目 录 摘 要 4 Abstract 4 第1章 绪论 5 1.1 国内自动化发展现状 5 1.2 设计的背景及意义 6 第2章 相关技术介绍 7 2.1 气缸基本理论 7 2.2 目的和研究 10 2.3 设计方案 10 2.4 小结 10 第3章 分布设计 11 3.1 模具循环机构设计 11 3.1.1 回字形运模组成 11 3.1.2 回字形运模过程 12 3.1.3 气缸的选取 12 3.1.4 小结 13 3.2 上料机构的设计 14 3.2.1 上料机构的组成 15 3.2.2 上料机构运动过程 15 3.2.3 气缸的选取 16 3.2.4 小结 17 3.3 校正和放料机构设计 18 3.3.1 校正和放料机构的组成 18 3.3.2 取放料流程 19 3.3.3 装配问题及解决方案 19 3.3.4 小结 19 3.4 零件装配机构设计 20 3.4.1 零件装配机构的组成 21 3.4.2 装配流程 21 3.4.3 装配问题及解决方案 21 3.4.4 小结 22 3.5 下料机构设计 23 3.5.1 下料机构的组成 23 3.5.2 阻挡机构的确定 23 3.5.3 小结 24 第4章 24 4.1 硬件问题及解决办法 24 4.2 小结 24 第5章 论文总结及展望 25 参考文献 25 致 谢 26 摘 要 随着人工成本的不断提高，工业自动生产设备作为一种替代人工劳动力的新型工具，开始慢慢改变着制造业的生产方式。目前以人工装配为主的生产模式，将慢慢被以自动化生产为主导的模式取代，自动化生产设备以高劳动率和低成本的优势满足了工厂生产的需求，工厂产品生产主流趋向短周期，高效率，低成本，自动化装配，本设计鉴于某工厂喇叭壳零件人工装配效率低，设计一种能够自动装配喇叭壳螺钉，橡胶件和绝缘垫的设备，从喇叭壳抓取，零件校正，零件装配，成品运出四个方面进行分块设计，实现喇叭壳零件自动组装的功能，目前市面上这种专门的零件装配机还没被广泛使用，该设备在 工厂使用有着更高的实用性，使用前景也更加广阔。
关键词：自动生产设备；
喇叭壳；
分块设计 Abstract With the continuous improvement of labor costs, Industrial automatic production equipment is a new tool to replace manual labor, slowly changing the manufacturing production mode. At present, the production mode based on manual assembly, Will be gradually replaced by automated production oriented model, Automated production equipment meets the needs of factory production with the advantages of high labor rate and low cost, The main trend of the production of factory products is short cycle, high efficiency, low cost and automatic assembly, This design is based on the low efficiency of manual assembly of the shell parts of a factory, Design a device that automatically assemble horn shell screws, rubber parts and insulation pads, from the trumpet shell scraping, parts, parts assembly, finished product out of the four aspects to block design, can realize the function of automatic assembly trumpet shell parts, At present, this kind of special parts assembly machine is not widely used in the market. The equipment has higher practicability and wider application prospect in the factory. Keywords：Automatic production equipment; Horn shell; Block design 第1章 绪论 1.1 国内机械自动化发展现状 现如今我国自动化行业还处在发展阶段，有很多工厂生产装配线还是采用人工装配的方式，因而在自动化程度方面与国外相比还有一定距离，国内的工厂想要与国外厂家能与就需要不断改善和提高自己的生产技术，提升自己生产效率，逐渐和国际接轨，这也是在中国国情条件下的发展趋势，我国的自动化工厂在解决自身生产技术问题时，都必须符合自身的要求，而且在功能上都得与需求相匹配，在设计上都必须安全可靠，因此国际上的自动化技术进入到中国后都应该是与时俱进，实事求是的，无论在什么时候，我们都应当学会积极探索，不断学习，不断完善自己，将自动化产业结合中国机械制造业的实际，发挥自己所长，力图创新，努力研究出符合中国国情的自动化发展技术的理论，满足各行业的技术需求，自动化设计都得以工厂需求前提，一般来说工厂需要什么，我们就得进行相应的设计，直到满足工厂的需求，在部分在工厂里能够进行正常生产后，这样就有了足够的实践基础，能够将这种技术继续扩大到自动化行业的方方面面。中国的自动化生产技术必须满足生产实际，而更好的制造技术都得应该在自动化需求的方向进行不断完善和发展。中国的自动化技术发展都离不开工厂的生产和行业的技术发展，在对市场和工厂有充分了解后，所设计制造出来的自动化产品才能在技术经济和社会经济上面得到良好的反馈，整个工厂及自动化发展才能更为长久。
一般来说进行自动化装配就必须要以设计规定的要求为基准，在设计允许范围内将各个将零部件进行装配、测试、校验，修正，让这个设备符合设计要求，实现设备应有的功能 ，整个装配过程是设计出的产品在制造过程中的重点，零部件能否装配的合适，既对最终产品的质量有着明显的影响，同时也对工厂生产产品的效率有着相当大的影响。在我国制造生产行业长时间都是以人工为主，相当多的一部分生产厂家进行零部件装配时，要么全都使用人工，要么部分靠人工加设备的方式进行生产，然而人们对产品技术需求提高，所作出来的零部件装配过程难度逐渐提升，对整个装配需要把控的精度要求也是逐渐提高， 此外人工的成本也是年年攀升，这些都直接影响着传统采用人工去完成装配的方式，并且厂家选用质量好，性能高，符合厂家需求的自动装配设备便是迎合自动化行业的发展，能让厂家迅速提升生产效率，提升产品产出的同时减少次品的产出，这样就能做到节省生产过程中的成本。由此可以看出研发非标准化的自动化装配设备有着举足轻重的作用，我国需要加快对自动化装配设备的发展，并将这种自动化发展的作为一种趋势引领着现代工业的发展。
为了在各项规定要求的条件下提高产品的装配质量，就必须对装配过程中的每个阶段所需要技术要求进行分析，在这个基础上进行思考并提出相应技术问题，并去找到合适的方式解决问题，并在这些方式中挑选出最为合理的产品装配工艺，有了这些工艺步骤就能设计出所需要工序的机械装置结构，并赋予他们相应的功能，从而按照所要求顺序完成整个机械系统的运作。如果不去研究这些产品所需要的生产工艺要求和零部件的装配要求，那么决定设计出来的自动化装备设备可能就会出现无法改正的问题，在产品质量方面所出现的问题就难以解决。
在实现装配设备的总体功能的时候也会受到装配工艺的影响，导致出现机械结构布局，设备整体控制和对生产出来的产品进行检测的问题。
在装配的工序步骤上，能够细分为零部件安装的工序和零部件的固定工序， 零部件安装工序是指将要连接装配的零部件装配在整个自动化设备的工位上。一般来说固定工序会在安装工序之后， 安装和固定也能够在一个工位进行。装配的需求一般根据装配任务的难度所决定， 在完成一个装配的过程中可能有很多的装配工序， 在工艺设计中很重要的一项就是需要对装配的顺序进行分析。
在检测这个工序中，又细分为装配零部件的检验，检测工序中需要满足装配的质量足够好，例如装入零件的方向和位置是不是合适的，甚至有的装入的零件还有一定的缺陷，在零部件装好后的整个尺寸精度、 密封质量、 装配质量等是否能得到保证， 还有需要注意的就是在装配过程中还需要处理各种故障。
在调整这个工序上是进行修正装配出现问题的零部件。
在辅助这个工序上要实现的功能是对装配好的零部件进行清洁，在其表面还需要打上标记，然后对这些成品进行分选，剔除次品。
在一些能够完成自动装配的设备上， 既要完成零部件的安装，同时还需要固定该零部件，在这个过程中还需要加工几个特定的零件，像这样实现给功能的生产和装配方式通常不是唯一的，能够满足产品性能条件的生产工艺有很多种，将这些能够实现的装配工艺进行分析，再结合设想的功能实现的难易程度进行比较，最终选出一种最好的产品装配工艺。
1.2 设计的背景及意义 本设计是在某汽车喇叭生产工厂发现喇叭壳零件生产装配线还是处于传统人工手动装配，机器所需要的成品件为喇叭壳上橡胶件方形块嵌在喇叭壳表面方形孔内，喇叭壳内侧绝缘垫与方形块相连，螺钉贯穿橡胶件插入绝缘垫的孔内，整个零件装配在一起时不松动，零件不易脱落，当前工厂人工装配过程机械且方式单一，我便想用所学知识用自动化装配的方式，去设计一台喇叭壳零件装配机帮助工厂进行自动装配喇叭壳零件，在我们去工厂实地观察和记录工厂生产情况时，对方也对生产允许占地面积和生产效率也提出了一定的要求，每个工位的占地面积约为800mm×800mm，生产效率不少于5个每分钟，工厂内一般普通工人日工作时长为8小时，而自动化生产线能在保证安装质量的情况下24小时不断电生产，相比人工该装配机更有实际使用的优势，而且喇叭壳零件装配机是以无污染的压缩空气为动力，用电能维持机器运转，因此也符合国家绿色环保的需求。传统的喇叭壳零件是由人工在流水线上进行取料，组装，自动化程度较低，人工需求量大，而工厂所采用的生产线必须有着性能稳定，整体的人工数量较少，生产的效率更高，且生产出来的产品制造成本更低的特点，因此工厂采用装喇叭壳零件装配设备也是顺应自动化生产发展的趋势，利于工厂长久的发展。
第2章 相关技术介绍 2.1 基本理论 a．气缸的使用要求：
气缸所使用的压缩空气中一般有水分，油分和灰尘，直接使用容易造成气缸气管孔的堵塞，必须使用净化处理后的压缩气体，一般机械及一般气动回路等过滤精度<40μm，逻辑元件、射流元件、气动马达等过滤精度<10μm，食品、医药、电子、烟酒、空气轴承等<5μm。运动物体的速度或质量较大时，仅靠气缸本身的缓冲时很难吸收冲击力的，因此必须设计缓冲回路或使用油压缓冲器来缓和冲击，并且需要考虑机械装置的刚性。
参考表一的作用是防止气缸在使用过程 中出现空气泄露和螺纹损坏的现象，气缸密封带在缠绕时距离配管螺纹部分前端1.5-2个螺牙以上的内侧位置开始，按照螺纹的正方向和反方向进行缠绕。
表一：螺丝紧固力矩 单位：N·m 连接螺纹 紧固扭矩 连接螺纹 紧固扭矩 连接螺纹 紧固扭矩 M3 0.3-0.6 PT1/4 12.0-14.0 PT3/4 28.0-30.0 M5 1.0-1.5 PT3/8 22.0-24.0 PT1 36.0-40.0 PT1/8 7.0-9.0 PT1/2 28.0-30.0 b气缸的结构：
本设计中所用到的气缸组成部分为缸筒和活塞，密封件，端盖及活塞杆等。
缸筒：
气缸输出压力的大小可以通过改变缸筒的内径大小来改变的。要让活塞能够在缸筒内进行平稳的往复滑动，缸筒内表面的表面粗糙度就需要满足有Ra0.8μm。市面上常用的亚德客、SMC两种型号气缸里面的活塞采用的组合密封圈能够实现气缸内部的双向密封，而且缸内活塞与活塞杆之间连接的方式采用压铆连接而不是用螺母进行连接，这样连接会更加稳定。
端盖：
在气缸端盖上一般都有进排气通口，而且还有的在端盖内部装有缓冲机构。在杆的侧端盖上装配有密封圈和防尘圈，这是为了避免外部的灰尘进入缸体，同时也是为了防止气缸活塞杆的地方会有漏气。杆侧端盖上安装有导向套，这种设计能够提高气缸的导向精度，并且能让活塞杆能够承受一点横向的负载，在活塞杆向外伸出时还能加强活塞杆抗弯的效果，对延长气缸的使用时间有积极的作用。导向套制作时通常采用烧结含油的合金，或是使用前倾铜铸造件。以前的端盖制作时通常选用可锻铸铁来完成，现在设计气缸时为了减轻气缸的重量，同时也要有良好的防锈作用，一般采用铝合金压铸而成，部分微型气缸的材料也可以选用黄铜。
活塞：
活塞是气缸中的受压力零件。为了避免活塞的两边会出现漏气的现象，在活塞上面安装有活塞密封圈。活塞上面使用了耐磨环，这种结构能够提升气缸整体的导向性，同时还能够减小活塞密封圈的损耗，这样也减少了活塞的摩擦阻力。气缸内部的耐磨环通常使用夹布合成树脂、聚氨酯、聚四氟乙烯等有机材料。这种活塞的宽度一般是由密封圈尺寸和必要的滑动部分长度来决定。当滑动部分太短，易引起活塞早期磨损和卡死。活塞的材质通常采用用铝合金和铸铁，小型缸内部的活塞有黄铜制成的。
活塞杆：
气缸中主要承担起受力作用的部分为活塞杆。它的材料通常是高碳钢，并且在活塞杆的表面还需要镀硬铬处理、或者整个活塞杆都使用不锈钢可以防止活塞杆表面被腐蚀，并提高密封圈的耐磨性。
密封圈：
动密封就是气缸需要回转或是往复运动处的密封，静密封就是气缸上面静止件部分的密封。
缸筒和端盖连接有下面几种方式：
整体型、铆接型、螺纹联接型、法兰型、拉杆型。
气缸工作时活塞润滑的方式是通过压缩空气中的油雾对其进行润滑。也有小部分免润滑气缸。
气缸的计算： 气缸通过向气孔中冲入压缩空气推动整个活塞运动，活塞杆的运动方向是通过控制进气的孔位来改变进气的位置，从而改变活塞杆压出或是缩回，当压缩气体压入气缸无杆腔时，此时在气缸的有杆腔能够进行排气，气缸腔内由于有压力差作用使活塞上有力能够克服阻力负载推动活塞运动，将活塞杆推出来，当气缸的有杆腔进气，无杆腔排气时，使活塞杆缩回，通过控制气缸的有杆腔和无杆腔交替排气和进气，实现气缸的反复运动。
想要确定活塞杆上能够提供多大的推力和拉力，就必须以实际工作所需要的力来确定。以这为标准在选择气缸时后，应该让气缸的输出力留有余量。若缸径选小了，输出力不够，气缸不能正常工作；
但缸径过大，不仅使设备体积增大，且重量增加，大缸径的气缸成本更高，同时耗气量增大，造成能源浪费。在进行气动手指气缸夹具设计时，应该多使用能增力的机构，从而可以减少气缸自身的大小。
气缸
下面是气缸理论出力的计算公式：
F：气缸理论输出力(kgf)
F′：效率为85％时的输出力(kgf)－－(F′＝F×85％）
D：气缸缸径(mm)
P：工作压力(kgf／cm2) 振动盘的工作原理 在振动盘的料盘内部振动来源采用有脉冲电磁铁,它的功能是让料斗在垂直方向上下振动,由于它的内部弹片是倾斜的,在振动的过程中料盘能够绕其垂直轴做扭摆振动,而料盘内部装的零件,由于受到这种振动,可以沿螺旋轨道上升,直到送到下道工序，而零件在之后的运动中被料盘内的结构限制零件的姿态，经过设计后的选择结构能够筛选出符合姿态的零件依次排列从出料口送出来，然后通过送料机构送至相应工位。
2.2 目的和研究 该设计主要通过流水线上运送喇叭壳，转运喇叭壳，安装橡胶件，安装螺钉和绝缘垫，运输喇叭壳成品几个步骤完成对喇叭壳零件的组装，在了解螺钉，橡胶件和绝缘垫三个零件各自的特性之后，找出相应的方式将其组装在一起，并使用inventor2014将各个模块所需要安装的板块设计出来，在电脑上进行组装，对整体的可行性进行分析后，以3D设计图为标准将设备各个部分的零件加工出来，在进过部分修改后完整整机的组装，并初步实现设备所预设计的功能。
2.3 设计方案 从工厂现场进行勘测，确定整个设备所占地的面积，然后对设备需要实现的功能进行分析，确定整个工艺过程后将整个设备运作过程分为五块，分别是喇叭壳上料，橡胶件的校正和装配，螺钉和绝缘垫的装配，成品喇叭壳的运输，以及底部工装模的循环，对每个模块的机构进行设计，初步实现预计功能，在理论可行的基础上将各个部分加工制作出来，并完成组装。
2.4 小结 该设计从实际需求出发，通过学习相关知识，深入了解结构的基本原理后，找出实现各个模块功能的途径，也许设计部分会有很多问题，但是通过不断解决问题能够提升自己的能力，积累更多的经验，提出更多有效的方案去改进和简化工艺步骤。
第3章 分布设计 3.1 模具循环机构设计 3.1.1 回字形运模组成 1喇叭壳运入缸，2待装配运输缸，3喇叭壳运出缸，4工装模运送缸，工装模材料采用铬钢作为载具运输喇叭壳，底板选用45钢，工装模为80mm×80m×20mm的方形块，整个机构需要满足工装模滑动不卡顿，工装模两侧侧板结构稳定，工装模耐磨性好的功能。
上图为工装模所运作的两个通道，考虑到工装模在推缸的作用下向上会有错位，影响装配的精度，因此设计通道时两侧加入滑槽，滑槽5处高度为21mm略高于工装模的高度，留有1个mm的余量能够让工装模上表面不易卡住，滑槽6处的深度为2mm，可以盖住工装模的边缘部分，通道7承担起装配区的定为，因此底部的宽度在设计的时候定为80.5mm，略大于工装模的宽度，使其能够通过又不至于影响装配的精度，而通道8处目的是实现空的工装模循环，因此需要让工装模较容易通过，设计时槽的宽度定为80.1mm。
工装模上9为直径为9.2mm的光轴，设计目的是将壳体中间能够固定上去 3.1.2 回字形运模过程 1缸将装好喇叭壳的工装模推动到下一个工位，2将喇叭壳推动到橡胶件装配位，3将装配好的喇叭壳推入下料位，4将下料完毕空的工装模推动送到待放入喇叭壳位，气缸反复推动工装模，完成16个模具的循环使用。
3.1.3 气缸的选取 （1）气缸理论出气表 由上述过程可知2缸和4缸要分别推动8个80mmx80mm的铬钢工装模在发黑处理的45钢板上滑动，因此需要对气缸所需要提供的推力来进行计算，以方便选取所需要的气缸。由于该模块只需要推动工装模，没有更高的精度要求，因此采用出力较大体积较小的双轴气缸来提供动力，且为了减小气缸占地面积，我们使用气缸的拉侧，利用气缸缩回的力量带动工装模运动，而我们所使用空气压缩机提供的气压0.5MPa，则由公式p=F/S，可知F（径6）=ps= 0.5×15.7N=7.85N;F（径10）=ps=0.5×50.3N=25.15N；
F（径16）=0.5×150.8N=75.4N；
F（径20）=0.5×235.6N=117.8N 由拉力测得在底板上拉动一个工装模所需力约为6.7N，因此推动8个工装模所需要的力约为F（推）=8x6.7N=53.6N,可知所选缸径为16的气缸，为使模具位置能达到要求，因此气缸不应使用满行程80mm，实际选取气缸行程应该稍大模具宽度，选定90mm为气缸的行程。
3.1.4 小结 圆盘运输工装模：便于模具的运输，模具不易磨损，安装时有误差难以进行调整，上顶绝缘垫时圆盘和上顶导向头间有间隙，会影响绝缘垫的顶出，且圆孔和上顶导向头的同轴度难以保证。
回字形运输工装模：回字形模具运输易于用气缸进行控制及物理限位，定位更加精准，上顶导向头紧贴底板，气缸将绝缘垫推出时容易顶出。
喇叭壳最大外圆直径为74.8mm，因此设计每个工装模尺寸为80mmx80mm，由于工厂要求设备横向距离不超过800mm，滑槽每边放入工装模不应超过9个，为使运行效率提升，在每边各填入8个工装模，两边各空出一个工装模位，在工装模循环装模的同时能够进行下料，比采用17个工装模每次只能推动一个工装模移动效率高，开始设计时气缸选用的刚好是满行程，在之后的实物装配中，发现刚好满行程并不能将工装模推压到合适的位置，因此在设计时气缸行程需要稍大于工装模所要行程，这样在后来实物运作时不至于出现缸推不到位，卡住其它工装模的情况。
3.2 上料机构的设计 3.2.1 上料机构的组成 一种方案：上料机构由横移缸1和上下缸2，旋转缸3和夹持缸4组成；
二种方案：上料机构由旋转缸，夹持缸，和一个上下缸组成。
3.2.2 上料机构运动过程 一种方案：开始夹持缸从右边工件圆盘上夹住工件，上下缸提升夹持缸的高度，横移缸将上下缸和夹持缸从取料的地方横移到左边，然后等待工装模运到喇叭壳安装位，在工装模到位后，上下缸向下运动将夹持住的喇叭壳送到工装模内，此时夹持缸松开，上下缸向上移动，横移缸将它们送往右边准备进行下一个喇叭壳取料。
二种方案：上料机构由旋转缸6，夹持缸7，和一个上下缸8组成，开始旋转缸带动夹持缸到右边夹取喇叭壳的上方，然后上下缸将其送到下面喇叭壳的位置，夹持缸对喇叭壳进行夹持之后被上下缸向上运送，旋转缸将夹持缸从右边旋转到左边，再由上下缸将喇叭壳送到工装模，夹持缸张开夹具，向上运动，继续完成下一个循环。
将喇叭壳进入到模具内，第一种方案由于上下缸的进气量可以调整，横移气缸的进气量可以调整，整个机构运行比较平稳，第二种方案由于需要旋转气缸提供旋转到两边的动力，在气缸上升的时候悬臂速度比较慢，在另一边下降的时候在重力的作用下速度会更快，摆动到装配或是取料位的时候冲击更大，对缸体的损耗也加剧，但优势是能减少缸的数目，简化控制部分，降低产品成本。
3.2.3 气缸的选取 旋转气缸的选取：由上述过程可知采用第二种方式旋转缸带动夹取气缸旋转需要更大的力，因此需要对其进行计算: 根据公式可以。计算负载回转所需必要力矩，结合实效力矩图，就能选取力矩合适的气缸，，，T：负载回转所需必要力矩（N·m），K：裕度系数，取K=5，I：惯性矩（kg·mc），ω：角加速度（rad/s２），t：回转时间（s）
ω=2θ/t２=2×π/2/(4.2２)=0.178 rad/s２ I=ma２/3=1.63×2.3２/3=2.87kg·m２ T= K×I×ω=5×2.87×0.178=2.55N·m 查实效输出力矩表可知该旋转气缸需要力矩范围在2到4以内，而我们实验所用气压为0.5Mpa，因此HRQ30型号符合设计要求。
夹持缸的选取：考虑到实际情况有两种符合要求，一种为带导轨平行型的夹持气缸，另一种为180°开闭型的气动手指。带导轨平行型的夹持气缸优势在于安装夹头后，夹具闭合时两个手指能够贴平，缺陷是夹持气缸手指能运动的距离很短，最大型号的HFZ40张开和闭合时，两面相对移的距离为30mm，本设计中采用HFZ20的气缸，张开和闭合时夹头两个面相对移动距离为10mm，壳体最大外圆直径为74.8mm，所夹取的壳体表面直径为69mm，74.8-69=5.8mm<10mm,而小一号的气缸HFZ16夹具相对移动距离为6mm，略大于5.8能满足要求，考虑到实际工作需要避免壳体表面刮伤，夹具内侧每边会贴入1mm厚的胶皮，因此HFZ16的行程会不够，因此选用HFZ20夹持气缸符合实际情况。
3.2.4 小结 由于受喇叭壳在运送位的空间限制，我们设计在喇叭壳侧面距底面1mm处以上的地方进行夹持，在上下缸向下运送喇叭壳时，上下缸的最大行程不应该使夹持缸的夹持手指底面接触到工装模上表面，所夹持的喇叭壳为圆形，我们设计夹具时采用带弧形的夹具，弧面在加紧的时候弧内最远距离设计为实际使用时弧面贴入胶皮能防止喇叭壳表面漆的磨损，更能增大摩擦系数，使喇叭壳不易掉落。旋转缸所能旋转的角度为0-190度的因此我们调平加持缸的位置采用改变油压缓冲器的位置对缸体进行旋转角度的微调，以达到放壳的最佳效果。
3.3 校正和放料机构设计 3.3.1 校正和放料机构的组成 校正区由一个校正气缸1和校正头组成，校正头采用圆锥形尖头，便于在气缸推动时能导入到壳体表面的方形孔，方形孔尺寸为6mm×6mm，圆锥底部圆的半径为6mm，当尖头导入时，壳体会围绕模具中间的光轴转动进而改变自身位置，从而让壳体方块位置达到适合放入橡胶件位置。
放料机构是一个4夹持缸对橡胶件的方形区域进行校正夹持，当橡胶件从振动盘上送出时，橡胶件能够依次送到夹料底部，底部方块校正夹持缸5能对微斜的方块进行校正，4夹持缸在上下缸的引压导下夹住橡胶件并提起，从而能够避开底部模具循环侧壁的干涉，进而能够进行下一步的工艺。
龙门架6的设计预想是实现机械定位的功能，能够让横移缸上面连接板运行时抵住龙门架6内壁两侧的面，因此龙门架和连接板的材料都使用45钢，相比于铝材更容易耐受横移缸反复运动的冲击。
3.3.2 取放料流程 开始张开的夹持缸5通过上下缸3移动到取料位，夹取校正缸5校正完的橡胶件，在夹取的同时，方块校正缸1向下运动将圆锥形尖头压入喇叭壳表面方形空内，对方形孔的位置进行校正，然后校正缸上升到初始位置，此时横移缸2将取好橡胶件的上下缸3和夹持缸4送到放料位，此时校正缸1移动到了侧板的缺口内，上下缸将夹持缸向下运送，直到橡胶件进到喇叭壳上的方孔，夹具松开，上下缸上升，准备进行下一个物料的夹取。
3.3.3 装配问题及解决方案 喇叭壳运输过程会有振动或是气缸推动的冲击会导致喇叭壳的位置发生变化，因此在安装橡胶件的过程也需要提前对喇叭壳的方形孔进行校正。
喇叭壳校正完方形孔后，发现横移缸2运过来的橡胶件无法装进喇叭壳的方孔内，观察后发现橡胶件在x方向和y方向都有1mm左右的偏移，可以调整横移气缸2上的油压缓冲器来调整夹持缸4的y方向位置，且固定上下缸3的竖直板虽然在肋板的固定下能竖直，但并不能完全达到垂直，因此夹持缸5的位置会略微向上翘，因此需要在肋板中加入垫片进行调整。
3.3.4 小结 校正部分的缸都是使用多块板连接安装，因此有安装误差，导致橡胶件装不进去，在后来的实验发现用肋板固定的竖直板不一定是垂直的，在找到问题所在后可以对设备进行调试。龙门架预实现功能是限制横移缸的运动位置，但实际横移缸上可以安装油压缓冲器，既能实现减少冲击的功能，同时油压缓冲器顶针底部圆头材料为钢，也能起到微调安装橡胶件位置的作用，因此在后期的实物装配过程中将龙门架去掉，改为用横移气缸上的油压缓冲器进行微调。
3.4 零件装配机构设计 3.4.1 零件装配机构的组成 零件装配机构主要完成螺钉和绝缘垫的装配，整体结构是由1横移气缸和2上下缸，3螺钉校正缸组成，还有安装在底板下的上顶缸4。
3.4.2 装配流程 横移缸1移到右侧振动盘的位置，上下缸2向下运动使缸体前段磁石能够吸取到振动盘上的螺钉，待吸取完后，上下缸向上运动到螺钉校正缸3的位置，此时螺钉校正缸3对螺钉的位置进行夹持校正，校正完后，螺钉校正缸3松开夹持装置，横移缸1将上下缸带到左边螺钉装配位，此时上顶缸4开始上顶装进去的绝缘垫，然后上下缸2将螺钉向下运送，直至螺钉螺纹部分穿过喇叭壳和喇叭壳内的绝缘垫连接在一起，然后上顶缸4向下运动到原来的位置，上下缸2向上运动，横移缸1将上下缸移动到取螺钉位，继续完成整个取料循环。
3.4.3 装配问题及解决方案 上下缸的尖端磁头固定方式设计采用直径为8的圆筒，中间为M4的螺纹孔，在该螺纹孔内放入直径为4mm，高度为10的圆柱形汝铁硼磁铁，该缸运作时将磁铁头向下移动吸取振动盘上的螺钉，然而吸取过程螺钉可能会发生歪斜，因此需要进行螺钉校正，螺钉校正的夹具在开始设计时为平面夹具，由于这种夹具能够校正螺钉左右位置，却不能对螺钉前后倾斜的情况进行校正，于是改为带有弧度和沉头的夹具，为使螺钉能够从歪斜变为接近垂直的状态，螺钉从振动盘吸取到校正位时，校正夹具将螺钉整体夹取，夹具内的圆弧能加紧螺钉螺纹处，夹具的沉头能够校正螺钉的头部，整个螺钉都在沉头孔的包围下，能使螺钉的位置更接近于垂直状态。
运送喇叭壳的运动部分用横移缸完成，喇叭壳的夹取采用弧形的夹具对其进行夹取，螺钉从振动盘上取出采用磁铁吸取，振动盘除一个出料螺钉以外的螺钉都用盖板将其盖住，以免其余的螺钉都被吸取上去。
横移缸1的安装板上5的位置有3个槽分别能够嵌在滑道块板内，6处是为了将安装板能竖直固定所设计的肋板安装槽，7处为了让连接板更紧密的固定在底板上所设计的安装孔，设计思路是板块之间用槽连接能够实现精确的定位，然而在后面实物装配时发现安装板有多处过定位，安装板很难装在底板上，在解决安装问题时，考虑到不能影响安装板的位置，便通过扩大5处的槽宽来使安装板容易固定在滑道板上，安装板底部就可以进到底板的安装槽内。
3.4.4 小结 设计工装模中间的孔时，我们考虑到绝缘垫直径为11.6mm，便直接将孔直径定为11.6mm，但由于忽略了材料的特性，当底板下面上顶缸向上顶出绝缘垫时，绝缘垫会发生形变，在上顶接触面绝缘垫直径会增大，绝缘垫侧壁会紧贴工装模中间孔壁，使得上顶缸无法将绝缘垫顶出工装模，因此我们尝试扩大模具孔，然而模具材料为淬火处理过的铬钢，硬度为50HRC到60HRC，我们采用的麻花钻硬度为55HRC，因此用直径为12mm对工装模进行扩孔时，钻头前端会大量冒烟，直至发热发红，还是难以扩大工装模上的孔，于是我们用硬度为63HRC的铣刀才勉强将孔扩到12mm，然而铣刀的刃几乎崩坏掉，后来查阅资料发现这种高硬度的物件扩孔使用中走丝会更好。
3.5 下料机构设计 3.5.1 下料机构的确定 下料机构设计时有一种方案是利用阻档板阻挡喇叭壳前进，喇叭壳离开磁铁最大吸取距离时自然下落，另一种是加入一个下压缸将喇叭壳从磁铁上分开，由于下料过程对精度没有较高的要求，为了简化结构采用机械限位的方式阻挡喇叭壳，阻挡机构由一块横板与一个竖直固定板组成，横板上有能让喇叭壳上顶面通过的槽，使用槽的作用是延长喇叭壳出料距离，防止下落的成品喇叭壳会打到侧板，以免损伤壳体表面漆层。
3.5.2 阻挡机构的组成 下料机构由1横移缸和2上下缸，3挡板，4磁铁头组成，上下缸顶端有固定的环形磁铁，环形磁铁为直径为40mm，高度为5mm的圆柱体，固定在50mmx50mmx10mm带直径为40mm沉头深度为8mm的孔内，当上下缸下降时，装配完成的喇叭壳由于磁力吸附到上下缸顶端，然后上下缸向上运动到1缸最短行程，然后横移气缸将上下缸移至出料口，出料口和成品取料间有挡板将喇叭壳阻挡，喇叭壳由于上下缸顶端的环形磁铁磁力不够会自动落入出料滑槽。
3.5.3 小结 而工装模本身中间有光轴，光轴尖端距喇叭壳体上表面有10mm，因此需要选择环形磁铁，在吸取的时候考虑到壳体在接触磁铁的瞬间速度很快，会有较大冲击，因此在固定环形磁铁的内部需要加入厚度为1mm的橡胶垫，延长机构的使用寿命。在实际实验时发现下料部分磁铁在吸取喇叭壳的同时，还能将工装模吸取上来，为了避免这种情况便在侧板上面加上挡块，阻挡工装模的上升。
第4章 问题与解决 4.1 遇到问题及其解决办法 装配问题：当所有板料加工完成后我们对其进行了组装，然后发现板厚和槽宽间只有4个丝的余量，难以将板块装配进槽内，因此我们使用橡胶锤进行锤击将其嵌进去，还有的板块定位过多，既有侧板的槽定位，又有底板上槽定位，还有肋板的槽定位，我们通过扩大不影响精度的槽，将整个板块安装进去。
滑块移动问题：当整个机器组装完成后，我们发现工装模无法在槽内顺畅的滑动，究其原因是侧板的槽高度不够，还有滑道的宽度和模具的宽度相同，没有余量，因此会卡住工装模，我们就在侧板与底板连接的地方垫入垫片，将模具上表面与侧板槽高距离调到1mm，并且将侧板铣去0.5mm的厚度，才使得工装模在滑道内可以推动。
气缸管接头问题：在设计各模块机械结构的时候没有考虑到气缸气管接头的位置，在安装的时候发现有的气缸管接头会与气缸安装板干涉，因此我们在做好的安装板上又重新铣出气管接头的安装槽，才能让气缸装好气管接头后能稳定运行，因此在之后的设计中也将详细的画出管接头的位置。
累计误差问题：部分气缸的安装没有以底板为标准，以至于多次用板连接安装时气缸的位置会和设计的位置有1mm左右的偏差，直接反映的问题是喇叭壳方形孔校正位和橡胶件安装位不能在设计的位置，因此我们采用垫1mm厚垫片或者铣去端面的方式修正安装板位置，让校正和安装工艺能正常运行，由此还发现竖直的气缸安装板用肋板固定并不能使它完全垂直，在设计这种竖直板固定肋板的时候应该在肋板上类似油压缓冲器的结构，才能在板块不垂直的时候能够进行手动微调。
定位基准问题：每个板块出图纸的时候应该有一定基准，不然加工出来的板块也会出现相应的误差，而且螺钉作为紧固件不能对板块进行定位，需要使用销钉对有精度的地方进行定位，相对于槽定位的方式，销钉准确度更高，在之后的设计中也将使用销钉定位的方式解决定位问题。
振动盘出料问题：绝缘垫出料时进入到底板下面上顶缸内，由于上顶缸顶端有直径为10mm的推头，比气缸杆8mm直径略大，在气缸将第一个绝缘垫顶上去之后，回缩的过程由于绝缘垫还在继续进料，便有绝缘垫边缘能卡住气缸，导致气缸无法回缩，不能进行绝缘垫的连续上顶，因此在振动盘出料口加入一个推缸，每次将一个绝缘垫推入到上顶缸套筒内，这样便不至于影响整个设备的运行。
4.2 小结 实物装配让我们懂得从理论得来的数据变为实际成品会有很大差距，设计从电脑上的图到实际工作会有许多问题，但是能够去思考问题的原因和拿出解决方案是能提高人解决问题的能力的，工程上的问题要么用机械的方式去解决，要么用控制的方式去解决，在让机器按照设计的过程动起来是需要和控制部分的人多沟通，反复调整机器运作的细节，每一个影响设备正常运行的大问题往往都是在细小的位置出了某些差错，因此需要经常总结和反思才能不断提高自身。
第5章 论文总结及展望 从一月份就开始准备喇叭壳装配机的设计，开始面对整机设计时感觉是无从下手，后来在工厂内实地考察的时候，看到工厂流水线上使用的最多是圆盘，由此先入为主想到使用圆盘转动来运送工装模，但是在设计的过程中发现有很多问题，比如这种运输方式不利于橡胶件从下方往上方装配，然后网上查了很多关于工装模循环运输的资料，看到电路图中有箭头指向几个图标循环，我就想到推方块也是可以去实现工装模的循环，而且底板固定不动也能方便我用机械限位的方式对工装模运动的距离进行限制，从而能将绝缘垫比较容易的装入。在设计的时候自己容易想到哪设计到哪，这样看似做的很快，但是各个工位衔接的时候会有尺寸定位没有基准，后来老师提醒我需要对整体设计进行规划，在设计过程中将各个模块分开，然后组在一起时协调各部分的工作，每个工艺步骤需要单独完成自己的工作，并且安装位需要有基准，不然在机器组装的时候缸体的位置就会出现偏差，影响整个机器运作的效果。
在本次毕业设计中让我认识到在三维制图软件上设计的设备，没有经过实际装配的检验，都很难反映出设备真正的问题，因此需要多学习网上其它工厂生产线的经验，多记录问题的现象，透过现象看到问题的本质，多思考设计中可能存在的问题，并寻找解决的方案，这样才能将设计做的更好。
在之后的工作中我还会继续改进提升设备，在满足设备的基本功能的条件下，精简结构，改善产品的外观，并且继续去思考和发现其它的设计方案，拓展自己的思路开阔自己的眼界，在设计的道路上不断取得新的进步。
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