硬幣揀選分選機(jī)-硬幣分揀器設(shè)計(jì)(含全套CAD及三維圖紙).doc

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14 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)硬幣分揀器學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí) 指導(dǎo)老師 日 期 機(jī)械電氣化工程學(xué)院制緒論1.1硬幣清分機(jī)背景銀行等一些特殊部門要對(duì)大量的硬幣進(jìn)行高效的處理，如計(jì)數(shù)、分類、包裝等以使其再流通，無人售票車、投幣電話等需要對(duì)硬幣進(jìn)行實(shí)時(shí)識(shí)別，自動(dòng)售貨機(jī)除了識(shí)別之外，還要提供找零功能等。而且在目前在世界范圍內(nèi)，硬幣以其成本低，流通次數(shù)多、耐磨損、易回收等無可替代的優(yōu)勢將占領(lǐng)小面額貨幣市場是大勢所趨。市場需要一種成熟可靠的硬幣自動(dòng)處理機(jī)具。鑒于此需要，我們研制用于處理上述問題的機(jī)具。 硬幣清分機(jī)是金融行業(yè)設(shè)備中的用于清點(diǎn)硬幣的技術(shù)產(chǎn)品，它的主要功能是硬幣的計(jì)數(shù)和硬幣幣種的清分。目前主要適用于超市、公交、自動(dòng)售貨行業(yè)，零售業(yè)等行業(yè)。硬幣清分機(jī)外型簡單大方，設(shè)備原理清晰。操作簡單易懂，價(jià)格適中，在超市，零售等行業(yè)頗受歡迎。硬幣清分機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)在于它不僅可以清點(diǎn)硬幣的數(shù)目，更能將各幣種清分開來，并且面對(duì)不同的國家的硬幣不需要調(diào)整軟件，只需要調(diào)整機(jī)器的硬件設(shè)備就可以滿足不同的國家的硬幣清點(diǎn)需求。因此不僅占據(jù)了很大的市場份額，而且對(duì)于生產(chǎn)成本也有所降低。1.2國內(nèi)外硬幣清分機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1國外硬幣清分發(fā)展現(xiàn)狀硬幣清分機(jī)至今已有30年的歷史，發(fā)展到今天，硬幣清分機(jī)已具有可靠的傳動(dòng)系統(tǒng)和先進(jìn)的計(jì)數(shù)清分功能，其智能化的設(shè)計(jì)為解決硬幣清點(diǎn)的困難提供了完美的選擇。國外著名廠家有日本的榮光 瑞典的SCANCOIN AB。由于國外硬幣清分機(jī)發(fā)展比較早，其技術(shù)也較為成熟。硬幣清分機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)具有低噪聲、傳動(dòng)平穩(wěn)、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)；計(jì)數(shù)功能采用光敏傳感器，有功能齊全，操作更簡便等優(yōu)點(diǎn)；采用數(shù)字顯示屏，進(jìn)行可視化設(shè)計(jì)，全面顯示硬幣的數(shù)量等信息。1.2.2國內(nèi)硬幣清分機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀1、硬幣清分機(jī)在我國的市場前景：隨著我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定地增長，2008年北京申奧成功和WTO的加入。從本世紀(jì)開始，我國進(jìn)入了全面建設(shè)小康社會(huì)的新階段，創(chuàng)造美好生活環(huán)境是金融行業(yè)發(fā)展的巨大推動(dòng)力。我國第五版人民幣的發(fā)行，輔幣(10元以下)硬幣化已經(jīng)成為一種趨勢，硬幣的投放量還將大幅度增加1。由于硬幣手工清分成本大，利潤小，一般不復(fù)點(diǎn)且誤差多，因此硬幣流通自動(dòng)化成為迫切的社會(huì)需求，所以硬幣清分機(jī)將會(huì)成為國內(nèi)金融市場的一個(gè)主流機(jī)器。2、硬幣清分機(jī)國內(nèi)生產(chǎn)：在國內(nèi)，清華大學(xué)、北京科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、杭州電子科技大學(xué)、蘇州大學(xué)、福州大學(xué)等多家單位均對(duì)如何進(jìn)行正確的硬幣識(shí)別做過深入研究，在機(jī)理上普遍采用電渦流法。這些單位的研究在可能涉及的硬幣范圍內(nèi)取得了較好的效果，但對(duì)硬幣的鑒別都局限于項(xiàng)目本身，存在不系統(tǒng)、不完整，對(duì)偽幣效果識(shí)別不好等問題。 3、硬幣清分機(jī)是對(duì)高速通過的硬幣進(jìn)行識(shí)別、計(jì)數(shù)，同時(shí)對(duì)偽幣、殘幣進(jìn)行剔除的系統(tǒng)。它是分類機(jī)、計(jì)數(shù)機(jī)、包裝機(jī)、銷毀機(jī)等眾多硬幣處理器具的基礎(chǔ)。由于國情和貨幣體系不同，研制各國統(tǒng)一的硬幣清分系統(tǒng)不現(xiàn)實(shí)，因此，需要針對(duì)不同的貨幣體系研制相應(yīng)的清分系統(tǒng)。 在這個(gè)領(lǐng)域里，國外較早的開展了研究，并且做了大量的工作。開發(fā)的產(chǎn)品大致也分為三個(gè)檔次，低檔、中檔和高檔。低檔清分速度在1000枚/min以下，中檔為10001500枚/min左右，高檔則在1500枚/min以上。所使用的清分方法上主要有兩大類，一類是根據(jù)物理技術(shù)進(jìn)行清分，另一類是根據(jù)性能指標(biāo)進(jìn)行清分。高速清分基本上都是采用性能指標(biāo)來進(jìn)行清分。綜觀來看，當(dāng)今國內(nèi)外硬幣清分裝置，或者設(shè)計(jì)原理簡單，抗振動(dòng)、抗電磁干擾能力差，識(shí)別偽幣能力差；要么制造復(fù)雜、價(jià)格昂貴、缺少實(shí)用價(jià)值。 2 確定方案 硬幣清分機(jī)主要設(shè)計(jì)是從硬幣的分離，計(jì)數(shù)等幾個(gè)方面進(jìn)行考慮。分離步驟：具體的分離步驟是這樣的，首先混幣通過傳輸裝置，定時(shí)定量的（定時(shí)定量的目的在于防止一次送進(jìn)過多的硬幣而導(dǎo)致分離盤負(fù)擔(dān)過大，引起堵塞和分離不流暢）傳輸一部分混幣到圖中所示的分離盤，起先我們分離的是幣值為1分的硬幣，所以第一個(gè)傳感器擋幣塊與導(dǎo)軌的距離設(shè)計(jì)的要比1分的硬幣略大，比其它幣值的硬幣直徑都要小，以此為標(biāo)準(zhǔn)再經(jīng)過實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的分離效果，我們確定一個(gè)合適的直徑，這樣一來，1分的硬幣和其它幣值的硬幣就區(qū)分了出來。 其工作原理如下：啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)分離盤，使得分離盤轉(zhuǎn)動(dòng)，則分離盤中的硬幣作離心運(yùn)動(dòng)，硬幣被撥到導(dǎo)軌中（導(dǎo)軌上端對(duì)應(yīng)6個(gè)傳感器擋幣塊,擋幣塊與導(dǎo)軌的距離大小循序從上到下依次變大），然后根據(jù)硬幣的尺寸由小到大的循序?qū)鯉艍K與導(dǎo)軌之間的距離進(jìn)行調(diào)整，從而對(duì)不同直徑的硬幣進(jìn)行分離。其裝置簡圖如圖1所示 圖13 傳動(dòng)設(shè)計(jì) 3-1 電動(dòng)機(jī)的選型考慮到設(shè)計(jì)的硬幣清分機(jī)機(jī)適用對(duì)象為零售業(yè)、銀行和個(gè)體商戶戶,故電動(dòng)機(jī)電壓應(yīng)選用220V.再考慮到所受的載荷不大,所需動(dòng)力不是很大,選用小功率的電動(dòng)機(jī).綜合各方面因素,選用YL系列電動(dòng)機(jī).YL系列電動(dòng)機(jī)是新型高效節(jié)能產(chǎn)品,具有體積小、容量大,起動(dòng)及運(yùn)轉(zhuǎn)性能優(yōu)越等特點(diǎn),符合國際標(biāo)準(zhǔn)IEC的有關(guān)規(guī)定,并實(shí)現(xiàn)同一機(jī)座號(hào)單、三相異步電動(dòng)機(jī)等級(jí)相同,提高了單、三相電動(dòng)機(jī)的互換性和通用性,被廣泛應(yīng)用于冷凍機(jī)、泵、風(fēng)機(jī)、,小型機(jī)床以及農(nóng)副業(yè)和家用電器等方面. 電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)：型號(hào):YL801-4電壓:220V功率:0.55KW同步轉(zhuǎn)速:1500r/min頻率:50HZ效率:68%功率因數(shù):0.92外形尺寸:295165200電動(dòng)機(jī)的安裝方式：選擇IBM3型 3-2 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 電動(dòng)機(jī)V帶輪的設(shè)計(jì) 主軸V帶輪的設(shè)計(jì)一 、V帶輪的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)V帶輪時(shí)應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量?。唤Y(jié)構(gòu)工藝性好，無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力，質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時(shí)要經(jīng)過動(dòng)平衡，輪槽工作面要經(jīng)過精細(xì)加工（表面粗糙度一般應(yīng)為3.2）以減帶的磨損，各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。二 、帶輪的材料 此處帶輪的材料，采用鑄鐵，材料牌號(hào)為HT200。三 、 V帶輪的結(jié)構(gòu)鑄鐵制V帶輪的典型結(jié)構(gòu)有以下幾種形式：實(shí)心式腹板式孔板式橢圓輪輻式. 當(dāng)帶輪的基準(zhǔn)直徑2.5d(d為軸的直徑，單位為mm)時(shí)，可采用實(shí)心式； 300mm時(shí)，可采用腹板式（當(dāng)100mm時(shí)，可采用孔板式）；300mm時(shí)，可采用輪輻式。四 、 相關(guān)計(jì)算已知電動(dòng)機(jī)的額定功率為0.55KW,轉(zhuǎn)速n1=1500r/min,選取傳動(dòng)比為i=3.9,采用普通V帶傳動(dòng).1.確定計(jì)算功率P由參考資料1表8-6查得工作情況系數(shù) KA=1.1,故P=KAP=1.10.55=0.605KW 2.選取帶型 根據(jù)P，n 由參考資料1圖8-9確定選用Z型 3.確定帶輪基準(zhǔn)直徑 由1表8-3和表8-7取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 d=71mm則從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 d=i d=3.971=276.9mm 根據(jù)參考資料1表8-7 取d=280mm 按參考資料1式(8-13)驗(yàn)算帶的速度 V=m/s=5.5735m/s 帶的速度合適 4.確定V帶的基準(zhǔn)長度和傳動(dòng)中心距 根據(jù) 0.7(dd1+dd2)a2(dd1+dd2), 即245.7 a702全套設(shè)計(jì)36396305 圖3-30導(dǎo)軌的幾何角度 （1）導(dǎo)軌在垂直平面和水平面內(nèi)的直線度 如圖3-30a、b所示，理想的導(dǎo)軌面與垂直平面A-A或水平面B-B的交線均應(yīng)為一條理想直線，但由于存在制造誤差，致使交線的實(shí)際輪廓偏離理想直線，其最大偏差量即為導(dǎo)軌全長在垂直平面（圖3-30a）和水平面（圖3-30b）內(nèi)的直線度誤差。 （2）導(dǎo)軌面間的平行度 圖3-30c所示為導(dǎo)軌面間的平行度誤差。設(shè)V形導(dǎo)軌沒有誤差，平面導(dǎo)軌縱向有傾斜，由此產(chǎn)生的誤差即為導(dǎo)軌間的平行度誤差。導(dǎo)軌間的平行度誤差一般以角度值表示，這項(xiàng)誤差會(huì)使運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生“扭曲”。 2、運(yùn)動(dòng)輕便、平穩(wěn)、低速時(shí)無爬行現(xiàn)象。導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的不平穩(wěn)性主要表現(xiàn)在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)軌速度的不均勻，使運(yùn)動(dòng)件出現(xiàn)時(shí)快時(shí)慢、時(shí)動(dòng)時(shí)停的爬行現(xiàn)象。爬行現(xiàn)象主要取決于導(dǎo)軌副中摩擦力的大小及其穩(wěn)定性。為此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理選擇導(dǎo)軌的類型、材料、配合間隙、配合表面的幾何形狀精度及潤滑方式。 3、耐磨性好。導(dǎo)軌的初始精度由制造保證，而導(dǎo)軌在使用過程中的精度保持性則與導(dǎo)軌面的耐磨性密切相關(guān)。該導(dǎo)軌的主要作用是引導(dǎo)硬幣流出，：所受摩擦力主要是來自于硬幣，硬幣與導(dǎo)軌之間要不斷的重復(fù)摩擦，所以導(dǎo)軌需要耐磨性很好，而且導(dǎo)軌受到一定的的沖擊力導(dǎo)軌表面的粗糙度及硬度、潤滑狀況和導(dǎo)軌表面壓強(qiáng)的大小。4、對(duì)溫度變化的不敏感性。即導(dǎo)軌在溫度變化的情況下仍能正常工作。導(dǎo)軌的選材選用45號(hào)鋼。表面要鍍化學(xué)鎳。 5、足夠的剛度。在載荷的作用下，導(dǎo)軌的變形不應(yīng)超過允許值。當(dāng)剛度不足不僅會(huì)降低導(dǎo)向精度，還會(huì)加快導(dǎo)軌面的磨損。因此導(dǎo)軌的尺寸設(shè)計(jì)為長度397mm，寬度為4mm。材料為45#鋼，保證在硬幣流通的載荷下保證足夠的剛度。6、結(jié)構(gòu)工藝性好。導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單、便于制造、檢驗(yàn)和調(diào)整，從而降低成本。該導(dǎo)軌的外形簡單。為簡單的矩形。 本次設(shè)計(jì)的硬幣清分機(jī)的，因此對(duì)于導(dǎo)軌的材質(zhì)要求為45#鋼。此外導(dǎo)軌的表面要足夠光滑，所以導(dǎo)軌的裝配面及兩工作面鍍好需要再次拋光處理，去除表面的銳邊及毛刺。因?yàn)閷?dǎo)軌引導(dǎo)硬幣的流通，所以經(jīng)受一定的沖擊力。所以固定的方式要求要高。導(dǎo)軌表面加工5個(gè)沉頭定位孔，以保證導(dǎo)軌的穩(wěn)定性。五 轉(zhuǎn)盤的加工設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì) 盤類零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)，最重要的是將有相互行位公差要求的加工面安排在一道工序內(nèi)，在一次裝夾下完成加工，消除二次裝夾誤差。 1、精加工（圖1）圖1 轉(zhuǎn)盤 若用圖2所示的立式多刀自動(dòng)車床加工，加工工藝為： （1） 精車大平面。安排左、右其中一個(gè)刀架車平面，另一個(gè)刀架車內(nèi)孔（170mm、28mm）。 （2）再精車基準(zhǔn)A面。安排左、右其中一個(gè)刀架車平面，另一個(gè)刀架車內(nèi)孔（60mm）和外圓（75mm）。圖2 立式多刀自動(dòng)車床 該工藝受機(jī)床動(dòng)作功能限制75mm孔與28mm孔不能在同一工序內(nèi)完成，需正反兩次裝夾加工，由于重復(fù)定位誤差及夾具制造誤差的存在，很難穩(wěn)定滿足產(chǎn)品兩孔的同軸度要求。 為滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，穩(wěn)定控制產(chǎn)品質(zhì)量，可采用如圖3的數(shù)控車床加工，工藝設(shè)計(jì)上利用數(shù)控車床的自動(dòng)換刀功能采用內(nèi)孔背鏜刀用程序控制從A面加工28mm內(nèi)孔，將75mm、28mm安排在同一道工序內(nèi)加工完成。避免重復(fù)定位誤差及夾具制造誤差對(duì)加工精度的影響，保證產(chǎn)品0.03mm的同軸度要求。圖3 立式數(shù)控車床 2、工裝設(shè)計(jì) 數(shù)控車床的主要裝夾工具是卡盤，設(shè)計(jì)使用時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮卡盤的定心精度，避免工件夾緊變形和抬起現(xiàn)象。 (1)、保證定心精度因?yàn)檠b盤的加工面與裝夾面有較高的同軸度要求，卡盤的卡爪一般要在設(shè)備本身 經(jīng)過“自車”來保證定位面與主軸軸線同心度?！白攒嚒睍r(shí)應(yīng)盡量模擬在加工狀態(tài)下自車，卡爪“自車”后的圓弧面直徑應(yīng)與工件的卡緊外圓直徑盡量一致。另外，“自車”反爪時(shí) 最好漲緊一個(gè)輔具。3、保證端面跳動(dòng)精度工件的軸向定位支撐可以通過調(diào)整或“自車”來保證定位點(diǎn)“共面”。但是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的三爪卡盤，卡爪要在卡爪座內(nèi)移動(dòng)，必然要存在一定的滑動(dòng)間隙。在夾緊過程中，不可避免的會(huì)產(chǎn)生 。工件“抬起”現(xiàn)象。當(dāng)工件要求加工面與定位面之間有較嚴(yán)的跳動(dòng)要求時(shí)，統(tǒng)結(jié)構(gòu)的三爪卡盤是很難保證裝夾精度的。為保證內(nèi)孔、外圓的同軸度要求必須將它們安排在同一道工序內(nèi)完成（大平面向上裝夾）?？墒枪ぜ婕庸面時(shí)，要保證圖示跳動(dòng)要求，加工時(shí)必須保證工件的定位面緊貼卡盤的軸向定位面。若采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的三爪盤裝夾很難滿足加工要求。因此，應(yīng)采用帶有“向下拉力”的卡盤，工件夾緊時(shí)，有一個(gè)向下的分力將工件緊貼定位面。4、機(jī)床結(jié)構(gòu)的選擇方案： (1) 臥式“簡易數(shù)控車床”（如圖10）。這種機(jī)床采用平床身的布局，機(jī)床的制造工藝性好，便于導(dǎo)軌面的加工。水平床身配上水平放置的刀架，可提高刀架的運(yùn)動(dòng)精度。但是水平床身由于下部空間小，故排屑困難。從結(jié)構(gòu)尺寸上看，刀架水平放置使滑板橫向尺寸較長，從而加大了機(jī)床寬度方向的結(jié)構(gòu)尺寸。該設(shè)備的主要特點(diǎn)是具備兩軸聯(lián)動(dòng)功能并且設(shè)備價(jià)格便宜。但是之所以稱其為“簡易數(shù)控車床”是因?yàn)樗闹鬏S不能無級(jí)調(diào)速、刀架裝刀數(shù)量較少、快移速度慢、無自動(dòng)排屑機(jī)構(gòu)，床身整體結(jié)構(gòu)比數(shù)控臥式車床的剛性差、加工精度低。但是該設(shè)備經(jīng)過多年改進(jìn)，技術(shù)成熟、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，加工精度可達(dá)IT7IT8，可用于零件的粗加工、半精加工和簡單的型面加工。圖10 臥式簡易數(shù)控車床 (2) 臥式數(shù)控車床（如圖11）。這類機(jī)床結(jié)構(gòu)一般有斜床身結(jié)構(gòu)和平床身斜滑板結(jié)構(gòu)兩種布局。導(dǎo)軌傾斜的角度小，排屑不便；傾斜角度大，導(dǎo)軌的導(dǎo)向性及受力情況差。其傾斜角度的大小還直接影響機(jī)床外形尺寸高度與寬度的比例。綜合考慮以上因素，中小規(guī)格的數(shù)控車床，其床身的傾斜度以60為宜。其中平床身斜滑板結(jié)構(gòu)。圖11 臥式數(shù)控車床 一方面具有水平床身工藝性好的特點(diǎn)，另一方面機(jī)床又具有斜床身結(jié)構(gòu)寬度方向的尺寸小、排屑方便、機(jī)床占地面積小，外形美觀，容易實(shí)現(xiàn)封閉式保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。這兩種布局形式被中、小型數(shù)控車床所普遍采用。在選擇時(shí)，整體斜床身結(jié)構(gòu)的剛性略高于平床身斜滑板結(jié)構(gòu)，設(shè)備價(jià)格也略高一些。當(dāng)存在重切削加工內(nèi)容時(shí)最好選用整體斜床身結(jié)構(gòu)。臥式數(shù)控車床比較適宜軸類零件及直徑較小（300mm）重量較輕（10kg）的盤類零件的加工。 (3) 立式數(shù)控車床。與臥式數(shù)控車床最大的區(qū)別是主軸與水平方向垂直，適宜直徑較大、較重的盤類、輪轂類工件，工件裝卸方便、定位可靠，便于組成加工自動(dòng)線。另外德國埃馬克公司研制的倒置式數(shù)控車，是對(duì)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一種革新，它更有利于組成自動(dòng)線，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上下料。但是此類設(shè)備價(jià)格較高，一般轎車用的盤類零件由于批量大、直徑小比較適宜選用。 考慮到轉(zhuǎn)盤的精度要求較高，且批量小，直徑小。但是本著降低生產(chǎn)成本的目的，最終選定如圖11的臥式數(shù)控車床。 2、刀塔結(jié)構(gòu)的選擇 圖12為立式刀塔，該結(jié)構(gòu)刀具的安裝數(shù)量較多，適宜加工工件高度不高盤類零件。若加工類似輪轂這樣需要鏜深孔的工件，則適宜選擇圖13所示的臥式刀塔，因?yàn)榈毒邞疑钶^長，選擇立式刀塔，刀具的干涉半徑較小，裝刀的數(shù)量將受到限制。為避免干涉，實(shí)際裝刀數(shù)量將減少。圖12 立式刀塔圖13 臥式刀塔因?yàn)樵摫P的高度適中，鏜孔深度一般，最終確定選用選用圖12所示立式刀塔。六 傳感器的選用該機(jī)器選用的計(jì)數(shù)傳感器為光感傳感器，光電傳感器是指能夠?qū)⒖梢姽廪D(zhuǎn)換成某種電量的傳感器。光敏二極管是最常見的光傳感器。光敏二極管的外型與一般二極管一樣，只是它的管殼上開有一個(gè)嵌著玻璃的窗口，以便于光線射入，為增加受光面積，PN結(jié)的面積做得較大，光敏二極管工作在反向偏置的工作狀態(tài)下，并與負(fù)載電阻相串聯(lián)，當(dāng)無光照時(shí)，它與普通二極管一樣，反向電流很?。ˋ），稱為光敏二極管的暗電流；當(dāng)有光照時(shí)，載流子被激發(fā)，產(chǎn)生電子-空穴，稱為光電載流子。在外電場的作用下，光電載流子參于導(dǎo)電，形成比暗電流大得多的反向電流，該反向電流稱為光電流。光電流的大小與光照強(qiáng)度成正比，于是在負(fù)載電阻上就能得到隨光照強(qiáng)度變化而變化的電信號(hào)。當(dāng)一個(gè)硬幣被擋幣塊擋住，碰到傳感器落下后，會(huì)將光信號(hào)傳輸給傳感器，然后光感傳感器再把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。最終將計(jì)數(shù)的結(jié)果通過液晶數(shù)碼管體現(xiàn)出來，即實(shí)現(xiàn)硬幣的計(jì)數(shù)。七 機(jī)架的設(shè)計(jì)1、對(duì)于機(jī)架的工況要求：保證機(jī)架上安裝的零部件能順利運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)架的外形或內(nèi)部結(jié)構(gòu)不致有阻礙運(yùn)動(dòng)件通過的突起；設(shè)置執(zhí)行某一工況所必需的平臺(tái)；保證上下料的要求、人工操作的方便及安全等。為此應(yīng)保證機(jī)架鈑金材料表面的平整度。2、材料的選用：因?yàn)樗O(shè)計(jì)的硬幣清分機(jī)對(duì)于機(jī)架工作時(shí)承受的的重力、夾緊力、摩擦力、慣性力和工作載荷等不是很高，因?yàn)檠b卸搬運(yùn)方便，所以機(jī)架的重量要輕，成本要低。因此該機(jī)器的機(jī)架選材為鋁板。表面鍍鎳。3、聯(lián)接固定方式：該機(jī)架的聯(lián)接固定方式選用普通的螺栓聯(lián)接方式。前后罩殼均選用整體焊接件，拆裝、調(diào)整方便。4、考慮到機(jī)器內(nèi)部的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的熱量比較大。故在底板開數(shù)個(gè)小孔，便于機(jī)器熱量的及時(shí)散發(fā)。見簡圖5、機(jī)架的裝配（1）用M4X10的十字槽盤頭螺釘+彈墊+平墊（共4組），將四個(gè)機(jī)腳固定在底盤上（圖一）（2）M5X10的六角頭螺栓+彈墊+平墊（共9組）將連接架固定在地盤上(圖二)（3）用M5X10的六角頭螺栓+彈墊+平墊（共5組）將主靠板固定在連接架上(圖二)（4）用M5X10的六角頭螺栓+彈墊+平墊（共3組）將支撐架固定在連接架上，同時(shí)用M5X12十字槽沉頭螺釘+錐形鋸齒鎖緊墊圈（共6組）將支撐架鎖緊在主靠板上(圖二)結(jié)論：本機(jī)采用根據(jù)硬幣直徑的大小對(duì)幣值進(jìn)行清分的方法，雖然不具備辯偽功能，但可以對(duì)中國現(xiàn)行硬幣快速準(zhǔn)確按幣值進(jìn)行清分。主要特色是設(shè)計(jì)簡便、清分準(zhǔn)確、使用可靠、維護(hù)簡便、價(jià)格低廉等。而且系統(tǒng)具備擴(kuò)展的潛能，可以滿足將來硬幣清分機(jī)發(fā)展的需求。筆者與蘇州日寶科技有限公司共同開發(fā)，應(yīng)用此技術(shù)生產(chǎn)的硬幣清分計(jì)數(shù)機(jī)。已成功地在銀行、公交公司等部門先行試用，大大提高了他們的工作效率，降低了成本費(fèi)用。因此此產(chǎn)品具備較高的推廣應(yīng)用價(jià)值，其發(fā)展前景相當(dāng)廣闊！通過這次設(shè)計(jì)相信將會(huì)對(duì)以后的進(jìn)入工作都會(huì)起到重要的作用！ 畢業(yè)設(shè)計(jì)心得 通過以上的設(shè)計(jì)，讓我更加熟練的掌握了一般機(jī)械設(shè)計(jì)的步驟，通過查閱各種文獻(xiàn)資料也增長了各方面的知識(shí)。如刀具的設(shè)計(jì)和機(jī)架的設(shè)計(jì)，同時(shí)通過對(duì)切割機(jī)的設(shè)計(jì)。也讓自己深深體會(huì)到理論設(shè)計(jì)和實(shí)際需求之間曾在這一定的差距。在設(shè)計(jì)中不僅要從繪圖方面出發(fā)，還要考慮實(shí)際加工工藝。讓自己的設(shè)計(jì)在現(xiàn)實(shí)中是可行的。 在設(shè)計(jì)中通過使用各種材料，也進(jìn)一步加深了對(duì)各材料的了解和使用場合。在繪圖中，在老師的指導(dǎo)和最后的修改中，也讓自己加深了各種繪圖中的技巧，并糾正了很多平時(shí)沒有注意到的畫法上的錯(cuò)誤。在繪圖過程中的反覆修改，也讓自己深深體會(huì)到在設(shè)計(jì)和繪圖中必須要具有的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度。 在對(duì)機(jī)架的設(shè)計(jì)中，第一次用到了等邊對(duì)角鋼和槽鋼以及熱軋鋼板，必須通過焊接將他們連接起來組成機(jī)架。在繪圖標(biāo)注中,通過復(fù)習(xí)以前工程圖學(xué)中的焊接部分，讓自己對(duì)焊接符號(hào)的標(biāo)注有了更深的了解。在齒輪箱體的設(shè)計(jì)中，也讓自己對(duì)鑄件有了一定的認(rèn)識(shí)，加深了對(duì)鑄造過程中應(yīng)該注意問題的理解。 總之，本次設(shè)計(jì)是收獲頗豐的。不僅第一次比較全面地運(yùn)用了所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，還學(xué)會(huì)了在設(shè)計(jì)中如何分析問題,解決問題。致謝經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)?？粕漠厴I(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有老師的督促、 指導(dǎo)以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 在這里首先要感謝我的導(dǎo)師楊敦國老師。楊老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從外出實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是楊老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤。除了楊敦國老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 其次要感謝和我一起作畢業(yè)設(shè)計(jì)的陳贊平同學(xué)邱果同學(xué)，大家一起努力一起討論合作,才使得畢業(yè)設(shè)計(jì)順利的完成. 然后還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下機(jī)械專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)如此順利. 最后感謝機(jī)電工程系和我的母校蘇州職業(yè)大學(xué)三年來對(duì)我的大力栽培。參考文獻(xiàn)1徐慶，王章中.硬幣硬幣材料硬幣流通J. 機(jī)械制造與研究，2000,5:3031. 2V. V. Panasyuk、B. M. Zaidel.Eddy-current sensor for measuring the length of a throughcrack propagating in a metal plate. Materials Science (Historical Archive), Volume 10. Number 5:577 579. 3白建華，徐志江.一種實(shí)用的微機(jī)鑒別裝置J. 電子技術(shù)，1997,5:2729. 4朱國維，王國秀.圖形液晶顯示模塊MGLS-19264在智能地震檢波器中的應(yīng)用J. 北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2003:2 14 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)硬幣分揀器學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí) 指導(dǎo)老師 日 期 機(jī)械電氣化工程學(xué)院制緒論1.1硬幣清分機(jī)背景銀行等一些特殊部門要對(duì)大量的硬幣進(jìn)行高效的處理，如計(jì)數(shù)、分類、包裝等以使其再流通，無人售票車、投幣電話等需要對(duì)硬幣進(jìn)行實(shí)時(shí)識(shí)別，自動(dòng)售貨機(jī)除了識(shí)別之外，還要提供找零功能等。而且在目前在世界范圍內(nèi)，硬幣以其成本低，流通次數(shù)多、耐磨損、易回收等無可替代的優(yōu)勢將占領(lǐng)小面額貨幣市場是大勢所趨。市場需要一種成熟可靠的硬幣自動(dòng)處理機(jī)具。鑒于此需要，我們研制用于處理上述問題的機(jī)具。 硬幣清分機(jī)是金融行業(yè)設(shè)備中的用于清點(diǎn)硬幣的技術(shù)產(chǎn)品，它的主要功能是硬幣的計(jì)數(shù)和硬幣幣種的清分。目前主要適用于超市、公交、自動(dòng)售貨行業(yè)，零售業(yè)等行業(yè)。硬幣清分機(jī)外型簡單大方，設(shè)備原理清晰。操作簡單易懂，價(jià)格適中，在超市，零售等行業(yè)頗受歡迎。硬幣清分機(jī)的最大優(yōu)點(diǎn)在于它不僅可以清點(diǎn)硬幣的數(shù)目，更能將各幣種清分開來，并且面對(duì)不同的國家的硬幣不需要調(diào)整軟件，只需要調(diào)整機(jī)器的硬件設(shè)備就可以滿足不同的國家的硬幣清點(diǎn)需求。因此不僅占據(jù)了很大的市場份額，而且對(duì)于生產(chǎn)成本也有所降低。1.2國內(nèi)外硬幣清分機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1國外硬幣清分發(fā)展現(xiàn)狀硬幣清分機(jī)至今已有30年的歷史，發(fā)展到今天，硬幣清分機(jī)已具有可靠的傳動(dòng)系統(tǒng)和先進(jìn)的計(jì)數(shù)清分功能，其智能化的設(shè)計(jì)為解決硬幣清點(diǎn)的困難提供了完美的選擇。國外著名廠家有日本的榮光 瑞典的SCANCOIN AB。由于國外硬幣清分機(jī)發(fā)展比較早，其技術(shù)也較為成熟。硬幣清分機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)具有低噪聲、傳動(dòng)平穩(wěn)、性能可靠等優(yōu)點(diǎn)；計(jì)數(shù)功能采用光敏傳感器，有功能齊全，操作更簡便等優(yōu)點(diǎn)；采用數(shù)字顯示屏，進(jìn)行可視化設(shè)計(jì)，全面顯示硬幣的數(shù)量等信息。1.2.2國內(nèi)硬幣清分機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀1、硬幣清分機(jī)在我國的市場前景：隨著我國國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定地增長，2008年北京申奧成功和WTO的加入。從本世紀(jì)開始，我國進(jìn)入了全面建設(shè)小康社會(huì)的新階段，創(chuàng)造美好生活環(huán)境是金融行業(yè)發(fā)展的巨大推動(dòng)力。我國第五版人民幣的發(fā)行，輔幣(10元以下)硬幣化已經(jīng)成為一種趨勢，硬幣的投放量還將大幅度增加1。由于硬幣手工清分成本大，利潤小，一般不復(fù)點(diǎn)且誤差多，因此硬幣流通自動(dòng)化成為迫切的社會(huì)需求，所以硬幣清分機(jī)將會(huì)成為國內(nèi)金融市場的一個(gè)主流機(jī)器。2、硬幣清分機(jī)國內(nèi)生產(chǎn)：在國內(nèi)，清華大學(xué)、北京科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、杭州電子科技大學(xué)、蘇州大學(xué)、福州大學(xué)等多家單位均對(duì)如何進(jìn)行正確的硬幣識(shí)別做過深入研究，在機(jī)理上普遍采用電渦流法。這些單位的研究在可能涉及的硬幣范圍內(nèi)取得了較好的效果，但對(duì)硬幣的鑒別都局限于項(xiàng)目本身，存在不系統(tǒng)、不完整，對(duì)偽幣效果識(shí)別不好等問題。 3、硬幣清分機(jī)是對(duì)高速通過的硬幣進(jìn)行識(shí)別、計(jì)數(shù)，同時(shí)對(duì)偽幣、殘幣進(jìn)行剔除的系統(tǒng)。它是分類機(jī)、計(jì)數(shù)機(jī)、包裝機(jī)、銷毀機(jī)等眾多硬幣處理器具的基礎(chǔ)。由于國情和貨幣體系不同，研制各國統(tǒng)一的硬幣清分系統(tǒng)不現(xiàn)實(shí)，因此，需要針對(duì)不同的貨幣體系研制相應(yīng)的清分系統(tǒng)。 在這個(gè)領(lǐng)域里，國外較早的開展了研究，并且做了大量的工作。開發(fā)的產(chǎn)品大致也分為三個(gè)檔次，低檔、中檔和高檔。低檔清分速度在1000枚/min以下，中檔為10001500枚/min左右，高檔則在1500枚/min以上。所使用的清分方法上主要有兩大類，一類是根據(jù)物理技術(shù)進(jìn)行清分，另一類是根據(jù)性能指標(biāo)進(jìn)行清分。高速清分基本上都是采用性能指標(biāo)來進(jìn)行清分。綜觀來看，當(dāng)今國內(nèi)外硬幣清分裝置，或者設(shè)計(jì)原理簡單，抗振動(dòng)、抗電磁干擾能力差，識(shí)別偽幣能力差；要么制造復(fù)雜、價(jià)格昂貴、缺少實(shí)用價(jià)值。 2 確定方案 硬幣清分機(jī)主要設(shè)計(jì)是從硬幣的分離，計(jì)數(shù)等幾個(gè)方面進(jìn)行考慮。分離步驟：具體的分離步驟是這樣的，首先混幣通過傳輸裝置，定時(shí)定量的（定時(shí)定量的目的在于防止一次送進(jìn)過多的硬幣而導(dǎo)致分離盤負(fù)擔(dān)過大，引起堵塞和分離不流暢）傳輸一部分混幣到圖中所示的分離盤，起先我們分離的是幣值為1分的硬幣，所以第一個(gè)傳感器擋幣塊與導(dǎo)軌的距離設(shè)計(jì)的要比1分的硬幣略大，比其它幣值的硬幣直徑都要小，以此為標(biāo)準(zhǔn)再經(jīng)過實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的分離效果，我們確定一個(gè)合適的直徑，這樣一來，1分的硬幣和其它幣值的硬幣就區(qū)分了出來。 其工作原理如下：啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)分離盤，使得分離盤轉(zhuǎn)動(dòng)，則分離盤中的硬幣作離心運(yùn)動(dòng)，硬幣被撥到導(dǎo)軌中（導(dǎo)軌上端對(duì)應(yīng)6個(gè)傳感器擋幣塊,擋幣塊與導(dǎo)軌的距離大小循序從上到下依次變大），然后根據(jù)硬幣的尺寸由小到大的循序?qū)鯉艍K與導(dǎo)軌之間的距離進(jìn)行調(diào)整，從而對(duì)不同直徑的硬幣進(jìn)行分離。其裝置簡圖如圖1所示 圖13 傳動(dòng)設(shè)計(jì) 3-1 電動(dòng)機(jī)的選型考慮到設(shè)計(jì)的硬幣清分機(jī)機(jī)適用對(duì)象為零售業(yè)、銀行和個(gè)體商戶戶,故電動(dòng)機(jī)電壓應(yīng)選用220V.再考慮到所受的載荷不大,所需動(dòng)力不是很大,選用小功率的電動(dòng)機(jī).綜合各方面因素,選用YL系列電動(dòng)機(jī).YL系列電動(dòng)機(jī)是新型高效節(jié)能產(chǎn)品,具有體積小、容量大,起動(dòng)及運(yùn)轉(zhuǎn)性能優(yōu)越等特點(diǎn),符合國際標(biāo)準(zhǔn)IEC的有關(guān)規(guī)定,并實(shí)現(xiàn)同一機(jī)座號(hào)單、三相異步電動(dòng)機(jī)等級(jí)相同,提高了單、三相電動(dòng)機(jī)的互換性和通用性,被廣泛應(yīng)用于冷凍機(jī)、泵、風(fēng)機(jī)、,小型機(jī)床以及農(nóng)副業(yè)和家用電器等方面. 電動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)：型號(hào):YL801-4電壓:220V功率:0.55KW同步轉(zhuǎn)速:1500r/min頻率:50HZ效率:68%功率因數(shù):0.92外形尺寸:295165200電動(dòng)機(jī)的安裝方式：選擇IBM3型 3-2 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) 電動(dòng)機(jī)V帶輪的設(shè)計(jì) 主軸V帶輪的設(shè)計(jì)一 、V帶輪的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)V帶輪時(shí)應(yīng)滿足的要求有：質(zhì)量??；結(jié)構(gòu)工藝性好，無過大的鑄造內(nèi)應(yīng)力，質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時(shí)要經(jīng)過動(dòng)平衡，輪槽工作面要經(jīng)過精細(xì)加工（表面粗糙度一般應(yīng)為3.2）以減帶的磨損，各槽的尺寸和角度應(yīng)保持一定的精度，以使載荷分布較為均勻等。二 、帶輪的材料 此處帶輪的材料，采用鑄鐵，材料牌號(hào)為HT200。三 、 V帶輪的結(jié)構(gòu)鑄鐵制V帶輪的典型結(jié)構(gòu)有以下幾種形式：實(shí)心式腹板式孔板式橢圓輪輻式. 當(dāng)帶輪的基準(zhǔn)直徑2.5d(d為軸的直徑，單位為mm)時(shí)，可采用實(shí)心式； 300mm時(shí)，可采用腹板式（當(dāng)100mm時(shí)，可采用孔板式）；300mm時(shí)，可采用輪輻式。四 、 相關(guān)計(jì)算已知電動(dòng)機(jī)的額定功率為0.55KW,轉(zhuǎn)速n1=1500r/min,選取傳動(dòng)比為i=3.9,采用普通V帶傳動(dòng).1.確定計(jì)算功率P由參考資料1表8-6查得工作情況系數(shù) KA=1.1,故P=KAP=1.10.55=0.605KW 2.選取帶型 根據(jù)P，n 由參考資料1圖8-9確定選用Z型 3.確定帶輪基準(zhǔn)直徑 由1表8-3和表8-7取主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 d=71mm則從動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑 d=i d=3.971=276.9mm 根據(jù)參考資料1表8-7 取d=280mm 按參考資料1式(8-13)驗(yàn)算帶的速度 V=m/s=5.5735m/s 帶的速度合適 4.確定V帶的基準(zhǔn)長度和傳動(dòng)中心距 根據(jù) 0.7(dd1+dd2)a2(dd1+dd2), 即245.7 a702全套設(shè)計(jì)36396305 圖3-30導(dǎo)軌的幾何角度 （1）導(dǎo)軌在垂直平面和水平面內(nèi)的直線度 如圖3-30a、b所示，理想的導(dǎo)軌面與垂直平面A-A或水平面B-B的交線均應(yīng)為一條理想直線，但由于存在制造誤差，致使交線的實(shí)際輪廓偏離理想直線，其最大偏差量即為導(dǎo)軌全長在垂直平面（圖3-30a）和水平面（圖3-30b）內(nèi)的直線度誤差。 （2）導(dǎo)軌面間的平行度 圖3-30c所示為導(dǎo)軌面間的平行度誤差。設(shè)V形導(dǎo)軌沒有誤差，平面導(dǎo)軌縱向有傾斜，由此產(chǎn)生的誤差即為導(dǎo)軌間的平行度誤差。導(dǎo)軌間的平行度誤差一般以角度值表示，這項(xiàng)誤差會(huì)使運(yùn)動(dòng)件運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生“扭曲”。 2、運(yùn)動(dòng)輕便、平穩(wěn)、低速時(shí)無爬行現(xiàn)象。導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的不平穩(wěn)性主要表現(xiàn)在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)導(dǎo)軌速度的不均勻，使運(yùn)動(dòng)件出現(xiàn)時(shí)快時(shí)慢、時(shí)動(dòng)時(shí)停的爬行現(xiàn)象。爬行現(xiàn)象主要取決于導(dǎo)軌副中摩擦力的大小及其穩(wěn)定性。為此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理選擇導(dǎo)軌的類型、材料、配合間隙、配合表面的幾何形狀精度及潤滑方式。 3、耐磨性好。導(dǎo)軌的初始精度由制造保證，而導(dǎo)軌在使用過程中的精度保持性則與導(dǎo)軌面的耐磨性密切相關(guān)。該導(dǎo)軌的主要作用是引導(dǎo)硬幣流出，：所受摩擦力主要是來自于硬幣，硬幣與導(dǎo)軌之間要不斷的重復(fù)摩擦，所以導(dǎo)軌需要耐磨性很好，而且導(dǎo)軌受到一定的的沖擊力導(dǎo)軌表面的粗糙度及硬度、潤滑狀況和導(dǎo)軌表面壓強(qiáng)的大小。4、對(duì)溫度變化的不敏感性。即導(dǎo)軌在溫度變化的情況下仍能正常工作。導(dǎo)軌的選材選用45號(hào)鋼。表面要鍍化學(xué)鎳。 5、足夠的剛度。在載荷的作用下，導(dǎo)軌的變形不應(yīng)超過允許值。當(dāng)剛度不足不僅會(huì)降低導(dǎo)向精度，還會(huì)加快導(dǎo)軌面的磨損。因此導(dǎo)軌的尺寸設(shè)計(jì)為長度397mm，寬度為4mm。材料為45#鋼，保證在硬幣流通的載荷下保證足夠的剛度。6、結(jié)構(gòu)工藝性好。導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)應(yīng)力求簡單、便于制造、檢驗(yàn)和調(diào)整，從而降低成本。該導(dǎo)軌的外形簡單。為簡單的矩形。 本次設(shè)計(jì)的硬幣清分機(jī)的，因此對(duì)于導(dǎo)軌的材質(zhì)要求為45#鋼。此外導(dǎo)軌的表面要足夠光滑，所以導(dǎo)軌的裝配面及兩工作面鍍好需要再次拋光處理，去除表面的銳邊及毛刺。因?yàn)閷?dǎo)軌引導(dǎo)硬幣的流通，所以經(jīng)受一定的沖擊力。所以固定的方式要求要高。導(dǎo)軌表面加工5個(gè)沉頭定位孔，以保證導(dǎo)軌的穩(wěn)定性。五 轉(zhuǎn)盤的加工設(shè)計(jì)工藝設(shè)計(jì) 盤類零件的數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)，最重要的是將有相互行位公差要求的加工面安排在一道工序內(nèi)，在一次裝夾下完成加工，消除二次裝夾誤差。 1、精加工（圖1）圖1 轉(zhuǎn)盤 若用圖2所示的立式多刀自動(dòng)車床加工，加工工藝為： （1） 精車大平面。安排左、右其中一個(gè)刀架車平面，另一個(gè)刀架車內(nèi)孔（170mm、28mm）。 （2）再精車基準(zhǔn)A面。安排左、右其中一個(gè)刀架車平面，另一個(gè)刀架車內(nèi)孔（60mm）和外圓（75mm）。圖2 立式多刀自動(dòng)車床 該工藝受機(jī)床動(dòng)作功能限制75mm孔與28mm孔不能在同一工序內(nèi)完成，需正反兩次裝夾加工，由于重復(fù)定位誤差及夾具制造誤差的存在，很難穩(wěn)定滿足產(chǎn)品兩孔的同軸度要求。 為滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，穩(wěn)定控制產(chǎn)品質(zhì)量，可采用如圖3的數(shù)控車床加工，工藝設(shè)計(jì)上利用數(shù)控車床的自動(dòng)換刀功能采用內(nèi)孔背鏜刀用程序控制從A面加工28mm內(nèi)孔，將75mm、28mm安排在同一道工序內(nèi)加工完成。避免重復(fù)定位誤差及夾具制造誤差對(duì)加工精度的影響，保證產(chǎn)品0.03mm的同軸度要求。圖3 立式數(shù)控車床 2、工裝設(shè)計(jì) 數(shù)控車床的主要裝夾工具是卡盤，設(shè)計(jì)使用時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮卡盤的定心精度，避免工件夾緊變形和抬起現(xiàn)象。 (1)、保證定心精度因?yàn)檠b盤的加工面與裝夾面有較高的同軸度要求，卡盤的卡爪一般要在設(shè)備本身 經(jīng)過“自車”來保證定位面與主軸軸線同心度?！白攒嚒睍r(shí)應(yīng)盡量模擬在加工狀態(tài)下自車，卡爪“自車”后的圓弧面直徑應(yīng)與工件的卡緊外圓直徑盡量一致。另外，“自車”反爪時(shí) 最好漲緊一個(gè)輔具。3、保證端面跳動(dòng)精度工件的軸向定位支撐可以通過調(diào)整或“自車”來保證定位點(diǎn)“共面”。但是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的三爪卡盤，卡爪要在卡爪座內(nèi)移動(dòng)，必然要存在一定的滑動(dòng)間隙。在夾緊過程中，不可避免的會(huì)產(chǎn)生 。工件“抬起”現(xiàn)象。當(dāng)工件要求加工面與定位面之間有較嚴(yán)的跳動(dòng)要求時(shí)，統(tǒng)結(jié)構(gòu)的三爪卡盤是很難保證裝夾精度的。為保證內(nèi)孔、外圓的同軸度要求必須將它們安排在同一道工序內(nèi)完成（大平面向上裝夾）?？墒枪ぜ婕庸面時(shí)，要保證圖示跳動(dòng)要求，加工時(shí)必須保證工件的定位面緊貼卡盤的軸向定位面。若采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的三爪盤裝夾很難滿足加工要求。因此，應(yīng)采用帶有“向下拉力”的卡盤，工件夾緊時(shí)，有一個(gè)向下的分力將工件緊貼定位面。4、機(jī)床結(jié)構(gòu)的選擇方案： (1) 臥式“簡易數(shù)控車床”（如圖10）。這種機(jī)床采用平床身的布局，機(jī)床的制造工藝性好，便于導(dǎo)軌面的加工。水平床身配上水平放置的刀架，可提高刀架的運(yùn)動(dòng)精度。但是水平床身由于下部空間小，故排屑困難。從結(jié)構(gòu)尺寸上看，刀架水平放置使滑板橫向尺寸較長，從而加大了機(jī)床寬度方向的結(jié)構(gòu)尺寸。該設(shè)備的主要特點(diǎn)是具備兩軸聯(lián)動(dòng)功能并且設(shè)備價(jià)格便宜。但是之所以稱其為“簡易數(shù)控車床”是因?yàn)樗闹鬏S不能無級(jí)調(diào)速、刀架裝刀數(shù)量較少、快移速度慢、無自動(dòng)排屑機(jī)構(gòu)，床身整體結(jié)構(gòu)比數(shù)控臥式車床的剛性差、加工精度低。但是該設(shè)備經(jīng)過多年改進(jìn)，技術(shù)成熟、運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，加工精度可達(dá)IT7IT8，可用于零件的粗加工、半精加工和簡單的型面加工。圖10 臥式簡易數(shù)控車床 (2) 臥式數(shù)控車床（如圖11）。這類機(jī)床結(jié)構(gòu)一般有斜床身結(jié)構(gòu)和平床身斜滑板結(jié)構(gòu)兩種布局。導(dǎo)軌傾斜的角度小，排屑不便；傾斜角度大，導(dǎo)軌的導(dǎo)向性及受力情況差。其傾斜角度的大小還直接影響機(jī)床外形尺寸高度與寬度的比例。綜合考慮以上因素，中小規(guī)格的數(shù)控車床，其床身的傾斜度以60為宜。其中平床身斜滑板結(jié)構(gòu)。圖11 臥式數(shù)控車床 一方面具有水平床身工藝性好的特點(diǎn)，另一方面機(jī)床又具有斜床身結(jié)構(gòu)寬度方向的尺寸小、排屑方便、機(jī)床占地面積小，外形美觀，容易實(shí)現(xiàn)封閉式保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。這兩種布局形式被中、小型數(shù)控車床所普遍采用。在選擇時(shí)，整體斜床身結(jié)構(gòu)的剛性略高于平床身斜滑板結(jié)構(gòu)，設(shè)備價(jià)格也略高一些。當(dāng)存在重切削加工內(nèi)容時(shí)最好選用整體斜床身結(jié)構(gòu)。臥式數(shù)控車床比較適宜軸類零件及直徑較小（300mm）重量較輕（10kg）的盤類零件的加工。 (3) 立式數(shù)控車床。與臥式數(shù)控車床最大的區(qū)別是主軸與水平方向垂直，適宜直徑較大、較重的盤類、輪轂類工件，工件裝卸方便、定位可靠，便于組成加工自動(dòng)線。另外德國埃馬克公司研制的倒置式數(shù)控車，是對(duì)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一種革新，它更有利于組成自動(dòng)線，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上下料。但是此類設(shè)備價(jià)格較高，一般轎車用的盤類零件由于批量大、直徑小比較適宜選用。 考慮到轉(zhuǎn)盤的精度要求較高，且批量小，直徑小。但是本著降低生產(chǎn)成本的目的，最終選定如圖11的臥式數(shù)控車床。 2、刀塔結(jié)構(gòu)的選擇 圖12為立式刀塔，該結(jié)構(gòu)刀具的安裝數(shù)量較多，適宜加工工件高度不高盤類零件。若加工類似輪轂這樣需要鏜深孔的工件，則適宜選擇圖13所示的臥式刀塔，因?yàn)榈毒邞疑钶^長，選擇立式刀塔，刀具的干涉半徑較小，裝刀的數(shù)量將受到限制。為避免干涉，實(shí)際裝刀數(shù)量將減少。圖12 立式刀塔圖13 臥式刀塔因?yàn)樵摫P的高度適中，鏜孔深度一般，最終確定選用選用圖12所示立式刀塔。六 傳感器的選用該機(jī)器選用的計(jì)數(shù)傳感器為光感傳感器，光電傳感器是指能夠?qū)⒖梢姽廪D(zhuǎn)換成某種電量的傳感器。光敏二極管是最常見的光傳感器。光敏二極管的外型與一般二極管一樣，只是它的管殼上開有一個(gè)嵌著玻璃的窗口，以便于光線射入，為增加受光面積，PN結(jié)的面積做得較大，光敏二極管工作在反向偏置的工作狀態(tài)下，并與負(fù)載電阻相串聯(lián)，當(dāng)無光照時(shí)，它與普通二極管一樣，反向電流很小（A），稱為光敏二極管的暗電流；當(dāng)有光照時(shí)，載流子被激發(fā)，產(chǎn)生電子-空穴，稱為光電載流子。在外電場的作用下，光電載流子參于導(dǎo)電，形成比暗電流大得多的反向電流，該反向電流稱為光電流。光電流的大小與光照強(qiáng)度成正比，于是在負(fù)載電阻上就能得到隨光照強(qiáng)度變化而變化的電信號(hào)。當(dāng)一個(gè)硬幣被擋幣塊擋住，碰到傳感器落下后，會(huì)將光信號(hào)傳輸給傳感器，然后光感傳感器再把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。最終將計(jì)數(shù)的結(jié)果通過液晶數(shù)碼管體現(xiàn)出來，即實(shí)現(xiàn)硬幣的計(jì)數(shù)。七 機(jī)架的設(shè)計(jì)1、對(duì)于機(jī)架的工況要求：保證機(jī)架上安裝的零部件能順利運(yùn)轉(zhuǎn)，機(jī)架的外形或內(nèi)部結(jié)構(gòu)不致有阻礙運(yùn)動(dòng)件通過的突起；設(shè)置執(zhí)行某一工況所必需的平臺(tái)；保證上下料的要求、人工操作的方便及安全等。為此應(yīng)保證機(jī)架鈑金材料表面的平整度。2、材料的選用：因?yàn)樗O(shè)計(jì)的硬幣清分機(jī)對(duì)于機(jī)架工作時(shí)承受的的重力、夾緊力、摩擦力、慣性力和工作載荷等不是很高，因?yàn)檠b卸搬運(yùn)方便，所以機(jī)架的重量要輕，成本要低。因此該機(jī)器的機(jī)架選材為鋁板。表面鍍鎳。3、聯(lián)接固定方式：該機(jī)架的聯(lián)接固定方式選用普通的螺栓聯(lián)接方式。前后罩殼均選用整體焊接件，拆裝、調(diào)整方便。4、考慮到機(jī)器內(nèi)部的機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的熱量比較大。故在底板開數(shù)個(gè)小孔，便于機(jī)器熱量的及時(shí)散發(fā)。見簡圖5、機(jī)架的裝配（1）用M4X10的十字槽盤頭螺釘+彈墊+平墊（共4組），將四個(gè)機(jī)腳固定在底盤上（圖一）（2）M5X10的六角頭螺栓+彈墊+平墊（共9組）將連接架固定在地盤上(圖二)（3）用M5X10的六角頭螺栓+彈墊+平墊（共5組）將主靠板固定在連接架上(圖二)（4）用M5X10的六角頭螺栓+彈墊+平墊（共3組）將支撐架固定在連接架上，同時(shí)用M5X12十字槽沉頭螺釘+錐形鋸齒鎖緊墊圈（共6組）將支撐架鎖緊在主靠板上(圖二)結(jié)論：本機(jī)采用根據(jù)硬幣直徑的大小對(duì)幣值進(jìn)行清分的方法，雖然不具備辯偽功能，但可以對(duì)中國現(xiàn)行硬幣快速準(zhǔn)確按幣值進(jìn)行清分。主要特色是設(shè)計(jì)簡便、清分準(zhǔn)確、使用可靠、維護(hù)簡便、價(jià)格低廉等。而且系統(tǒng)具備擴(kuò)展的潛能，可以滿足將來硬幣清分機(jī)發(fā)展的需求。筆者與蘇州日寶科技有限公司共同開發(fā)，應(yīng)用此技術(shù)生產(chǎn)的硬幣清分計(jì)數(shù)機(jī)。已成功地在銀行、公交公司等部門先行試用，大大提高了他們的工作效率，降低了成本費(fèi)用。因此此產(chǎn)品具備較高的推廣應(yīng)用價(jià)值，其發(fā)展前景相當(dāng)廣闊！通過這次設(shè)計(jì)相信將會(huì)對(duì)以后的進(jìn)入工作都會(huì)起到重要的作用！ 畢業(yè)設(shè)計(jì)心得 通過以上的設(shè)計(jì)，讓我更加熟練的掌握了一般機(jī)械設(shè)計(jì)的步驟，通過查閱各種文獻(xiàn)資料也增長了各方面的知識(shí)。如刀具的設(shè)計(jì)和機(jī)架的設(shè)計(jì)，同時(shí)通過對(duì)切割機(jī)的設(shè)計(jì)。也讓自己深深體會(huì)到理論設(shè)計(jì)和實(shí)際需求之間曾在這一定的差距。在設(shè)計(jì)中不僅要從繪圖方面出發(fā)，還要考慮實(shí)際加工工藝。讓自己的設(shè)計(jì)在現(xiàn)實(shí)中是可行的。 在設(shè)計(jì)中通過使用各種材料，也進(jìn)一步加深了對(duì)各材料的了解和使用場合。在繪圖中，在老師的指導(dǎo)和最后的修改中，也讓自己加深了各種繪圖中的技巧，并糾正了很多平時(shí)沒有注意到的畫法上的錯(cuò)誤。在繪圖過程中的反覆修改，也讓自己深深體會(huì)到在設(shè)計(jì)和繪圖中必須要具有的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度。 在對(duì)機(jī)架的設(shè)計(jì)中，第一次用到了等邊對(duì)角鋼和槽鋼以及熱軋鋼板，必須通過焊接將他們連接起來組成機(jī)架。在繪圖標(biāo)注中,通過復(fù)習(xí)以前工程圖學(xué)中的焊接部分，讓自己對(duì)焊接符號(hào)的標(biāo)注有了更深的了解。在齒輪箱體的設(shè)計(jì)中，也讓自己對(duì)鑄件有了一定的認(rèn)識(shí)，加深了對(duì)鑄造過程中應(yīng)該注意問題的理解。 總之，本次設(shè)計(jì)是收獲頗豐的。不僅第一次比較全面地運(yùn)用了所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，還學(xué)會(huì)了在設(shè)計(jì)中如何分析問題,解決問題。致謝經(jīng)過半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)專科生的畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有老師的督促、 指導(dǎo)以及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 在這里首先要感謝我的導(dǎo)師楊敦國老師。楊老師平日里工作繁多，但在我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從外出實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查，后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩瑣，但是楊老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤。除了楊敦國老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 其次要感謝和我一起作畢業(yè)設(shè)計(jì)的陳贊平同學(xué)邱果同學(xué)，大家一起努力一起討論合作,才使得畢業(yè)設(shè)計(jì)順利的完成. 然后還要感謝大學(xué)四年來所有的老師，為我們打下機(jī)械專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)如此順利. 最后感謝機(jī)電工程系和我的母校蘇州職業(yè)大學(xué)三年來對(duì)我的大力栽培。參考文獻(xiàn)1徐慶，王章中.硬幣硬幣材料硬幣流通J. 機(jī)械制造與研究，2000,5:3031. 2V. 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