手持式自送锁螺丝机结构的设计Word文档格式.docx

手持式自送锁螺丝机结构的设计Word文档格式.docx

《手持式自送锁螺丝机结构的设计Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《手持式自送锁螺丝机结构的设计Word文档格式.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

致谢26

参考文献27

摘要

本次毕业设计以手持式自送锁螺丝机为研究对象，通过对目前国内外有关文献、书籍及专利的阅读与研究设计了一种结构简单、灵活的手持式自送料锁螺丝机。

本文简要介绍了手持式自送料锁螺丝机的概念，自动送锁螺丝机的组成和分类、技术特点及国内外的研究状况。

通过设计最后对手持式自送料锁螺丝机经行了零部件和整机的三维建模，并产生了重要零部件的二维图纸。

通过本次毕业设计使得本人在大学期间的专业基础知识得到了巩固，对于二维CAD软件、三维pro/e软件更加熟练。

同时对产品的设计过程、文献的查询、专利的检索都有了很好的了解。

为以后的工作和学习打下了很好的基础。

关键词：

自动锁螺丝机；

手持式；

结构设计；

CAD；

pro/e；

Abstract

Thisgraduatedesignwithhand-heldselflockingscrewfeedingmachineastheresearchobject,throughtotherelatedliteratureathomeandabroad,booksandpatentsofreadingandresearch,designasimplestructure,flexiblehandheldsincethelockscrewfeedingmachine.

Thispaperbrieflyintroducestheconceptofhandheldfeedlockscrewmachine,automaticlockscrewfeedingmachineofthecompositionandclassification,thetechnicalfeaturesandresearchstatusathomeandabroad.Throughthedesignofhandheldfeedlockscrewmachinebylinepartsand3dmodelingofthemachine,andhasproducedimportantparts2ddrawings.

Throughthisgraduationdesignmakeshimselfincollegeprofessionalknowledgehasbeenconsolidated,for2d,3dCADsoftwarepro/esoftwaremoreskilled.Atthesametimefortheproductdesignprocess,theliteratureretrievalquery,patent,thereisagoodidea.Forlaterworkandthestudylaidagoodfoundation.

Keyword:

Automaticallylockscrewmachine；

handheld；

Thestructuredesign；

第一章绪论

1.1本课题的研究意义

自动锁螺丝机也叫自动送锁螺丝机、自动拧螺丝机、自动螺丝机、自动打螺丝机、自动螺丝紧固系统等。

螺丝输送、锁紧一气呵成，再也不用手取螺丝了。

大大提高了生产效率，节省人工，你想打多快就有多快。

每打完一颗螺丝，机器会自动输送到批嘴，省去了用手拿螺丝。

只要直接对准螺丝孔位就可以了，轻轻一按螺丝就锁好了，方便快捷。

想打多快就有多快。

大大提高了工作效率，节省劳力资源。

该机外形美观，设计新颖，小巧轻便，放在台上台下都可以。

主要适用于电子、塑胶、玩具、电器等行业的装配工序中。

提高工作效率及产能、改善员工作业强度的最佳选择——自动送锁螺丝机。

随着越来越多的企业招工难，一些国内外名优产品纷纷被引进，以满足不同企业生产的需求。

全自动螺丝机就是其中之一，它在制造技术、材质和提高效率、无人操作等方面的优势吸引了。

1.2研究现状

自动送锁螺丝机应用特点：

分为手握式及多轴式结构，是由系统自动完成螺丝的送料，气动或电动螺丝刀完成螺丝的拧紧到位，应用广泛，具有以下应用特点:

　1.高效批量2.高可靠性及稳定性；

3.智能化----连续送料,定扭矩,可选择提供记数功能,防漏打功能.螺丝滑牙及浮锁检测。

全自动螺丝机的用途与普通电批风批一样，甚至有过之而无不及，它速度快，效率高，安全性高，并且更能节省人工。

就目前的总体情况而言，它的品种规格也较为齐全，基本上百分之九十以上的螺钉都能实现自动化拧紧，但由于它的市场价位总的来说要比普通装配工具高，这也成为了全自动螺丝机没有普遍被运用起来的主要原因之一。

但随着国内生产水平加快了技术改造的步伐，于是全自动螺丝机也开始大量进入国内市场，随着国内生产技术的不断提高和成熟，全自动螺丝机的价格将逐渐下降。

所以全自动螺丝机的市场现在逐渐被商家们看好，这主要是因为一方面在于它的技术要求比较高，以前大部分产品主要是从美国、德国、日本国家引进。

而现在随着国内生产技术的提高，像济南、深圳、广州等地的一些企业都纷纷推出了国产的全自动螺丝机产品。

由于全自动螺丝机使用范围很广，所以在广东、山东、上海、江苏、福建等沿海省市的装配业、电器电子、家具制造、仪器仪表、玩具以及电动自行车、摩托车装配还有汽车制造业和一些流水线作业的企业和厂家都纷纷使用了全自动锁螺丝机。

再加上售后服务的进一步跟上，打消了以往顾客担心产品坏了无处维修的顾虑，使全自动螺丝机的销势进一步得到稳定。

第二章自送锁螺丝机简介

2.1自动锁螺丝机的分类

目前我国自动锁螺丝机主要分为两种：

手持式自动锁螺丝机和全自动锁螺丝机。

下面对这两种类型的锁螺丝机做一下介绍。

螺丝用来连接紧固两个或多个物体，是常用的连接件之一，主要是分手动锁螺丝与自动锁螺丝两种。

对于一些小批量的生产，可以利用螺丝刀进行人工旋拧，而对于大批量的生产，人工拧则工作效率低下，所以考虑进行自动化旋拧。

自动化旋拧螺丝分为手持式自动锁螺丝机和全自动化锁螺丝机。

1、手持式自动送锁螺丝机

相对于一手拿螺丝、一手拿电批或气批的锁螺丝动作，自动送锁螺丝机可以解放一只手出来，只需一只手提起起子对准螺丝孔位锁螺丝即可。

当锁完一颗螺丝后也只需提起起子对准下一个螺丝孔位锁螺丝，机器会自动在提起起子的瞬间将一个螺丝输送到起子下，等待锁下一粒螺丝，如此重复。

手持式自动送锁螺丝机存在很大优点：

1、手持式自动锁螺丝机，螺丝输送、锁付一气呵成，再也不用手取螺丝了。

打螺丝速度40-60PCS/MIN，大大提高了生产效率，节省人工；

2、每打完一颗螺丝，送料机构会自动将螺丝送到批嘴，省去了用手抓取螺丝、移动、对准的动作；

3、只要直接对准螺丝孔位，轻轻一按螺丝就锁好了，无重复给料现象，锁一粒来一粒，方便快捷；

4、电批套相当轻便，不用担心因头部太重而增加工人的疲劳度；

5、可单机操作，也可配置成流水线.上下料形式.迅速提升螺丝锁定质量，大幅度提高生产效率；

6、手持式锁螺丝机用于电子行业自动组装线，例如手机、硬盘、键盘电脑DVD家电风扇电子、塑胶、玩具、电器、通讯设备电器玩具电子加工厂组装。

2、全自动送锁螺丝机

全自动送锁螺丝机在手持式自动送锁螺丝机自动送料基础上又添加了机械臂或流水线、工作台、自动控制定位等功能，是送锁螺丝机的TOP产品。

可根据客户现场要求实行无人监控，既节约人工成本又提高了生产组装效率。

自动送锁螺丝机可以达到：

1.可以设计为横向,斜向及多方向同时送锁机构,满足多种生产需求；

2.智能化----连续送料,定扭矩,可选择提供记数功能,防漏打功能.螺丝滑牙及浮锁检测；

3.两工位自动连接，可采用自动流水线设计，无需手工转移工件，工件自动到位，自动拧紧螺丝，自动进入下一道工序；

4.可以根据客户产品特性,设计专用机型。

生产锁螺丝机厂家可根据客户要求及螺丝具体规格尺寸来定制！

适用范围：

电子电器、塑胶、玩具、开关插座、五金、通讯设备、仪器仪表及电脑周边产品等行业。

2.2手持式自动送锁螺丝机的结构组成

本次毕业设计将要设计的是一种手持式自动送锁螺丝机，该种锁螺丝机的结构组成主要由包括两部分组成：

一、由送料系统将螺丝排序并通过分配器分配螺丝，管道将螺丝送到批嘴。

二、由电动或气动起子将螺丝锁入产品中的锁付系统。

2.3手持式自送锁螺丝机基本介绍

手持式自动锁螺丝机也叫自动锁螺丝机、自动送锁螺丝机、自动打螺丝机、自动拧螺丝机、螺丝锁付机器人等，手持式的是需要人手工操作。

自动拧螺丝机主要由排序、分离、锁付几部份成。

相对于一手拿螺丝、一手拿电批的锁螺丝方式，自动锁螺丝机可以解放一只手出来，只需一只手对准螺丝孔位锁螺丝就可以了。

当锁完一颗螺丝后只需提起螺丝刀对准下一个螺丝孔位锁螺丝即可，机器会自动在提起螺丝刀的瞬间将一个螺丝输送到批嘴下，等待锁下一粒螺丝，如此重复。

2.4手持式自送锁螺丝机的优越性与应用

一、手持式自送锁螺丝机的优点

好处：

1、提高生产效率，减少工人，节约成本。

2、不用手取螺丝，螺丝自动送料到批嘴。

3、单手锁紧作业，轻松的下压电批就完成了锁螺丝。

4、效率高达到60粒/分钟。

5、螺丝不会二次污染。

6、降低工人的劳动强度。

7、液晶显示屏，可以计数、报警。

8、提升公司的统一形象。

另外：

1、手持式自动锁螺丝螺丝机，输送、锁付一气呵成，再也不用手取螺丝了。

打螺丝速度40-60PCS/MIN，大大提高了生产效率，节省人工，你能打多快就有多快！

2、每打完一颗螺丝，送料机构会自动将螺丝送到批嘴，省去了用手抓取螺丝、移动、对准的动作。

3、只要直接对准螺丝孔位，轻轻一按螺丝就锁好了，无重复给料现象，锁一粒来一粒，方便快捷。

4、可配用原来的电批和风批，不需另行购置新的电批、风批，扭力调节与贵司原来的调节方式一样，节约购买成本！

5、电批套相当轻便，不用担心因头部太重而增加工人的疲劳度!

6、可单机操作，也可配置成流水线.上下料形式.迅速提升螺丝锁定质量，大幅度提高生产效率。

二、手持式自送锁螺丝机的应用

手持式锁螺丝机用于电子行业自动组装线，例如手机、硬盘、键盘电脑DVD家电风扇电子、塑胶、玩具、电器、通讯设备电器玩具电子加工厂组装。

第三章手持式自送锁螺丝机的结构设计

3.1手持式自送锁螺丝机的基本结构

图3-3螺丝定位到待锁位置

最后，批头下压锁紧螺丝到产品，如图3-4所示：

图3-4批头下压锁紧螺丝示意图

3.3自动锁螺丝机对产品的要求

1、如图3-5所示，螺丝尺寸要求：

L＞1.2D否则螺丝会在送钉管内翻转，不能正确地送螺丝。

图3-5螺钉送料过程示意图

即不满足上述条件时螺丝将不能在管道内正确的送料。

2、用于自动送锁螺丝机的螺钉需没有磁性

如用于自动化装配过程中的螺钉具有一定的磁性，在选料送料以及锁紧过程中，螺钉将吸附在手持式电批内表面上不能正确的定位。

将不能用于装配过程。

所以选材时一定要注意这一点。

3.3手持式电批的设计

3.3.1电批的方案的选择

目前市场上手持式电批主要有两种基本形式。

本节的表述中分别表述为方案一和方案二。

方案一的基本结构如图3-6所示：

图3-6手持式电批设计方案一

该方案中：

1——表示电批主体2——表示电批连接件3——表示气缸

4——表示弹簧5——表示轴销6——表示夹嘴连接件

7——表示锁紧套8——表示螺钉9——表示夹嘴座

10——表示螺丝导管11——表示批头保持套

方案一是一种手持自动锁螺丝机结构，其至少包含有：

一个用于锁付螺丝的电批，一个气缸和一套接送螺丝的夹嘴结构，其特征在于：

在电批的手持部位通过连接构件连接一个与电批轴线平行的气缸，在气缸的伸缩端通过轴销、弹簧、与夹嘴部分滑动连接，夹嘴部分由连接件、夹嘴座、螺丝导管、保持套、锁紧套等组成，在锁紧套内有用于夹住螺丝的挡块和弹性圈。

方案二的基本结构如图3-7所示：

图3-7手持式电批设计方案二

1——表示第一进气口2——表示第二进气口3——表示气缸

4——表示活塞5——表示绝缘体6——表示连接器

7——表示导向套筒8——表示电机9——表示弹簧

10——表示防尘罩11——表示螺丝刀12——表示进料口

13——表示夹口14——表示螺丝钉

方案二中的一种自动拧螺丝机。

本设计了自动拧紧螺丝机工作结构：

一种自动拧紧螺丝机，由后部、中部、前部三部分组成，其特征在于：

所述后部包括电磁阀、进气口、气缸、活塞，所述电磁阀控制进气口的闭合或者开启；

所述中部包括电机、螺丝刀、弹簧，所述螺丝刀装在电机上，所述弹簧套接在螺丝刀的刀柄上；

所述前部包括进料孔、夹口、防尘罩，所述防尘罩套接在所述螺丝刀的长柱体部，所述进料孔与所述螺丝刀的长柱体部的孔管倾斜的联通。

方案三的基本结构如图3-8所示：

图3-8手持式电批设计方案三

1——表示电动螺丝刀头2——表示进料卡头3——表示接头

4——表示螺帽5——表示刀头卡套6——表示进料口

7——表示限位螺帽8——表示钢珠滑套9——表示螺帽

10——表示传动螺杆11——表示调节导杆12——表示限位螺栓

13——表示限位弹簧14——表示定位轴承15——表示定位螺帽

16——表示螺杆导向套17——表示电动元件18——表示卡片

方案三中的一种自动拧螺丝机，由一个机壳，一个进料装置，一个传动装置，一个电动力元件和一个电动螺丝刀头组成。

传动装置由螺丝刀头卡套，限位螺帽，钢珠滑套，螺帽，传动螺杆，调节导杆，限位螺栓，定位轴承，定位螺帽和螺杆导向套组成；

进料装置由卡头，聚氨酯接头，螺帽和进料口组成；

使用时，电动力元件通过传动装置带动电动螺丝刀头旋转顶出螺丝，当可以看见螺丝时，将螺丝对准螺丝孔后，把螺丝锁紧，锁完螺丝后，电动力元件使电动螺丝刀头后退，以便下一颗被锁螺丝能顺利到位。

从而实现整个过程不发生卡钉，螺丝锁斜和不需要与被锁工件表面接触。

通过上述两个方案的原理和外形对比，方案二在外型上相对于方案一要优越，并且方案二可自动完成螺丝的输送和定位，其结构简单，方便实用。

同时方案三相对于方案二在动力输入方面无需气缸等配套设施结构更加简单实用。

所以本次毕业设计将在方案三的基础上对手持式电批进行设计，并在方案三的基础上结合方案二中的优点进行适当的改进设计，使得更加方便合理。

3.3.2电批的设计思路

本次设计在方案三的基础上进行，电批的基本设计思路在于：

本次设计的自动锁螺丝机由一个进料装置，一个传动装置，一个电动装置，一个电动元件和一个电动螺丝刀头组成。

进料装置由开头2，接头3，螺帽4，和进料口6组成；

传动装置有螺丝刀头卡套5，限位螺帽7，钢珠滑套8，传动螺杆10，调节导杆11，限位螺栓12，限位弹簧，定位轴承14，定位螺帽15和螺杆导向套16组成；

卡头2由四片独立的卡片组成。

电动螺丝刀头1由螺丝刀头卡套5固定在传动螺杆10的一端，传动螺杆10另一端与电动元件17卡槽固定相连，接头三由螺母4和进料口6连接，使得螺丝经过进料口6到卡片2，进料口6与调节导杆11相连接，经限位螺帽7调节相邻的位置，传动杆10与调节导杆11螺纹连接。

经过传动杆10旋转带动调节导杆11上下运动，限位螺栓12与调节导杆11相连，使得调节导杆运动时不会与传动螺杆10同时旋转，限位弹簧13更加利于传动螺杆10反向运转时能够与调节导杆的螺牙挂上，螺杆导向套16，调节导杆11，传动螺杆10经钢珠滑套8导向定位，提高三者间的同心度；

定位轴承14由定位螺帽固定在传动螺杆10上与螺杆导向套16相连；

导杆导向套16一端与螺帽9相连，另一端与电动元件17相连，整个结构螺纹固定。

并且在设计中卡片2由四个独立的卡片18组成，如图3-9所示。

并且由接头3固定，使得自动锁螺丝机在工作过程中螺丝能够卡住不会调出，接头三采用的材料为聚氨酯该材料有很好的伸缩性，在顶出螺丝时卡头2能够自动在歪理作用下张开。

图3-9卡头卡片

3.3.3电批的工作过程分析与控制

本次设计中的手持式自动锁螺丝机在使用时，螺丝在经过进料口6到达卡头2时，电动元件17带动传动杆10正转，使得调节导杆11向上移动，电动螺丝刀头1在旋转过程中把螺丝往卡头2位置顶，当把螺丝顶出处于垂直状态位置时，电动元件17的电机停止正转，此时可以看到螺丝，把螺丝对准螺丝孔后，电动元件17的电机正转，电动螺丝刀头1往前顶的过程中同时把螺丝锁紧，螺丝锁好后，电动机电力元件17的电机反转使得电动螺丝刀1后退，以便使得下一个螺丝能够从进料口6到卡头2位置。

从而实现整个过程不发生卡钉想象，螺丝锁料和不需要与被锁工件表面接触

要实现上述工作过程的控制，可以结合plc控制技术结合传感技术来实现，使得共组效率大大提高。

3.3.4电批的总体结构设计

1、进料装置的设计

进料装置的基本结构如图3-10所示：

3-10进料装置的基本结构示意图

2、总结够设计与布局

手持式自动送锁螺丝机电批的总体结构如图3-11所示：

3-11手持式自动送锁螺丝机电批的总体结构

上图中：

1——表示进料卡头2——表示螺母3——表示螺丝刀头

4——表示中心套5——表示进料装置6——表示弹簧

7——表示连接头8——表示电机9——表示外盖

10——表示插头11——表示电线12——表示调整垫圈

13——表示调整套14——表示防滑套15——表示垫圈

16——表示定位套17——表示垫圈18——表示接头

3.3螺丝分料送料机构的设计

常用螺丝分料结构的示意图如图3-6所示，分料结构的具体装配如图3-7所示：

图3-6螺丝分料结构意图

图3-7螺丝分料结构装配图

本次设计中将螺丝分料机构设计在分料器底板1上，螺丝分料机构包括：

分料气缸2，分料气缸2上面通过连接头3的上下端分别连接用于接纳和阻挡螺丝的分料梭4和漏料与封气板5的端头；

分料梭4和漏料与封气板5的两侧分别卡接在分料本体6上下沿滑槽7上；

3.4螺丝送料机构的设计

送料机构也是自动送锁螺丝机的重要结构，结合分料结构其总的装配设计成如图3-8所示：

3-8分料送料机构总装图

第四章手持式自送锁螺丝机的三维建模与装配

4.1三维软件的选取与介绍

现代化设计与制造中，三维软件的使用频率越来越高。

在现代设计与制造中占据了非常重要的地位。

现在的三维制图软件太多了，其中主要有：

Pro/E、SOLIDWORKS、UG、CATIA、AUTOCAD、CAXA等等。

每一种软件都有其优点。

在本次设计中本人使用的三维CAD软件是Pro/E5.0他具有很好的三维建模功能能够很多好的实现偏摆式锥差行星减速器各个零部件的三维建模、装配与仿真。

同时Pro/E软件也是现代公司三维设计的首选，认真学习好该软件对于以后的工作和学习也有很大的促进作用。

Pro/E5.0的基本介绍：

Pro/E（Pro/Engineer的简写）它是是美国参数技术公司（ParametricTechnologyCorporation，简称PTC）的重要产品。

并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今最成功的CAD/CAM软件之一。

本次毕业设计选用的版本是野火版5.0。

图4-1Pro/Engineer的界面图

1985年，PTC公司成立于美国波士顿，开始参数化建模软件的研究。

1988年，V1.0的Pro/ENGINEER诞生了。

经过10余年的发展，Pro/ENGINEER已经成为三维建模软件的领头羊。

目前已经发布了Pro/ENGINEERWildfire5.0。

PTC的系列软件包括了在工业设计和机械设计等方面的多项功能，还包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造、产品数据管理等等。

Pro/ENGINEER还提供了目前所能达到的最全面、集成最紧密的产品开发环境。

Pro/Engineer是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代的产品造型系统，是一个参数化、基于特征的实体造型系统，并且具有单一数据库功能。

Pro/Engineer是软件的基本功能包，并非模块，它是该系统的基本部分，其中能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色实体或线框造型棚完整工程图产生及不同视图（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转）。

Pro/Engineer是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括：

筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等，采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观，无需采用复杂的几何设计方式。

这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不像其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其也相关的特征也会自动修正。

这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。

造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到绘图机上或一些支持Postscript格式的彩色打印机。

Pro/Engineer还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这都是通过标准数据交换格式来实现，用户更可配上Pro/Engineer软件的其它模块或自行利用C语言编程，以增强软件的功能。

它在单用户环境下（没有任何附加模块）具有大部分的设计能力，组装能力（人工）和工程制图能力（不包括ANSI，ISO，DIN或JIS标准），并且支持符合工业标准的绘图仪（HP，HPGL）和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。

Pro/Engineer软件模块众多本次毕业设计主要用到的是他的三维建模功能、装配功能和三维建模功能。

4.2手持式自送锁螺丝机零部件的三维建模与装配

Pro/Engineer5.0软件具有很强的零件三维建模和装配功能。

手持式自动送锁螺丝机主要零部件的三维模型，部件的装配图如图4-2至4-6所示：

4-2分料器

4-2推料器

4-4主架结构

4-5电批

4-6分料送料机构总装图

总结

通过这次设计，使我对自动送锁螺丝机有了感性的认识，同时对国内外的自动送锁螺丝机的发展也有所了解。

根据国内外自动送锁螺丝机发展的经验、现状及近几年的动态，结合当前国内经济发展的具体情况，自动送锁螺丝机技术重点应在开展智