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毕业设计（论文）开题报告毕业设计开题报告题 目： 铅笔铝套自动成型机设计 学生姓名： 学 号： 专 业： 机械设计制造及其自动化 指导教师： 2012年04月16日91 文献综述：1.1 引言铅笔，是一中最基本的书写工具和办公用品。它广泛地提供人们在学习、办公、工程制图、美术、绘画及书写各种标记等时使用。铅笔约有七百年的历史，采用半机械化、机械化生产是近百年来的事。铅笔也发生了多样化演变，带有橡皮头的铅笔产生。这种铅笔既美观又实用。它需要铝套把橡皮头固定到笔杆上面，所以铅笔铝套的需求量也就跟随增长。在铅笔的生产制作过程当中，铅笔铝套也就成为了一个比较重要的设备。铅笔铝套的生产也从铅笔的生产中独立出来，形成独立的生产加工。目前铅笔铝套生产已经规模化、独立化，使其应用先进的成型技术，利用电气自动控制，使它的产量、品种、质量有很大的改观。1.2 铅笔铝套成型设备的发展现状我国的铅笔工业兴起于二十世纪初期。随着中国名族工业的发展，当时已有一些手工业生产铅笔的萌芽出现。七十年代我国铅笔工业的机械化、自动化水平进一步提高。所以铅笔铝套的加工也就比较晚。现有的铝套生产设备有两种。一种是用拉伸的铝管，通过人工半自动的方式压花并截取长度。另一种方式是采用铝颗粒通过一次冲压成型，此种凡是容易产生大量废料。铅笔铝套成型机目前多使用的是手动的或者是半自动化的，还处于个人小作坊式的手工加工。所以生产效率是非常低，工人的劳动强度非常大，工作环境差。所以又许多方面都有待提高。随着最近几年来对铅笔铝套的需求量的大大增加，对铅笔铝套成型机的需求也就增大了，特别是自动化的铝套成型设备。1.3 塑性成型技术的发展现状及发展趋势塑性成型技术在12世纪的机械制造业的零件粗加工战友相当大的比例。塑性成型技术的新工艺设备的发展也就有了强大的原动力和发展空间，模具是塑性成型的主要工艺装备，模具的设计直接影响加工零件的质量以及产品的加工效率。所以模具产业已经成为国民经济的基础工业。传统的模具制造技术，主要是根据设计的图纸来进行仿形加工，成形磨削以及电火花加工等来进行制造。现代模具变得形状与结构越来越复杂，对技术要求越来越高，传统的模具制造方法已经很难制造。所以必须采用先进的制造技术，模具的发展趋势将会有：越来越高的模板精度，日趋大型化模具，扩大应用热流道技术，发展多功能复合模具，日益增多高档次模具，进一步增多气辅模具和高压注射成型模具，增大塑料成型模具，增多挤压模具和粉末锻模，模具标准化以及发展快速模具等。塑性成型技术已经得到长足的发展，塑性成型的基础理论已经基本形成。以有限元为核心的塑性成型数值仿真技术日趋成熟，为实现塑性成型领域的虚拟制造提供了有利的技术支持。在塑性成型领域引入了计算机辅助技术（CAD/CAE/CAM）,产品质量明显提高并且大大缩短了制造周期。同时其他新的成型方法也不选应用到该领域中来。展望塑性成型技术发展，该技术与科学发展的总趋势是交叉综合化，数字智能化，清洁高效化以及柔性集成化。一方面将在与材料科学、信息科学、管理科学、生命科学等多个学科交叉发展，另一方面会在解决塑性成型实现的关键问题中不断得到完善。遵循“信息化带动工业化”的目标，数字化也将成为21世纪塑性成型技术与科学的核心。就是实现制造业的产品的设计、制造、管理、服务咨询等的数字化。该技术的应用将会导致制造信息的表述、存储、处理、传递等方法的变革，是制造业由传统的能量驱动型转变为信息驱动型，从而使数字化制造技术的发展成为必然。数字化塑性成型技术将是一项在塑性成型整个过程（产品设计、分析和制造过程）中融合数字化的技术。并且以系统工程为理论基础的技术体系，实现优质、高效、低耗、清洁的生产。国内塑性成型技术与国外相比还有较大的差距，想要达到国际水平还需要很多方面的研究与提高。通过近几年的时间和摸索，可以得出，现代比较先进的制造技术已经在改变塑性成型领域的许多传统观念和生产组织方式。由于新技术的应用和引导，塑性成型技术已经在郭明经济中的作用愈来愈大。在一定程度上也决定了我国机械制造业在21世纪的市场竞争力。总体来说，塑性成型的研究与发展同国外相比较还是有比较大的差距，基于具体产品的塑性加工模拟的研究还是比较多的，但是对共性内容的研究就比较少了。需要加大相关领域的科研力度。以提高机械制造行业在新世纪的综合竞争能力。1.4 铅笔铝套成型设备的发展趋势根据国内外塑性成型技术的发展趋势，以及铅笔制造行业中对铅笔铝套需求的多样化需求，迫切需求将新技术应用到铅笔铝套成型设备当中来。铅笔铝套成型设备的研制与应用将会大大降低工人的劳动强度，增加产品的数量以及品种多样性，同时也就增加了产品的可靠性、一致性以及经济性。中小型批量生产将被高效的大批量生产所取代。目前我国的铅笔铝套制造业大多是中小形式的生产规模，对新产品的研发能力还比较弱。随着日益激烈的行业竞争，铅笔铝套自动成型设备的生产厂家对产品的研发在创新、成本和管理等方面要进行大力的探究与改善，因此生产配套设备的生产商也做出了相应企业内部调整。我国的铅笔铝套生产企业也会随之大批量引用先进技术的生产设备。所以铅笔铝套成型设备也是具有较大的市场前景。于此同时，国外相关设备的发展要领先于国内，不过国外的先进的铅笔铝套成型设备的价格也是非常高的。这样一来也就使得相当一部分企业由于无法支付起这样一笔巨额费用而是用现在目前落后的生产技术设备。因此，加快研制开发适合在中国国内使用的铅笔铝套成型设备是非常有必要且有发展前景的。1.5 结语通过对国内外的铅笔铝套成型设备的分析，可以使我们清楚的认识到我国在这一领域还处于研制起步阶段，距离国外的世界先进水平还具有较大的差距。通过近几年的探索，现代先进技术已经在该领域的许多传统观念和生产组织方式形成影响。技术创新也成为21世纪企业的竞争焦点。在新技术的应用和引导下，铅笔铝套成型设备的技术研发也会带来巨大的市场竞争力。至此，我们应该加大铅笔铝套自动化生产以及自动成型设备的生产与普及工作，要坚持技术创新发展，为我国的自动成型设备今后的发展做下一个坚实的基础。 本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段及途径：2.1 课题研究的内容对铅笔铝套成型机的主机结构的设计，使其实现能够自动调整压轮以及切断刀具与主轴的相对位置（包括X轴Y轴Z轴）的调整。使其能够保证精度完成铝管的压花与切断等工序。设计装备自动送料装置，利用该装置使铝管料可以准确地自动加装到内外模具之间。从而实现铅笔铝套成型机的自动化生产任务。2.2 拟采用的研究手段及途径2.21 主机中压轮刀具调整机构的设计方案主机主轴为固定轴，电机的动力通过减速装置输出到主轴上面，成型的内模具安装在主轴上同主轴一起转动。铝管原料可以直接套到内模具外面进行加工。对压轮（外模具）、切断刀具的调整机构，采用一些列的连杆机构。具体调节方案可以如图1所示。通过旋转螺栓F可以使B杆通过O1点转动，实现调整压轮C与主轴E的相对位置。切断刀具D可以通过连接到A杆上的支座可以实现切断刀具的主轴的轴向方向的移动，同理压轮C也可以通过调节B杆的轴向位置调节压轮在主轴方向上的调节。通过调节图1连杆A的轴向位置可以同时调节压轮C、切断刀具D与内模具之间的轴向位置。从而可以实现该机构的所有调节。当进行加工时，连杆A沿着转轴O2转动，是压轮与切刀同时压向内模具E，从而实现工件的加工。铝管料被压轮压出花纹，同时被切刀切断，完成工件的加工，然后通过扳动A是压轮与切刀远离主轴E进行退料操作。这样就实现了该机构的调整与加工。2.22 自动送料装置的设计方案方案（一）采用送料导论和辅助导轮，靠送料连杆通过凸轮结构完成送料任务。其结构的示意可以参考下图图2进行分析。图21为原料铝管 2为送料导轮 3为送料连杆 4为压轮 5为送料凸轮 6、7为内外套筒 8为带轮 9为主轴 10为辅助导轮11为送料凸轮滑道 12为滑槽 13为内模具该方案，开始送料凸轮在送料凸轮滑槽里面滑动，送料凸轮带动送料连杆向右运动，同时送料导轮也跟着送料连杆一起运动，此时铝管坯料就会沿着滑道向右运动，直到铝管正好套向内模具，在此过程中，辅助导轮也起到一个定位的作用，从而能够使铝管坯料顺利真确地送到需要的位置。接着凸轮滑槽继续转动，凸轮在滑道中也跟着移动。带动送料连杆向左做回程运动。此时送料导轮不会再拖带铝管运动了。当滑道转动到起始位置时，送料导轮也就回到了最开始的位置。这样该送料机构的一个工作循环就完成了。该机构这样重复循环工作，也就完成了连续的送料过程。该机构的凸轮滑道的转动是靠带轮提供的，所以需要一个皮带带动带轮转动，从而带动滑道转动。供料的速度也就由该带轮所输入的转速来决定。通过调节带轮输入的转速也就可以产生送料导轮来回行走的不同的速度。本方案的特点是依靠纯机械的凸轮机构完成机械的自动化。该方案的特点就是造价比较低，不过对于此方案的不足之处也有些，基于原始的机械结构维护起来比较麻烦。比如调节加工的速度这样就是会比较复杂。方案（二）根据方案（一）中的设计思路，做出如图3示意方案。图31为辅助导轮 2为主轴 3为机座 4为气缸 5为压轮 6为送料导轮本方案对送料系统做出相应的改变，由于凸轮机构的局限性把其换用气缸来实现。由于气缸具有灵活，易于控制，效率高等特点，同时也就弥补了上述凸轮机构的不足之处。同时也会是结构更为紧凑，从图中就可以看出。根据图中所示设备的工作过程就是送料导轮由气缸直接控制，开始气缸向右移动，铝管在送料导轮的摩擦力下向右移动，同时定位导轮以及滑道等的作用，可以使铝管能够按照预定的轨道就放到加工工位上面去。送料完成后，压轮5开始对铝管进行压花等操做，于此同时气缸向左移动，此时送料导轮并不会对铝管产生摩擦也就不会把铝管带回。带气缸达到设置行程，送料导轮也就回到了原位。这样一个工作循环也就完成了。此种方案采用气缸传动，使得机械结构得到了很大程度的简化，当然，成本也就有所增多了。因为气缸需要一套控制与驱动系统，这样就增加了相应的设备及其维护成本。参考文献：1 铅笔生产工艺 -铅笔生产工艺编写组编 19802 在你周围的事物 -（苏）伊林（，.），（苏）谢加尔（，.）著；王学源译 19543 周雄辉等 现代模具设计制造理论与技术M上海: 上海交通大学出版社 20004 李德群 塑性加工技术发展状况及趋势 J 航空制造技术, 2002, ( 3) : 27 285 师昌绪等. 21 世纪表面工程的发展趋势 J 中国表面工程, 2001, 14( 1) : 2 6 6 成毫昌手机中的压电器件和压电晶体新材料产业2002(2)：293l7 王正东编著 大学概论3 机械工业出版社20098 蔡林洋，刘刚，高俊雄等小型晶体振荡器成型设备的研制。北京：微电子学，2002(4)9 Frerking,M.EFifty years of progress in quartz crystal frequency