自動(dòng)噴涂系統(tǒng)工裝夾具設(shè)計(jì)分析

伍 颯

惠州至精精密技術(shù)有限公司 廣東 惠州 516227

引言:

傳統(tǒng)的噴涂系統(tǒng),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(duì)于自動(dòng)化的噴漆系統(tǒng),在我國的應(yīng)用主要局限于一些生產(chǎn)規(guī)模較大、加工工件較為單一的企業(yè),對(duì)于中小企業(yè),對(duì)自動(dòng)噴涂系統(tǒng)設(shè)備的應(yīng)用率則十分低下。因此,本文設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)噴涂系統(tǒng)工裝夾具,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工件的翻轉(zhuǎn)、噴涂,解決當(dāng)前工具噴涂中存在的一些問題。

一、自動(dòng)噴涂系統(tǒng)工裝夾具設(shè)計(jì)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(xiàng)操作能對(duì)工件進(jìn)行防腐防銹處理,確保工件的使用壽命,同時(shí)也能美化工件。所以做好廠件噴漆工作十分關(guān)鍵,這就要求在自動(dòng)噴涂系統(tǒng)工裝夾具設(shè)計(jì)期間,要從實(shí)際需求出發(fā),提升設(shè)計(jì)質(zhì)量。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展過程中,對(duì)自動(dòng)噴涂系統(tǒng)工裝夾具的整體性能提出更高要求。（1）確保加工精準(zhǔn)度。在夾具設(shè)計(jì)過程中要不斷提升精準(zhǔn)度,保證定位的正確性,避免定位誤差的出現(xiàn);（2）提升生產(chǎn)效率。工裝夾具在實(shí)際應(yīng)用中,要通過科學(xué)合理的設(shè)計(jì),提升生產(chǎn)質(zhì)量與效率,確保操作期間的便捷性,縮短操作時(shí)長;（3）經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)濟(jì)成本是自動(dòng)噴涂系統(tǒng)工裝夾具設(shè)計(jì)過程中不得不關(guān)注的要點(diǎn),在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上要做好成本控制。

運(yùn)用專業(yè)的設(shè)備完成對(duì)工件表面的噴漆工作,是工件出廠前的必經(jīng)之路,與工件生產(chǎn)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(zhì)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(jī)械加工生產(chǎn)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(yùn)用噴槍,對(duì)工件表面實(shí)施噴漆作業(yè),在工作效率與工作質(zhì)量上不夠理想,同時(shí)也具有一定的危險(xiǎn)性,例如油漆中可能存在一定量的有害物質(zhì),這些有害物質(zhì)會(huì)對(duì)工人的身體健康帶來不利的影響,等等[1-2]。

二、自動(dòng)噴涂系統(tǒng)工裝夾具設(shè)計(jì)總體規(guī)劃

設(shè)計(jì)此自動(dòng)噴涂系統(tǒng)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(tǒng)噴涂工作中存在的各類問題的噴漆設(shè)備,能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)工件的自動(dòng)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(duì)工件某一表面的噴漆后,翻轉(zhuǎn)工件并實(shí)施對(duì)其另一側(cè)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(zhì)量。

為滿足以上要求,本次設(shè)計(jì)做出了如下的技術(shù)規(guī)劃:本設(shè)備總共包括一個(gè)底座、一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸、一個(gè)電機(jī)、一個(gè)夾緊驅(qū)動(dòng)部件、一個(gè)移動(dòng)部件、一個(gè)噴漆部件,以及驅(qū)動(dòng)桿、夾爪、框架、倒L型架、翻轉(zhuǎn)部件各兩個(gè),以及可制動(dòng)萬向腳輪總共四個(gè)。將以上部件實(shí)施總裝配后得到的裝配圖如下:

可制動(dòng)萬向腳輪均固定在自動(dòng)噴漆設(shè)備的底座位置,主要目的為移動(dòng)設(shè)備,同時(shí)也是為了防止設(shè)備在加工作業(yè)的過程中,出現(xiàn)振動(dòng)的情況。兩個(gè)框架部件的固定位置為自動(dòng)噴漆設(shè)備的上端,呈現(xiàn)并列設(shè)置,安裝方向?yàn)榭v向滑動(dòng)安裝。兩個(gè)框架部件之間,還設(shè)備了夾緊部件與翻轉(zhuǎn)部件。其中,夾緊部件由兩個(gè)倒L型架組成,兩個(gè)倒L型架緊密連接,中間為傳動(dòng)軸,在雙向電機(jī)驅(qū)動(dòng)的作用下,能夠夾緊、放松,完成設(shè)備性能。在傳動(dòng)軸的兩側(cè),有專門的翻轉(zhuǎn)部件,設(shè)置倒L型架。這一翻轉(zhuǎn)部件主要由夾爪、電機(jī)、鏈傳動(dòng)三部分組成。此外,本設(shè)備還裝設(shè)了烤燈板、噴漆設(shè)備,負(fù)責(zé)實(shí)施對(duì)工件的噴漆及烘烤。

三、對(duì)自動(dòng)噴涂系統(tǒng)工裝夾具中各部件的設(shè)計(jì)

（一）對(duì)夾緊部件以及支撐部件的設(shè)計(jì)

此夾緊部件具有轉(zhuǎn)動(dòng)功能,是通過雙向電機(jī)驅(qū)動(dòng)完成。在雙向電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下,兩個(gè)螺紋桿會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而帶動(dòng)夾緊部件轉(zhuǎn)動(dòng)。夾緊部件二側(cè)的驅(qū)動(dòng)部件,與螺紋桿連接在一起,在運(yùn)行過程中,兩爪放松、夾緊,進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)。這一夾緊設(shè)備結(jié)構(gòu)十分簡單,同時(shí)在安裝上也具有一定的便捷性,易于工人操作。

如圖所示,對(duì)于雙向電機(jī)而言,其輸出軸,與螺紋桿呈現(xiàn)相對(duì)應(yīng)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(shí),支撐位置與支撐架的一個(gè)側(cè)壁,呈現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)、連接的狀態(tài)。對(duì)于支撐架,其具體的安裝固定位置為兩側(cè)框架,這一框架結(jié)構(gòu),在設(shè)計(jì)上十分簡潔,但支撐效果十分突出。對(duì)于雙向電機(jī)的殼體,其具體的固定位置為支撐架上端,同時(shí)每個(gè)驅(qū)動(dòng)桿的一端與每個(gè)螺紋桿都呈現(xiàn)對(duì)應(yīng)的螺紋連接。在每一個(gè)驅(qū)動(dòng)桿上還設(shè)置了專門的螺孔,與螺紋桿呈現(xiàn)同軸設(shè)置,螺紋桿的一端與驅(qū)動(dòng)桿的螺孔呈現(xiàn)螺紋連接,驅(qū)動(dòng)桿的另一端,具體的固定位置為倒L型架側(cè)壁的一面。將夾爪設(shè)置于倒L型架上,在兩個(gè)夾爪的作用下,讓部件完成夾緊、放松的動(dòng)作。

（二）對(duì)翻轉(zhuǎn)部件的設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)的時(shí)候,應(yīng)當(dāng)重點(diǎn)考慮夾具設(shè)備抓取工件的穩(wěn)固性,盡可能讓其夾在工件最為牢固的位置。此外,在夾具設(shè)備抓取工件、完成初步噴漆作業(yè)后,設(shè)備還需要為工件的另一個(gè)表面實(shí)施噴漆,在傳統(tǒng)的人工工件噴漆操作中,工作人員需要將工件手動(dòng)翻面,再運(yùn)用專門的噴槍完成對(duì)工件的噴涂[3]。為讓設(shè)備設(shè)計(jì)能夠符合以上操作的需要,應(yīng)在設(shè)備中設(shè)置翻轉(zhuǎn)部件,負(fù)責(zé)翻轉(zhuǎn)工件并噴漆工件另一個(gè)面。具體的翻轉(zhuǎn)部件,由傳動(dòng)軸、電機(jī)、鏈傳動(dòng)等部件組成,如圖所示:

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

在設(shè)備運(yùn)行的過程中,兩個(gè)夾爪會(huì)在同一時(shí)間翻轉(zhuǎn)工件,二側(cè)主動(dòng)鏈輪就會(huì)在傳動(dòng)軸的運(yùn)行下,發(fā)揮作用。傳動(dòng)軸是由軸管、軸套兩個(gè)部分組成的。軸管的一端會(huì)在軸承的轉(zhuǎn)動(dòng)下,傳出翻轉(zhuǎn)部件,并將翻轉(zhuǎn)部件與電機(jī)連接,將連接部位保持為電機(jī)的輸出軸。讓軸套一端與軸承進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng),穿出倒L型架,軸套與軸管之間花鍵連接。在這樣的部件設(shè)置下,設(shè)備能夠順利地完成夾緊、翻轉(zhuǎn)動(dòng)作,便于工人的操作。

（三）移動(dòng)部件設(shè)計(jì)

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(shè)置一個(gè)移動(dòng)部件,讓夾具能夠從噴槍移動(dòng)到烤燈板。這一移動(dòng)部件的操作,主要需要通過齒輪齒條運(yùn)動(dòng)來發(fā)揮作用。

設(shè)計(jì)者運(yùn)用電機(jī)架固定電機(jī),固定位置為底座的一個(gè)外側(cè)壁,將齒輪裝設(shè)在電機(jī)輸出軸位置。將齒條與倒L型架固定在一起,再在設(shè)備底部裝設(shè)T型滑塊,運(yùn)用滑槽,實(shí)現(xiàn)滑動(dòng)連接,實(shí)現(xiàn)對(duì)夾具的移動(dòng)。

四、對(duì)自動(dòng)噴涂系統(tǒng)工裝夾具應(yīng)用效果的思考

本文設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)噴涂系統(tǒng)工裝夾具設(shè)備。在加工車間中完成了對(duì)上述設(shè)備的試用,全程依據(jù)本文提到的工藝進(jìn)行,其他操作也依據(jù)具體的生產(chǎn)工藝方案進(jìn)行。運(yùn)用本文設(shè)計(jì)的自動(dòng)噴涂系統(tǒng)工裝夾具設(shè)備噴涂工件,對(duì)單件工件的噴涂加工時(shí)間,明顯得到縮短,特別是夾緊效果得到了顯著的提升?？傮w而言,對(duì)于本自動(dòng)噴涂系統(tǒng)工裝夾具設(shè)計(jì)的特點(diǎn),可做如下總結(jié):

首先,本設(shè)備能夠完成對(duì)工件的自動(dòng)夾緊,顯著節(jié)省傳統(tǒng)操作中,人工手動(dòng)夾緊所耗費(fèi)的時(shí)間與人力,提升了操作效率與操作效果;其次,本設(shè)備具有翻轉(zhuǎn)功能,能夠在噴漆完工件的一面后,自動(dòng)翻轉(zhuǎn)工件,提升噴漆效率,一定程度上節(jié)省了人工噴漆的時(shí)間與人力;最后,本設(shè)備設(shè)有移動(dòng)部件與烤燈板,在完成對(duì)工件的噴漆后,可通過移動(dòng)部件將工件移動(dòng)倒烤燈板處,運(yùn)用烤燈板烘烤工件,快速夯實(shí)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(dòng)噴涂系統(tǒng)工裝夾具的性能能夠在實(shí)際操作中順利發(fā)揮。企業(yè)在選用本自動(dòng)噴涂系統(tǒng)工裝夾具時(shí),還應(yīng)當(dāng)重視設(shè)置一定的操作規(guī)范,保證操作人員能夠按照要求,完成對(duì)設(shè)備的組裝,以及一些人工步驟。在日常工作中,也應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)本自動(dòng)噴涂系統(tǒng)工裝夾具的管理與維護(hù)。對(duì)于文中所提到的烤燈板,在采購時(shí),應(yīng)當(dāng)重視考察供貨商的相關(guān)資質(zhì),盡可能地購買質(zhì)量優(yōu)良、性能完備的烤燈板,以此保證本設(shè)備的性能能夠順利發(fā)揮,真正提升工件噴漆的效率與質(zhì)量,推動(dòng)企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

結(jié)語

綜上所述,本文設(shè)計(jì)了一種自動(dòng)噴涂系統(tǒng)工裝夾具。將這一自動(dòng)噴涂系統(tǒng)工裝夾具應(yīng)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(tǒng)人力操作中可能出現(xiàn)的多種問題,特別是能夠節(jié)省人工操作的時(shí)間、人力成本?？傊?這一自動(dòng)噴涂系統(tǒng)工裝夾具具有重要的應(yīng)用意義,應(yīng)得到相關(guān)人士的重視。