阐述设计自动制钉机PRO/E设计中国

摘要：自动制钉机主要采用废旧钢筋来作为原料，通过拉直，镦尖等工序来生产我们日常生活中的所用圆钉子，具有原材料易取、广泛，投资较少等优点。本文利用PRO/E软件设计了一种新型制钉机。
关键词：制钉设计机构PRO/E
随着我国自动制钉机市场的迅猛发展，与之相关的核心生产技术应用与研发成为业内企业关注的焦点。自动制钉机高速度，低噪音，少冲击的特点，自动制钉机是专为制造各种规格的圆钉而精心设计的，用途广泛，操作简便，使用安全，运行可靠。

一、自动制钉机方案设计

因为钉子的原材料是一卷直径与铁钉直径相等的低碳钢丝或钢条，为了使我们设计的机构能够满足产品的设计要求，我们的设计思路是：
（一）送丝校直：将钢丝传送的同时利用摩擦轮将弯曲的钢丝校直，并且送丝与校直动作要协调，但考虑到为配合接下来的操作过程，不能使钢丝不停的传送，所以要考虑用间歇机构，使送丝有间隙性地传递。同时附加夹紧机构，能够在送丝时放松，其余操作时间夹紧。
（二）冷镦钉帽：我们所看到的钉子都有钉帽，由夹紧机构夹持钢丝时，露出一段钢丝进行冷镦钉帽，可采用移动或者摆动式的冲压机构。

(三)冷挤钉尖：通过模具挤压出钉尖形状。

(四)切断钢丝：挤压完成后，剪断机构剪断钢丝，可采用急回运动机构。

(五)夹紧机构松开，铁钉落下。

(六)送丝机构重新送丝，工序重复，实现自动制钉的目的。

机构相对较多，相互动作也比较复杂，协调就变得尤为重要，所以我们考虑用齿轮及皮带连接各主动件，使其有联动的效果。

二、最终方案设计分析

图1 机构总图和送丝结构图
送丝机构：棘轮机构、四杆机构传动、摩擦轮校直。夹紧机构：滑板机构、固定板。冷挤剪断机构：滑板机构、固定板。镦钉帽机构：曲柄滑块机构。

(一)自动制钉机的送丝机构

棘轮机构是由摇杆、棘爪、棘轮、止动爪等组成。棘轮轮机构能产生间歇运动，使送丝动作有停顿。送丝后停顿，进行夹紧，挤钉，切断等动作。等一些列动作完成后，再进行送丝。棘轮轮机构带动摩擦轮转动。摩擦轮校直钢丝，并传送出去。

(二)自动制钉机的夹紧结构

夹紧机构是本次设计中的关键所在，因为能否夹紧钢丝就决定着下面工序能否正常进行。利用一段时间来夹紧钢丝，进行冷镦、冷挤和剪断。在回程时，松开钢丝，使送丝机构向前送丝。滑板由连杆驱动，连杆连接曲柄，曲柄由曲轴驱动。通过对滑板槽的形状和尺寸的设计，夹紧块有四分之三的时间处于夹紧状态。

(三)自动制钉机的冷挤钉尖和剪断机构

冷挤机构也采用和夹紧机构一样的滑板机构，滑板带动推杆使其到达最高点时挤压钢丝，在杆尖安装特殊形状的模具挤压出钉尖的形状并且剪断钢丝。挤钉尖和切断的动作同时进行，可以提高效率，同时又能避免复杂的协调工作。
将夹紧机构和冷挤剪断机构集合到同一滑板，结构更加紧凑。在运动的传动性方面，只需一个电动机，机构最简洁，所以传动性最好，提高生产效率，又能使空间布局紧凑，机械效率高。冷挤和冷镦可以通过调节初始位置使其同步进行，提高生产效率。

(四)自动制钉机的冷镦结构

自动制钉机的冷镦机构主体在滑块，位于机身的中间导轨槽内，曲柄一端与曲轴相连，另一端与滑块相连，曲轴的旋转使曲柄牵动滑块在导轨槽内作往复返运动，从而达到冲压的目的。

三、结论：

（一）所设计的自动制钉机。在送丝过程中，使用棘轮机构，机械效率高，并能平稳地、间歇地进行转位，但在送丝中，钢丝是由滚轮夹住往前移动的，有可能钢丝在两滚轮之间产生相对滑动，使送丝的效率降低。

(二)在冷镦过程中，采用曲轴连杆机构，虽然传动不太稳定，但效率较高，且机构简单。

（三）在冷挤和剪断机构中，采用滑板槽机构，传动平稳性和机械效率都能很好地满足要求。挤钉尖和切断的动作同时进行，可以提高效率，同时又能避免复杂的协调工作。
（四）夹紧机构通过对滑板槽的形状和尺寸的设计，夹紧块有四分之三的时间处于夹紧状态。将夹紧机

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构和冷挤剪断机构集合到同一滑板，结构更加紧凑。
参考文献：
孙桓，陈作模主编.机械原理（第六版）[M].北京：高等教育出版社，2001
裘建新主编.机械原理课程设计指导书[M].北京：高等教育出版社，2005
[3]楼鸿棣，邹慧君主编.高等机械原理[M].北京：高等教育出版社，2000