要通過科學合理的設計,提升生產質量與效率,確保操作期間的便捷性,縮短操作時長;（3）經濟性。經濟成本是自動噴涂系統工裝夾具設計過程中不得不關注的要點,在保證質量的基礎上要做好成本控制。

運用專業的設備完成對工件表面的噴漆工作,是工件出廠前的必經之路,與工件生產加工工藝要求具有高度的相符性。其主要目的為提升工件防腐能力以及防銹能力,提升工件質量,延長工件使用壽命,除此之外還能夠讓工件具有更加良好的美觀性。在目前的機械加工生產中,最為主要的噴漆處理方式,都需要人工來完成,在這一操作中,工人需要運用噴槍,對工件表面實施噴漆作業,在工作效率與工作質量上不夠理想,同時也具有一定的危險性,例如油漆中可能存在一定量的有害物質,這些有害物質會對工人的身體健康帶來不利的影響,等等[1-2]。

二、自動噴涂系統工裝夾具設計總體規劃

設計此自動噴涂系統工裝夾具的意義,是為操作工人提供一件效率更高、能夠解決傳統噴涂工作中存在的各類問題的噴漆設備,能夠實現對工件的自動噴漆,特別是能夠避免噴槍操作為工人的身體健康帶來一定的傷害。此外,在完成對工件某一表面的噴漆后,翻轉工件并實施對其另一側面的噴漆,也是其重要的性能,這能夠顯著地提升工人的噴漆效率與噴漆質量。

為滿足以上要求,本次設計做出了如下的技術規劃:本設備總共包括一個底座、一個轉動軸、一個電機、一個夾緊驅動部件、一個移動部件、一個噴漆部件,以及驅動桿、夾爪、框架、倒L型架、翻轉部件各兩個,以及可制動萬向腳輪總共四個。將以上部件實施總裝配后得到的裝配圖如下:

可制動萬向腳輪均固定在自動噴漆設備的底座位置,主要目的為移動設備,同時也是為了防止設備在加工作業的過程中,出現振動的情況。兩個框架部件的固定位置為自動噴漆設備的上端,呈現并列設置,安裝方向為縱向滑動安裝。兩個框架部件之間,還設備了夾緊部件與翻轉部件。其中,夾緊部件由兩個倒L型架組成,兩個倒L型架緊密連接,中間為傳動軸,在雙向電機驅動的作用下,能夠夾緊、放松,完成設備性能。在傳動軸的兩側,有專門的翻轉部件,設置倒L型架。這一翻轉部件主要由夾爪、電機、鏈傳動三部分組成。此外,本設備還裝設了烤燈板、噴漆設備,負責實施對工件的噴漆及烘烤。

三、對自動噴涂系統工裝夾具中各部件的設計

（一）對夾緊部件以及支撐部件的設計

此夾緊部件具有轉動功能,是通過雙向電機驅動完成。在雙向電機的驅動下,兩個螺紋桿會轉動,進而帶動夾緊部件轉動。夾緊部件二側的驅動部件,與螺紋桿連接在一起,在運行過程中,兩爪放松、夾緊,進行往復運動。這一夾緊設備結構十分簡單,同時在安裝上也具有一定的便捷性,易于工人操作。

如圖所示,對于雙向電機而言,其輸出軸,與螺紋桿呈現相對應的固定連接,具體的連接位置為螺紋桿的一端。在軸承的作用下,每一螺紋桿的另一端都和支撐架支撐在一起,同時,支撐位置與支撐架的一個側壁,呈現轉動、連接的狀態。對于支撐架,其具體的安裝固定位置為兩側框架,這一框架結構,在設計上十分簡潔,但支撐效果十分突出。對于雙向電機的殼體,其具體的固定位置為支撐架上端,同時每個驅動桿的一端與每個螺紋桿都呈現對應的螺紋連接。在每一個驅動桿上還設置了專門的螺孔,與螺紋桿呈現同軸設置,螺紋桿的一端與驅動桿的螺孔呈現螺紋連接,驅動桿的另一端,具體的固定位置為倒L型架側壁的一面。將夾爪設置于倒L型架上,在兩個夾爪的作用下,讓部件完成夾緊、放松的動作。

（二）對翻轉部件的設計

在設計的時候,應當重點考慮夾具設備抓取工件的穩固性,盡可能讓其夾在工件最為牢固的位置。此外,在夾具設備抓取工件、完成初步噴漆作業后,設備還需要為工件的另一個表面實施噴漆,在傳統的人工工件噴漆操作中,工作人員需要將工件手動翻面,再運用專門的噴槍完成對工件的噴涂[3]。為讓設備設計能夠符合以上操作的需要,應在設備中設置翻轉部件,負責翻轉工件并噴漆工件另一個面。具體的翻轉部件,由傳動軸、電機、鏈傳動等部件組成,如圖所示:

將主動鏈輪與傳動軸固定、套裝,保證主動鏈輪的安裝位置為傳動軸的軸管位置,即圖中所示的軸管11-1。對于另一個翻轉部件的主動鏈輪,需要保證其安裝位置為傳動軸的軸套位置,即圖中所示的軸套11-2。將動鏈輪與夾爪的一端固定套裝,再將主動鏈輪與從動鏈輪連接,這一連接由傳動鏈完成。

在設備運行的過程中,兩個夾爪會在同一時間翻轉工件,二側主動鏈輪就會在傳動軸的運行下,發揮作用。傳動軸是由軸管、軸套兩個部分組成的。軸管的一端會在軸承的轉動下,傳出翻轉部件,并將翻轉部件與電機連接,將連接部位保持為電機的輸出軸。讓軸套一端與軸承進行轉動,穿出倒L型架,軸套與軸管之間花鍵連接。在這樣的部件設置下,設備能夠順利地完成夾緊、翻轉動作,便于工人的操作。

（三）移動部件設計

夾具固定工件完畢后,需要先噴涂工件,在噴涂完畢后,通過烤燈烘干工件。因此,還需要設置一個移動部件,讓夾具能夠從噴槍移動到烤燈板。這一移動部件的操作,主要需要通過齒輪齒條運動來發揮作用。

設計者運用電機架固定電機,固定位置為底座的一個外側壁,將齒輪裝設在電機輸出軸位置。將齒條與倒L型架固定在一起,再在設備底部裝設T型滑塊,運用滑槽,實現滑動連接,實現對夾具的移動。

四、對自動噴涂系統工裝夾具應用效果的思考

本文設計了一種自動噴涂系統工裝夾具設備。在加工車間中完成了對上述設備的試用,全程依據本文提到的工藝進行,其他操作也依據具體的生產工藝方案進行。運用本文設計的自動噴涂系統工裝夾具設備噴涂工件,對單件工件的噴涂加工時間,明顯得到縮短,特別是夾緊效果得到了顯著的提升。總體而言,對于本自動噴涂系統工裝夾具設計的特點,可做如下總結:

首先,本設備能夠完成對工件的自動夾緊,顯著節省傳統操作中,人工手動夾緊所耗費的時間與人力,提升了操作效率與操作效果;其次,本設備具有翻轉功能,能夠在噴漆完工件的一面后,自動翻轉工件,提升噴漆效率,一定程度上節省了人工噴漆的時間與人力;最后,本設備設有移動部件與烤燈板,在完成對工件的噴漆后,可通過移動部件將工件移動倒烤燈板處,運用烤燈板烘烤工件,快速夯實工件的噴漆效果,在使用上十分方便,有利于提升工件噴漆的效率。

除此之外,需要注意的是,為保證本自動噴涂系統工裝夾具的性能能夠在實際操作中順利發揮。企業在選用本自動噴涂系統工裝夾具時,還應當重視設置一定的操作規范,保證操作人員能夠按照要求,完成對設備的組裝,以及一些人工步驟。在日常工作中,也應當加強對本自動噴涂系統工裝夾具的管理與維護。對于文中所提到的烤燈板,在采購時,應當重視考察供貨商的相關資質,盡可能地購買質量優良、性能完備的烤燈板,以此保證本設備的性能能夠順利發揮,真正提升工件噴漆的效率與質量,推動企業的進一步發展。

結語

綜上所述,本文設計了一種自動噴涂系統工裝夾具。將這一自動噴涂系統工裝夾具應用到工件噴漆過程中,能夠顯著地提升工件噴漆的效率與效果,解決過去傳統人力操作中可能出現的多種問題,特別是能夠節省人工操作的時間、人力成本。總之,這一自動噴涂系統工裝夾具具有重要的應用意義,應得到相關人士的重視。