2022年第3期 圖1 藍莓采摘車焊槍夾持結(jié)構(gòu) 基于Solidworks的藍莓采摘車焊槍夾持機構(gòu)設(shè)計 董育亮 吳玉娟 江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院 212400 江蘇句容 摘 要 針對傳統(tǒng)焊接操作時 焊工須長期手持焊槍 勞動強 度大 焊縫質(zhì)量不穩(wěn)定等問題 文章基于Solidworks三維 軟件 設(shè)計并制作了一款用于藍莓采摘車焊接用的焊槍夾 持機構(gòu) 并利用Solidworks干涉檢查模塊 對夾持機構(gòu)組 件進行裝配質(zhì)量檢測 有效避免后期因設(shè)計問題而造成的 返工浪費 提高設(shè)計效率和質(zhì)量 此焊槍夾持機構(gòu)對于降低 焊接操作者的勞動強度 提高焊接質(zhì)量具有重要意義 關(guān)鍵詞 藍莓采摘車 焊槍 夾持機構(gòu) Solidworks 藍莓采摘車的自動行走裝置主要由不同規(guī)格鋼材 焊接而成 車身制作中 焊接操作占據(jù)了大部分工作量 采用傳統(tǒng)電焊時 需要操作者一直手持焊槍 勞動強度 大且焊縫質(zhì)量不穩(wěn)定 針對傳統(tǒng)焊接操作的諸多問題 本文基于Solidworks軟件平臺 設(shè)計了一款焊槍夾持機 構(gòu) 該機構(gòu)能穩(wěn)定夾持焊槍 配合焊接夾具 可以大幅降 低焊接操作者勞動強度 也可改善焊縫質(zhì)量 并利用 Solidworks軟件中的裝配工藝檢查模塊 分析并得出了 干涉檢查結(jié)果 設(shè)計方法高效 快捷 準確度高 1 焊槍夾持機構(gòu)的總體設(shè)計 1 1 結(jié)構(gòu)組成 為了解決焊接操作者手持焊槍時勞動強度大且焊 縫質(zhì)量不穩(wěn)定等問題 提出可實現(xiàn)焊槍穩(wěn)定夾持并能 上下調(diào)節(jié)位置等功能的設(shè)計目標 本文設(shè)計的焊槍夾 持機構(gòu)主要由底座裝置 焊槍高度調(diào)節(jié)裝置 焊槍定位 裝置等組成 焊槍夾持機構(gòu)結(jié)構(gòu)組成如圖1所示 1 2 工作原理 底座裝置主要用于支撐整個焊槍夾持機構(gòu) 并固 定在焊接夾具體上 焊槍高度調(diào)節(jié)裝置由調(diào)節(jié)手柄及 螺桿組成 實現(xiàn)焊槍上下位置調(diào)節(jié)的功能 焊槍定位裝 置由固定板 鎖緊塊組成 工作時 焊槍放置于固定板 鎖緊塊之間的圓孔中 以實現(xiàn)定位 夾持機構(gòu)按照圖1裝配完成后 將其安裝于焊接 夾具體上 如圖2所示 圖中部件1是焊槍夾持機構(gòu) 部件2是焊槍模型 部件3是焊接用的夾具體 對藍莓 采摘車身架構(gòu)進行焊接時 只需將焊槍放置于部件1 的定位孔內(nèi) 用部件1中高度調(diào)節(jié)機構(gòu)實現(xiàn)焊槍和被 焊零部件之間位置的靈活調(diào)整 焊接時無需操作者始 終手持焊槍 應(yīng)用此夾持機構(gòu)便可減輕焊接操作者的 勞動強度 此外 焊槍固定于定位孔內(nèi) 可以保證焊縫 質(zhì)量穩(wěn)定且提升焊接效率 2 底座裝置設(shè)計 底座裝置是焊槍夾持機構(gòu)的基礎(chǔ)部件 它主要 由左右兩個L型支撐板及頂部的連接板組成 部件 如圖3所示 為了使上下調(diào)整機構(gòu)移動時不擺動 L 型支撐板側(cè)面設(shè)計了矩形槽 用于放置圓柱形導(dǎo)向 機構(gòu) 頂部連接板中間位置設(shè)計有 M12 螺紋孔 用 于與高度調(diào)整螺桿配合 基金項目 鎮(zhèn)江市科技項目 NY2019005 作者簡介 董育亮 1987 男 安徽天長人 碩士研究生 工程 師 主要研究方向為機械設(shè)計 圖3 底座結(jié)構(gòu)圖 圖2 焊槍夾持機構(gòu)安裝于夾具體上 技術(shù)設(shè)計與試驗應(yīng)用 1 2 3 71 圖9 焊槍定位裝置 圖7 焊槍定位孔橫向距離的確定 圖8 定位孔精度 3 焊槍高度調(diào)節(jié)裝置設(shè)計 為了能夠適應(yīng)被焊接零部件的大小 且能動態(tài)調(diào) 整焊槍位置 設(shè)計了焊槍高度調(diào)整裝置 該裝置通過螺 紋副的配合實現(xiàn)上下運動 該裝置主要有旋轉(zhuǎn)手柄 螺 桿 軸承蓋 深溝球軸承及軸承擋圈組成 螺桿一端安 裝旋轉(zhuǎn)手柄 另一端安裝深溝球軸承 深溝球軸承外圈 固定在定位裝置固定板內(nèi) 軸承外圈用軸承蓋固定 軸 承內(nèi)圈采用標準擋圈固定 裝配完成的焊槍高度調(diào)節(jié) 裝置如圖4所示 螺桿的建模采用Solidworks軟件異型孔向?qū)е械?螺紋線實現(xiàn) 如圖5所示 螺桿Solidworks模型如圖6 所示 4 焊槍定位裝置設(shè)計 為了確保焊槍中心與焊縫對齊 利用Solidworks 軟件中的評估測量模塊進行定位 設(shè)計階段 在模型中 測量焊槍定位孔中心線與焊縫的橫向距離 假如沒有 軟件的測量功能 此距離是很難精確保證的 借助軟件 立體測量的功能 可避免制作過程中因誤差返工而造 成浪費 基于Solidworks設(shè)計 提高了精度 節(jié)約了費 用 如圖7所示 此定位孔中心線與焊縫左側(cè)橫向距離 為0 3 mm 再通過微調(diào)相應(yīng)設(shè)計尺寸 可以做到焊槍 中心與焊縫完全對齊 保證了后期精準焊接 確定好焊槍定位孔中心線與焊縫橫向距離后 定 位固定塊中定位孔位置度就需要相應(yīng)的制造精度 如 圖 8 所示 定位孔與參考孔中心線距離誤差在 0 1 mm 較高的精度是為了保證焊槍與焊縫間隙誤 差在要求之內(nèi) 焊槍定位裝置由焊槍定位固定塊 鎖緊塊組成 固 定塊左側(cè)內(nèi)孔用于安裝深溝球軸承 軸承再與高度調(diào)整 螺桿一端連接 螺桿旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為固定塊的直線位 移 從而使得焊槍上下移動 焊槍定位裝置如圖9所示 焊槍定位裝置中 左側(cè)的固定塊上設(shè)計了兩圓柱 導(dǎo)向桿 避免焊槍上下調(diào)整過程中焊槍定位裝置左右 擺動 確保焊槍上下垂直移動 導(dǎo)向桿與導(dǎo)向槽間隙不 宜過大 本機構(gòu)中此間隙為0 05 mm 有利于導(dǎo)向精 準 不擺動 如圖10所示 5 焊槍夾持機構(gòu)裝配干涉檢查 在機械設(shè)計中 常用的配合類型有間隙 過渡和過 盈 其本質(zhì)是描述零件之間的干涉狀態(tài) 使用 技術(shù)設(shè)計與試驗應(yīng)用 圖10 導(dǎo)向間隙 圖4 焊槍高度調(diào)節(jié)裝置 圖5 SoIidworks螺紋特征創(chuàng)建模塊 圖6 螺桿的SoIidworks模型 72 2022年第3期 圖11 焊槍夾持機構(gòu)干涉檢查結(jié)果 作者簡介 王巧榮 1990 女 甘肅莊浪人 大學(xué)本科 農(nóng)藝師 主要從事農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣工作 Solidworks進行設(shè)計時 可以方便地對裝配體進行干涉 檢查 以便在設(shè)計階段檢查出零部件之間的干涉問題 并合理地進行修改 從而避免零部件干涉而產(chǎn)生浪費 焊槍夾持機構(gòu)裝配完成并不代表在實際制造中沒有問 題 借助Solidworks中干涉檢查模塊 對裝配體進行干 涉檢查 選擇Solidworks 評估模塊 干涉檢查 對焊槍 夾持機構(gòu)裝配體進行檢查 結(jié)果如圖11所示 表明裝 配中無干涉發(fā)生 這樣的結(jié)果也為后期加工制造提供 了設(shè)計數(shù)據(jù)保障 也保證了零部件裝配精度 6 結(jié)論 基于Solidworks開發(fā)設(shè)計了集焊槍夾持 上下高 度可調(diào)節(jié)功能于一體的藍莓采摘車焊接用的焊槍夾持 機構(gòu) 本機構(gòu)主要包含底座裝置 焊槍高度調(diào)節(jié)裝置 焊槍定位裝置等 借助Solidworks強大的三維建模及 評估測量模塊 完成對裝配體的干涉檢查 避免加工制 造中的返工浪費 提高了設(shè)計效率 保證了焊接質(zhì)量 實際應(yīng)用中大幅降低了焊接操作者的勞動強度 有一 定的應(yīng)用意義 參考文獻 1 孫賀輝 基于Solidworks的轎車焊裝夾具設(shè)計 J 承德石 油高等?？茖W(xué)校學(xué)報 2019 21 2 60 63 2 萬宏強 姚敏茹 解衛(wèi)斌 等 基于Solidworks的三維夾具 設(shè)計 J 制造技術(shù)與機床 2010 3 60 63 3 吳玉娟 吳丹 董育亮 等 藍莓漿果收獲機械的設(shè)計 J 現(xiàn) 代農(nóng)機 2021 6 60 62 4 中國農(nóng)業(yè)機械化科學(xué)研究院 機械工程手冊 第11卷第 65篇 農(nóng)業(yè)機械 M 北京 機械工業(yè)出版社 1980 技術(shù)設(shè)計與試驗應(yīng)用 馬鈴薯不同栽培模式試驗初報 王巧榮 甘肅省莊浪縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 744600 甘肅莊浪 摘 要 在甘肅省莊浪縣進行了馬鈴薯不同栽培模式試驗 試驗結(jié)果表明 黑色全膜壟作穴播模式 CK 折合產(chǎn)量 41 469 7 kg hm 2 位居第二 黑色全膜通用模式折合產(chǎn)量 最高 為44 924 2 kg hm 2 較CK增產(chǎn)3 454 5 kg hm 2 白色全膜通用模式折合產(chǎn)量40 893 7 kg hm 2 比CK減 產(chǎn) 575 8 kg hm 2 位居第三 秸稈平鋪模式折合產(chǎn)量 36 863 6 kg hm 2 比CK 減產(chǎn) 4 606 1 kg hm 2 位居第 四 秸稈起壟覆蓋模式折合產(chǎn)量 35 712 1 kg hm 2 比CK 減產(chǎn)5 757 6 kg hm 2 位居第五 黑色全膜通用模式種植 馬鈴薯 其生育期適中 商品率高 農(nóng)藝經(jīng)濟性狀好 折合產(chǎn)量 最高 宜在當?shù)赝茝V種植 白色全膜通用模式折合產(chǎn)量較高 可 示范推廣 秸稈起壟覆蓋模式與秸稈平鋪模式折合產(chǎn)量低 但 可改良土壤性狀 促進綠色發(fā)展 建議繼續(xù)改進 提高產(chǎn)量 關(guān)鍵詞 馬鈴薯 栽培模式 試驗 甘肅省莊浪縣屬于大陸性季風(fēng)氣候 是典型的旱 作農(nóng)業(yè)大縣 現(xiàn)有耕地6 11萬hm 2 其中梯田5 68萬 hm 2 土壤類型主要為黃綿土和黑壚土 耕層深厚 肥力 中等 十分有利于馬鈴薯生產(chǎn) 馬鈴薯是莊浪縣第二大 糧食作物 年播種面積3萬hm 2 以上 是最具有地方優(yōu) 勢的特色農(nóng)產(chǎn)品 也是直接銷售的拳頭產(chǎn)品和加工增 值的農(nóng)產(chǎn)品 是莊浪縣農(nóng)民增加經(jīng)濟收入的主要來源 為全縣的精準扶貧和脫貧攻堅作出了突出貢獻 也必 將為今后的鄉(xiāng)村振興發(fā)揮重要作用 1 材料及方法 1 1 供試材料 化肥選用尿素 N質(zhì)量分數(shù)為46 磷肥 P 2 O 5 質(zhì) 量分數(shù)為14 地膜厚為 0 01 mm 幅寬為 120 cm 秸稈為已收獲的玉米秸稈 馬鈴薯品種為莊薯3號 1 2 試驗地概況 試驗在莊浪縣趙墩鄉(xiāng)大莊村山地梯田實施 前茬 為小麥 土壤為黃綿土 耕層養(yǎng)分平均值分別為 有機 質(zhì)14 41 g kg 速效氮58 72 mg kg 全氮0 82 g kg 速效 磷25 18 mg kg 全磷0 74 g kg 速效鉀 181 74 mg kg 全鉀20 34 g kg pH值8 61 1 3 試驗方法 試驗共設(shè)5 個處理 T 1 黑色全膜通用模式 T 2 秸 73