非标自动化设计必备理念及技巧

1、精选优质文档-倾情为你奉上 第一章 設計加工理念1 板件類零件規格及力學參數(標准庫中可直接調用參數化設計)1.1 板材長寬尺寸以100mm為起始基數以100mm為遞增單位.1.2 板材厚度尺寸以10mm為起始基數以5mm為遞增單位.1.3 基本板材加工精度及加工費用見表(1-1-1)表(1-1-1)1.4 板材件結構受力分析 1.4.1 當平板四周鉸接受均布壓力時如附(圖1-1-1)。其最大變形量f = C1 F b4 / E h3 1.4.2 當平板四周鉸接中部受壓力時如附(圖1-1-2)。其最大變形量f = C2 F b2 / E h3 f 最大形變量 (mm)C1C2 平板系數值 附(

2、表1-1-2) F 外部施加力 (N)E : 彈性模量 (N/ mm2)見附(表1-1-3) (表1-1-2)h 平板厚度 (mm)a b 平板長寬 (mm)(表1-1-3) (圖1-1-1) (圖1-1-2)2 孔類設計規范2.1孔的形式及尺寸規范如附(圖1-2-1)及附(表1-2-1)。(標准庫中可以參數化調用)(圖1-2-1) (表1-2-1) 注解(1) 表(1-2-1)中各尺寸是對鋁制工件和鑄鐵件而言。 (2) 對鋼制工件作以下說明 (2-1) 除M2.5M3對應表中H1=3mm外其余為表中H1-4。 (2-2) 除M2.5M3對應表中H2=4mm外其余為表中H2-5。 (2-3)

3、除M2.5M3對應表中H3=6mm外其余為表中H3-5。 (3) 設計中所選板材厚度接近H1時如無特殊要求則均按通孔處理。 (4) 如無特別原因同一板件上孔規格盡可能一致,并規范為M6。 (5) 在不影響安裝及 性能情況下不得使用沉孔。2.2孔的位置規范如附(圖1-2-2)。(標准庫中可以參數化調用)(圖1-2-2)注解(1) 圖(1-2-2)孔位相對工件邊踞E= d+(5-10)。其中d為連接螺栓的公稱直徑。例如選用M6的螺栓則d=6 mm (2) 如無特別情況d=6 mmE=15 mm。 (3) 孔間距F尺寸首先應遵循力學特性及功用來確定。如無特別要求則以100mm為遞增單位。 (4) 一

4、般精度用孔的孔間距誤差0.2mm3 螺栓力學參數及規格選用3.1 螺栓力學參數 3.1.1 使用螺栓等級為12.9級。 3.1.2 常見單個螺栓保証載荷(不發生永久變形的最大載荷)見附表(1-3-1)。表(1-3-1)3.1.2 常見單個螺栓擰緊力矩(防止發生橫向滑動時扳手力矩)見附表(1-3-2)表(1-3-2)3.2 螺栓規格選用 3.2.1在無特別情況和要求前提下各零部件相互如采用螺栓連接須首先選用M6的圓柱頭內六角螺栓。 3.2.2 螺栓數量應參照表(1-3-1)及表(1-3-2)的力學參數及設計結構性來確定。4 零件加工等級4.1 一般加工件精度選擇 4.1.1 對于配合公差要求很小

5、形狀精度要求很高的配合性質比較穩定的應采用IT5級精度。 例如精密機械及高速機械的軸頸高精度分度盤軸頸精密絲杠基准軸頸等 4.1.2 對于配合表面有較高均勻性保証使用可靠并有相當高的配合性質的應采用IT6級精度。 例如高精度配合的滾動軸承相關件的孔和軸聯軸器帶輪的孔徑絲杠支撐軸頸等 4.1.3 應用條件與IT6級相類似但精度要求可略低的情況下應采用IT7級精度。 (表1-4-1) (表1-4-2) 4.2 鑄造件精度選擇 采用木模的鑄造件用于非配合尺寸及不包括在尺寸鏈中的尺寸應采用IT15級精度,基本尺寸不大于16 mm時公差取IT12基本尺寸在1625 mm時公差取IT13,見附(表1-4-

6、3) 4.3 焊接件精度選擇 對于一般選用尺寸偏差選B級4mm/2m(1)形位公差(直線度平面度平行度)采用F級4.5mm/2m(1.5)精度 4.4 各種常規加工所能達到的公差等級見附(表1-4-1)。 4.5 優先配合選用, 見附(表1-4-2),優先采用基孔制見附(表1-4-3) 注導柱類如無特別情況規范為直徑為5的倍數設計便于互換(表1-4-3)5 熱處理及零件表面處理規范 5.1常見熱處理工藝及典型零件見附(表1-5-1)(表1-5-1) 5.2 熱處理技朮要求在圖紙上的表示方法5.2.1 對于局部熱處理的工件應用細點划線注明熱處理范圍見附(圖1-5-1)(圖1-5-1)5.2.2

7、在技朮要求中明確熱處理的硬度值HRC值波動單位為5HB值波動單位為3040.5.2.3 必要時應標注硬化層深度指標及硬度檢測位置見附(圖1-5-1) 5.3 熱處理對零件結構設計的要求, 見附(表1-5-2)(表1-5-2) 5.4 常見表面處理的種類及適用范圍見附(表1-5-3) 5.4.1常見表面處理的種類及適用范圍(表1-5-3)5.4.2合作廠家部分熱處理及表面處理的收費標准見附(表1-1-1)。圖紙中關于熱處理名稱遵循上表名稱。6 常用材料名稱牌號的統一6.1 金屬材料名稱性能對照見附(表1-6-1).(表1-6-1)6.2 非金屬材料名稱性能對照見附(表1-6-2) (表1-6-3

8、)(表1-6-2)(表1-6-3) (圖1-7-1)7 零件錐度倒角倒圓及T形槽類規范 7.1 常件典型零件的錐度與錐角的規范見附(表1-7-1) (表1-7-1) 7.2 關于零件倒角倒圓的規范見附(圖1-7-1)。如設計過程中有特殊情況除外。 7.3 T形槽及螺母規范 7.3.1 T形槽圖面規范見附(圖1-7-2)及(表1-7-2)(圖1-7-2)(表1-7-2)7.3.2 T形槽用螺母圖面規范見附(圖1-7-3)及(表1-7-3),標准庫中有3D檔。 (圖1-7-3) (表1-7-3) 8 同步帶及同步帶輪系列選用(標准庫中可以調用) 8.1 材質選擇如無特殊要求同步帶輪選表面處理為本色

9、陽極氧化處理的鋁合金材質同步帶選聚氨酯皮帶。 8.2 同步帶輪軸孔形狀如無特別要求同步帶輪軸孔形狀選鍵槽螺紋形式。 8.3 同步帶規格如無特別要求同步帶規格確定為公制高扭矩的S5M和S8M兩種規格 9 機加工對結構設計規范的要求見附(表1-9-1) (表1-9-2)(表1-9-1)(表1-9-2) 設計人員在結構設計中應充分考慮零件加工的工藝性結構設計的合理性盡量減少加工輔助裝夾次數并應符合設計基准與加工基准吻合的原則同時兼顧加工精度對加工成本的影響。10 潤滑 10.1 潤滑劑的種類和作用和性能 10.1.1 潤滑劑的種類分兩大類1)潤滑脂鋰皂基潤滑脂尿素基潤滑脂。2)潤滑油滑動面潤滑油透平

10、潤滑油。 10.1.2 潤滑劑的作用和性能 1)潤滑劑的性能油膜強度高摩擦小耐磨損性高熱穩定性強以及出色的耐腐蝕性和防鏽性。 2)潤滑劑的作用可減少運動部分的摩擦降低磨損緩和滾動面表面應力延長工件使用壽命在工件表面形成防鏽膜。 10.2 潤滑劑選用的基本原則 1)高速運動件應選用運動阻力小發熱少的潤滑脂潤滑。 2)易發生微動磨損的運動件應選用易形成油膜且具有良好耐微動磨損的潤滑脂。 3)有機床冷卻液飛濺的場合應選用油膜強度大不易被冷卻液乳化流失防鏽性能好的礦物油或合成油耐水性好的潤滑脂。 10.3 適合我部門的潤滑方式 1)利用給脂槍手動定期給油潤滑 2)使用給油泵通過給油管集中強制給油11

11、焊接設計工藝性11.1 金屬常用焊接方法及應用見附(表1-11-1)(表1-11-1)11.2 焊接結構件未注尺寸偏差與形位公差見附(表1-11-2)(表1-11-2)11.3 焊接筋板倒角型式及尺寸規范見附(表1-11-3)(表1-11-3)11.4 鑄鐵的可焊接性鑄鐵的焊接主要用于修補鑄件缺陷(如氣孔縮孔砂眼裂紋等)和損壞的鑄鐵零件。要求焊后變形小不脆裂不產生白口化易于加工同時補焊處無裂紋及氣孔。鑄鐵焊接的特點1) 由于它的脆性大焊接時不均勻加熱和冷卻都能促使鑄鐵白口化和產生裂紋2) 熔化后的鑄鐵冷卻時焊縫容易出現氣孔3) 鑄鐵僅適合平焊。12 鑄件設計的工藝性和結構要素12.1 灰鑄鐵的

12、特性及應用見附(表1-12-1)(表1-12-1)12.2 鑄鐵件外壁內壁與筋的厚度見附(表1-12-2)(表1-12-2)12.3 鑄造公差見附(表1-12-3)(表1-12-3)鑄件表面上的粘砂夾砂飛邊毛刺澆冒口和氧化皮等應清理干淨。不允許有影響鑄件性能的裂紋冷隔縮孔夾渣穿透性氣孔等。圖面技朮條件可由供需雙方商定并注明。如有必要應注明驗收方式(磁粉探傷超聲波檢驗射線檢驗等)供方應提供權利機構出據的檢驗報告書。12.4 鑄件設計的一般注意事項見附(表1-12-4)(表1-12-4) 在鑄件結構設計中必須針對不同的鑄造材料性能鑄造的方法考慮合理的結構。對于結構中壁厚的設計也充分考慮結構整體受力

13、情況和鑄造熱應力的對鑄件的影響同筋板的設計一樣應防止肉厚帶來的鑄造缺陷的產生。除此之外還必須考慮結構對造型的影響盡可能減少分型面和型芯減少凸台數量防止掉砂等問題的出現。 13 加工方法及表面粗糙度13.1不同加工方法可能達到的表面粗糙度見附(表1-13-1)(表1-13-1) 13.2 表面粗糙度的選用舉例見附(表1-13-2)(表1-13-2)14 關于夾緊和定位 14.1 夾緊和定位的概念 定位在金屬切削機床上進行加工時為了保証工序精度的要求在加工方法確定之后必須正確裝夾工件使其相對機床切削成形運動和刀具占有正確的加工位置這個過程為工件的定位。 夾緊為了不因為外力作用而破壞工件已定的位置使

14、其在加工過程中穩定不變在加工前必須對工件施加一定的加緊力該過程為夾緊。 裝夾工件在機床上或夾具中定位與夾緊的過程。 14.2 夾具的分類見附(圖1-14-1) (圖1-14-1) 14.3 機床夾具組成見附(圖1-14-2)(圖1-14-2) ( 圖1-14-3) 注1)常見其他裝置如上下料裝置頂出裝置等都是 2)定位夾緊裝置直接與工件有關設計時必須掌握與工件形狀尺寸技朮要求有關的資料。 3)在設計對刀導向裝置時應考慮加工所有刀具的類型結構和尺寸。4)應依據機床工作台或主軸的結構形式和尺寸來確定夾具的安裝位置。14.4 工件定位的基本原理 14.4.1 六點定位原理 任何形狀的工件在夾具中未定

15、位前都可以看成為在空間直角坐標系中的自由物體它可以沿XYZ軸作移動和繞XYZ軸作轉動見附(圖1-14-3)。這被稱為工件的六自由度。而對工件的定位就是根據加工要求來限制其自由度。 14.4.2 定位的分類 1)完全定位完全限制了工件的六個自由度當工件3個坐標方向都有加工位置尺寸要求時工件必須采用完全定位。 2)不完全定位如果被加工表面只在兩個坐標方向甚至一個坐標方向有加工位置尺寸要求時。夾具中所布置的定位支承點就可以少于六點也能保証加工要求。 3)過定位工件的一個或几個自由度被兩個定位元件重復限制的定位。一般不允許出現。 4)欠定位既根據加工要求應限制的自由度而未被限制以致使工件定位的實際支承

16、點數目少于理論應限制的自由度數工件的正確位置無法保証。14.5 定位基面選擇原則 14.5.1 定位副的構成見附(圖1-14-4) (圖1-14-4) 當工件是回轉表面(圓柱面圓錐面球面等)與夾具的定位元件接觸時工件的回轉面就是定位基面其軸線就是定位基准。對應定位芯軸的圓柱面就是限位基面其心軸為限位基准。定位基准與限位基准應重合而定位基面與限位基面應接觸。14.5.2 對定位元件的基本要求工件在夾具中定位時一般并不是把工件的定位基面直接與夾具體接觸通常是放在定位元件上。對定位元件有如下要求 1) 限位基面有足夠的精度以適應加工要求。 2) 有足夠的強度和剛度防止使用中變形和損壞。 3) 耐磨性

17、好防止應磨損而降低使用精度。限位基面應有足夠硬度(5864HRC)。 4) 工藝性要好便于制造裝配及維修和調試。 5) 限位基面應便于清除切屑。15 滾珠導軌及滾珠絲杆的選用 15.1 品牌選擇1) 無特別需求情況下應選擇天津羅升(HIWIN)生產的相關產品2) 特殊情況下可選擇米思米(MISUMI)或日本(THK)相關產品(如客戶需求) 15.2 精度等級的確定原則見附(表1-15-1)(表1-15-1)15.3 規格型號的確定 (2D3D圖可從標准庫中調用)1) 對于CNC類機台如果選用HIWIN相關滾珠道軌則滾珠導軌型號為HGW25HC2R340ZBPII (注關于鎖緊方式和滑軌長度可根

18、據具體情況修改應選用廠家標准長度。)2) 對于CNC類機台如果選用HIWIN相關滾珠絲杆則 滾珠絲杆型號為R25-10B1-FSW-580-728-0008-L (注關于螺帽外形螺帽形式以及牙長和總長可根據具體情況修改應選用廠家標准長度)具體設計中對于滾珠導軌和滾珠絲杆的選用包括以上規格設計人員應根據實際情況作必要的校核。 15.4 滾珠導軌安裝方式的確定 (3D圖可從標准庫中調用) 15.4.1對于板件結構安裝方式參照附(圖1-15-1)(圖1-15-1)注(圖1-15-1)中各形位公差中偏差值根據自身設計需要確定15.4.2對于鑄造件結構安裝方式參照附(圖1-15-2)(圖1-15-2)注

19、(圖1-15-2)中各形位公差中偏差值根據自身設計需要確定15.4.3對于精度要求不高,受力狀況良好的滾珠導軌安裝面可根據設計需要,簡化結構設計以降低加工成本。15.5 滾珠絲杆的安裝方式的確定 (3D圖可從標准庫中調用)15.5.1滾珠絲杆一端固定一端自由的安裝方式參照附(圖1-15-3)(圖1-15-3)注(圖1-15-3)中涉及的各零件圖或裝配圖應參考圖示基准標注相應的形位公差及配合要求15.5.2滾珠絲杆兩端固定的安裝方式參照附(圖1-15-4) (3D圖可從標准庫中調用)(圖1-15-4)注(圖1-15-4)中涉及的各零件圖或裝配圖應參考圖示基准標注相應的形位公差及配合要求16氣路1

20、6.1 關于氣動元件品牌的選擇(常用元件的3D圖可從標准庫中調用) 1)無特別需求情況下應選擇長拓(CHANTO)生產的相關產品2)特殊情況下可選擇SMC或氣立可(CHELIC)相關產品(如客戶需求)16.2 常見氣路系統構成及典型回路 16.2.1雙作用氣缸控制回路,見附(圖1-16-1)(圖1-16-1)注該回路的常用規格在標准庫中已制作成3D模板可以調用16.2.2真空發生器組件構成的典型回路見附(圖1-12-2)(圖1-16-2)注(圖1-16-2)分別示意單(多)吸盤(含瀉荷回路)控制回路的基本構成。(常用元件的3D圖可從標准庫中調用)16.3 氣動元件選擇注意事項 在氣動元件選擇過

21、程中應充分考慮各元件使用環境(濕度溫度粉塵等)使用頻率使用壓力使用壽命及電源條件等進行必要的計算。另外應注意執行元件是否會出現橫向受力(推出分力)爬形(缸徑速度)撞擊(緩沖)以及使用安全(設備安全員工安全)等問題并預先做好充分的防范措施。第二章 設備整機規范1 設備外觀要求1.1 設備總體結構性要求(1) 有良好的刚度、穩定度 (附表2-1-1) (2) 有更小的热变形(3) 有良好的布局方式 (4) 有更好的宜人性常用結構造型方案(表2-1-1)1.2 設備外表色彩統一1.2.1 顏色參考標准 參考杜邦涂料色卡相關顏色編號見附(表2-1-2)。杜邦聯系方式和相關顏色編號(表2-1-2)1.2

22、.2 顏色配制系列 (附表2-1-3)設備外觀顏色配置效果(表2-1-3)注罩殼板金類工件采用波紋漆其余采用亮光柒圖面內技朮要求應明確說明。1.2.3 系列顏色應用規范 (附表2-1-4)系列顏色應用規范 (表2-1-4)注1)對于工件表面需要涂柒處理的零件圖應在技朮要求中應有相應要求如表面除鏽防鏽處理涂(烤)柒色號(RAL5015)。2)對于存在缺陷(如鑄造件焊接件等)的部位在涂(烤)柒前應刮膩子(原子灰)將缺陷修磨平整如表面刮灰修磨平整光滑。1.2.4 典型CNC 顏色配置 (附圖2-1-1)(附圖2-1-1)1.2.5管路顏色規范 (附表2-1-5)常用管路顏色規范(表2-1-5)2 設

23、備標識的粘貼(標准庫內有相應3D檔)2.1 銘牌規范 (附表2-2-1) 銘牌規范及安裝位置(表2-2-1)2.2 紙制標牌規范 (附表2-2-2)紙制標牌規范及粘貼位置(表2-2-2)注以上各標識應在裝配圖中明確指出粘貼部位。3 設備人體體位要求3.1 工作台高和寬為使操作者有舒適的工作狀態應保証軀干不動避免彎腰減少疲勞。根據圖2-3-12-3-22-3-3(單位為mm)確定工作台參數如附(表2-3-1)。注設計過程中應充分考慮操作人員體位要求。3.2 設備照明燈選擇 (附表2-3-2)(標准庫中建有3D圖檔可直接調用)台灣巨簦螢光燈常用型號(GWDCV型)型號材質瓦特數本體直徑全長防水規格

24、電源電壓適用機型GWDCV 113G/A13W170mm414mmIP-67110V/220V50/60HZ小型機GWDCV 118G/A18W1485mm中型機GWDCV 124G24W1635mm大型機(表 2-3-2)設備照明燈的安裝位置可根據設備的實際需要安裝在適當位置要求光線柔和方便工作參見附(圖 2-3-4)(圖2-3-4)4 設備安全性要求4.1 危險部位的防護 設備上難免會有齒輪鏈條傳動帶等相對運動的部件這部分有可能對人造成傷害需做好防護措施在相對運動部件外面加防護罩或防護欄當然某些部位也要適當加一定的安全距離。現提供一些參數給大家做設計參考 見附(表2-4-1表2-4-2)。

25、 危險部位對人的安全距離(表2-4-1)注對于設備存在操作安全隱患的結構應加設安控信號防護罩及警戒標識等防范措施。擠壓部位的安全距離(表2-4-2)4.2 安全光柵(常用規格標准庫內3D圖可以直接調用)4.2.1 用途介紹(1) 对于滑块能在任意位置制动停止的压力机，可实现全程保护，或与凸轮开关配合，实现30180之间行程的保护。 (2) 对于滑块不能在任意位置制动停止的压力机，只能在单次工作时实现上死点保护，上一行程结束后，下一行程尚未启动，如果光电保护装置处于遮光状态，下一行程无法启动。 (3) 对于工业机械手、包装设备、切割机械、自动化设备、焊装流水线等危险工作区域，可实现区域保护。 4

26、.2.2 安裝位置的確定為確保操作者人身安全光電保護裝置的安裝位置必須符合安全距離的規定要求見附(圖2-4-1)。(圖2-4-1)4.2.3 正確安裝與調試保護高度 机床滑块行程 + 调节量即模口的上下边缘（距离最大时），均应包涵在光栅的光幕之内見附(圖2-4-2)。(圖2-4-2)注意(1) 机床更换不同模具后，必须重新调整光幕高度位置和安全距离。(2) 要确保机床工作正常。(3) 安全距离超过400mm时，有必要采取其他辅助防护措施。安裝完成后要檢查線路是否都已經正確再進行通電調試其過程如附(圖2-4-3)。 (圖2-4-3) 5 設備裝運吊裝要求5.1 包裝(1) 包裝前要進行除塵除屑防鏽處理并檢查是否有遺漏螺栓及安裝工具等并清理。(2) 內銷產品可直接用PE膜(打包膜)進行捆綁捆綁要平整無松散。(3) 外銷產品需進行集裝箱包裝的可聯系外面搬運公司(通過生管)。 5.2 搬運 搬運之前应