【毕业设计】围板包装箱自动生产线合围装置毕业设计说明书

现在，我国正值十五建设期间，国家将振兴装备制造业作为推进工业结构优化升级的主要内容。

按照立足科学发展，着力自主创新完善体制机制促进社会和谐的总思路，组织实施国家自主创新能力建设规划和高技术产业发展规划，大力加强自主创新支撑体系建设，着力推进重大产业技术与装备的自主研发，实现高技术产业由大到强的转变，全面提升我国全面提升我国的自主创新能力和国际竞争力，为调整经济结构转变经济增长方式，实现全面建设小康社会的奋斗目标奠定坚实基础。

板箱作为产品外包的物流设施，围板箱越来越受客户的欢迎，使用量巨大。

然而，现有的围板箱生产方式落后，在生产中人为因素较大，这使得围板箱的生产上存在着生产效率低，质量不稳定等缺陷，这严重影响着围板箱的应用。

在国内，围板箱是款可反复循环使用的新型包装，适用于紧固件金属球冲压件等不规则产品的包装，是出口到欧洲的产品包装的不二选择。

围板箱基本以木板为主要材料，侧板大多数都是采用模板或者大板制作，使得材料的选取过于苛刻，而且成本比较高。

围板箱的生产也主要以人工为主，木板加工以半自动化为主。

而国外，德国公司可以说是制造围板箱的代表，经过其几代人的努力，现今已经研制出了可折叠式塑料围板箱见图。

其生产方式也采用了全自动化的生产线模式，箱子规格也都已经基本标准化，方便统规格生产。

图折叠式围板箱从国内外发展情况来看，国内外的围板箱生产具有以下的优缺点在国内，围板箱的规格可以根据买家的要求来制定，比较方便灵活在国外，围板箱的规格趋于标准化，方便体化生产，销售，物流规格可渐渐统，适应以后的发展前景。

在国内，围板箱各部分不存在因箱体的部分损坏而令整箱报废的情况，对于同尺寸，可实现完全互换使用在国外，部分围板箱已经趋于体化，防水，防尘，全面保护物品，存储较方便。

在国内，使用木板为主材料，成本低廉在国外，开始使用可完全回收利用的塑料，从而减少树木的砍伐，保护环境。

国内，围板箱的生产方式采取以半自动化为主，有订单再生产的方式在国外，围板箱的生产方式采取全自动化生产线的模式。

围板箱生产过程中对于木板的连接采用的是铆接方式连接的，自动钻铆技术的国内外围板包装箱自动生产线合围装置设计状况如下自动钻铆技术从上个世纪年代开始起步，经历了手动半自动化全自动化等阶段，在其发展过程中，不断吸收了其他技术，成为了综合多学科多技术的专用技术，逐步走向完善。

国外发展现状自上世纪年代以来，自动钻铆技术在美国法国前苏联德国等国都得到了相应的发展。

美国是最早发展自动钻铆技术的国家，早在年代初就已在飞机铆接装配生产线上应用了自动钻铆机，经过多年的发展，现在世界各航空航天工业发达国家都已广泛采用这项技术。

自动钻铆技术主要包含以下内容设备的研制开发对各种干涉配合新型紧固件进行自动安装自动钻铆工艺④数字化铆接的实现。

目前，波音空客的有关飞机结构设计手册中明确规定为确保连接质量，设计时应使自动化铆接获得最大限度的使用。

由此可以看出，自动钻铆技术不只是工艺机械化自动化的要求，更主要的还是飞机本身性能的要求。

由于设计上的这要求，就使得自动钻铆技术的发展具有生命力。

所以近年来，自动钻铆技术得到迅速发展。

美国自动钻铆机的最早制造厂商是通用电气机械公司，它是向世界各国飞机制造行业提供自动钻铆机的主要厂商之。

该公司生产的系列化产品质量可靠，并配套有各种型号的数控托架。

到现在为止，销售的自动钻铆机数量已达台以上，其中台具有定位系统。

公司生产的自动钻铆机主要型号有。

其中型是较早的型号，为比较通用的型号，而型的功能比较齐全。

具有无头铆钉钻铆功能的型号有自动钻铆机。

近几年无头铆钉的工作原理有所发展，机床采用专利的双挤铆方式，先预挤铆，再进行挤铆，不仅能保证上下铆头同步成形上下镦头，而且铆接质量大大提高。

各种型号机床可通过改变下铆砧形状和尺寸来适应各种结构的要求。

公司生产的数控托架也称自动定位系统主要型号有等。

世界各航空工业发达国家的自动钻铆技术基本上都是从美国引进的，然后再进行国产化，以适应本国航空工业发展的需要。

法国自动钻铆机在年代初为适应欧洲发展系列飞机而开发的项专用设备。

十年来，他们依靠优良的技术和售后服务，不仅占领了欧洲的大部分市场，而且挤进了亚洲和北美市场，成为与美国公司自动钻铆机相抗衡的竞争对手，日益得到广大用户的信任。

工厂生产自动钻铆机的基本品种有型台式型基本型和型数控钻铆系统等。

它的产品可根据用户的特殊需求，在基本型基础上作各种改进。

前苏联与西方相比，自动钻铆技术发展较晚。

五六十年代苏联致力于发展压铆技术，生产了型号众多的压铆机。

压铆机只能完成铆接工序，与次定位即能完成夹紧钻无锡太湖学院学士学位论文孔插钉形成墩头等自动钻铆机相比，无论从生产效率及接头质量等方面都显逊色。

前苏联自年代初引进了美国公司的自动钻铆机后，已发展了自己的自动钻铆机系列。

德国在发展自动钻铆技术方面走的是另条道路，在此项技术的应用与发展中，凭借其雄厚的资金技术力量，方面大量引进先进的自动钻铆系统和柔性装配系统，另方面自己也积极研制开发高自动化的铆接装配系统理图如图所示。

图铆接原理图由原理可以看出，铆接铆钉需要动铆模和静铆模两种铆模。

由该工件外形尺寸特点，可确定铆头与工件的相对运动方式工件的放置方式动静铆头的布置方式以及工件的运动方式。

确定相对运动方式由于工件为弧形，如果铆头相对于工件运动使铆头既完成定位工作又完成铆接动作，结构过于复杂如果工件相对于铆头运动，由托架完成定位工作，铆头仅完成铆接工作，大大简化了结构设计。

因此，选择工件相对于铆头运动的运动方式。

确定工件放置方式铆钉由小头向上由下方气压缸推动顶头推动，从铆接操作台下方向上穿过围板上已钻好的孔，然后，铆头在从上方下压进行铆接。

铆接力的计算国外对铆接过程已经开始进行了研究。

法国的，等基于模型的材料疲劳特性模型特征的数值过程进行了铆接分析，并测量了再准静态和动态条件下应变速度的影响，提出了考虑铆钉材料的非线性因素。

等对于旋翼飞机机身结构中使用普通铆接的误差传播进行了测试和分析。

等仿真了铆钉的安装过程。

等人建立部分轴对称和这种可调整数值模型来仿真铆钉连接。

我国在铆接过程研究方面还处于初级阶段。

施加铆接力的最初阶段，由于铆接时发生弹性形变，还没有产生塑性变形，因此满足胡克定律式中是铆钉杆原有长度为施加的铆接力为弹性模量为铆钉横截面积。

无锡太湖学院学士学位论文设铆钉头部的微小变形为，铆钉半径为，则对公式求导得故当施加力时，铆钉头的变形为随着冲头逐渐下压，铆钉刚开始接触到孔周，尚未形成镦头，此时铆钉杆的受力状态与平面镦粗的受力状态相似，如图所示。

图镦粗时基元受力分析根据平衡方程得整理得式中，为摩擦因子，，为真实应力。

铆钉杆塑性变形开始后，铆钉中部金属向下流动，近似于挤压型的金属流动而铆钉镦头部分的金属向两侧流动，如图所示。

到了镦粗末期，作为极端情况，当纵向流动阻力大于横向流动阻力时，可以近似认为只有侧向金属流动，而没有轴向的金属流动，即只发生镦粗变形，这个阶段的铆接力达到最大。

此时，铆钉可以分为区和区，如图所示。

围板包装箱自动生产线合围装置设计镦粗初期的金属流动镦粗末期的金属流动图镦粗的金属流动对于区，，式转化为因为是镦粗变形，可以直观的认为按绝对值列出的简化屈服方程为，将式和联立求解，得应用应力边界条件求积分常数，当，故有代入得式中表示铆钉镦粗的长度是区边界处的垂直压应力。

对于区，，，从式，推出应用应力边界条件求积分常数，当，得出代入得无锡太湖学院学士学位论文故所需铆接力为把式和代入得整理得式中，为铆钉杆面积为铆钉镦头的圆环面面积。

本设计中铆钉直径，铆接后镦头直径约为，钉杆原有长度，钢与钢接触有润滑的情况静摩擦系数，屈服极限。

将数据代入公式得接力为。

通过计算铆接力从而确定铆钉大头端的顶压工件的压力以及材料是否可以承受的住铆接时的压力。

本章对自动钻铆机钻铆部分的各个组件进行设计。

根据所选用的铆钉与铆接工艺特点分别对钻孔装置与铆接装置进行设计。

根据最终确定的钻铆部分的工况特点。

围板包装箱自动生产线合围装置设计结论与展望本论文首先通过查找围板相关的材料，先了解设计的设备所生产的产品的样式及功能要求，从而了解本设计所需要完成的工序，通过需要来设计合围装置来合理的完成工序。

由此锻炼了我查找资料的能力，并且更加的了解围板箱的结构作用和生产，也了学习到了该从哪开始入手进行毕业设计。

经过此次毕业设计我同样也熟悉了这款制图软件的各项操作和运用，使我能熟练的对合围装置进行三维建模，在老师的指导和同学的帮助下完成设计。

围板之间是通过铰链连接，合围是将两块围板链通过合围装置使其从平铺的状态到合围状态，在通过铆接机进行上钉铆接，最终完成合围工序。

本论文还存在不足之处，在设计中如何在铆接时让围板能够不悬空移送至铆接工作台上，这样不太好定位。

另外是否还可以提高整个合围工序的工作效率。

无锡太湖学院学士学位论文致谢本篇设计是在何雪明副教授的知道下完成的，在此过程中，老师给予了我很多帮助。

何老师作为名优秀的经验丰富的老师，具有丰富的专业知识和知道实践经验。

从课题的提出开始，老师就对我进行了耐心的指导和帮助，提出严格要求，引导我不断开阔思路，培养我自己查找资料和思考的能力，并通过讨论方案，从而了解到很多专业知识和思考问题的方法。

老师还经常查看我的设计进度，不断督促我进行思考设计，使我能按步骤最终完成毕业设计，在此要特别对我的指导老师表示诚挚的谢意，另外，我还要感谢我的班主任马老师，对我学习和生活上的关心。

马老师总会在我遇到困难的时候即使的给予帮助。

在写论文期间，马老师经常督促我们要每天都赶紧写论文，在遇到难题解决不了时都会鼓励