基于Solidworks的蓝莓采摘车焊枪夹持机构设计.pdf

2022年第3期 图1 蓝莓采摘车焊枪夹持结构 基于Solidworks的蓝莓采摘车焊枪夹持机构设计 董育亮 吴玉娟 江苏农林职业技术学院 212400 江苏句容 摘 要 针对传统焊接操作时 焊工须长期手持焊枪 劳动强 度大 焊缝质量不稳定等问题 文章基于Solidworks三维 软件 设计并制作了一款用于蓝莓采摘车焊接用的焊枪夹 持机构 并利用Solidworks干涉检查模块 对夹持机构组 件进行装配质量检测 有效避免后期因设计问题而造成的 返工浪费 提高设计效率和质量 此焊枪夹持机构对于降低 焊接操作者的劳动强度 提高焊接质量具有重要意义 关键词 蓝莓采摘车 焊枪 夹持机构 Solidworks 蓝莓采摘车的自动行走装置主要由不同规格钢材 焊接而成 车身制作中 焊接操作占据了大部分工作量 采用传统电焊时 需要操作者一直手持焊枪 劳动强度 大且焊缝质量不稳定 针对传统焊接操作的诸多问题 本文基于Solidworks软件平台 设计了一款焊枪夹持机 构 该机构能稳定夹持焊枪 配合焊接夹具 可以大幅降 低焊接操作者劳动强度 也可改善焊缝质量 并利用 Solidworks软件中的装配工艺检查模块 分析并得出了 干涉检查结果 设计方法高效 快捷 准确度高 1 焊枪夹持机构的总体设计 1 1 结构组成 为了解决焊接操作者手持焊枪时劳动强度大且焊 缝质量不稳定等问题 提出可实现焊枪稳定夹持并能 上下调节位置等功能的设计目标 本文设计的焊枪夹 持机构主要由底座装置 焊枪高度调节装置 焊枪定位 装置等组成 焊枪夹持机构结构组成如图1所示 1 2 工作原理 底座装置主要用于支撑整个焊枪夹持机构 并固 定在焊接夹具体上 焊枪高度调节装置由调节手柄及 螺杆组成 实现焊枪上下位置调节的功能 焊枪定位装 置由固定板 锁紧块组成 工作时 焊枪放置于固定板 锁紧块之间的圆孔中 以实现定位 夹持机构按照图1装配完成后 将其安装于焊接 夹具体上 如图2所示 图中部件1是焊枪夹持机构 部件2是焊枪模型 部件3是焊接用的夹具体 对蓝莓 采摘车身架构进行焊接时 只需将焊枪放置于部件1 的定位孔内 用部件1中高度调节机构实现焊枪和被 焊零部件之间位置的灵活调整 焊接时无需操作者始 终手持焊枪 应用此夹持机构便可减轻焊接操作者的 劳动强度 此外 焊枪固定于定位孔内 可以保证焊缝 质量稳定且提升焊接效率 2 底座装置设计 底座装置是焊枪夹持机构的基础部件 它主要 由左右两个L型支撑板及顶部的连接板组成 部件 如图3所示 为了使上下调整机构移动时不摆动 L 型支撑板侧面设计了矩形槽 用于放置圆柱形导向 机构 顶部连接板中间位置设计有 M12 螺纹孔 用 于与高度调整螺杆配合 基金项目 镇江市科技项目 NY2019005 作者简介 董育亮 1987 男 安徽天长人 硕士研究生 工程 师 主要研究方向为机械设计 图3 底座结构图 图2 焊枪夹持机构安装于夹具体上 技术设计与试验应用 1 2 3 71 图9 焊枪定位装置 图7 焊枪定位孔横向距离的确定 图8 定位孔精度 3 焊枪高度调节装置设计 为了能够适应被焊接零部件的大小 且能动态调 整焊枪位置 设计了焊枪高度调整装置 该装置通过螺 纹副的配合实现上下运动 该装置主要有旋转手柄 螺 杆 轴承盖 深沟球轴承及轴承挡圈组成 螺杆一端安 装旋转手柄 另一端安装深沟球轴承 深沟球轴承外圈 固定在定位装置固定板内 轴承外圈用轴承盖固定 轴 承内圈采用标准挡圈固定 装配完成的焊枪高度调节 装置如图4所示 螺杆的建模采用Solidworks软件异型孔向导中的 螺纹线实现 如图5所示 螺杆Solidworks模型如图6 所示 4 焊枪定位装置设计 为了确保焊枪中心与焊缝对齐 利用Solidworks 软件中的评估测量模块进行定位 设计阶段 在模型中 测量焊枪定位孔中心线与焊缝的横向距离 假如没有 软件的测量功能 此距离是很难精确保证的 借助软件 立体测量的功能 可避免制作过程中因误差返工而造 成浪费 基于Solidworks设计 提高了精度 节约了费 用 如图7所示 此定位孔中心线与焊缝左侧横向距离 为0 3 mm 再通过微调相应设计尺寸 可以做到焊枪 中心与焊缝完全对齐 保证了后期精准焊接 确定好焊枪定位孔中心线与焊缝横向距离后 定 位固定块中定位孔位置度就需要相应的制造精度 如 图 8 所示 定位孔与参考孔中心线距离误差在 0 1 mm 较高的精度是为了保证焊枪与焊缝间隙误 差在要求之内 焊枪定位装置由焊枪定位固定块 锁紧块组成 固 定块左侧内孔用于安装深沟球轴承 轴承再与高度调整 螺杆一端连接 螺杆旋转运动转化为固定块的直线位 移 从而使得焊枪上下移动 焊枪定位装置如图9所示 焊枪定位装置中 左侧的固定块上设计了两圆柱 导向杆 避免焊枪上下调整过程中焊枪定位装置左右 摆动 确保焊枪上下垂直移动 导向杆与导向槽间隙不 宜过大 本机构中此间隙为0 05 mm 有利于导向精 准 不摆动 如图10所示 5 焊枪夹持机构装配干涉检查 在机械设计中 常用的配合类型有间隙 过渡和过 盈 其本质是描述零件之间的干涉状态 使用 技术设计与试验应用 图10 导向间隙 图4 焊枪高度调节装置 图5 SoIidworks螺纹特征创建模块 图6 螺杆的SoIidworks模型 72 2022年第3期 图11 焊枪夹持机构干涉检查结果 作者简介 王巧荣 1990 女 甘肃庄浪人 大学本科 农艺师 主要从事农业技术推广工作 Solidworks进行设计时 可以方便地对装配体进行干涉 检查 以便在设计阶段检查出零部件之间的干涉问题 并合理地进行修改 从而避免零部件干涉而产生浪费 焊枪夹持机构装配完成并不代表在实际制造中没有问 题 借助Solidworks中干涉检查模块 对装配体进行干 涉检查 选择Solidworks 评估模块 干涉检查 对焊枪 夹持机构装配体进行检查 结果如图11所示 表明装 配中无干涉发生 这样的结果也为后期加工制造提供 了设计数据保障 也保证了零部件装配精度 6 结论 基于Solidworks开发设计了集焊枪夹持 上下高 度可调节功能于一体的蓝莓采摘车焊接用的焊枪夹持 机构 本机构主要包含底座装置 焊枪高度调节装置 焊枪定位装置等 借助Solidworks强大的三维建模及 评估测量模块 完成对装配体的干涉检查 避免加工制 造中的返工浪费 提高了设计效率 保证了焊接质量 实际应用中大幅降低了焊接操作者的劳动强度 有一 定的应用意义 参考文献 1 孙贺辉 基于Solidworks的轿车焊装夹具设计 J 承德石 油高等专科学校学报 2019 21 2 60 63 2 万宏强 姚敏茹 解卫斌 等 基于Solidworks的三维夹具 设计 J 制造技术与机床 2010 3 60 63 3 吴玉娟 吴丹 董育亮 等 蓝莓浆果收获机械的设计 J 现 代农机 2021 6 60 62 4 中国农业机械化科学研究院 机械工程手册 第11卷第 65篇 农业机械 M 北京 机械工业出版社 1980 技术设计与试验应用 马铃薯不同栽培模式试验初报 王巧荣 甘肃省庄浪县农业技术推广中心 744600 甘肃庄浪 摘 要 在甘肃省庄浪县进行了马铃薯不同栽培模式试验 试验结果表明 黑色全膜垄作穴播模式 CK 折合产量 41 469 7 kg hm 2 位居第二 黑色全膜通用模式折合产量 最高 为44 924 2 kg hm 2 较CK增产3 454 5 kg hm 2 白色全膜通用模式折合产量40 893 7 kg hm 2 比CK减 产 575 8 kg hm 2 位居第三 秸秆平铺模式折合产量 36 863 6 kg hm 2 比CK 减产 4 606 1 kg hm 2 位居第 四 秸秆起垄覆盖模式折合产量 35 712 1 kg hm 2 比CK 减产5 757 6 kg hm 2 位居第五 黑色全膜通用模式种植 马铃薯 其生育期适中 商品率高 农艺经济性状好 折合产量 最高 宜在当地推广种植 白色全膜通用模式折合产量较高 可 示范推广 秸秆起垄覆盖模式与秸秆平铺模式折合产量低 但 可改良土壤性状 促进绿色发展 建议继续改进 提高产量 关键词 马铃薯 栽培模式 试验 甘肃省庄浪县属于大陆性季风气候 是典型的旱 作农业大县 现有耕地6 11万hm 2 其中梯田5 68万 hm 2 土壤类型主要为黄绵土和黑垆土 耕层深厚 肥力 中等 十分有利于马铃薯生产 马铃薯是庄浪县第二大 粮食作物 年播种面积3万hm 2 以上 是最具有地方优 势的特色农产品 也是直接销售的拳头产品和加工增 值的农产品 是庄浪县农民增加经济收入的主要来源 为全县的精准扶贫和脱贫攻坚作出了突出贡献 也必 将为今后的乡村振兴发挥重要作用 1 材料及方法 1 1 供试材料 化肥选用尿素 N质量分数为46 磷肥 P 2 O 5 质 量分数为14 地膜厚为 0 01 mm 幅宽为 120 cm 秸秆为已收获的玉米秸秆 马铃薯品种为庄薯3号 1 2 试验地概况 试验在庄浪县赵墩乡大庄村山地梯田实施 前茬 为小麦 土壤为黄绵土 耕层养分平均值分别为 有机 质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 速效钾 181 74 mg kg 全钾20 34 g kg pH值8 61 1 3 试验方法 试验共设5 个处理 T 1 黑色全膜通用模式 T 2 秸 73