传动轴尼龙涂覆自动线的设计与其关键工艺参数优化

摘要

汽车传动轴是汽车传动系统中传递动力的重要部件。在汽车正常行驶过程中传动轴处于高速旋转状态，其花键副部位一直承受轴向剪切力和轴向摩擦力的作用。当传动轴花键副失效时，就会造成传动轴振动变大，甚至引起变速箱或驱动桥的损坏。对花键副进行尼龙涂覆是提升传动轴花键副质量一种最有效的方法。本文根据目前国内外传动轴尼龙涂覆设施及工艺的现状，结合本单位以往传动轴尼龙涂覆生产线存在的问题，对传动轴尼龙涂覆自动线的设计与其关键工艺参数优化进行了研究。
　　本文完成的主要工作内容和取得的成果如下：
　　（1）设计了以二轴数控机械手为搬运系统的五工位全程自动化的传动轴尼龙涂覆线，这五个工位分别是工件上料、底漆涂覆、工件加热、尼龙涂覆、工件下线。基于Pro/E软件，重点对实现工件在各个工序之间流转的二轴自动机械手进行了设计，建立了该机械手各个模块机械结构的三维模型。
　　（2）开发了基于可编程控制器及扩展模块、以WinCC作为人机接口及两台交流伺服电机为驱动单元的控制系统。根据机械手的动作流程图编制了可编程控制器的程序，考虑自动线实时监控、参数设定等的功能要求设计了可视化操作界面，并对整个电气系统进行了设计、安装、调试，实现了传动轴尼龙涂覆生产线的自动化控制。
　　（3）开展了工件浸入尼龙粉的速度、工件浸入尼龙粉前的温度、工件浸在尼龙粉内的时间、工件浸入尼龙粉的次数这四个因素对尼龙涂覆层厚度的影响的研究，查找到影响最大的三个因素，并利用正交实验取得了最优化的工艺参数。并且，利用台架试验和道路试验对尼龙涂覆层的质量进行检验，验证最优化工艺参数的有效性。
　　本文所设计以基于可编程控制器及扩展模块、以WinCC作为人机接口及两台交流伺服电机为驱动单元为控制系统、以二轴数控机械手为搬运系统，包括工件上料、底漆涂覆、工件加热、尼龙涂覆、工件下线五工位的全程自动化的传动轴尼龙涂覆线，结合优化的涂覆工艺参数，生产节拍较手动或半自动涂覆可以提高3倍，而且产品尺寸的一致性显著提高，合格品率达到99%以上。

目录

声明

第一章 绪论

1.2 尼龙涂覆的意义

1.3 传动轴尼龙涂覆的研究现状

1.4 本文研究目的和研究内容

1.5 本章小结

第二章 传动轴尼龙涂覆自动线的总体设计

2.2 自动线的总体设计

2.3 自动线各工位介绍

2.4 机械手设计

2.5 本章小结

第三章 自动线电气控制部分的设计

3.2硬件选择

3.3程序设计

3.4本章小结

第四章 工艺参数对尼龙涂覆层的影响及优化

4.1引言

4.2 实验材料与方法

4.3 实验结果与分析

4.4本章小结

第五章 总结与展望

5.2 下一步工作展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间科研成果