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生产线 装置 设计 要求

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生产线转位装置设计和要求,生产线,装置,设计,要求

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毕业设计（论文）开题报告课题名称 钢球砂带磨削机设计 学 院 机械学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 BJ1101 学 号 111002210127 姓 名 指导教师 定稿日期： 2015 年3月5 日钢球砂带磨削机设计1 选题背景及其意义轴承是国家重大技术装备的关键零部件，目前轿车、高铁、风电、精密机床主轴配套轴承等高端轴承一直是中国轴承行业的软肋，长期依靠进口。由于我国轴承工业发展跟不上，强力拉动了轴承的进口。如在高速铁路的大发展中，时速200公里以上的动车组用轴承全部为进口，国内目前能满足只是160公里左右的机车轴承。虽然少部份国内企业可以制造业时速200公里级别的动车轴承，但相关采购部门还是会采用进口部件，我国高端轴承领域前景堪忧。而轴承中的球轴承是各类机械装备的重要基础件，而钢球又是球轴承的关键零件，大量实验表明，钢球占影响球轴承噪声全部因素的60%，轴承失效因钢球破坏的比例达58.5%（国外仅占23.4%），这就客观地说明了钢球在轴承中的重要性。目前，我国现代科学技术正日新月异地发展，使得高端机械装备的需求量迅速增长，对机械零部件的制造精度也提出了越来越高的要求，市场迫切需要大量高性能、高精度的轴承投放，以满足各行业的需求.轴承行业的高速发展，也带动了钢球生产的发展与提高，特别是行业经过六五，七五，八五，三期技术改造后，钢球生产无论在产品质量，生产工艺及装备水平等方面都上了一个新台阶。但是，受技术与设备的限制，我国生产的钢球无论是加工精度还是能源的损耗，都与国外先进水平相差很远.我国现在使用的高精度G3级钢球，主要还依赖进口.G3级钢球可广泛应用于精密仪器、先进武器中的高精轴承中。可以说，能否实现批量生产G3级钢球直接关系到我国装备制造业乃至国防工业的快速发展。而“光球”作为球轴承中钢球生产工艺中一个非常重要的环节，其加工质量和效率对提高球轴承的质量有重要意义。本课题在理论研究的基础上，以开发绿色、节能、高效的轴承钢球光球设备为目标，有助于提升我国钢球生产能力，使我国高精度钢球磨削设备实现自给，从而使钢球产品质量达到国际先进生产水平，打破外国垄断和技术封锁，解决高价进口钢球的问题，为企业和社会创造更多的经济效益.本课题的研究也是全国滚动体行业 “十一五”技术攻关的首项任务，具有很强的现实意义。2 文献综述（国内外研究现状与发展趋势）国内对光磨、硬磨、研磨机理的研究正逐渐深入：1981年，光球机理研究小组的颜世一，谭达洲等人指出光球运动可以分解为自转和公转，认为光磨是一种固定金属磨粒磨削，其“自锐性”是由于疲劳磨损而获得。国内还有人研究了光球磨削的微观机理，分析了磨粒在钢球表面的微观运动规律.李茂龙讨论了球体在直圆弧槽和曲圆弧槽中的滚动规律，得出了接触弧长和阻力矩的计算公式。湘潭大学的朱晨建立了同轴三盘研磨方式的钢球研磨运动学方程及研磨迹线理论，并阐述了三盘研磨的力学特性.后来国内很多高校对四轴球面研磨技术、锥形研磨方式、超声波振动研磨技术、磁性流体研磨技术等新型高精度研磨技术做了大量的研究，取得了不错的成效。目前，我国轴承钢球制造仍以单机为主，且多采用传统的电气控制。而国外著名的轴承公司都在进行磨削自动线连续生产的研究。国内少数企业想引进这些关键的磨削制造设备，但由于价格昂贵，设备折旧成本过高而纷纷作罢.面对日益增长的国内外两个市场的需求，轴承行业迫切希望能获得大量性能稳定可靠、高精度的轴承钢球磨削设备。“光球”作为钢球生产工艺中一个非常重要的环节，假如能够从根本上得到改进甚至创新，对我国球轴承质量的提高意义非凡。 在调研中还发现，国外钢球生产倾向于“以磨代光”，逐步淘汰了光球工艺.因此将砂带磨削工艺引入钢球光磨加工是大势所趋.英、美、日、俄等国的钢球企业对球坯不同部位的形状分别作了改进并进行了大量的试验研究工作.60年代末，日、美、英、法、俄等国家先后采用光磨工艺取代了“原锉削+软磨”老工艺，并相继出台了各自的光磨机设备.日、德、英、俄等国普遍采用了保护气氛加热工艺、钢球表面强化处理等钢球制造新工艺.70年代末原苏联对固定精研盘的形状做了改进，后来国外很多轴承厂都对研磨盘做了正压偏沟试验。日本先后发展了磁流体研磨技术、同轴三盘研磨技术、磁浮研磨技术以及批量生产的超细树脂砂轮钢球精磨技术。目前，国外钢球加工设备的发展趋势是追求高效率、高精度、质量稳定性好和自动化程度高。 随着现代科学技术的发展，我国对高端机械装备的需求量也在高速增长，市场迫切需要大量高性能、高精度轴承投放，以满足各行业的需求.我国“十一五”规划制定了轴承行业的发展总目标：到2010年，轴承产量达到80亿套，销售额840亿元，按85%为球轴承计算，轴承钢球配套需求量达到920亿粒.轴承出口量达到4042亿套，出口创汇25亿元.因此节能、环保、创新、使用的设备必将受到人们的青睐。而本设备使用的砂带磨削钢球，在加工工艺与理念上都与传统的加工方法有很大的改进，一经实现必然会有很广阔的市场。3 研究内容本课题的研究以现有光球机床的缺陷以及现有砂带磨床的结构、工作原理，提出新的加工工艺，并设计全新的钢球砂带磨削机床.具体研究内容如下：1）研究现有设备的结构、生产工艺，提出设计方案；本课题通过参考现有砂带磨床的磨削原理与结构，实现钢球从冷镦件到光球的加工；2）动力及传动系统确定；3）进料系统的确定；4）压磨板升降系统的确定；5）完成钢球砂带磨削机整体布局的设计和二维装配图与零件图的绘制；6）整理相关资料，编写说明书。4 研究方案研究方案的确定砂带磨削的基本原理如图4-1所示。图4-1 砂带磨削原理图 两砂带平行配置，钢球运动为“不变相对方位”的滚转，球坯磨削区域为一环带，如图4-2所示。 图4-2 平行砂带磨削效果示意图为了使钢球表面任何一个区域都能参与磨削加工，钢球必须做“变相对方位”运动，即钢球除了绕着X轴滚转之外，还必须增加绕着Y轴的枢转，这可以通过增加钢球绕与X轴成角的P轴转动来实现，如图4-3所示。图4-3 全方位钢球磨削示意图为了使钢球能够做变相对方位运动，本课题设想了以下三种方案：1）旋转阻尼板式砂带磨削方案；2）角度式配置式砂带磨削方案；3）螺旋进料式砂带磨削方案。旋转阻尼板砂带磨削方案如图4-4所示，其运动原理是上下砂带的相对平行运动使得钢球有一个方向的运动，旋转阻尼盘的存在使得钢球有另一个方向的运动，两个运动合成可以使钢球全部表面均可以被磨削到，从而达到预期的目标.此方案结构比较简单，预期的运动过程比较容易实现，可以实现自动化连续加工，效率比较高。通过对钢球的运动分析可以得出钢球的表面均可以被磨削到并且比较均匀，精度比较高。但阻尼板磨损比较厉害，需要定期更换；阻尼板磨损后会使加工精度降低，影响钢球的加工质量。 图4-4旋转阻尼板式砂带磨削方案图 图4-5角度式配置式砂带磨削方案图互成角度型砂带磨削方案如图4-5所示，用相互平行的隔板将钢球隔开，上下砂带互成一定角度，上面的压磨板采用平面式，下面的开有凹槽.运动时上下砂带以一定的夹角相向运动.上面的砂带给钢球提供一个方向的运动，隔板提供另一个方向的运动，两个运动合成达到磨削钢球整个表面的目的.此方案加工效率高，易实现连续加工，上面采用平面式压磨板可以降低运动时的摩擦力，但较方案一结构设计稍复杂。螺旋推进式砂带磨削方案如图4-6所示，采用蜗杆机构，将蜗杆的齿槽加工成与要加工钢球半径相同的弧状，蜗杆下方放置砂带、隔板、压磨板.通过蜗杆的转动带动钢球转动，压磨板的凹槽方向使得钢球向前运动以达到磨削表面的目的.此方案可以实现连续加工，需要提供的动力相对较小，但加工效率低，机构设计复杂，同时蜗杆较容易磨损，需要定期更换，成本较高。图4-6 螺旋推进式砂带磨削方案图综合以上对比，从磨削钢球均匀的程度以及所达到的精度考虑，并结合机床结构、加工效率、节能环保等方面最终确定选用方案一。4.1 动力及传动系统确定由于在磨削过程中，需要电机提供的克服磨削钢球阻力的转矩并不是很大，故所选的电机的功率也不大。如果采用一个电机和中间传动装置来带动砂带运动，必然会增大机床制造成本，机构上也会很复杂。故采用两个电机分别带动上下砂带运动，大大优化了机床的结构，降低了制造成本。与齿轮传动相比，带传动的主要优点是：带具有弹性，可以起到缓冲、吸振的作用，可以使传动变的比较平稳；当传动过载时，带在带轮上打滑可以防止其他零件的破坏，保护原动机；结构简单，成本低。本砂带机砂带运动方式比较固定，且需要很短时间从静止运动到高速，故适合采用V带直接带动滚筒转动传动，图4-7为动力及传动系统结构简图。图4-7 动力及传动系统结构简图4.2进料系统的确定自动进料系统，加工时，将钢球冷镦件放入震动料斗中，通过输料管把毛坯送入旋转盘，旋转盘旋转将钢球带入砂带进行磨削。由于输送盘下方的输送管到旋转盘的距离小于钢球的直径，故钢球毛坯只能落入旋转盘上预定的加工孔内.转盘是通过其下方的电机带动转动，同时通过同步带带动另一个旋转盘转动。在加工时，上下两个砂带提供两个方向的运动与旋转盘的圆周运动相结合可以使钢球的各个表面均可被磨削到。钢球被磨削完毕后，拉动箱体的滑块，使钢球落进下料箱中，由于下料箱内部地面是个斜面，拉动箱体前面的封门可使钢球落入预置的容器中。下料箱分为两个部分，分别接受上面两个旋转盘加工好的钢球，从而可以磨削不同精度的钢球，图4-8为进料系统结构简图。图4-8 进料系统结构简图4.3压磨板升降系统的确定 压磨板的上下移动是通过升降机构来实现的。压磨板固定在升降机构的移动块上，升降时只需要转动手轮，通过锥齿轮使丝杠转动，实现沿着套筒的中心方孔上下移动，从而带动压磨板上下移动，图4-9为压磨板升降系统简图。图4-9 压磨板升降系统简图5 进度计划 2015年2月 2015年3月：收集资料，确定设计系统总体方案，撰写开题报告及开题报告答辩。 2015年3月2014年4月：设计计算、图纸绘制、毕业设计论文初稿。 2015年4月2014年5月：论文修改，图纸修改。 2015年5月 2014年6月：准备毕业答辩。 参考文献1 陈来三.钢球磨球机砂轮修整技术改进及应用.轴承.20032 薛喆，傅蔡安，张韬.钢球磨削的微观机理.江南大学学报.20093 薛喆，傅蔡安，张韬.钢球磨削机理研究.机械设计与制造.20104 王贤，傅蔡安.钢球球坯成型工艺参数的优化.江南大学学报.2009.5 傅蔡安，于彩娜.钢球研磨工艺的优化设计与研究.2009 6 薛喆，傅蔡安，张韬.钢球硬磨加工工艺的优化.轴承.20107 薛喆，傅蔡安.光球生产工艺与设备的优化研究.20098 傅蔡安，张明.新型钢球砂带磨削机技术的研究.20119 傅蔡安，张明.轴承钢球微观磨粒磨削过程的数值模拟.轴承.201010 郭常胜，单瑞兰，郑焕文，王宛山.砂带磨削砂带张紧力的设计计算.198811 陈廉清，俞利锋.砂带磨削及其机床设计.199912 Xiaofeng He. Design of a New Type of Abrasive Belt Grinder. 13 Precision grinding technology research. 毕业设计（论文）开题报告课题名称 生产线转位装置设计 学 院 机械学院 专 业 班 级 学 号 姓 名 指导教师 定稿日期： 2015 年3月5 日1 选题背景及其意义生产线就是产品生产过程所经过的路线，即从原料进入生产现场开始，经过加工、运送、装配、检验等一系列生产生产线活动所构成的路线。生产线是按对象原则组织起来的，完成产品工艺过程的一种生产组织形式，即按产品专业化原则，配备生产某种产品（零、部件）所需要的各种设备和各工种的工人，负责完成某种产品（零、部件）的全部制造工作，对相同的劳动对象进行不同工艺的加工。生产线的种类，按范围大小分为产品生产线和零部件生产线，按节奏快慢分为流水生产线和非流水生产线，按自动化程度，分为自动化生产线和非自动化生产线。生产线的主要产品或多数产品的工艺路线和工序劳动量比例，决定了一条生产线上拥有为完成某几种产品的加工任务所必需的机器设备，机器设备的排列和工作地的布置等。生产线具有较大的灵活性，能适应多品种生产的需要；在不能采用流水生产的条件下，组织生产线是一种比较先进的生产组织形式；在产品品种规格较为复杂，零部件数目较多，每种产品产量不多，机器设备不足的企业里，采用生产线能取得良好的经济效益。转位装置主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使装置完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为转位装置的自由度 。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机 械手设计的关 键参数。自由 度越多，转位装置的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用转位装置有23个自由度。控制系统是通过对转位装置每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。同时接收传感器反馈的信息，形成稳定的闭环控制。控制系统的核心通常是由单片机或dsp等微控制芯片构成，通过对其编程实现所要功能。2 文献综述（国内外研究现状与发展趋势）本机构是一种具有简单动作功能的机械手。随着网络技巧的发展，机械手的联网操作问题也是以后发展的方向。工业机器人是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发展起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。我国塑料机械已成为机械制造业发展最快的行业之一，年需求量在不断的加大。我国塑料机械产业的高速发展主要有以下两个大因素：一是对高技术含量装备的需求所带来的设备更新及陈旧设备的淘汰;二是海内塑料加工产业的高速发展，对塑料机械的需求旺盛。3 研究内容本课题的研究生产线转位装置的结构、工作原理，在现有工业运用装置的基础上，设计一款具有转位功能的运用于某生产线的装置。.具体研究内容如下：1）研究现有设备的结构、生产工艺，提出设计方案；本课题通过参考现有工厂流水线机械手结构，工作原理里；2）动力及传动系统确定；3）驱动方式的选取；4）重要零部件的设计和选取；5）完成生产线转位装置的设计和二维装配图与零件图的绘制；6）整理相关资料，编写说明书。4 研究方案 本课题在熟悉了解现有工厂机械手的基础上，参考和创新性的设计出生产线转位装置。 目前市面，工厂中很多上产线都有机械手，这是工业先进水平的象征。机械手，顾名思义，其具有类似于人手的某些功能，在工业领域，主要体现在传动和转动等方面。本课题与之十分相似，可以说本课题涉及的生产线转位装置就是一款简单的机械手，所有，可以在现有各种机械手结构，功能方面进行研究。来帮助完成本次设计。4.1 动力及驱动系统确定机械手所用的驱动机构主要有4种：液压驱动、气压驱动、电气驱动和机械驱动。其中以液压驱动、气压驱动用得最多。1、液压驱动式液压驱动式机械手通常由液动机（各种油缸、油马达）、伺服阀、油泵、油箱等组成驱动系统，由驱动机械手执行机构进行工作。通常它的具有很大的抓举能力（高达几百千克以上），其特点是结构紧凑、动作平稳、耐冲击、耐震动、防爆性好，但液压元件要求有较高的制造精度和密封性能，否则漏油将污染环境。2、气压驱动式其驱动系统通常由气缸、气阀、气罐和空压机组成，其特点是气源方便、动作迅速、结构简单、造价较低、维修方便。但难以进行速度控制，气压不可太高，故抓举能力较低。3、电气驱动式电力驱动是机械手使用得最多的一种驱动方式。其特点是电源方便，响应快，驱动力较大（关节型的持重已达400kg），信号检测、传动、处理方便，并可采用多种灵活的控制方案。驱动电机一般采用步进电机，直流伺服电机（AC）为主要的驱动方式。由于电机速度高，通常须采用减速机构（如谐波传动、RV摆线针轮传动、齿轮传动、螺旋传动和多杆机构等）。有些机械手已开始采用无减速机构的大转矩、低转速电机进行直接驱动（DD）这既可使机构简化，又可提高控制精度。4、机械驱动式机械驱动只用于动作固定的场合。一般用凸轮连杆机构来实现规定的动作。其特点是动作确实可靠，工作速度高，成本低，但不易于调整。其他还有采用混合驱动，即液-气或电-液混合驱动。4.2旋转结构的确定本设计中要求，转位装置具有两个方向的旋转功能，并且对旋转行程有要求。在结构中主要考虑如下因素：1，水平旋转的方案选择与设计2，翻转的方案设计3，两者的有机结合4，旋转角度限位装置的设计5，零部件工作强度的校核本设计旋转限位装置初步确认如下方案：改方案中，分别包括驱动部分，旋转部分，限位部分。5 进度计划 2015年2月 2015年3月：收集资料，确定设计系统总体方案，撰写开题报告及开题报告答辩。 2015年3月2014年4月：设计计算、图纸绘制、毕业设计论文初稿。 2015年4月2014年5月：论文修改，图纸修改。 2015年5月 2014年6月：准备毕业答辩。设计目录1生产线转位装置设计的意义2 生产线转位装置设计的概况 3 生产线转位装置设计的种类介绍 3.1按功能分3.2按驱动系统 4 生产线转位装置设计的设计要点介绍 5 生产线转位装置设计的设计计算 5.1传动方式选择分析5.2轴承的选择5.3 电机的选择计算5.4传动部件的设计计算 6总结7参考文献 参考文献1）工业机械手设计 作者:李允文主编 出版社:北京市：机械工业出版社 出版日期:1996 2）工业机器人的操作机设计 作者:马香峰，余达太，许纪倩，刘鸿飞 页数:215 出版社:北京市：冶金工业出版社 出版日期:1999.10 3）工业机器人的操作机设计 作者:马香峰，余达太，许纪倩，刘鸿飞 页数:215 出版社:北京市：冶金工业出版社 出版日期:1999.10 4）工业机器人的操作机设计 作者:马香峰等著 页数:211 出版社:北京市：冶金工业出版社 出版日期:1996 5）工业机械手 作者:重庆市科技局，第一机械工业部第三设计院编辑 页数:391 出版社:重庆市科技局 第一机械工业部第三设计院 出版日期:1977 6）工业机械手课程设计 作者:李允文等编毕业设计（论文）开题报告课题名称 _螺旋式土豆自动加工机设计 _ 学 院 机械学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 BJ1101 学 号 111002210113 姓 名 指导教师 定稿日期： 2015年 03月9日螺旋式土豆自动加工机设计1 选题背景 众所周知，土豆、红薯等茎类植物，是国际上流行的新型食品。具有口味好，营养丰富，植物蛋白含量高，老少皆宜，原料丰富，市场广阔等特点。土豆可供烧煮作粮食或蔬菜，但新鲜薯类块茎大，含水量高，运输和长期贮存有很大困难。为此，世界各国十分注意生产土豆的加工食品，如法式冻炸条、炸片、速溶全粉、淀粉以及花样繁多的糕点、蛋卷等，为数达到100多种。但现有制作此类食品的机械，一般均为切丝、切条、切片或切块机械。因土豆外形等条件制约，切片的厚度难以控制，切片后的薄片厚度不均，并且做出的食品形状简单，当人们对土豆的休闲食品要求花式形状时，都需要手工来完成。并且切出的土豆片是重叠在一起的，切完后还需要人工拉开，操作麻烦，无法满足土豆休闲食品日益增长的消费需求。1.1 薯塔的介绍薯塔是利用“螺旋式土豆加工机”将土豆，红薯等天然食物自动切割成螺旋形片状，并现炸而成。根据调味料不同，可形成数十种风味。其造型独特，绝无仅有,消费者很难不被它的外观和味道而吸引。且全身上下皆为新鲜食材，不添加任何防腐剂及色素等，口感更为香、酥、脆，打破了传统包装薯片的口感与视觉。2 文献综述2.1行业现状及发展意义2.1.1 油炸土豆片食品国内行业现状适合作为批量生产的土豆原料虽然已经有了产业化基地，但是主要供给外资和合资企业。现国内已有较规范生产企业50多家，目前国内油炸土豆片加工年生产产量约5万吨。进入20世纪90年代，薯片食品在大中城市开始流行，市场消费量日益增大。市场日益成熟并表现出良好的发展前景。而薯塔螺旋土豆片对土豆原料要求更低，普通土豆就可以满足要求。且不需要包装，运输等费用，加工设备简单方便，现炸现卖无防腐剂等添加，是土豆休闲食品未来非常重要的一个分支。2.1.2 油炸土豆片食品发展意义随着中国国民经济的高速发展，人民的消费观念发生了深刻的变化。近年来，伴随着欧美食品及其饮食文化的传入，我国年轻人中喜欢油炸土豆片的人数在迅速增长，存在着庞大的市场消费潜力及良好的市场发展前景。表1.1欧洲主要消费国油炸土豆片加工量国别加工量（万吨）德国英国荷兰法国挪威14.352.88.09.329.0合计132.2表1列出了欧洲主要消费国油炸土豆片的加工量，如果未来10年我国10%的人年人均消费量达到4Kg，则我国将有52万吨的市场，而目前我国的生产能力只有1/10，所以这是个巨大的市场。值得广大食品研究及食品加工设备制造者为之奋斗。2.2国内外薯片加工机器简介国内外主要的土豆片的加工方法主要有3种，即离心式刀片切片，凸轮式刀片切片，螺旋进给式切片。三种切片方法的工作原理如下：一、离心式刀片切片。切片机工作时，电动机转动，带动输出轴，轴的顶端连接叶轮和刀片，刀片将物料切成片，被切下的物料从刀盘底落下，然后经出料口送出。通过调节刀片与转盘间的垫片厚度来控制切片的厚度。其机械装置简图如图1：图2-1 离心式切片机结构简图二、凸轮式刀片切片。土豆的直线间歇移动和切刀的往复运动。通过两者的动作配合从而完成整个切片动作。其机械装置如图2：图2-2 凸轮式切片机结构简图三、螺旋进给式切片。切片机工作时，刀片不动，通过齿轮传动带动螺杆螺旋进给，将螺杆上的土豆切成连续的螺旋形土豆片。或土豆直线运动，旋转刀片将土豆切成连续的螺旋形土豆片。其机械装置如图3：图2-3 手摇式螺旋进给切片机结构示意图2.3本设计的螺旋土豆自动加工机特点本设计的螺旋土豆自动加工机是在手摇式螺旋进给切片机基础上以电机为驱动，将土豆均匀的切割成螺旋形连续片状。该加工机可自动带动土豆等块茎食品同时完成旋转和行进两个动作，并设置空转机构，在旋转行进完成后空转将多余的食材切断，切断后自动进行退回复位动作。在加工机的前端设置切削刀架，计算刀片角度保证切削厚度并设计刀片的自磨锐角度，延长刀片的使用寿命。3 技术路线3.1本设计的螺旋式土豆自动加工机的设计目标螺旋式土豆自动加工机的设计目标是为了自动获得均匀、连续的螺旋形土豆片，并且自动旋转进给、切断、退回。解决现有手摇式切片机操作不便，切片不稳定不均匀，且需要人工切断、拉花、退回等效率低下等问题。3.2本设计的土豆加工机设计原理螺旋式土豆自动加工机的设计原理如图3-1所示，用1台电动机驱动齿轮组，齿轮组带动传动轴转动。传动轴具有带有螺纹的空腔，与一螺杆啮合。当传动轴转动时，与螺杆发生螺旋进给运动，螺杆固定，传动轴可带动夹头实现旋转中前进、后退的动作。刀具通过机架固定在夹头所在的旋转传动机构行进的方向上，这样就可以实现土豆等食材在切片的同时利用旋转进给通过刀具，并形成连续稳定的螺旋形切片。切片完成后通过尾端的空转机构及传感器延时开关，夹头实现在原地空转1-2圈，保证食材多余部分切断。切断完成后传动轴自动反转，实现退回动作，准备下一次作业。图3-1 螺旋式土豆自动加工机结构简图3.3切片工艺流程本设计为实现土豆螺旋切片的自动化，其工艺流程如下：穿料固定切片切断退回图3-2 土豆切片工艺流程3.4 螺旋式土豆自动加工机的设计参数3.4.1电动机1）工作方式： 重复短时工作制。2）工作转速： 160r/min。3）负载运动方式：旋转运动，进给完成后空转1-2圈，并自动反转退刀。3.4.2刀片1）刀片长度：根据土豆尺寸，刀片长度50mm。3.4.3 整机主要参数指标1）外形尺寸：长500mm宽350mm高300mm2）整机功率：500W3）切削转矩：2N.m4参考文献1徐开生,我国马铃薯加工业现状及发展对策,农产品加工，2007第9期.55572刘文秀，彭鉴君,我国油炸土豆片发展现状及前景,农产品加工，2003第3期.893我国食品加工机械造型现状调查分析.食品文摘，2003年第期.68684何定兵，徐斐，华泽钊，宋晓燕.降低油炸土豆制品吸油率方法与机理研究.农业工程学报. 2012年第28卷第5期.2782815薛志成,低脂油炸土豆片加工技术,农村新技术：加工版，2011年第16期,33336刘洪义等,食品油炸技术及其关键设备的研究,农机化研究,2011年第33卷第6期,95987闻邦椿，机械设计手册 第3卷 机械零部件设计,第5版,机械工业出版社,2009年8闻邦椿，机械设计手册 第1卷 常用设计资料,第5版,机械工业出版社,2009年9闻邦椿，机械设计手册 第2卷 机械零部件设计,第5版,机械工业出版社,2009年10骆素君，朱诗顺主编，机械课程设计简明手册，化学工业出版社，2006年11黄华梁，彭文生主编，机械设计基础，第4版，高等教育出版社，2007年12高志主编，机械原理，华东理工大学出版社，2011年13张秉荣主编，工程力学，第4版，机械工业出版社，2011年14 Bill Schaefer，Making Machinery: Equipment manufacturers drive innovation in thepotatoindustry，Spudman，2012:45-5015Michael Hoerle，Potato leaf shredder machine with system for applying a surface treatment material，2006:3-516Rajput R K, Elements of Mechanical Engineering. 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