全自动保管箱设计及其分析.doc

全自动保管箱设计及其分析 　　摘 要 本文介绍了应用在金库中一种保管箱的设计过程，因应用环境所限，决定了此保管箱制作精度和外观要求。因库体运作过程中，有机械手操作，所以需要一个固定尺寸的底盖。考虑到生产的实现和使用强度要求，所以底盖材料选用了ABS作为设计材料，并依据材料特性来设计所需的产品。金属内盒为装载客户物品的箱子，因此，对它要求有美观、耐用的特性。在设计此盒过程中，我们采用低成本原则，尽量利用现有数控设备生产，少开模具的要求。因此，借鉴机床的技术参数和材料成形来设计所需要的制品。 　　关键词 保管箱；设计；分析 　　中图分类号 TB21 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）14-0039-02 　　1 使用?h境 　　此全自动保管箱是使用在银行全自动金库里，它作为储物盒而存在，是保管用户贵重物品、证书、单据、合同等。配合金库的机械手，依据不同用户的ID，准确把用户存放的物品快速地呈现给用户。考虑到银行存储物品空间限制，希望达到存储的最大化。因此，我们设计全自动的立体金库。 　　2 塑料底盖的设计 　　2.1 设计塑料底盖的依据 　　为保证保管箱在自动金库中准确存取，我们配合库体储存格和机械手运作，需要有一个固定的接口――底盖。依据储存格和托盘的宽深尺寸，底盖宽深尺寸分别为250mm和500mm，比它们相应尺寸各少2mm。这样的配合使用，目的就是使它们有一个单边1mm的间隙。我们在设计这个盒子之前，首先明确这个箱子载重量不少于20kg。依据此使用条件，我们查阅相关资料可知：生产尺寸稳定、具有一定的强度、又能够采用塑料反复成型的，就只有工程材料。考虑到生产成本和使用要求，我们选用了ABS工程材料。它的特点是易于模具成型、尺寸收缩率小，尺寸比较稳定，在常温下不易变形，适合做各种壳体类的零件。 　　2.2 底盖设计要点 　　1）此底盖型腔内尤如一个盘子一样，在生产成型时，易于抱紧型芯，难于脱模，因此要设计一个脱模斜度。在此，型腔高度为22mm，查它材料收缩率和成型条件，此内侧壁须有0.5°以上脱模斜度，才能顺利脱模，又不会拖花内侧表面。因机械手传送物品时，必须有一个扣手位，此扣手位的型腔与扣手之间配合间隙需有一个单边间隙小于1mm，不然导致机械手要反复校对尺寸，才能存取保管箱。 　　2）底盖是承载物品的最底部，机械手在推送过程中，它有一部分会悬空。因此，需在底部增加加强筋，但不能过厚。因为材料在成型过程后有一个应力收缩，会把底盖造成弯曲变形，就不能满足机械手对底盖的精度要求。为此，我们依据过往类似产品的变形特性，在底部增加四条半圆形的加强筋。 　　3）考虑到底盖与金属盒子连接的需要，我们在底盖处增加4个自攻的螺钉孔，便于它们连接成为一体，在一侧增加两个后工序加工孔，便于上铆钉，使其强度增强。 　　4）这个箱子是存放在库中，让不同的用户通过他们各自ID卡，让机械手通过RFID读取不同用户的信息，从而把该用户存放物品的箱子迅速送到眼前。为此，需在箱体适当位置有存放ID卡的槽，考虑到信号会受金属介质影响，我们把ID卡藏于底盖两侧边上。 　　3 金属盒的设计 　　3.1 设计金属盒的依据 　　在此金库中使用金属盒子，目的是满足用户要求，使盒子保护的物品不易被盗、不易被破坏，有一个坚固、耐用的性质。 　　此盒子制作要求尽量少开模，利用现有生产的数控机台实现。配合使用环境，盒子在室温环境下存放，湿度不是很大，且有相应设备提供合适环境。因此，我们采用了0.8mm厚的冷扎板加喷涂方式。生产时，最大限度用数控冲床、数控折弯和激光切割方式实现。 　　3.2 盒体设计要点 　　1）依据现在数控折弯机床的参数，查阅钣金设计工艺手册知：下模口V=Kt，式中，t为材料厚度，设计最小模口宽度时K=6。 　　数控最短折弯边的计算公式：Lmin=1/2（Bmin+△）+0.5。式中，Lmin为最短折弯边，Bmin为最小模口宽度，△为板材折弯系数。 　　Z形折弯的最小折弯高度Lmin=1/2（Bmin+△）+D+0.5+T。式中，Lmin为最短折弯边，Bmin为最小模口宽度，△为板材折弯系数，T为料厚，D为下模模口到边的结构尺寸，一般大于5mm。 　　折弯边的长短与折弯模头、刀具有关。因此，我们选用最小折弯边距为7.2mm作为标准参数。但在实际折弯中，不同厂家折弯刀具厚度是不同的，再加上刀口部也有一个小圆角，如R0.5、R1等。因此，我们在设计时考虑厂家在折弯线处作一个刨V形槽处理，和在实际折弯过程中，折弯边不能碰刀的原则。这里也是多道折弯。因此，我们选用最小折弯边距为9mm。刨V形槽的深度要求不小于0.2mm。这样处理后，折弯处尺寸可以保证，折弯线处可获得最小外圆角。 　　2）我们在金属盒子的