摘 要

在此次设计中，主要使用Solid works三维建模软件，对锻压上下料机构进行三维建模和装配仿真；对装配体进行运动仿真，防止整个装置出现干涉现象；对关键零件和结构进行Solid Works Simulation Xpress分析，确认强度是否可靠。最后制作工程图纸用于实际加工。

本次设计的主要目的：设计一种适用于锻压工艺的上下料机构。

本论文的主要内容：锻压上下料机构的总体方案设计以及机构内部一些关键部件、零件的校核和计算。在计算的基础上，对整体结构进行优化设计。

本次设计的最后成果：得到一套适用于实际生产加工的锻压自动上下料设备。这套锻压自动上下料机构适用于锻压工艺的上下料，代替人工，规避锻压工艺中发生的危险，同时提高整个加工的效率，一套设备可代替五个工人，节省成本。

关键词：锻压；自动化；上下料

Abstract

In this design, the use of Solid works three-dimensional modeling software, the forging and loading and unloading institutions for three-dimensional modeling and assembly simulation; motion simulation of the assembly to prevent the interference of the entire device; the key parts and structure of the Solid Works Simulation Xpress analysis to determine whether the strength is reliable. The final production of engineering drawings for the actual processing.

The main purpose of this design: the design of a suitable forging process of the loading and unloading institutions.

The main contents of this paper are as follows: the overall design of the forging and feeding mechanism and the checking and calculation of some key components and parts within the organization. On the basis of calculation, the overall structure is optimized.

The final results of this design: get a set for the actual production and processing of forging automatic loading and unloading equipment. This set of forging automatic loading and unloading mechanism for the forging process of the material, instead of artificial, to avoid the risk of forging process, while improving the efficiency of the entire processing, a set of equipment can replace five workers, cost savings.

Key words: forging; automation; Loading and unloading

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 设计背景 1

1.2 设计的目的及意义 1

1.3 国内外研究现状分析 1

第2章 总体方案设计 3

2.1 加工零件分析 3

2.2 动力源的选择 3

2.2.1 电机驱动 3

2.2.2 液压传动 4

2.2.3. 气压传动 4

2.3 上下料方式的选择 5

2.4 推料机构 6

2.5定位导向机构 8

2.6 托（顶）料机构 9

2.7 二次夹持机构 9

2.7.1 上料二次夹持机构 9

2.7.2下料二次夹持气缸 10

2.8机箱 12

2.9物料运送机构 12

2.10 机械手的选择与控制 12

第3章 关键零部件的选择与校核 14

3.1 气缸的选型 14

3.1.1气缸选型的具体步骤 14

3.1.2 推料机构气缸选型 15

3.1.3 顶料机构气缸选型 16

3.1.4托料机构气缸选型 16

3.1.5其余气缸选型 17

3.2 下料二次夹持机构的设计与校核 17

3.2.1 下料夹的初步设计计算 17

3.2.2 扭力弹簧的选择和下料夹的确定 18

3.2.3 下料夹的校核 19

3.2.4 支撑轴的校核 20

3.3 其余机构重要零件校核及优化 22

3.3.1 上料二次夹持机构气缸推板 22

3.3.2 托料机构锁紧螺钉 24

第4章 结论 25

参考文献 27

致 谢 28

第1章 绪论

• 1. 设计背景

锻压机床是一种可以把金属的形状和尺寸改变，对金属进行成形和分离的机械设备。锻压是一种危险度非常高的工种，它的危险主要分为机械伤、烫伤和电触伤等，随时随地都有可能对人造成严重的伤害。虽然锻压十分危险，但是在实际生产中,仍然有很多企业使用人工对锻压进行上下料,一般锻压加工的零件均为金属零件，质量较大，上下料时不仅要注意安全，而且工作劳动量非常大，极易使人产生疲劳、注意力不集中的现象，使得工人在上下料时效率和品质低,工伤事故频发

• 1. 设计的目的及意义

随着国内工业的迅猛发展，在工业生产的方方面面，自动化设备的使用都在不停的增长^[1]。为了适应工业4.0，代替人工上下料，减少锻压工艺带来的危险，提高工作效率，所以此次设计的目的为设计出一套锻压自动化上下料机构，能够满足实际加工的需求。锻压自动上下料机构，不但能够替代工人按照程序指定的操作流程，对锻压机床进行上下料，让人远离危险；并且还能够提高锻压上下料的效率、降低生产总成本,实现生产过程的自动化。随着工业生产的自动化水平越来越高，现场的很多危险度高以及重体力劳动的工作必定会由自动化设备来替代，这样不仅能够减轻工人的工作强度，而且还能够极大的提升整体的生产效率。

• 1. 国内外研究现状分析

目前，在国内外，各种机器人以及自动化设备的研究炙手可热，大量的机器人以及自动化设备被研究生产并且投入使用。一些机械手,例如装配机械手、搬运机械手、弧焊机械手以及喷涂机械手等,我国不仅能够自主设计生产,而且控制驱动系统也摆脱了对国外的依赖,能够自己设计配置^[2]。以前，由于以前我国的人力成本一直低于自动化设备的投资，因此许多公司在我国使用人力。不过,随着工人工资的逐步提高,并且如今的年轻人已经渐渐地都讨厌单调的生产线工作,许多公司为了节省成本并解决“用工荒”的问题,在自动化设备方面研发生产方面投入巨资,一直使用人力这一状况正在不断的被改变。例如以前一直维持着百万用工人员的富士康，已经在成都、昆山以及嘉山等工厂安装了4万台机器人，仅在昆山基地，最近就裁掉6万员工。富士康高层管理戴家朋在接受采访时表示,除了伺服电机和减速器等零件,富士康现在使用的机器人都是富士康自己生产的^[3]。

同样在国外,对于自动化设备和机械手的研究更是领先于国内,美国从2011年率先开始出台一系列的政策,这些政策表明美国会减免自动化设备的研究和试验税收,使政府的投资得到最大化和最优化,使智能制造的技术创新加快。同样在2013年,德国为巩固其制造业在世界的领跑位置,正式开始实施“工业4.0”战略^[4]。