自动喷涂系统工装夹具设计分析

伍 飒

惠州至精精密技术有限公司 广东 惠州 516227

引言:

传统的喷涂系统,在效率与效果上皆具有一定的问题,特别是还容易为操作工人带来一定的人身伤害,具有一定的局限性。但目前,对于自动化的喷漆系统,在我国的应用主要局限于一些生产规模较大、加工工件较为单一的企业,对于中小企业,对自动喷涂系统设备的应用率则十分低下。因此,本文设计了一种自动喷涂系统工装夹具,能够实现对工件的翻转、喷涂,解决当前工具喷涂中存在的一些问题。

一、自动喷涂系统工装夹具设计背景

厂件在出厂前按照加工工艺要求需做好表面喷漆处理工作,通过这项操作能对工件进行防腐防锈处理,确保工件的使用寿命,同时也能美化工件。所以做好厂件喷漆工作十分关键,这就要求在自动喷涂系统工装夹具设计期间,要从实际需求出发,提升设计质量。在现代科学技术的快速发展过程中,对自动喷涂系统工装夹具的整体性能提出更高要求。（1）确保加工精准度。在夹具设计过程中要不断提升精准度,保证定位的正确性,避免定位误差的出现;（2）提升生产效率。工装夹具在实际应用中,要通过科学合理的设计,提升生产质量与效率,确保操作期间的便捷性,缩短操作时长;（3）经济性。经济成本是自动喷涂系统工装夹具设计过程中不得不关注的要点,在保证质量的基础上要做好成本控制。

运用专业的设备完成对工件表面的喷漆工作,是工件出厂前的必经之路,与工件生产加工工艺要求具有高度的相符性。其主要目的为提升工件防腐能力以及防锈能力,提升工件质量,延长工件使用寿命,除此之外还能够让工件具有更加良好的美观性。在目前的机械加工生产中,最为主要的喷漆处理方式,都需要人工来完成,在这一操作中,工人需要运用喷枪,对工件表面实施喷漆作业,在工作效率与工作质量上不够理想,同时也具有一定的危险性,例如油漆中可能存在一定量的有害物质,这些有害物质会对工人的身体健康带来不利的影响,等等[1-2]。

二、自动喷涂系统工装夹具设计总体规划

设计此自动喷涂系统工装夹具的意义,是为操作工人提供一件效率更高、能够解决传统喷涂工作中存在的各类问题的喷漆设备,能够实现对工件的自动喷漆,特别是能够避免喷枪操作为工人的身体健康带来一定的伤害。此外,在完成对工件某一表面的喷漆后,翻转工件并实施对其另一侧面的喷漆,也是其重要的性能,这能够显著地提升工人的喷漆效率与喷漆质量。

为满足以上要求,本次设计做出了如下的技术规划:本设备总共包括一个底座、一个转动轴、一个电机、一个夹紧驱动部件、一个移动部件、一个喷漆部件,以及驱动杆、夹爪、框架、倒L型架、翻转部件各两个,以及可制动万向脚轮总共四个。将以上部件实施总装配后得到的装配图如下:

可制动万向脚轮均固定在自动喷漆设备的底座位置,主要目的为移动设备,同时也是为了防止设备在加工作业的过程中,出现振动的情况。两个框架部件的固定位置为自动喷漆设备的上端,呈现并列设置,安装方向为纵向滑动安装。两个框架部件之间,还设备了夹紧部件与翻转部件。其中,夹紧部件由两个倒L型架组成,两个倒L型架紧密连接,中间为传动轴,在双向电机驱动的作用下,能够夹紧、放松,完成设备性能。在传动轴的两侧,有专门的翻转部件,设置倒L型架。这一翻转部件主要由夹爪、电机、链传动三部分组成。此外,本设备还装设了烤灯板、喷漆设备,负责实施对工件的喷漆及烘烤。

三、对自动喷涂系统工装夹具中各部件的设计

（一）对夹紧部件以及支撑部件的设计

此夹紧部件具有转动功能,是通过双向电机驱动完成。在双向电机的驱动下,两个螺纹杆会转动,进而带动夹紧部件转动。夹紧部件二侧的驱动部件,与螺纹杆连接在一起,在运行过程中,两爪放松、夹紧,进行往复运动。这一夹紧设备结构十分简单,同时在安装上也具有一定的便捷性,易于工人操作。

如图所示,对于双向电机而言,其输出轴,与螺纹杆呈现相对应的固定连接,具体的连接位置为螺纹杆的一端。在轴承的作用下,每一螺纹杆的另一端都和支撑架支撑在一起,同时,支撑位置与支撑架的一个侧壁,呈现转动、连接的状态。对于支撑架,其具体的安装固定位置为两侧框架,这一框架结构,在设计上十分简洁,但支撑效果十分突出。对于双向电机的壳体,其具体的固定位置为支撑架上端,同时每个驱动杆的一端与每个螺纹杆都呈现对应的螺纹连接。在每一个驱动杆上还设置了专门的螺孔,与螺纹杆呈现同轴设置,螺纹杆的一端与驱动杆的螺孔呈现螺纹连接,驱动杆的另一端,具体的固定位置为倒L型架侧壁的一面。将夹爪设置于倒L型架上,在两个夹爪的作用下,让部件完成夹紧、放松的动作。

（二）对翻转部件的设计

在设计的时候,应当重点考虑夹具设备抓取工件的稳固性,尽可能让其夹在工件最为牢固的位置。此外,在夹具设备抓取工件、完成初步喷漆作业后,设备还需要为工件的另一个表面实施喷漆,在传统的人工工件喷漆操作中,工作人员需要将工件手动翻面,再运用专门的喷枪完成对工件的喷涂[3]。为让设备设计能够符合以上操作的需要,应在设备中设置翻转部件,负责翻转工件并喷漆工件另一个面。具体的翻转部件,由传动轴、电机、链传动等部件组成,如图所示:

将主动链轮与传动轴固定、套装,保证主动链轮的安装位置为传动轴的轴管位置,即图中所示的轴管11-1。对于另一个翻转部件的主动链轮,需要保证其安装位置为传动轴的轴套位置,即图中所示的轴套11-2。将动链轮与夹爪的一端固定套装,再将主动链轮与从动链轮连接,这一连接由传动链完成。

在设备运行的过程中,两个夹爪会在同一时间翻转工件,二侧主动链轮就会在传动轴的运行下,发挥作用。传动轴是由轴管、轴套两个部分组成的。轴管的一端会在轴承的转动下,传出翻转部件,并将翻转部件与电机连接,将连接部位保持为电机的输出轴。让轴套一端与轴承进行转动,穿出倒L型架,轴套与轴管之间花键连接。在这样的部件设置下,设备能够顺利地完成夹紧、翻转动作,便于工人的操作。

（三）移动部件设计

夹具固定工件完毕后,需要先喷涂工件,在喷涂完毕后,通过烤灯烘干工件。因此,还需要设置一个移动部件,让夹具能够从喷枪移动到烤灯板。这一移动部件的操作,主要需要通过齿轮齿条运动来发挥作用。

设计者运用电机架固定电机,固定位置为底座的一个外侧壁,将齿轮装设在电机输出轴位置。将齿条与倒L型架固定在一起,再在设备底部装设T型滑块,运用滑槽,实现滑动连接,实现对夹具的移动。

四、对自动喷涂系统工装夹具应用效果的思考

本文设计了一种自动喷涂系统工装夹具设备。在加工车间中完成了对上述设备的试用,全程依据本文提到的工艺进行,其他操作也依据具体的生产工艺方案进行。运用本文设计的自动喷涂系统工装夹具设备喷涂工件,对单件工件的喷涂加工时间,明显得到缩短,特别是夹紧效果得到了显著的提升。总体而言,对于本自动喷涂系统工装夹具设计的特点,可做如下总结:

首先,本设备能够完成对工件的自动夹紧,显著节省传统操作中,人工手动夹紧所耗费的时间与人力,提升了操作效率与操作效果;其次,本设备具有翻转功能,能够在喷漆完工件的一面后,自动翻转工件,提升喷漆效率,一定程度上节省了人工喷漆的时间与人力;最后,本设备设有移动部件与烤灯板,在完成对工件的喷漆后,可通过移动部件将工件移动倒烤灯板处,运用烤灯板烘烤工件,快速夯实工件的喷漆效果,在使用上十分方便,有利于提升工件喷漆的效率。

除此之外,需要注意的是,为保证本自动喷涂系统工装夹具的性能能够在实际操作中顺利发挥。企业在选用本自动喷涂系统工装夹具时,还应当重视设置一定的操作规范,保证操作人员能够按照要求,完成对设备的组装,以及一些人工步骤。在日常工作中,也应当加强对本自动喷涂系统工装夹具的管理与维护。对于文中所提到的烤灯板,在采购时,应当重视考察供货商的相关资质,尽可能地购买质量优良、性能完备的烤灯板,以此保证本设备的性能能够顺利发挥,真正提升工件喷漆的效率与质量,推动企业的进一步发展。

结语

综上所述,本文设计了一种自动喷涂系统工装夹具。将这一自动喷涂系统工装夹具应用到工件喷漆过程中,能够显著地提升工件喷漆的效率与效果,解决过去传统人力操作中可能出现的多种问题,特别是能够节省人工操作的时间、人力成本。总之,这一自动喷涂系统工装夹具具有重要的应用意义,应得到相关人士的重视。