新型平压模切机的毕业设计说明书

【摘 要】本文在认真分析现有模切机优缺点，通过查找机械设计手册等大量文献比较不同方案，选择了更为合适的一种新的模切机设计方案。该方案的工作原理为利用不完全齿轮控制双列链条做间歇性送料动作，而凸轮推杆机构控制纸板的夹紧与松开，依靠平面六杆曲柄滑块机构对纸板进行模切。同时本文对该方案模切机的关键零部件设计过程进行了详细阐述，其主要内容包括系统总体方案的设计、电动机的选择、执行机构的设计、传动零部件的设计、飞轮的设计、轴的设计与校核以及轴承的选择、机架的设计等。该新型平压模切机工作时采用的是上模不动，下模通过肘杆机构带动模切的工作方式，从而更好的保证了模切精度，提高了工作效率。文中平面六杆曲柄滑块机构的设计使模切机构具有了急回、增力、短时保压等良好的工作能力，从而减小了电机功率损耗，降低了成本使模切机更能适应现在代生产的需要。对未来的模压机的发展具有重大意义。【关键词】模切机；凸轮机构；电动机AbstractIn this paper, on the basis of compareof of die-cutting machines analysis of advantages and disadvantages，we can design a new die-cutting machine，it works as that useing not completely gear control double row chain intermittent to feeding movement，The cam mechanism control boards clamping and release，Rely on flat six crank on the board for cutting.This program also express the key components of the design process described in detail，The main contents include the overall program design, motor selection, executive body of the design, the design of drive components, fly wheel design, shaft design, and bearing checking options, the rack design and so on.The new die-cutting machine at work on the model used is fixed，Lower die cutting through the elbow-bar mechanism driven way of working,in orderto die organizations have a quick return, by force, short-term holding pressure, good working ability, thereby reducing the electrical power losses, reducing the cost.【Keywords】Die-cutting machine; Cam Agencies; Electromotor西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 1 页第一章 绪 论1.1 课题来源在现在的生活中机器已经逐渐发展成为人们工作、生产、生活的一个重要部分，使人们的生活更加美好。他已经涉及到各个领域和行业，提高了人们的劳动生产效率，减少了劳动强度。他已经称为人们不可或缺的一部分。而在另一方面，人们正在追求高品质的生活，追求简单、方便和舒适的同时也在追求美。在印刷行业也是一样，人们对产品的包装要求越来越高，不仅要求产品的外包装上有艳丽的印刷图案，而且还要求外包装的盒型精美、别致，造型漂亮，于是平压模切机满足了人们的这种需要。在现阶段，平压模切机的发展即应达到一个较为成熟的水平，无论是在设计理念上还是在制造工艺水平上都已经达到一定水准。于是在此提出了新型平压模切机的设计这一课题。新型平压模切机是印刷、包装行业压制纸盒、纸箱等纸制品的专用设备。该机可对各种规格的白纸板、厚度在 4mm 以下的瓦愣纸板，以及各种高级精细的印刷品进行压痕、切线、压凹凸。经过压痕、切线的纸板，用手工或机械沿切线处去掉边料后，沿着压出的压痕可折叠成各种纸盒、纸箱或制成凹凸的商标。这种设备具有结构合理、质量可靠、成型性好、经久耐用、维修方便等特点，经过模切压痕后的印刷品可大幅提高其商品附加值。平压模切机的创新点来源于对国内外各种不同类型的平压模切机进行调研，然后再进行分析研究得出的。特别是在改革开放以后，国内的中、小型印刷包装厂得到迅速发展，立式平压模切机的市场需求量每年都在不断增长。立式平压模切机虽属传统产品，但是随着我国印刷包装业的不断发展，用户对该机也提出了新的更高的要求。用户就是“上帝” ，本毕业设计就是秉乘着这样一个原则对传统平压模切机进行了创新设计，以求进一步提高其压切性能、工作可靠性和操作安全性，使其满足市场的需求。该新型平压模切机主要创新点表现为以下几个方面：1.整体布局得以创新，主模切机构采用上模固定，下模从下往上模切运动。这相较上模运动下模固定而言，使整个机构变得更为整凑，减少了占用体积，方便了整机布局。而相较上、下模同时运动机构而言，减少了机构复杂性，同时增加了模切定位西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 2 页的精度。2.主模切机构采用平面六杆曲柄滑块机构，这使得主模切机构实现了增压、短时保压、急回等运动性能，减少了原动机的功率损耗，提高了模压质量与工作效率。1.2 平压模切机的企业需求随着社会的不断进步，技术的不断提升，该行业的生产制造厂家不断增加，这就使得生产者面临巨大的挑战。要想赢利，要想击败竞争对手就必须有更加优势的技术保障来制生产出创新性产品。这种新型产品不仅在节约成本，效率高，生产稳定等方面提出高要求之外，更要在人性化方面做到更加合理。尤其是达到现在“十二五”规划所倡导的“节能减排和绿色环保” 。虽然半平压模切机的技术已经不断成熟，但是要在这个基础上提高还是有可能的，结合企业的需要，可以将几个工艺动作合成。这样就更能够生产更加紧凑。目前我国全自动平压平模切机的技术水平已经有大幅度的提高，主要表现在：先进企业设备的模切速度指标已经达 N8000 张/小时模切精度已经达到01O.2m m，多数企业生产的全自动平压平模切机普遍带有清废装置，还有的企业能够制造全息烫金模切两用的模切机，也有一些企业能够制造模切瓦楞纸的全自动平压平模切机和半自动平压平模切机。这些设备的基础件大都采用钢结构墙板，加工中心加工精度和刚性得到充分保证。这都体现出不论规模是大是小的企业都提出了对新型平压模切机的需求。1.3 平压模切机的发展趋势及相关研究动态在众多印后设备品种中,我国模切机产品的技术和产业化已经达到较高的水平,其主要标志表现在以下几个方面:一是模切机的进口额下降,出口额在不断提高；二是模切机的品种基本满足国内印刷包装业的生产需求。国内已经可以制造包括全、自动平压平模切机在内的商标模切机,不干胶商标模切机,圆压圆模切机,圆压平模切机, 平压模切压痕机(老虎嘴模切机)等产品,近年来,已经可以制造联动线上的模切单元；三是制造全自动和半自动模切机的企业已经超过 20 家。其中主要厂家有上海亚华、北人集团、唐山玉印、天津长荣、北京胜利伟业、湖北京山、河南新乡、上海耀科、上海鼎龙、上海旭恒、青岛美光等企业。商标模切机有多家企业在生产，其中主要厂西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 3 页家有咸阳和丰、北京马昌营等企业。生产平压模切压痕机（老虎嘴模切机）的企业更是数不胜数。半自动平压平模切机是印刷包装品印后加工的重点设备，不但是一种高效、安全、高质量的模制成型设备，同时，又是一种高效、安全、高质量的模制成型设备， 同时又是平压模切压痕机(老虎嘴模切机)的更新换代产品，受到包装印刷企业的青睐。这种设备的广泛应用和广阔的市场前景，已经吸引不少企业进入全自动平压平模切机的制造行列使我国全自动平压平模切机已经形成完整的产品品种系列，在技术上也达到较高的水平。国外模切机的发展比较成熟，其主要有以下特点：一是自动平压模切机正向着控制智能化、机械操作简化的方向发展。模切的幅面大；二是自动模切正向着功能全面化方向发展，许多模切机构带有清废功能，大大提高了工作效率；三是机械本身有着高的精度和速度，在德鲁巴展览会上，瑞士的 BOBST 公司生产的 SPRINTEPA106PER 自动模切压痕机（带全清废单元）达到了 12000 张/小时的速度，其模切精度通常可以控制在 0.1mm 左右。1.4 设计平压模切机的目的及意义平压模切机是目前应用最广泛的最普遍的类型 也是国内外生产厂家最多的机型。平压平模切机可以用于各种类型的模切。既能模切瓦楞纸板、卡纸、不干胶，又能模切橡胶、海绵、金属板材等。既能人工续纸半自动模切，也能全自动高速联动模切。他的工作原理最具有代表性的。所以研究它也及其重要。平压模切机分为立式、卧式两种。立式模切机俗称“老虎嘴”机 其特点是精准度比圆压圆模切机好 售价便宜 突出的缺点是安全系数低 多年来始终没有彻底解决杜绝伤残事故问题 工伤事故时有发生 在当今国家重点保证人身安全并已立法的大环境下 如果还是解决不了安全问题 必然要退出市场。卧式模切机分为半自动模切机、全自动模切机以及带清废和不带清废四种。它们的共同特点是精准度比较准确 效率比“老虎嘴”机高 比圆压圆低 处于中位。 近二十年来 平压模切机是使用最广泛且技术发展最快的机型。万丈高楼平地起 作为一个刚刚毕业的大学生 要想有自己的技术进步与技术技术创西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 4 页新 就得先搞懂基本设备的基本原理。为以后实现模切机的数字化和智能化做准备。 1.5 毕业设计具体内容本次毕业设计是机械设计制造及其自动化专业设计模块的课题，题目是新型平压模切机的设计。本次设计的题目是“新型平压模切机的设计” ，其中最重要的是对平压模切机现状的考察以及对国内现有技术水平的了解，再根据得出的结论设计出新型平压模切机。在设计过程中，先进行调研考察，全面了解平压模切机的各种技术参数，例如方案的设计，结构的设计以及运动参数的计算等。同时，要注重在保证设计正确合理的基础上，大胆创新，巧妙设计，使自己的设计在各方面更加适用。该毕业设计设计任务主要有：1. 明确设计任务和要求，了解平压模切机的现状；2.设计方案的确定：本次毕业设计题目是新型平压模切机的设计，它新型的之处是通过对老式平压模切机的结构功能分析，并针对各个机构分别进行讨论，得出新的平压模切机方案；根据工艺动作要求拟定运动循环图，并进行送料，模切机构的选型等；3. 运动设计与动力计算（1）原动机的确定（2）确定各传动机构的传动比（3）计算各轴的转速和功率4. 根据要求进行相关机构的设计及计算（1）各齿轮的结构设计和尺寸计算（2）曲柄连杆机构的设计及尺寸计算（3）带轮的结构设计（4）轴的结构设计和尺寸计算（5）凸轮的设计（6）不完全齿轮的设计（7）飞轮的设计（8）主要零件的强度校核等等5.绘制新型平压模切机的装配图及零件图西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 5 页6.完成设计任务说明书第二章 新型平压模切机系统总体方案设计2.1 新型平压模切机的原始数据（1）新型平压模切机的生产能力为每小时压制纸板 3000 张；（2）纸板尺寸为 250mm 250mm，由人工放入输送线上，双班制；（3）模压行程 H=50 ,回程的平均速度是工作行程平均速度的 1.2 倍左右，模压m5.0生产阻力 P =2 10 N，模压回程时不受力；C6（4）模具和滑块的质量约为 120kg;（5）在最后加压的 5mm 范围内施压性能良好，即增力性好，且在 5mm 范围内施压时间适当长些；（6）工作台距离地面 1200mm；（7）所设计机构的性能要良好，结构简单紧凑，节省动力，寿命长，便于制造。2.2 新型平压模切机的工作原理及工艺动作分解 2.2.1 新型平压模切机的工作原理从机器的工艺动作可以看出，可以把整个机构运动的运动分成两个部分，一是辅助运动，它可以用于完成纸板的夹紧，走纸，松开等动作。对实现该运动的传动机构要求做间歇运动；二是主运动，完成对纸板的压切动作，要求装有模板的滑块做直线往复运动，其特点是行程短，受载大。本机构要求行程是 50 毫米，最大载荷是 P =0.8c10 N，工作速度是每小时压制 3000 张。另外，主运动和辅运动要相互协调，如图621 和图 22 所示： 西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 6 页图 21 平压模切机动作示意图 图 22 模切机生产阻力曲线压制纸板的工艺过程分为“走纸” 和“模切”两部份，如图 21 所示，4 为工作台面，工作台上方的 1 为双列链传动，2 为主动链轮，3 为走纸横块(共五个)，其两端分别固定在前后两根链条上，横块上装有若干个夹紧片。主动链轮由间歇机构带动，使双列链条作同步的间歇运动。每次停歇时，链上的一个走纸模块刚好运行到主动链轮下方的位置上。这时，工作台面下方的控制机构，其执行构件 7 作往复移动，推动横块上的夹紧装置，使夹紧片张开，操作者可将纸板 8 喂入，待夹紧后，主动链轮又开始转动，将纸板送到具有上模 5(装调以后是固定不动的)和下模 6 的位置，链轮再次停歇。这时，在工作台面下部的主传动系统中的执行构件滑决 6 和下模为一体向上移动，实现纸板的压痕、切线，称为模压或压切。压切完成以后，链条再次运行，当夹有纸板的横块走到某一位置时，受另一机构(图上未表示)作用，使夹紧片张开，纸板落到收纸台上，完成一个工作循环。与此同时，后一个横块进入第二个工作循环，将已夹紧的纸板输入压切处，如此实现连续循环工作。2.2.2 新型平压模切机的工艺动作分解新型平压模切机是印刷、包装行业压制纸盒、纸箱等纸制品的专用设备。该机可对各种规格的白纸板、厚度在 4mm 以下的瓦愣纸板，以及各种高级精细的印刷品进行压痕、切线、压凹凸。经过压痕、切线的纸板，用手工或机械沿切线处去掉边料后，西南交通大学本科毕业设计（论文） 第 7 页沿着压出的压痕可折叠成各种纸盒、纸箱或制成凹凸的商标。这种设备具有结构合理、质量可靠、成型性好、经久耐用、维修方便等特点。本次设计的模切机是半自动平压模切机，机构简单，动力节省，成成本低，可以适用于各种不同规模的企业。为了实现压痕、切线、压凹凸等动作，新型平压模切机必须具备以下几个工艺动作：1）夹紧机构将