第三章(弯丝机运动机构设计):利用Solidworks软件,将求解出的各零部件转化为实体三维模型,之后组装成装配体,最后检查装配体的各零部件之间是否干涉。
第四章(弯丝机虚拟样机建模和仿真):首先简单介绍一下虚拟样机技术以及本论文涉及的仿真软件ADAMS。然后将三维模型导入ADAMS中,对弯丝机机构进行运动仿真分析,将仿真结果曲线与实际理论值进行对比,验证机构设计的是否合理。
第五章(结论):总结全文,然后提出进一步的研究方向。
第二章 弯丝机系统方案设计
弯丝机是一个专用设备,通过它复合耐磨材料的药芯钢丝(直径3mm)能被折弯成需要的节宽和节高。为了做到丝在折弯过程中不开裂、不漏粉、不折断,且能弯制出平整、具有一定尺寸形状的药芯钢丝排,弯丝机的结构设计必须合理。
2.1系统方案的选取
直线型的药芯钢丝在折弯过程中至少有两个运动的叠加,即丝的X方向的进给运动和弯丝机构Y方向的折丝运动。进给运动一般是单向间歇的,而折丝运动一般是间歇、往复可调的。因此,要想生产出合格的药芯钢丝排,两种运动必须协调动作。弯丝过程如下图所示:
弯丝过程示意图
弯丝机组成模块
如上图2.2所示,弯丝机被分成五大功能模块[5],这是按照丝的成形过程和各部分不同的功能而分类的。线材成形之前的准备工作用到前面三大模块(送料、校直和送线模块);线材折弯工作需要用到折弯模块,线材成型后的后处理工作需要用到剪切模块。本论文主要针对折弯模块进行机构设计,对此提出以下几种方案:
方案一:绕制成型法。丝排在成型过程中的运动是两种运动的叠加——绕辊的旋转运动和进给机构的往复直线运动,如图2.3所示。
绕制成型法
该机构的工作原理:机构由静筒、滚子、拨杆、绕辊和挡丝板五部分组成。其中静筒固定不动,绕辊靠步进电机驱动,绕辊中心偏离静筒中心(偏心距e),拨杆内端部的滚子与静筒接触,插在绕辊中,它随着绕辊的转动在直径方向上自由伸缩。如图2.3左图所示,给步进电机输入一个信号源Z自+751+文/论^文]网[www.751com.cn,驱动绕辊沿逆时针方向转动一定角度,同时另一个步进电机驱动进给机构将丝带到位置1处,然后绕辊继续转动,拨杆将丝压靠在绕辊上,接着进给机构将丝带到绕辊的另一端,绕辊继续旋转。当绕辊把丝拨到位置2后,丝被带进挡丝板,挡丝板和丝之间留有间隙,以至于丝不会自由滑落,然后丝随着未缩回的拨杆向前移动。当丝运动到位置3时,拨杆基本缩回,此时绕辊和挡丝板的间距变大,预成型的丝就自由滑落到排丝板上,最后再经过整形密实设备使丝满足预定的要求。
因为绕辊和进给丝部分的运动都是由步进电机控制,那么进给速度和绕辊转动的速度需要协调搭配。另外,因为需要绕制节宽和节高不同的药芯钢丝排,所以需要将绕辊设计成能活动的两部分,这样只需调整两活动绕辊的间距到合适位置即可。
虽然从运动上看能达到生产的要求,但是从丝排的制造工艺上看,药芯钢丝每绕过一个挡丝柱,丝就在送丝轮下部被折弯一次,所以反复的折弯变化容易容易使药芯钢丝开裂、漏粉甚至折断。故此方案不可取。