硬币分拣器设计

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硬币分拣器设计毕业设计论文

硬币分拣器设计毕业设计论文

14 届毕业设计硬币分拣器学生姓名学号所属学院机械电气化工程学院专业班级指导老师日期绪论1.1硬币清分机背景银行等一些特殊部门要对大量的硬币进行高效的处理,如计数、分类、包装等以使其再流通,无人售票车、投币电话等需要对硬币进行实时识别,自动售货机除了识别之外,还要提供找零功能等。

而且在目前在世界范围内,硬币以其成本低,流通次数多、耐磨损、易回收等无可替代的优势将占领小面额货币市场是大势所趋。

市场需要一种成熟可靠的硬币自动处理机具。

鉴于此需要,我们研制用于处理上述问题的机具。

硬币清分机是金融行业设备中的用于清点硬币的技术产品,它的主要功能是硬币的计数和硬币币种的清分。

目前主要适用于超市、公交、自动售货行业,零售业等行业。

硬币清分机外型简单大方,设备原理清晰。

操作简单易懂,价格适中,在超市,零售等行业颇受欢迎。

硬币清分机的最大优点在于它不仅可以清点硬币的数目,更能将各币种清分开来,并且面对不同的国家的硬币不需要调整软件,只需要调整机器的硬件设备就可以满足不同的国家的硬币清点需求。

因此不仅占据了很大的市场份额,而且对于生产成本也有所降低。

1.2国内外硬币清分机发展现状1.2.1国外硬币清分发展现状硬币清分机至今已有30年的历史,发展到今天,硬币清分机已具有可靠的传动系统和先进的计数清分功能,其智能化的设计为解决硬币清点的困难提供了完美的选择。

国外著名厂家有日本的荣光瑞典的SCANCOIN AB。

由于国外硬币清分机发展比较早,其技术也较为成熟。

硬币清分机的传动系统技术具有低噪声、传动平稳、、性能可靠等优点;计数功能采用光敏传感器,有功能齐全,操作更简便等优点;采用数字显示屏,进行可视化设计,全面显示硬币的数量等信息。

1.2.2国内硬币清分机发展现状1、硬币清分机在我国的市场前景:随着我国国民经济持续稳定地增长,2008年北京申奥成功和WTO的加入。

从本世纪开始,我国进入了全面建设小康社会的新阶段,创造美好生活环境是金融行业发展的巨大推动力。

机械原理课程设计说明书-硬币分拣机设计

机械原理课程设计说明书-硬币分拣机设计

机械原理课程设计说明书-硬币分拣机设计一、设计目的本课程设计的目的是设计一个硬币分拣机,能够将不同面额的硬币自动分拣分类,并通过显示屏显示结果。

通过这个设计,可以提高硬币分拣的效率,减少人工操作的工作量。

二、设计原理硬币分拣机的设计原理主要包括以下几个方面:1. 硬币接收系统:设计一个接收硬币的装置,可以将硬币引导到分拣系统中。

可以使用一个漏斗状的装置将硬币引导到下方的传送带上。

2. 传送带系统:设计一个传送带系统,将硬币从接收系统传送到分拣区。

传送带需要具备稳定的速度和可靠的传送能力。

3. 传感器系统:在传送带上设置多个传感器,可以通过检测硬币的直径和厚度来确定硬币的面额。

通过传感器的信号,可以确定硬币的面额并进行相应的分拣。

4. 分拣系统:设计一个分拣系统,能够根据传感器的信号将硬币分拣到相应的槽中。

可以采用机械臂或者气动装置进行分拣。

5. 控制系统:设计一个控制系统,通过编程控制传送带的速度和传感器的工作时间,实现硬币的自动分拣。

控制系统还需要将硬币的分拣结果显示在显示屏上。

三、设计步骤1. 设计硬币接收系统:确定硬币入口的位置和形状,设计合适的漏斗装置将硬币引导到传送带上。

2. 设计传送带系统:确定传送带的长度、速度和传送带的材质。

通过传送带将硬币从接收系统传送到分拣区。

3. 设计传感器系统:根据硬币的直径和厚度设计传感器的位置和数量。

通过传感器的信号,判断硬币的面额。

4. 设计分拣系统:根据传感器的信号,设计分拣装置将硬币分拣到相应的槽中。

可以采用机械臂或者气动装置进行分拣。

5. 设计控制系统:编程控制传送带的速度和传感器的工作时间,实现硬币的自动分拣。

控制系统需要将硬币的分拣结果显示在显示屏上。

四、设计参数1. 传送带速度:根据硬币的通过速度和传感器的工作时间来确定传送带的速度,使得硬币能够稳定地通过传感器。

2. 传感器数量和位置:根据硬币的直径和厚度来确定传感器的数量和位置,确保能够准确地判断硬币的面额。

硬币清分机毕业设计

硬币清分机毕业设计

硬币清分机毕业设计硬币清分机毕业设计硬币清分机是一种能够自动识别和分拣硬币的设备,广泛应用于银行、商场、超市等场所。

本文将探讨硬币清分机的设计原理、功能特点以及未来的发展前景。

一、设计原理硬币清分机的设计原理基于光电传感技术和图像识别算法。

当硬币通过清分机时,光电传感器会感知硬币的直径、厚度和材质,并将这些信息传送给图像识别系统。

图像识别系统会根据预先设定的参数,对硬币进行识别和分类。

清分机还可以通过计数器功能,对硬币的数量进行统计。

二、功能特点1. 高效快速:硬币清分机具有高速识别和分拣能力,能够在短时间内处理大量硬币。

这大大提高了工作效率,减少了人力成本。

2. 精准准确:清分机采用先进的图像识别算法,能够准确判断硬币的面额和真伪。

这对于防止假币流通和减少人为错误非常重要。

3. 多功能操作:清分机不仅可以对硬币进行分类和计数,还可以自动打包硬币、统计硬币的面额比例等。

这些功能的实现,使得清分机在商业运营中具有更广泛的应用价值。

4. 人性化设计:清分机的操作界面简洁明了,易于操作和维护。

同时,清分机还具备自动故障检测和报警功能,能够及时发现并解决问题。

三、发展前景随着现金支付的逐渐减少,电子支付的普及,硬币的使用量在逐渐减少。

然而,硬币在一些特定场合仍然具有重要的作用,如公交车、自动售货机等。

因此,硬币清分机在未来仍然有一定的市场需求。

随着科技的不断进步,硬币清分机也在不断发展。

未来的硬币清分机将更加智能化,能够实现更多的功能。

例如,清分机可以与人脸识别技术结合,实现硬币的个人化管理。

同时,清分机还可以通过云计算和大数据分析,为商家提供更详细的数据报告和经营建议。

此外,硬币清分机还有望在国际市场上得到更广泛的应用。

随着全球经济一体化的推进,国际贸易的增加,不同国家之间的硬币混合使用成为一个常见问题。

硬币清分机可以通过识别和分类不同国家的硬币,为国际商业交易提供便利。

总之,硬币清分机作为一种自动化设备,具有高效快速、精准准确、多功能操作和人性化设计等特点。

硬币分拣装置的设计

硬币分拣装置的设计
▲装置可实现可重构,根据币种的直径跟换不同的分拣盘,能实现对多类硬币的分作。
硬币分拣装置的总体方案设计主要是从硬币的分离、计数等方面进行全面综合考虑。
2.1 硬币分离方案:
方案一:每次处理单个硬币
具体的分离步骤如下:
驱动电机启动后,电机带动离心盘做高速旋转的运动,离心盘上的杂乱无章的硬币在离心盘上做离心运动,需要分拣的硬币会向离心盘边缘运动,落入四个储币筒中,因此,需要分拣的大量硬币会在储币筒中自动堆立成有序的四堆硬币堆(包含一元,五角,一角)。
关键词:硬币;分拣;计数
Abstract
The Coin Sorting Device is a kind of automatic sorting all kinds of coin of the device .Theprinciple of the device is using three diameter sorting hole for sorting coinswhich is consistedof the driving unit , vibrating screen unit ,coins separation unit, the coins processing unit ,thecoins conveying unit and the coins counting unit .This device is an intelligent financial equipment ,which sets coin currency sorting, emission,counting functions in one body.This device can sort 150 coins every minute, which efficiencyis 50 times of human’s work. So it can solve the artificial problems of spending a lot of time andthe cost to count coins in the current bank, the bus automobile company and the shopping mallsdepartment effectively , conveniently. The device can be used for large numbers of coins whichare need of sorting packaging occasion . This device is cheap but also useful, it meets theeconomy requirements .

基于STM32的自动硬币分拣机设计

基于STM32的自动硬币分拣机设计

基于STM32的自动硬币分拣机设计为解决硬币分类整理困难这一问题,设计了一种性能优越、结构简单的自动硬币分拣机构,为了提高分拣效率采用双通道方式进行分拣,且两通道可同时进行分拣,并采取孔筛方式对硬币进行分类;基于STM32设计了控制系统,利用LabVIEW设计了上位机软件,实现计算机以及硬币计数、LCD液晶显示等功能,实验结果表明,所设计的硬币分拣机构合理,可适应各行业清点整理零钞的需求,为自动硬币分拣机构的设计开发提供参考。

标签:STM32控制系统;硬币分拣;串口通信0 引言硬币作为一种流通货币因其数量的巨大而导致分拣的麻烦。

传统硬币分拣方式主要是人工分拣,这种方法效率低且耗时,雇佣成本较高。

随着社会的发展,智能装备的快速发展也为硬币分拣设备开发与制造带来了新的发展机遇。

如何高效率、低成本、高精度分拣硬币,为硬币分拣机带来新的发展机遇。

硬币分拣机从利用硬币的直径及厚度等非机械式分拣,逐步发展为机械类的硬币分拣机、离心硬币分离机、电磁振动硬币分离机等。

国外硬币分拣机在分拣效率、分拣精度以及智能化程度方面具有较大优势,而国内硬币分拣机的研究起步较晚,产品方面存在着分拣速度慢、分类不彻底,工作噪音大,不够环保等问题。

本文针对上述问题,设计了一种基于STM32控制系统的自动硬币分拣机,离心分离与传统孔洞分离结合,由离心产生靠近外缘的硬币运动,来落入大小不一的孔中,在孔道内部装有相关的传感器,再通过单片机植入的公式程序,从而自动计算出硬币进入收纳盒的个数,通过顶部的LCD显示屏显示出各硬币收纳盒中的硬币个数和总价。

该机构满足硬币分拣效率高、分类彻底等要求,并且克服了噪音大、不环保等问题,解放了劳动力。

1 自动硬币分拣机总体设计如图1,为了更高效的利用机器内部空间并加快硬币分拣效率,将机器设计成双通道分拣硬币,即两个完全相同的硬币分拣通道同时工作。

每个分拣通道都可以分为七个部分,分别为:硬币投入口、防堵塞装置、待分拣管道、拨盘、分筛轨道、计数装置和收纳装置。

机械课程设计硬币分拣机

机械课程设计硬币分拣机

机械课程设计 硬币分拣机一、课程目标知识目标:1. 让学生理解硬币分拣机的基本工作原理,掌握其结构组成及功能。

2. 使学生了解并掌握齿轮、杠杆和滑轮等机械传动知识在硬币分拣机中的应用。

3. 引导学生运用数学知识,对硬币分拣机的相关参数进行计算和优化。

技能目标:1. 培养学生运用CAD软件进行简单机械设计的能力,完成硬币分拣机的结构设计。

2. 提高学生动手实践能力,能够根据设计图组装和调试硬币分拣机。

3. 培养学生运用科学方法分析问题、解决问题的能力,针对硬币分拣机的不足提出改进措施。

情感态度价值观目标:1. 培养学生对机械设计的兴趣,激发创新意识和探索精神。

2. 培养学生团队合作意识,学会在团队中沟通、协作,共同完成设计任务。

3. 引导学生认识到科学技术在生活中的应用,增强学以致用的意识,提高社会责任感。

课程性质:本课程为机械设计实践课程,结合理论知识和动手实践,培养学生解决实际问题的能力。

学生特点:学生具备一定的机械基础知识,具有一定的动手能力和探究精神。

教学要求:注重理论与实践相结合,强调学生动手实践,鼓励创新和团队协作,提高学生综合运用知识解决实际问题的能力。

通过本课程的学习,使学生能够达到上述课程目标,并为后续相关课程打下坚实基础。

二、教学内容1. 硬币分拣机的基本原理与结构- 理解硬币分拣机的分类原理- 学习硬币分拣机的结构组成及其功能2. 机械传动知识的应用- 齿轮、杠杆和滑轮等传动原理在硬币分拣机中的应用- 相关机械传动公式的计算与应用3. 硬币分拣机的设计与制作- 运用CAD软件进行硬币分拣机结构设计- 学习并掌握组装和调试硬币分拣机的方法4. 硬币分拣机的优化与改进- 分析现有硬币分拣机的优缺点- 提出并实施硬币分拣机的优化方案教学大纲安排:第一周:硬币分拣机的基本原理与结构学习第二周:机械传动知识在硬币分拣机中的应用第三周:硬币分拣机的设计与CAD绘图实践第四周:硬币分拣机的组装、调试与优化教材章节关联:《机械设计基础》第三章:机械传动设计《CAD软件应用》第五章:机械结构设计实例《工程实践》第七章:机械装置的组装与调试教学内容注重科学性和系统性,结合课本内容,确保学生能够掌握硬币分拣机的设计与制作全过程,提高解决实际问题的能力。

分离式硬币分拣机的结构设计与仿真

分离式硬币分拣机的结构设计与仿真
硬币分拣机的部分结构设计
摘要:硬币分拣装置是一种能自动分拣各类硬币的装置,该装置利用离心力原理进行硬币分拣,装置主要包含动力驱动机构、硬币分离机构、硬币分拣机构、硬币计数机构。整个设计过程根据设备的组成部分依次进行设计其结构零件。首先设计进币机构、分币盘、筛选硬币的分拣滑道,然后根据所设计的分币盘的最大承受载荷计算并选择电机,再对分币盘进行有限元分析,验证所设计的分币盘是否合理以及其受力情况,结尾运用三维和二维绘图软件Solidworks和AutoCAD绘制出整体硬币分拣机的三维模型和各个零件的工程图。该装置可以有效便捷的解决银行、零售超市、公交车公司以及无人售货机等硬币集中地的人力与时间成本满足价格低、性能高的经济型要求。
1.3本课题研究的内容
本课题在现有的硬币分拣机工作原理上对机械结构进行创新和优化,降低设备的制造成本,使硬币自动分类机更符合社会的实际使用要求。
本课题所需知识点颇多,主要分以下几步来完善设计的内容:
第一部分:确定硬币分拣机的原理方案与初始机械模型。
第二部分:确定硬币分拣机结构方案后,对其具体结构进行设计。主要对硬币分拣机的进币机构、分币盘、分拣滑道的结构设计等。
AutoCAD具备优秀的用户操作界面,通过交互式的用户界面方便了设计人员进行各式各样的设计。并且由于其功能操作使用简单方便,能够让非计算机专业的人员也可以快速地学会使用。并且它具有强大的的绘图功能,如三维模型绘制、线型文字编辑、对象捕捉与跟踪、尺寸标注、图层设置等。
2.3.2 Solidworks简介
国内硬币分拣机的发展于世纪年代中期开展的。至今已有多个年头了,一开始是由清华大学和昆明机床有限公司相互配合对日本的硬币分拣设备进行仿造研究,但却无法完满的完成其功能而一直处于探究研讨阶段,随后国内多所大学与企业响应号召加入了研讨行列。到目前为止,南航、合工大、北电、东华等几所大学已经研制出了大型硬币分拣设备的理论造型。河北邯郸商通电子有限公司学习着古代邯郸学步的精神,也已经研发设计出了一种小型的硬币分拣机械。对于海外的硬币分拣机来讲,无论是大结构还是小结构的硬币分拣机尽管都有一定的技术水准,其技术水准也是比较成熟的。然而由于其价格高、适应局面有限、适应不了我国的硬币区分系统,因此普通规模的企业不会考虑收购,从而导致无法普及[2]。

硬币分拣计数控制系统设计

硬币分拣计数控制系统设计

硬币分拣计数控制系统设计一、引言硬币分拣计数控制系统在现代货币流通领域具有重要的应用价值。

本文将探讨硬币分拣计数控制系统的设计,旨在实现高效、准确、自动化的硬币分拣计数过程。

二、系统概述硬币分拣计数控制系统主要由硬件和软件两部分组成。

硬件部分包括硬币接收装置、传感器、机械臂、分拣装置等,用于实现硬币的自动收集、分拣与计数。

软件部分包括图像处理算法、控制逻辑和用户界面等,用于实现硬币的图像识别、计数控制和用户操作。

三、系统设计方案1. 硬件设计方案硬币接收装置通过传送带将硬币送至传感器处,传感器对每个硬币进行检测和辨识,判断硬币的面额和有效性。

机械臂根据传感器的反馈信号,将硬币分拣至相应的储存器中。

分拣装置可根据需要进行升级和扩展,以适应不同硬币类型和大小。

2. 软件设计方案图像处理算法采用计算机视觉技术,对硬币进行图像分析和特征提取,以实现硬币的自动识别。

控制逻辑部分负责接收传感器和图像处理算法的数据,并根据分拣规则控制机械臂的动作,完成硬币的准确分拣和计数。

用户界面设计友好直观,提供硬币总数、各面额硬币数量和统计信息等功能,便于用户监控和管理硬币分拣计数过程。

四、系统设计流程1. 硬币接收与传感器检测硬币通过传送带输送至传感器处,传感器通过光电原理或其他传感技术对硬币进行检测和辨识,判断硬币的面额和有效性。

2. 图像处理与硬币识别传感器将硬币的图像传输至计算机,图像处理算法对硬币进行图像分析和特征提取,识别出硬币的面额和其他相关信息。

3. 分拣装置控制根据传感器和图像处理算法的数据,控制逻辑判断硬币应分拣至哪个储存器,控制机械臂按照规定动作将硬币准确分拣至相应的储存器中。

4. 计数控制与统计控制逻辑部分对硬币的数量进行计数,实时更新硬币总数和各面额硬币的数量。

用户界面显示硬币信息和统计数据,并提供相应的操作功能,如开始、暂停和结束等。

五、系统优化与改进方向1. 提高硬币识别准确性针对不同硬币的特征进行算法优化,提高硬币识别的准确性和鲁棒性。

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苏州职业大学2 确定方案硬币清分机主要设计是从硬币的分拣,计数、包装等几个方面进行考虑。

分离步骤:具体的分拣步骤是这样的,首先混币通过传输装置,定时定量的(定时定量的目的在于防止一次送进过多的硬币而导致分离盘负担过大,引起堵塞和分离不流畅)传输一部分混币到图中所示的分离盘,起先我们分离的是币值为1角的硬币,所以第一个传感器挡币块与导轨的距离设计的要比1角的硬币略大,比其它币值的硬币直径都要小,以此为标准再经过实验产生的分离效果,我们确定一个合适的直径,这样一来,1角的硬币和其它币值的硬币就区分了出来。

其工作原理如下:启动电动机,电动机带动分离盘,使得分离盘转动,则分离盘中的硬币作离心运动,硬币被拨到导轨中(导轨上端对应6个传感器挡币块,挡币块与导轨的距离大小循序从上到下依次变大),然后根据硬币的尺寸由小到大的循序对挡币块与导轨之间的距离进行调整,从而对不同直径的硬币进行分离。

其装置简图如图1所示图13 传动设计§3-1 电动机的选型考虑到设计的硬币清分机机适用对象为零售业、银行和个体商户户,故电动机电压应选用220V.再考虑到所受的载荷不大,所需动力不是很大,选用小功率的电动机.综合各方面因素,选用YL系列电动机.YL系列电动机是新型高效节能产品,具有体积小、容量大,起动及运转性能优越等特点,符合国际标准IEC的有关规定,并实现同一机座号单、三相异步电动机等级相同,提高了单、三相电动机的互换性和通用性,被广泛应用于冷冻机、泵、风机、,小型机床以及农副业和家用电器等方面.电动机的主要参数:型号:YL801-4电压:220V功率:0.55KW同步转速:1500r/min频率:50HZ效率:68%功率因数:0.92外形尺寸:295⨯165⨯200电动机的安装方式:选择IBM3型§ 3-2 V 带传动的设计① 电动机V 带轮的设计 ② 主轴V 带轮的设计一 、V 带轮的设计要求设计V 带轮时应满足的要求有:质量小;结构工艺性好,无过大的铸造内应力,质量分布均匀,转速高时要经过动平衡,轮槽工作面要经过精细加工(表面粗糙度一般应为3.2)以减带的磨损,各槽的尺寸和角度应保持一定的精度,以使载荷分布较为均匀等。

二 、带轮的材料此处带轮的材料,采用铸铁,材料牌号为HT200。

三 、 V 带轮的结构铸铁制V 带轮的典型结构有以下几种形式:①实心式②腹板式③孔板式④椭圆轮辐式.当带轮的基准直径d d ≤2.5d(d 为轴的直径,单位为mm)时,可采用实心式;dd≤ 300mm 时,可采用腹板式(当21d D -≥100mm 时,可采用孔板式);d d >300mm 时,可采用轮辐式。

四 、 相关计算已知电动机的额定功率为0.55KW,转速n1=1500r/min,选取传动比为i=3.9,采用普通V 带传动.1.确定计算功率P ca由参考资料[1]表8-6查得工作情况系数 KA=1.1,故P ca =KA ⨯P=1.1⨯0.55=0.605KW2.选取带型根据P ca ,n 由参考资料[1]图8-9确定选用Z 型3.确定带轮基准直径由[1]表8-3和表8-7取主动轮基准直径 d 1d =71mm则从动轮基准直径 d 2d =i ⨯d 1d =3.9⨯71=276.9mm根据参考资料[1]表8-7 取d 2d =280mm按参考资料[1]式(8-13)验算带的速度V=10006011⨯n d d π=100060150071⨯⨯⨯πm/s=5.57<35m/s带的速度合适4.确定V 带的基准长度和传动中心距根据 0.7(dd1+dd2)<a 0<2(dd1+dd2),即245.7< a 0<702图3-30导轨的几何角度(1)导轨在垂直平面和水平面内的直线度 如图3-30a 、b 所示,理想的导轨面与垂直平面A-A 或水平面B-B 的交线均应为一条理想直线,但由于存在制造误差,致使交线的实际轮廓偏离理想直线,其最大偏差量△即为导轨全长在垂直平面(图3-30a )和水平面(图3-30b )内的直线度误差。

(2)导轨面间的平行度 图3-30c 所示为导轨面间的平行度误差。

设V 形导轨没有误差,平面导轨纵向有倾斜,由此产生的误差△即为导轨间的平行度误差。

导轨间的平行度误差一般以角度值表示,这项误差会使运动件运动时发生“扭曲”。

2、运动轻便、平稳、低速时无爬行现象。

导轨运动的不平稳性主要表现在低速运动时导轨速度的不均匀,使运动件出现时快时慢、时动时停的爬行现象。

爬行现象主要取决于导轨副中摩擦力的大小及其稳定性。

为此,设计时应合理选择导轨的类型、材料、配合间隙、配合表面的几何形状精度及润滑方式。

3、耐磨性好。

导轨的初始精度由制造保证,而导轨在使用过程中的精度保持性则与导轨面的耐磨性密切相关。

该导轨的主要作用是引导硬币流出,:所受摩擦力主要是来自于硬币,硬币与导轨之间要不断的重复摩擦,所以导轨需要耐磨性很好,而且导轨受到一定的的冲击力导轨表面的粗糙度及硬度、润滑状况和导轨表面压强的大小。

4、对温度变化的不敏感性。

即导轨在温度变化的情况下仍能正常工作。

导轨的选材选用45号钢。

表面要镀化学镍。

5、足够的刚度。

在载荷的作用下,导轨的变形不应超过允许值。

当刚度不足不仅会降低导向精度,还会加快导轨面的磨损。

因此导轨的尺寸设计为长度397mm,宽度为4mm。

材料为45#钢,保证在硬币流通的载荷下保证足够的刚度。

6、结构工艺性好。

导轨的结构应力求简单、便于制造、检验和调整,从而降低成本。

该导轨的外形简单。

为简单的矩形。

本次设计的硬币清分机的,因此对于导轨的材质要求为45#钢。

此外导轨的表面要足够光滑,所以导轨的装配面及两工作面镀好需要再次抛光处理,去除表面的锐边及毛刺。

因为导轨引导硬币的流通,所以经受一定的冲击力。

所以固定的方式要求要高。

导轨表面加工5个沉头定位孔,以保证导轨的稳定性。

五转盘的加工设计工艺设计盘类零件的数控加工工艺设计,最重要的是将有相互行位公差要求的加工面安排在一道工序内,在一次装夹下完成加工,消除二次装夹误差。

1、精加工(图1)图1 转盘若用图2所示的立式多刀自动车床加工,加工工艺为:(1)精车大平面。

安排左、右其中一个刀架车平面,另一个刀架车内孔(φ170mm、φ28mm)。

(2)再精车基准A面。

安排左、右其中一个刀架车平面,另一个刀架车内孔(φ60mm)和外圆(φ75mm)。

图2 立式多刀自动车床该工艺受机床动作功能限制φ75mm孔与φ28mm孔不能在同一工序内完成,需正反两次装夹加工,由于重复定位误差及夹具制造误差的存在,很难稳定满足产品两孔的同轴度要求。

为满足产品设计要求,稳定控制产品质量,可采用如图3的数控车床加工,工艺设计上利用数控车床的自动换刀功能采用内孔背镗刀用程序控制从A面加工φ28mm内孔,将φ75mm、φ28mm安排在同一道工序内加工完成。

避免重复定位误差及夹具制造误差对加工精度的影响,保证产品φ0.03mm的同轴度要求。

图3 立式数控车床2、工装设计数控车床的主要装夹工具是卡盘,设计使用时应重点考虑卡盘的定心精度,避免工件夹紧变形和抬起现象。

(1)、保证定心精度因为装盘的加工面与装夹面有较高的同轴度要求,卡盘的卡爪一般要在设备本身经过“自车”来保证定位面与主轴轴线同心度。

“自车”时应尽量模拟在加工状态下自车,卡爪“自车”后的圆弧面直径应与工件的卡紧外圆直径尽量一致。

另外,“自车”反爪时最好涨紧一个辅具。

3、保证端面跳动精度工件的轴向定位支撑可以通过调整或“自车”来保证定位点“共面”。

但是传统结构的三爪卡盘,卡爪要在卡爪座内移动,必然要存在一定的滑动间隙。

在夹紧过程中,不可避免的会产生。

工件“抬起”现象。

当工件要求加工面与定位面之间有较严的跳动要求时,统结构的三爪卡盘是很难保证装夹精度的。

为保证内孔、外圆的同轴度要求必须将它们安排在同一道工序内完成(大平面向上装夹)。

可是工件翻面加工A面时,要保证图示跳动要求,加工时必须保证工件的定位面紧贴卡盘的轴向定位面。

若采用传统结构的三爪盘装夹很难满足加工要求。

因此,应采用带有“向下拉力”的卡盘,工件夹紧时,有一个向下的分力将工件紧贴定位面。

4、机床结构的选择方案:(1) 卧式“简易数控车床”(如图10)。

这种机床采用平床身的布局,机床的制造工艺性好,便于导轨面的加工。

水平床身配上水平放置的刀架,可提高刀架的运动精度。

但是水平床身由于下部空间小,故排屑困难。

从结构尺寸上看,刀架水平放置使滑板横向尺寸较长,从而加大了机床宽度方向的结构尺寸。

该设备的主要特点是具备两轴联动功能并且设备价格便宜。

但是之所以称其为“简易数控车床”是因为它的主轴不能无级调速、刀架装刀数量较少、快移速度慢、无自动排屑机构,床身整体结构比数控卧式车床的刚性差、加工精度低。

但是该设备经过多年改进,技术成熟、运转稳定,加工精度可达IT7~IT8,可用于零件的粗加工、半精加工和简单的型面加工。

图10 卧式简易数控车床(2) 卧式数控车床(如图11)。

这类机床结构一般有斜床身结构和平床身斜滑板结构两种布局。

导轨倾斜的角度小,排屑不便;倾斜角度大,导轨的导向性及受力情况差。

其倾斜角度的大小还直接影响机床外形尺寸高度与宽度的比例。

综合考虑以上因素,中小规格的数控车床,其床身的倾斜度以60°为宜。

其中平床身斜滑板结构。

图11 卧式数控车床一方面具有水平床身工艺性好的特点,另一方面机床又具有斜床身结构宽度方向的尺寸小、排屑方便、机床占地面积小,外形美观,容易实现封闭式保护等优点。

这两种布局形式被中、小型数控车床所普遍采用。

在选择时,整体斜床身结构的刚性略高于平床身斜滑板结构,设备价格也略高一些。

当存在重切削加工内容时最好选用整体斜床身结构。

卧式数控车床比较适宜轴类零件及直径较小(<φ300mm)重量较轻(<10kg)的盘类零件的加工。

(3) 立式数控车床。

与卧式数控车床最大的区别是主轴与水平方向垂直,适宜直径较大、较重的盘类、轮毂类工件,工件装卸方便、定位可靠,便于组成加工自动线。

另外德国埃马克公司研制的倒置式数控车,是对传统结构的一种革新,它更有利于组成自动线,实现自动上下料。

但是此类设备价格较高,一般轿车用的盘类零件由于批量大、直径小比较适宜选用。

考虑到转盘的精度要求较高,且批量小,直径小。

但是本着降低生产成本的目的,最终选定如图11的卧式数控车床。

2、刀塔结构的选择图12为立式刀塔,该结构刀具的安装数量较多,适宜加工工件高度不高盘类零件。

若加工类似轮毂这样需要镗深孔的工件,则适宜选择图13所示的卧式刀塔,因为刀具悬深较长,选择立式刀塔,刀具的干涉半径较小,装刀的数量将受到限制。

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