自动纸杯成型机滚花压边系统设计研究-开题报告.doc

大量毕业设计全套资料，需要的QQ：561014150（有偿）* 大 学本科生毕业设计（论文）开题报告论文题目：自动纸杯成型机滚花压边系统设计研究 学 院: 机械工程学院 专 业: 机械设计制造及其自动化学生姓名: 指导教师: 开题时间: 2007年 3 月 18日自动纸杯成型机滚花压边系统设计研究1 课题的目的、意义及国内外发展现状分析11课题的目的自动纸杯成型机滚花压边系统设计是通过各机构设计，传动系统设计等一系列相关设计与计算，完成纸杯机的预热、主热、滚花压边整个成型过程，并且对其所有尺寸进行了圆整与优化。12 课题的意义随着我国经济的迅速发展和人们生活水平的稳步提高，人们的卫生健康意识也在不断地加强，而无毒无味、形象佳、感觉好、可降解、无污染的纸杯正好满足了消费者的消费要求，目前一次性纸杯已成为很多经济发达地区人们日常消费之必需品。但是我国的食品包装业相比国外来说落后很多，具体来说，技术力量薄弱，包装机械行业技术队伍不能适应发展的要求，而且大量科技人员是由其它行业转移过来的，专业知识结构存在缺陷，学机械的不了解食品工艺，学食品工艺的不熟悉机械，我可以通过本次设计对食品包装机械的设计发法和工作原理有一个深刻的了解。13 国内外发展状况及趋势分析国外包装和食品机械水平高的国家主要是美国、德国、日本、意大利和英国。而德国的包装机械在设计、制造及技术性能等方面则居于领先地位。最近几年国外设备表现出如下特点：(1)工艺流程自动化程度越来越高。目前自动化技术在包装生产线中已占50以上，大量使用了电脑设计和机电一体化控制，目的是提高牛产率，提高设备的柔性和灵活性，增加机械手以完成复杂的包装动作(模拟手丁包装)。每个机械手均由单独的电脑控制，摄像机监视包装动作并将信息反馈到电脑以调控动作幅度，保证包装的高质量。同时对包装材质及厚度有自动识别功能，再由电脑计算后去控制机械动作，完全是个自适应系统，保证系统在最优状态下工作。(2)提高生产效率，降低工艺流程成本，最大限度地满足生产要求。德国的啤酒饮料灌装设备日前已达12万瓶/小时，香烟包装机达到12，000支分。高速设备一旦出现故障，损失也同样惊人，所以高速设备一定要有故障分析系统(自诊断系统)并能自行排除故障，使生产效率得以提高。(3)适应产品变化，设计具有好的柔性和灵活性。为适应竞争需要，产品更新换代的周期越来越短，有的产品甚至一季一变，而产量都很大，包装机械的寿命远大于产品的寿命周期，所以某些包装机械要能适应产品的变化，只能以柔性和灵活性来适应，包括量的灵活，构造的灵活和供货的灵活。构造可以采用单元模块化，供应灵活是指一台机可实现多种包装组合，设多个进料口及不同形式包装，再组合到一个中包装。(4)成套供应能力强。如条饮料灌装线，有200多个微电脑件，100多种控制软件，灌装封盖部分又是两套组合，其他部分共用，总体效果是120，000瓶/小时的生产线，一个供货商可以为用户进行工程设计、安装、调试，最后交用户验收。(5)包装机械设计普遍使用仿真设计技术，把各种机器单元以数据库形式存入计算机，把图纸数字化后输入计算机，又计算机自动合成三维模型；再把实际生产时的指标和数据、可能发生的故障等输入进计算机，计算机三维模型即可仿照实际工作情况进行操作，演示出生产能力、废品率、生产环节的匹配，生产线瓶颈在何处等，还可根据用户意见进行修改模型直到用户满意。采用计算机仿真技术后，大大缩短了包装机械的设计周期及新产品开发周期。国内现有的一些包装机械产品技术含量不高，自主研发能力不强，还停留在仿制国外的设计模式，除了瓦楞纸箱包装机械和一些小型包装机械有一定规模和优势外，其他包装机械几乎不成体系和规模，国内市场上需求量大的一些成套包装生产线，被国外几家大包装机械企业（集团）所垄断。随着包装机械技术含量日趋增加，很多先进技术被应用在包装机械上，如远距离遥控技术（包括监控）、自动柔性补偿技术、激光切割技术、信息处理技术还有二十世纪八十年代末开发的冷杀菌技术。包装机械零部件将实现专业化生产，因为国际包装界十分重视提高包装机械加工和整个包装系统的通用能力，所以包装机械零部件生产专业化是发展的必然趋势，很多零部件不再由包装机械厂生产，而是由一些通用的标准件厂生产，某些特殊的零部件由高度专业化的生产厂家生产，真正有名的包装机械厂将可能是组装厂。2课题的主要工作21 设计思想布置各个部件时必须要有全局观点，不仅要考虑包装机内部因素，还要考虑人与机器的关系、环境条件等各种外部因素，按照简单、合理、经济的原则，妥善的确定包装机中各主要零部件之间的相当位置和运动关系。包装机各个零部件即使设计和制造的都很好，但布置不合理，则仍然不能很好的工作，也不能获得良好的整机性能。总体布局的基本原则及要求：（1）功能合理。以实现功能要求为最基本原则，各分功能既易于实现又便于实现总功能，不论在包装机内部还是外观上都不应采用不利于功能目标的布局方案。（2）保证工艺过程的连续和流畅。在布置工作部件的位置时，应保证前后动作的连续和流畅，能量流、物质流和信息流的流动途径合理，各部件之间的相对运动不发生干涉。（3）保证设计精度、刚度以及抗震性等要求。（4）充分考虑产品系列化和发展要求。设计时不仅要注意解决目前问题，还应考虑今后进行变型设计和系列设计的可能性，产品更新换代的适应性等问题。（5）操作、维修、调整方便。（6）结构紧凑，层次分明，比例协调，造型美观。2. 2设计具体内容，拟采用的方法及手段机构的设计遵循一定的顺序：（1）一般先布置执行系统，然后再布置传动系统、操纵系统及支撑形式（机架）等，从粗到细，从简到繁。（2）先确定两个中心：执行系统中心和整机中心。（3）布置执行系统时，先根据拟定的工艺要求将执行构件布置在预定的工作位置，然后布置其原动件和中间连接件，同时注意：减少构件和运动副的数目，缩小构件的几何尺寸，以减小其磨损和变形对机构运动精度之影响。使原动件尽可能接近执行机构。在布置相互联系的多个机构时，应尽量将原动件集中在一根或少数几根轴上。对外露的机构，最好将其原动件隐蔽布置，以提高操作安全性。由于执行构件往往与加工对象直接接触，所以布置执行构件和中间连接件时，应考虑加工对象装夹、传送的方便可靠性。布置传动系统时，应尽可能简化传动链，合理安排各个传动机构的顺序，注意传动系统的润滑和密封以及污染。操纵机构布置要注意操作的方便性和安全性，保证操作人员和操纵件之间有合适的位置。尽可能降低整机质心高度、避免构件的偏置。注意设计精度及总体精度的分配。注意人机工程学及其艺术造型设计。注意布置的集中与分散，集成化与模块化。3完成课题的实验条件，预计设计过程中遇到的问题以及解决的方法和措施本设计中的包装机械是已经完成的实际项目，并在此基础上进行优化设计。纸杯由杯身和杯底组成，设计的关键是如何把纸胚分别制成杯身和杯底并将其压合。杯身成型方法一般都是抱合成型。其工作原理是先将扇形坯料沿母线压置于成型模具（阳模）上，成型模具的形状与杯身内腔完全一致；坯料的放置位置一定要准确，否则对以后各工序和纸杯质量都有影响；接着对开的一对抱合手（阴模）将纸杯抱合在成型模具上，抱合手的内腔与杯身的外壁完全一致，但在接缝处留出一空隙允许热封头插入热封。纵缝封合 在抱合手将纸坯抱合在成型模具上时，热封头即压到纵封上将纵缝封合。抱合手即可退回。热封方式通常采用电热封合，也可采用超声封合。后者的封合质量较好，但效率低，设备投资较高。本机采用前者封合方式。杯底成型套合 杯底成型一般是在纸杯成型机上进行。杯底原料材质与杯身相同，但通常以卷筒形式送进。由一套复合模具从卷筒纸上落料，同时将落下的料冲底成纸杯底。然后由机械手将杯底送到套合模具的顶面，并靠真空定位于顶面。接着将已成型封合的杯身从成型模具上取下，由大口套入到有杯底的套合模具上，套合模具的外形与杯子的内腔完全一致。杯底翻边结合 将杯身底部伸出杯底 边在加热的情况下向内翻入杯底内腔的周壁，并且稍加压，使杯身和杯底套合住。杯底内壁滚花 滚花的作用是使杯底和杯身封合严密，不会漏水，同时使冲压成型的杯底壁的材料均匀分布。杯口卷口 这是最后一道工序，将封好底的杯子从套合模具上取下来，套到翻边卷口模具上，卷口成为成品杯。4 毕业设计实施计划安排第四周：参考文献的收集第五周：阅读文献和外文翻译第六周：撰写开提报告第七周：课题分析与总体设计第八周：纸杯成型工艺设计第九周：成型机构设计及草图第十周：传动系统设计计算第十一周：附件的设计计算第十二周：总成图的绘制第十三周：副传动图绘制第十四周：主成、顶成图绘制第十五周：顶成、模成图绘制第十六周：撰写论文第十七周：撰写论文及答辩准备 5主要参考文献1 赵淮.包装机械选用手册.化学工业出版社.20002 吴柏芝.机械设计程序与结构.科学出版社.20003 龚景安 许立忠.机械设计.机械工业出版社.19974 宋耀增.画法几何及机械制图.机械工业出版社.19995 王家骧.轻工业机械设计.中国轻工业出版社.19996 许占林.中国食品与包装工程装备手册.中国轻工业出版社.20007 马桃林.包装技术.武汉大学出版社.19998 韩晓娟.机械设计课程设计.机械工业出版社.19999 徐灏.机械设计手册.机械工业出版社.199110 邵晓荣 包耳.互换性与测量技术基础.机械工业出版社.200111 孙凤兰 马喜川.机械设计图册.印刷工业出版社.199612 成大先.机械设计手册（第三版）.化学工业出版社.199313 中国机械工程学会.中国机械设计大典.江西科学技术出版社.200214 安子军.机械原理.机械工业出版社.199715 龚桂义.机械设计课程设计图册.高等教育出版社.198916 Rose,D. In Aseptic Progressing of Foods,ed. H.Reuter, SpringerVerlag.199317 Ehedg Update.Hygienic design of closede quipment for the progressing ofliquid food .Trend in Food Science and Technology,1993,4 :375-37918 Rose D .In Aseptic Porcessing of Food.Food Technology.1993,5: 53-5919 Cerf O,Bri