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毕 业 设 计 任 务 书1毕业设计课题的任务和要求：1.1熟悉曲面印刷机的结构和工作原理；了解轮转凸版印刷技术；1.2 完成题目规定的设计任务；1.3 应用Solidworks或Pro.E软件，构建其数字化模型； 1.4 完成三维立体造型图、爆炸图、二维总装配图、及5个关键件零件图；1.5完成一个关键件的加工工艺设计；1.6书写毕业设计说明书。2毕业设计课题的具体工作内容（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 2.1参考方案：参考专利名称：全自动曲面印刷机，专利号：ZL93248040.3；可自动对版的高速曲面印刷机，专利号：CN200710185449；附图1 主机示意图 附图2 整机布局图2.2 数字化模型的可控参数包括：传动系统齿轮模数、齿数、版辊直径等；2.3 分析计算内容包括：关键件的强度校核；自动对版机构设计计算。毕 业 设 计 任 务 书3对毕业设计课题成果的要求包括毕业设计、图纸、实物样品等)：3.1 提交分析计算结论报告； 3.2 提交自己绘制的设计图纸（A0装配图1张，A0三维造型图爆炸图1张，关键零件图5张，关键零件制造工艺技术资料一份）；3.3 提交毕业设计说明书一份（包括相关内容的外文文献翻译10页）； 3.4 提交计算机设计资料的光盘（包括说明书和全部附图）。4毕业设计课题工作进度计划：起 迄 日 期工 作 内 容2016年2月29日 3月18日3月19日 3月21 日3月22日 4月20日4月20日 5月1日5月1日 5月20日5月20日 5月25日5月25日 5月31日6月01日 6月05日查阅文献资料，确定设计方案，撰写开题报告；提交并检查开题报告（参考文献15篇以上，英文5篇）；三维建模及工程图纸转化，关键件的强度校核；完善设计，翻译英文文献一份（约10页）；撰写毕业设计说明书，整理、打印资料；提交设计说明书，导师审核，完善修改； 提交正式设计说明书，专家评阅；论文答辩系主任审查意见： 同意下发任务书 签字： 2016年 2月 29 日毕 业 设 计 开 题 报 告1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述1.1曲面印刷机简介全自动曲面印刷机是一种用于食品和化妆品等灌装容器外表面彩色印刷的高效率设备，采用凸版轮转胶印技术，属于机电一体化高新技术产品。全自动曲面印刷机的研制成功，填补了国内空白，缩短了我国包装容器高速彩色印刷技术与发达国家的差距，批量投入市场，取得了较大的经济效益和社会效益。特别是可自动对版的高速曲面印刷机专利技术，实现光电检测自动对版，可使曲面印刷机的速度提高30%以上，而且对版速度快，对版精度更高、更节能，对于提升我国印刷机械技术，具有重要的意义。1除此之外，随着印刷机械的自动化、数字化印刷工作流程的不断更新和完善，印刷技术创新层出不穷，印前创新技术、印刷创新技术,印后创新技术都得到快速的发展2-3。1.2曲面印刷机的技术特色 版辊和墨辊箱成组地卫星式分布于大胶辊周围，完成图案套印任务； 采用涡形凸轮间歇传动机构，驱动八工位料盘完成印品的间歇移动和印刷任务； 使用偏心机构实现大墨辊与版辊之间以及版辊与大胶辊之间的版压调整，由气缸驱动间歇传动箱体，通过调整气路压缩空气，控制大胶辊与印杯之间的接触印刷压力；以保证印刷图案再现性和清晰度； 主机由一台电机驱动，采用单一传动链，实现各部位之间的同步运转； 八工位料盘的右、上、左和下各工位分别按顺序完成上杯、前处理、印刷和下杯工序； 在涡形凸轮轴上安装光电编码器，实现各部位气动元件电磁阀的时序控制； 采用版夹将PS感光树脂版安装在版辊上，可以调整安装位置和张力； 采用无杯不印快速控制技术，确保印刷过程中上杯失败时，油墨不污染模头； 采用CCD传感器采集图像，分析色标位置误差，由PLC控制两个步进电机分别调整版辊圆周方向和轴向的回转，以快速消除误差，实现自动对版。1.3 曲面印刷机的工作原理和组成结构1.3.1工作原理 曲面印刷机包括其上固定有转印橡皮布的大胶辊、与大胶辊配合的各色版辊总成、与大胶辊配合的料盘以及安装在其上的模把、驱动大胶辊、料盘旋转的主传动轴系；版辊总成包括其上依次套有内轴套和外轴套的心轴，心轴的外轴套上套有版辊和周向调节斜齿轮装置，周向调节斜齿轮与版辊之间联接有导杆，版辊总成还包括穿过心轴且与心轴固定的心轴销，心轴销的两端穿过内轴套和外轴套上的孔与周向调节斜齿轮装置滚动，版辊总成还包括内轴销，该内轴销两端穿过内轴套并且与内轴套固定、再穿过外轴套上的孔与版辊固定，大胶辊转动，各色版辊在大胶辊的转印橡皮布上套色，然后转印到模把上的承印物上4。1.3.2组成结构全自动曲面印刷机，包括有轮转印刷机构和传动机构等，其整体布局如图1所示，系统组成说明如下5：A：轮转印刷机构包括有大胶辊(4)，墨辊箱(2)，版辊(1)版辊及墨辊箱成组地沿大胶辊圆周呈卫星式分布，最多可装六组，墨辊箱内布置一套包括大墨辊(23)的传墨辊系；B：轮转机构切向位置设置有料盘机构，料盘（6)上均布装有最多6个模把(5)、料盘(6)装在蜗形凸轮间歇传动箱(7)上并由其驱动作分度运动。传动箱(7)经万向轴(11)与轮转印刷机构联动，由一只主电机驱动形成主传动链；C：轮转机构上的大胶辊(4)；版辊(1)经及墨辊箱内的墨轮系均通过变速轮与主传动链相联作同步运转；D：料盘(6)上A点工位为上料工位，其正前方装有四螺头上杯机构(61)，C点为前处理工位，C点工位模把下方装有电火花处理器或火焰处理器，其上方装有模把驱动平皮带，E点为印刷工位，此处大胶辊(4)与模把(5)接触对滚使胶辊上的彩色图案印在模把上的印刷物外周曲面上，G点工位模把前方装有真空吸附接杯皮带机构(33)；E：主传动链上装有光电编码器(8)。图1 曲面印刷机整体布局图1.4曲面印刷机的发展状况及未来的前景印刷机械制造行业承担者为包装装潢、书刊出版、新闻出版、商业印刷、办公印刷的任务，设备以平版印刷、凹版印刷、柔版印刷、凸版印刷、孔版印刷5大印刷方式及特种印刷的印刷机为龙头、带动印前设备及印后加工设备共同发展。近年来，国内印刷设备需求以每年10%的增长速度连年上升，这就使中国成为世界公认的蕴含最大潜力的市场。目前，国内印刷机械设备制造企业专利的授权数量较少，这直接反映了企业的自主创新能力仍处于较低的水平。专利工作作为自主创新机制的重要方面应该引起企业的重视，企业要从保护自主知识产权和激发科技人员创新精神的角度，努力营造企业内部勇于创新的机制和氛围。为我国印刷机行业注入一股强有力的力量6。141 发展状况印刷机正在向数字化印刷,进一步向高速、高效、高质的方向发展,高智能无人化化发展。数字化印刷时印刷业未来发展的趋势,它控制了成本,量化了供需,为人类进步带来了更多的便利。（1） 国内生产高速曲面胶印机被认定为广东省自主创新产品，隆兴公司专业生产LXUV-WZ160型工位固化、隧道固化、六至九色高速曲面胶印机如图2所示，适应于各种圆锥型杯子、碗的外表文字和图案印刷。主要有如下几个特点：采用PLC触摸屏控制，自动显示检测故障并显示处理办法而且配备自动倒换三块和六块橡皮功能, 操作简单、安全可靠。获专利的电脑记忆数控调墨，确保机器长期运转不跑色。油墨增加或减少准确自如方便实用，还能把相应的数据储存下来，直到下批产品开机再用。获专利的运转中套色调版装置，大大缩短调试时间，提高了生产效率，同时可调整版滚与大鼓压力。图2隆兴公司专业生产 的LXUV-WZ160型曲面印刷机（2） 国外生产曲面印刷机的公司有意大利卡夫公司，该公司生产的用于高速瓶盖印刷的LITHO 6 型全自动六色曲面印刷机如图3所示。LITHO 6 型六色曲面印刷机适用于刚性和柔性的圆管、瓶盖和圆棒的六色胶印。其特点是，整套设备既耐用又能保证完美的印刷质量，芯棒抽吸可配置 16 或 20 根芯棒，印刷辊组采用两个加墨辊为版辊加墨，在中心辊上可以使用一块、两块或四块橡皮布并且可以在控制盘上进行相关设置，设备配备有光学印版对中装置，印刷单元可以前后移动并且能精确复位便于迅速进行清洁、维护和更换橡皮布的操作，墨辊配备有清洗装置，设备运行状态下的电子加墨控制，通过两台电机的电子轴线控制实现印刷单元与工件输送装置的同步，可以只从设备的一侧进行调节，印刷辊组清洗装置，整台设备可以与连续生产线连接7。 图3 意大利卡夫公司生产的LITHO 6 型六色曲面印刷机142 未来的市场进入WTO以后，国内市场已经变为国际市场的一部分，正像我们扩大出口力度的同时，国外名牌企业也看中中国的广阔市场、丰富的人才资源和低成本的优势，纷纷在中国建立独资企业，以谋求产品在中国和世界市场的竞争力。他们已经掌握市场优势的产品，利用进口免税政策继续占领中国印刷市场，对没有免税政策支持的产品，利用中国制造的低成本，继续提高市场的竞争力。我国印刷机械制造企业的应对政策，应该继续扩大国内市场的占有率的同时，向中、高端产品领域进军，不失时机地扩大产品出口。北人集团公司的产品已经出口到包括美国在内的数十个国家和地区。 应该明确，中国印刷工业的发展离不开国内印刷装备产业的共同努力，也离不开国外先进技术和设备对印刷工业技术上水平的支持，随着中国制造设备遍布世界的现实，应该看到，中国制造的印刷机械设备大踏步的走出国门的时机已经到来8。15结束语这次的毕业设计，我们整个团队由马老师带领，我们设计的是能提供多色套印准确、高速印刷可达每分钟300件的一次完成印刷的高效率全自动曲面印刷机。要求满足国际及国内印刷市场对印刷机械的要求，套印准确，图案再现性好，自动化程度高，适用于大批量、高效率印刷回转体包装容器。这次毕业设计所涉及的领域比较广泛，有关于机械设计、机械原理、金属切屑机床、PLC电气控制及原理、solidworks,Pro.E以及电学等学科，所以这次毕业设计对我来说是工作之前的一次锻炼9-19。参考文献：1 张伟.印刷机械技术.网印工业,2006,10:692 Nobuo Kiyama，Tetsuo Makino，Shinichi FujimotoPaper and Printing MachinerySupporting the Information-Based Society.Mitsubishi Heavy Industries，2003，40(1):153 Kazuyuki KoraTotal Service of Mitsubishi Printing Machinery to Meet CustomersNeedsMitsubishi Heavy Industries，2003,40(2)：154 马维金，杜文华.可自动对版的高速曲面印刷机.中国专利：ZL200710185449.X，2009-12-305 马维金，李风兰.全自动曲面印刷机.中国专利：ZL93248040.3，1994-08-176刘尹敏.中国印刷机械行业市场分析及发展趋势研究报告. /view/beeada260722192e4536f6fa.html，2008-07-187 意大利卡夫公司和亚洲服务站简介. ,2008-03-22陆 8陆长安.中国印刷及印刷机制造技术发展趋势分析. / news/sczc/200704/10-13245.shtml， 2007-4-109 林其水.浅谈曲面丝网印刷的技术要求.网印工业,2004,7 (1215)10 濮良贵，纪名刚.机械设计.北京:高等教育出版社，2006.311Ansel C.ugural. Mechanical Design：An Integrated Approac.重庆:重庆大学出版社，2005.1212 Luckk（德）. Getriebetechnic.北京:机械工业出版社，2003.113 P N Rao（美）. Metal Cutting & Machine Tools.北京:机械工业出版社，2003.414 李志常，王景辉.三相交流电机与变频器的配套使用. 电机学报，2006.4 (3537)15 许寥，王淑英. 电气控制与PLC控制技术.北京:机械工业出版社，1993.316 陈超祥.solidworks基础课程:零件与装配体.北京:机械工业出版社，2006.1017 江洪.solidworks动画演示与运动分析事例解析.北京:机械工业出版社，2005.818 中国曲面印刷机市场现状分析及前景预测报告(2013最新版).中国产业发展研究网. /scdy/scxzfxjqjyc/5946069.html19ccd传感器 . /view/18579.htm毕 业 设 计 开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 21本课题研究的问题 本次我研究的课题是曲面印刷机版辊及自动对版机构，这个设计是关于机械制造方面的设计，具有很强的综合性，设计内容涉及到了机械设计、机械原理、机械设计课程设计、PLC电气控制及原理，金属切削机床等。22 曲面印刷机版辊及自动对版系统分析如图4所示，曲面印刷机的传动系统由两个步进电动机、斜齿轮及齿片，偏心机构、版辊轴、版辊支撑臂等结构。图4所示为传动系统爆炸图，整个曲面印刷机为一个电机带动，当电机启动时，电机传动轴的运动量一部分经带有万向联轴节的传动轴传给大胶辊,大胶辊又通过斜齿轮传到六个版辊轴,最后到传墨箱。曲面印刷机自动对版机构的X、Y轴方向的改变是由PLC控制两个步进电机来实现的。PLC通过控制两个步进电机使其版辊的X、Y轴方向改变，进而调整版辊圆周方向和轴向的回转，以快速消除误差，实现自动对版；图4传动系统23研究手段通过参考与分析文献，能够了解本次我设计的课题，也知道曲面印刷机的工作原理和基本结构，特别是关于曲面印刷机版辊及自动对版机构。曲面印刷机版辊的详细的结构以及各结构作用,对于自动对版机构的难点是步进电机的选择以及电机的安装。通过阅读机械设计和机械制造工艺学等相关课本，进行版辊的设计（包括轴的校验、轴的制造工艺、轴的公差选取等）、斜齿轮、齿片的设计、偏心机构设计、步进电机的选取。通过阅读学术刊期，了解到了国内外各种印刷机械以及自动对版机构的现状以及未来发展趋势。通过学习电气控制与PLC控制技术课本，掌握PLC自动控制系统设计。通过对solid works、Pro.E软件的深入学习，使用软件对版辊轴各部件分别进行三维造型,以及后续的二维工程图,装配体(动画),爆炸图。毕 业 设 计 开 题 报 告指导教师意见： 王文杰同学所做的开题报告，研究目的与意义明确，文献综述对曲面印刷机版辊及自动对版机构设计的基本结构，工艺要求及特点等作了的分析与论述，语言简练，格式符合规范化要求，所提出的研究方案切实可行。 同意开题。 指导教师： 2016年3月20日所在系审查意见： 同意开题 系主任： 2016年3月22日机械加工工艺过程卡片中北大学信息商务学院机械加工工艺过程卡片产品型号零件图号产品名称零件名称限位块共1页第1页材 料 牌 号45钢毛 坯 种 类锻件毛坯外形尺寸每毛坯件数1每 台 件 数1备 注工序号工 名序 称工 序 内 容车间工段设 备工 艺 装 备工 时/s准终单件01 锻 锻件锻造 游标卡尺02 检验 清洗毛坯，并检验毛坯检验 游标卡尺03 铣削粗铣-半精铣基准面A及后端面,加工余量1.5mm,表面粗糙度12.5;金工卧式铣床X51高速套钢式面铣刀，游标卡尺,5607s04 铣削半精铣后端面，加工余量为1mm. 表面粗糙度 6.3.金工卧式铣床X51高速套钢式面铣刀，游标卡尺71.92s05铣削半精铣基准面A端面，加工余量为1mm. 表面粗糙度 6.3金工卧式铣床X51高速套钢式面铣刀，游标卡尺48,76s06铣削粗铣 半精铣前端面,加工余量为1.5mm和1mm。金工高速套钢式面铣刀，游标卡尺20.41s 07 铣削粗铣右端面及配合直角面,加工余量均为1.5mm。表面粗糙度分别为12.5。金工卧式铣床X51高速套钢式面铣刀，游标卡尺54s08 铣削半精铣右端面，加工余量为1mm. 表面粗糙度 6.3.金工卧式铣床X51高速套钢式面铣刀，游标卡尺46s09铣削半精铣配合直角面面，加工余量为1mm. 表面粗糙度 6.3金工卧式铣床X51高速套钢式面铣刀，游标卡尺19s10铣削粗铣-半精铣左端面,加工余量为1.5mm及1mm.表面粗糙度分别为12.5.金工卧式铣床X51高速套钢式面铣刀，游标卡尺17s11铣削粗铣两135斜面,加工余量均为1.5mm。表面粗糙度分别为12.5。金工卧式铣床X51高速套钢式面铣刀，游标卡尺42.8s12 扩孔钻、倒角、粗绞、精绞210孔金工立式钻床525麻花钻、铰刀28.03s13 钻孔钻，攻丝M8螺纹孔金工立式钻床525直柄麻花钻,丝锥8.79s14 钳工去锐边毛刺钳工钳工台锉刀15热处理热处理-基准面A及配合直角面的淬火处理淬火机16 清洗17 终检检测入库检验塞规，百分表，游标卡尺等标记处数更改文件号签字标记处数更改文件号签字日期设 计校 对（日期）审 核（日期）标准化（日期）会 签（日期）王文杰中北大学信息商务学院 机 械 加 工 工 序 卡 片生产类型大批生产工序号03零件名称限位块零件号零件重量0.168kg同时加工零件数1材 料毛 坯牌 号硬 度型 式重 量钢454858HRC锻 件设 备夹具和辅助工具名 称型 号通用夹具卧式铣床X51工序工步工步说明刀具量具走刀长度（mm）走刀 次数切削深度(mm)进给量(mm/r)主轴转速（r/min）切削速度(m/min)基本工时min0304051211粗铣基准面A粗铣后端面半精铣后端面半精铣后端面高速套钢式面铣刀高速套钢式面铣刀高速套钢式面铣刀高速套钢式面铣刀游标卡尺游标卡尺游标卡尺游标卡尺30484830 11111.51.50.816016016016044.944.934.1834.180.470.30.980.67中北大学信息商务学院机 械 加 工 工 序 卡 片生产类型批生产工序号06零件名称限位块零件号零件重量0.168kg同时加工零件数1材 料毛 坯牌 号硬 度型 式重 量钢454858HRC锻 件0.2kg设 备夹具辅助工具名 称型 号专用夹具卧式铣床X51工序工步工步说明刀具量具走刀长度（mm）走刀 次数切削深度(mm)进给量(mm/r)主轴转速（r/min）切削速度(m/min)基本工时min0612粗铣前端面精铣前端面高速套钢式面铣刀高速套钢式面铣刀游标卡尺游标卡尺1919111.51.02.60.816016044.934.180.280.3中北大学信息商务学院机 械 加 工 工 序 卡 片生产类型大批生产工序号11零件名称限位块零件号零件重量0.168kg同时加工零件数1材 料毛 坯牌 号硬 度型 式重 量钢454858HRC锻 件0.2kg设 备夹 具辅助工具名 称型 号专用夹具卧式铣床X51工序工步工步说明刀具量具走刀长度（mm）走刀 次数切削深度(mm)进给量(mm/r)主轴转速（r/min）切削速度(m/min)基本工时min1112粗铣135斜面粗铣135斜面高速套钢式面铣刀高速套钢式面铣刀游标卡尺游标卡尺22222.616016044.944.90.340.34中北大学信息商务学院机 械 加 工 工 序 卡 片生产类型大批生产工序号10零件名称限位块零件号零件重量0.168kg同时加工零件数1材 料毛 坯牌 号硬 度型 式重 量钢454858HRC锻 件0.2kg设 备夹 具辅助工具名 称型 号通用夹具卧式铣床X51工序工步工步说明刀具量具走刀长度（mm）走刀 次数切削深度(mm)进给量(mm/r)主轴转速（r/min）切削速度(m/min)基本工时min1012粗铣前端面半精铣前端面高速套钢式面铣刀高速套钢式面铣刀游标卡尺游标卡尺1515111.512.60.816016080.33中北大学信息商务学院机 械 加 工 工 序 卡 片生产类型大批生产工序号07零件名称限位块零件号零件重量0.168kg同时加工零件数1材 料毛 坯牌 号硬 度型 式重 量钢454858HRC锻 件0.2kg设 备夹 具辅助工具名 称型 号通用夹具卧式铣床X51工序工步工步说明刀具量具走刀长度（mm）走刀 次数切削深度(mm)进给量(mm/r)主轴转速（r/min）切削速度(m/min)基本工时min0708091211粗铣右端面粗铣配合直角面半精铣右端面半精铣配合直角面高速套钢式面铣刀高速套钢式面铣刀高速套钢式面铣刀高速套钢式面铣刀游标卡尺游标卡尺游标卡尺游标卡尺4513451311111.51.50.8160160160160834.18中北大学信息商务学院机 械 加 工 工 序 卡 片生产类型大批生产工序号12零件名称限位块零件号零件重量0.168kg同时加工零件数1材 料毛 坯牌 号硬 度型 式重 量钢454858HRC锻 件0.2kg设 备夹 具辅助工具名 称型 号通用夹具立式钻床Z525工序工步工步说明刀具量具走刀长度（mm）走刀 次数切削深度(mm)进给量(mm/r)主轴转速（r/min）切削速度(m/min)基本工时min12123钻两个9.8孔倒角C1粗绞9.96 +0.058 0精绞10+0.015 0麻花钻锥柄机用铰刀锥柄机用铰刀游标卡尺内径千分尺内径千分尺8881119.80.080.054539239216.812.30.18中北大学信息商务学院机 械 加 工 工 序 卡 片生产类型大批生产工序号13零件名称限位块零件号零件重量0.168kg同时加工零件数1材 料毛 坯牌 号硬 度型 式重 量钢454858HRC锻 件0.2kg设 备夹 具辅助工具名 称型 号专用夹具立式钻床Z525工序工步工步说明刀具量具走刀长度（mm）走刀 次数切削深度(mm)进给量(mm/r)主轴转速（r/min）切削速度(m/min)基本工时min1312钻M8底孔攻丝M8螺纹孔直柄麻花钻丝锥游标卡尺88116.751.25116806800.02中北大学信息商务学院2016届毕业设计说明书曲面印刷机版辊及自动对版机构摘 要： 随着社会信息化及经济全球化的迅猛发展，人们的审美观念不断的进步与更新，对于产品的包装的要求越来越高。因此，对于企业来说，外观十分重要。版辊及对版机构是曲面印刷机的主要部件，对版的精度和速度直接决定着曲面印刷机的印刷质量和生产效率。设计中充分利用了Solid works软件对设计内容进行三维实体建模、装配、仿真，并通过solid works导出2维装配图。设计说明书通过图片与文字相结合的方法，形象的介绍了版辊的各个组成部分，并对组成版辊轴的关键零件进行了详细、系统分析设计。关键词：曲面印刷；版辊；对版机构；solidworksISurface printingplate cylinder and version of institutionsAbstract: With the rapid development of information and economic in the world, the requirement of product packaging is getting higher and higher demands when human to make progress and regenerate the appreciation of the beauty. Therefore, outward appearance is a important thing in the field of business. The branch of screen printing is surface printing. The main packing products for the cosmetics, detergents and fuel oil. At the same time, surface printing also used in the printing of drinking cups and advertising gifts. Plate cylinder and version of institutions are the main components of the surface presses. The precision and speed determine the quality and productivity of surface printing. The design takes full advantage of solid works to design the content of the three-dimensional solid modeling, assemble, simulation, and make assembly drawing by solid works. The instruction combines images and text, recommending the various components of plate cylinder. The key parts are analysis and design carefully。Keywords: surface printing；plate cylinder；version of institutions；solid worksI目 录摘要IAbstractII目录III1 引言11.1 曲面印刷机的简介11.2 国内外曲面印刷机的研究现状11.2.1 国内印刷机现状11.2.2 国外印刷机现状21.3 研究内容32 研究手段与结构原理分析42.1 曲面印刷机简介42.2 研究手段42.3 版辊的机构分析52.3.1 版辊轴与其零件的材料分析53 关键零件分析73.1 版辊轴系结构的设计与分析73.1.1 心轴、内轴套与版辊轴的设计73.1.2 轴承套的设计103.2 齿轮结构的设计与分析113.2.1 齿轮与齿圈的设计与分析113.2.2 齿圈套、齿圈压盖和锁紧套的设计153.2.3 连接轴的设计163.3 套准驱动装置的设计与分析173.4 版压微调机构的设计与分析183.4.1 轮蜗杆机构的设计与分析183.4.2 蜗轮箱与涡轮箱坐的设计203.4.3 调节板的设计213.4.4 偏心套的设计224 典型零件（齿圈套）的工艺规程设计234.1 零件分析234.1.1 零件的作用234.1.2 零件的工艺性分析234.2 零件制造工艺设计234.2.1 毛坯选择244.2.2 基准选择244.2.3 安装方案254.2.4 零件的加工方案254.2.5 确定齿圈套工艺路线265 结论27参考文献28致谢30附录A3111 引言1.1 曲面印刷机的简介曲面印刷机是有轮转印刷、料盘、上下料和传动四大机构，是给一些圆柱、圆弧类表面上色的机器设备。此机器最多可以同时上色六件，每分钟最快可套印300件，且精确度高，图案清晰，实现最大智能化。1.2 国内外曲面印刷机的研究现状1.2.1 国内印刷机现状下面简单说明一下三家国内公司制造的曲面印刷机的情况:潮安隆兴彩印工贸有限公司是我国第一家设计研究曲面胶印机的省民营科技、高新技术企业。该公司集研究开发、模具生产、片材制作、PP、PS、PET等塑料杯多位一体，也就是制版、印杯和生产纸杯于一体的企业。图1.1 LX-WZBA145-160型六色高速自动曲面胶印机广水轻工机械有限责任公司是我国仅此一家的供应一系列塑料曲面胶印机设备的企业。此公司生产的物品多用于塑料杯、碗、瓶、盖、桶等容器表面印刷设计、彩色LOGO的印刷。图1.2 JYT/B.W-6 PLC型六色曲面胶印机邢台恒达印刷设备有限公司是我国一家自主研究制造而且进行出售的企业。曲面印刷机和丝网印刷机是该公司的招牌产品。其中HDM型曲面印刷机更是可以为直径16MM、长度30MM的圆柱东西印刷。1.2.2 国外印刷机现状意大利卡夫公司是一家1960年建的单位。其中招牌是快速智能曲面装置印刷机器。其中一种变频调速和数字同步技术可在高速运转中北大学信息商务学院2016届毕业设计说明书曲面印刷机版辊及自动对版机构摘 要： 随着社会信息化及经济全球化的迅猛发展，人们的审美观念不断的进步与更新，对于产品的包装的要求越来越高。因此，对于企业来说，外观十分重要。版辊及对版机构是曲面印刷机的主要部件，对版的精度和速度直接决定着曲面印刷机的印刷质量和生产效率。设计中充分利用了Solid works软件对设计内容进行三维实体建模、装配、仿真，并通过solid works导出2维装配图。设计说明书通过图片与文字相结合的方法，形象的介绍了版辊的各个组成部分，并对组成版辊轴的关键零件进行了详细、系统分析设计。关键词：曲面印刷；版辊；对版机构；solidworksISurface printingplate cylinder and version of institutionsAbstract: With the rapid development of information and economic in the world, the requirement of product packaging is getting higher and higher demands when human to make progress and regenerate the appreciation of the beauty. Therefore, outward appearance is a important thing in the field of business. The branch of screen printing is surface printing. The main packing products for the cosmetics, detergents and fuel oil. At the same time, surface printing also used in the printing of drinking cups and advertising gifts. Plate cylinder and version of institutions are the main components of the surface presses. The precision and speed determine the quality and productivity of surface printing. The design takes full advantage of solid works to design the content of the three-dimensional solid modeling, assemble, simulation, and make assembly drawing by solid works. The instruction combines images and text, recommending the various components of plate cylinder. The key parts are analysis and design carefully。Keywords: surface printing；plate cylinder；version of institutions；solid worksII目 录摘要IAbstractII目录III1 引言11.1 曲面印刷机的简介11.2 国内外曲面印刷机的研究现状11.2.1 国内印刷机现状11.2.2 国外印刷机现状21.3 研究内容32 研究手段与结构原理分析42.1 曲面印刷机简介42.2 研究手段42.3 版辊的机构分析52.3.1 版辊轴与其零件的材料分析53 关键零件分析73.1 版辊轴系结构的设计与分析73.1.1 心轴、内轴套与版辊轴的设计73.1.2 轴承套的设计103.2 齿轮结构的设计与分析113.2.1 齿轮与齿圈的设计与分析113.2.2 齿圈套、齿圈压盖和锁紧套的设计153.2.3 连接轴的设计163.3 套准驱动装置的设计与分析173.4 版压微调机构的设计与分析183.4.1 轮蜗杆机构的设计与分析183.4.2 蜗轮箱与涡轮箱坐的设计203.4.3 调节板的设计213.4.4 偏心套的设计224 典型零件（齿圈套）的工艺规程设计234.1 零件分析234.1.1 零件的作用234.1.2 零件的工艺性分析234.2 零件制造工艺设计234.2.1 毛坯选择244.2.2 基准选择244.2.3 安装方案254.2.4 零件的加工方案254.2.5 确定齿圈套工艺路线265 结论27参考文献28致谢30附录A31IV1 引言1.1 曲面印刷机的简介曲面印刷机是有轮转印刷、料盘、上下料和传动四大机构，是给一些圆柱、圆弧类表面上色的机器设备。此机器最多可以同时上色六件，每分钟最快可套印300件，且精确度高，图案清晰，实现最大智能化。1.2 国内外曲面印刷机的研究现状1.2.1 国内印刷机现状下面简单说明一下三家国内公司制造的曲面印刷机的情况:潮安隆兴彩印工贸有限公司是我国第一家设计研究曲面胶印机的省民营科技、高新技术企业。该公司集研究开发、模具生产、片材制作、PP、PS、PET等塑料杯多位一体，也就是制版、印杯和生产纸杯于一体的企业。图1.1 LX-WZBA145-160型六色高速自动曲面胶印机广水轻工机械有限责任公司是我国仅此一家的供应一系列塑料曲面胶印机设备的企业。此公司生产的物品多用于塑料杯、碗、瓶、盖、桶等容器表面印刷设计、彩色LOGO的印刷。图1.2 JYT/B.W-6 PLC型六色曲面胶印机邢台恒达印刷设备有限公司是我国一家自主研究制造而且进行出售的企业。曲面印刷机和丝网印刷机是该公司的招牌产品。其中HDM型曲面印刷机更是可以为直径16MM、长度30MM的圆柱东西印刷。1.2.2 国外印刷机现状意大利卡夫公司是一家1960年建的单位。其中招牌是快速智能曲面装置印刷机器。其中一种变频调速和数字同步技术可在高速运转中利用数字式微距调节技术实现同步印刷，工作人员通过PLC界面上直接设定最佳接触压力点。为了长时间快速工作分度齿轮利用了气动润滑技术。利用两个加墨辊为版辊加墨，利用双橡皮布运转，印刷设备通过不仅前后移动还可以精确复位, 这样可以更加快速地实施清洁、维护、更换橡皮布操作，墨辊装置还有清洁设施，同时配有紫外线干燥设施。最快印刷可以达到每小时20000只塑料杯子。图1.3 LITHOCUP 塑料杯印刷机这几家公司制造的印刷机各有千秋，在其中一些方面也是拥有很高的技术水平。可是我国在制造业中不论产品质量，科技水平，还是产品销售跟一些发达国家比还是有一些差距的。在国内，其中一些高端的电子产品，科研产品仍然需要进口，所以我国现在机械制造行业的首要任务就是努力进行科技研究，改善现有的科技水平，更新现有设置装备，提高生产性能，同时还必须拓展国内外销售市场，提高出口量，尽量降低进口产品。1.3 研究内容我的本次的研究课题是曲面印刷机版辊及自动对版，最重要的就是需要用到机械系统、控制操作部件和其他辅助零件。版辊总成是由内外轴套、心轴销和内轴销组成的。版辊轴与其配套零件是本次研究的重要单位。横向和纵向调节系统组成了控制系统，其中横向是通过手轮带动滑块，滑块带动圆柱销，圆柱销带动心轴调节，纵向是通过手轮带动滑块，滑块带动圆柱销，圆柱销带动套调节。其中一些辅助零件有偏心套、蜗杆、涡轮、各种键、销等等。2 研究手段与结构原理分析2.1 曲面印刷机简介图2.1 曲面印刷机机构示意图全自动曲面印刷机由可编程控制器协调主机和上下料等辅机的同步传动。曲面印刷机属于圆压圆的一种印刷方式，即圆柱状的压印滚筒在旋转接触中将彩色图案转移到承印物上的印刷机。这种印刷机印刷速度较高，且运转平稳，适用于大批量的生产。印刷机上采用齿轮传动。印刷质量的好坏主要看传动齿轮的制造、安装和调节的精确度。大胶辊、版辊和墨辊箱组成了轮转印刷机构。八工位料盘机构上有八个模把，不同形状的模把可以做出不用的印刷物。2.2 研究手段为了更加形象具体地观察设计版辊轴，可以利用Solid works软件建立一个三维建模。Solid works软件是一家美国技术单位专用于CAD/CAM/CAE制图的三维软件。其可以根据用户自己的要求分别进行绘制草图、制造零件、设计装配、售后改造等。1.参数化的意义在于参数化设计，不管是何种东西，我们都能将其看作是一种几何体，而不管是何种复杂的几何体都是由有数目的小模型组合的，而每一种小模型都能用有限的参数完全约束。 2.基于特征建模 Solid works是一种在基本模型上进行实体建模的系统，工作人员需要利用一些自动系统来做出模型，比如，可以随便画出草图容易地变化模型。这一设计可以给是工作人员带来极大的方便。3.单一数据库（全相关） Solid works中的单一数据库，指的是所需要的资源是来源于同一文库，可以使每位需要的用户方便工作，不论哪里。也可以说，在每个过程中如果有一个地方变化，都可以显示出来，特别方便。Solid works软件可以实现数据模拟、具体分析以及合成零件，立体添加颜色具体模型和单线零件具体的装配图会生成不一样的视角。Solid works是一个功能很强大的软件，可以进行建立模型，不用复杂的零件分析就可以简单地进行实体建模，其中只要有一个数据发生变化，就会体现在整体的建模上。2.3 版辊的机构分析2.3.1 版辊轴与其零件的材料分析通过了解掌握版辊的利用要求的基础上，材料选择一般会有如下考虑：1.强度第一需要思考是可以承受的能力。零件在静载荷和与冲击载荷工作时，可分别用脆性和塑性材料制造。当有外力作用使之出现形变时，力度在一起，只能用复合热处理，这样就可以增强它的疲劳强度。当接触力度大时，就需要进行局部强化处理，改变表面性能。承受应变力需要耐疲劳，冲击大需要韧性好。 2.刚度零件刚度是可以通过弹性模量来改变的，也只有这一种测试标准。可以具体的零件弹性不可能一样，不过也应该差距不是很大，这时候变换材料也不会对刚度有明显的影响。形状对刚度的影响巨大，所以要想调整零件刚度就可以改变形状的结构。 3.磨损零件磨损是很正常的，这也是缓慢繁杂的，所以耐磨性材料的选择就是必然的。有一种减摩材料是在特定环境下，摩擦系数不大，抗磨、磨合好。有一种剑魔材料是钢青铜、钢轴承合金组成的摩擦副。4.制造工艺性有一些零件复杂，较大的时候，需要使用焊接制造。这时就需要材料具有可以铸造、可以焊接。有时零件在机床上的加工量大，为了使刀具磨损小一点，加工快速省时，这时材料就必须具有一定的可切削性。 5.材料的省钱性材料本身价钱、一些加工的费用和工人的工钱都是一笔不小的支出，材料还有使用利用率，为了减少这些不必要的开支，可以使用组合零件构造，这样就可以使节省价钱高的材料开支。3 关键零件分析3.1 版辊轴系结构的设计与分析对版机构实现对版的主要部件包括版辊轴与外轴套配合的轴承套和偏心套以及轴承、隔套、止动螺母、轴承盖、弹性挡圈和键、销等零件，其中版辊轴由外轴套（版辊轴）、内轴套和心轴三部分结构组成。（a）前视图 (b) 俯视图图3.1版辊及自动对版机构总装配图3.1.1 心轴、内轴套与版辊轴的设计1.轴的分类轴是机器中必不缺少的零件，轴有很多种类，按照轴线形状可分为三类：直轴、软轴和曲轴；轴是心轴、传动轴、转轴三部分组成的，这个是根据轴所受载荷性质分类的。a 心轴：是一种可以起到支撑转动零件的作用的轴。b 转轴：是一种又能受弯矩又能受转矩的轴，机器中经常使用的就是转轴。c 传动轴：只能通过承受弯矩产生作用而不能通过承受转矩产生作用的轴或当受自重而引起弯矩的轴，传动轴常作为车床上的光轴、连接汽车发动机和后桥的轴。2.轴的材料(1)第一应该有一定的强度，应力影响不能太大，在机械制造中要方便加工制造，还得价格便宜，成本不能太高，所以很多地方都会用到。30、45、50的中碳刚比较常见，其中45号钢更是是常用到。(2)合金钢是一种十分特殊的刚，它的机械性能好经常会用来做成重载轴和高速轴，他们可承受的力度大可是尺寸不大，在高低温度中工作的轴，经常会用到合金钢。12CrNi2、20Cr、40Cr等都是常用的合金钢。(3) 合金钢的性能比较稳定，比较耐磨，通过加热处理它的的机械性能会更达到最大利用率。(4)合金钢有合理的结构形状时，对应力集中比较敏感性极高，可以通过改变轴径来提高轴的刚度。(5) 高强度铸铁和球墨铸铁机械强度不高，不过可造性高，方便制成各种形状，还有耐磨和吸振性，价格便宜，因为会被经常使用到。3.轴的失效与设计标准强度不足有时会造成疲劳、脆性断裂，塑性形变和磨损这就是轴的失效形式。轴的设计需要满足以下标准：(1)工作环境，经费的数目，这些决定了必须使用合理的材料、形状和方法。(2)受到的力道不同，尺寸的不同和需要的工作环境不同，就必须准确定位轴的尺寸大小和形状，也就是所谓的结构设计制造。(3)受到的力度大的轴和需要一定强度的轴，是需要准确计算的，在高速运转中，可能会发生共振，所以还要计算振动的稳定性。因此轴强度的准确计算和检查是必须的。4.轴上零件的定位零件是通过轴向定位和周向定位从而在在轴上定位的，零件受到的轴向力的大小就是轴向力。另外，轴的加工，轴的强度，工作的需要和实际操作的难度也是必须要涉及到的。轴肩、圆螺母、套筒、挡圈及圆锥形轴头这就是等轴向定位需要用到的方法。(1)轴肩：过渡圆角和轴肩定位面组成了轴肩，轴肩高度为h=(2-3)R。(2)轴环：轴环和轴肩功能和尺寸差不多，宽度b1.4h。轴环毛胚锻造而成具有用料少、重量轻的特点。(3)轴套：轴套定位是一种是位置确定的零件，有一定的垂直和平行度，还有两个定位面，它不能用在高速运转的轴上，是怕不平衡 。(4)弹性挡圈：一般经常用在刚度大但是受到的力度小的轴。(5)圆锥面：这个是与轴端挡板、圆螺母一起配合使用的，锥度大，轴向力大，容易拆装，如果小的话就相反啦。5.心轴、内轴套与版辊轴的设计本次设计中用到的材料都是45钢，其中有心轴、内轴套与版辊轴都是直轴；以下是心轴、内轴套与版辊轴的基本简介(1)心轴用于实现版辊的横向调整，穿过心轴且与心轴固定的心轴销两端穿过内轴套和版辊轴上的孔插在套与版辊轴上的螺纹调整套上，心轴又通过另一端的心轴销带动斜齿轮运动，整个周向调节斜齿轮通过心轴销和其表面斜齿的综合作用下出现轴向转动和轴向移动。又由于链接导杆通过在左右间隙中的移动消化了这种轴向运动，而只将轴向转动传递给了版辊，从而实现版辊的横向调整。图3.2心轴(2)内轴套用于实现版辊的轴向调整，与内轴套固定的内轴销透过心轴与版辊轴上的孔穿插在版辊轴上的螺纹调整套上，螺纹调整套通过蜗轮蜗杆机构驱动以带动内轴套进行轴向运动，轴向运动的内轴套有通过内轴销带动版辊发生轴向移动，从而实现对版辊的轴向调整。图3.3内轴套(3)版辊轴为阶梯轴，其主要作用是传递运动和动力、支承回转零件并分配个零件的轴向位置，同时，通过与偏心套的配合以实现对版辊的径向调整。图3.4版辊轴版辊轴上的通孔尺寸限制了版辊的周向和轴向调整范围，键槽通过键与偏心套链接，轴肩与隔套、轴承盖、止动螺母等配合对其支承零件进行轴向定位，螺纹用来实现螺纹调节套的螺纹传动和与止动螺母的配合。3.1.2 轴承套的设计有一些传动轴价格比较昂贵，比较精密，因此在维修，拆装过程中会受到跟大的阻碍,这时候为了避免发生磨损，就需要安装轴套和安装轴承。本设计中的版辊轴不容易拆装保养，所以需要使用轴承套来保护轴。该轴承套上的销孔用于通过心轴销和内轴销分别与心轴和内轴套链接，螺纹可以是止动螺母和隔套等配合以控制承的轴向定位。 图3.5轴承套3.2 齿轮结构的设计与分析齿轮、齿圈、齿圈套、齿圈压盖，锁紧套以及连接杆等零件是曲面印刷机对版机构的齿轮结构。3.2.1 齿轮与齿圈的设计与分析机械传动中空间任意两轴之间运动传递就是利用了齿轮传动，这是机械传动中最重要的一种传动方式，工作功率高达十万千瓦，圆周速度更是达到了200m/s。工作效率高又可靠、结构紧凑、使用时间长、工作性能好是齿轮传动具备的好处，同时它也有缺点，就是安装制造要求技术高，成本高，传动较远时比较不方便。1.齿轮的分类齿轮按照不同的分类标准有不同的分类，如下表格是齿轮不同标下的分类：表3-1齿轮分类分类标准齿轮种类外形圆柱齿轮、锥齿轮、非圆齿轮、齿条、蜗杆蜗轮齿线形状直齿轮、斜齿轮、人字齿轮、曲线齿轮轮齿所在的表面外齿轮、内齿轮制造方法铸造齿轮、切制齿轮、轧制齿轮、烧结齿轮2.齿轮的失效形式齿轮有不同的失效形式，齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合和塑性变形等是几种比较普遍的形式。齿轮之所以可以进行传动主要靠的就是轮齿与轮齿之间的啮合传动，同时也存在着轮齿失效，这个是经常会见到的失效形式。而失效形式并不只是这一种，平时工作应用中会有多种失效形式，这个是齿面的软硬，齿轮转速的高低，载荷的轻重，所以各有不同。(1)轮齿折断常见的轮齿折断有两种：一种是疲劳折断，另一种是过载折断。而疲劳折断是经常重复的弯曲应力和应力集中引起；过载折断是忽然一下子严重过载作用引起的。直齿轮的齿宽小经常会造成全齿折断，而齿宽大的则经常造成直局部折断。(2)齿面点蚀轮齿在工作过程中，齿面啮合接触长时间工作，材料会有一个限度，当材料的可承受接触疲劳达到极限，往复循环，就会在齿廓表面造成疲劳裂纹。这个裂纹是不断增大的，到了一定程度，就会使小块的金属脱落，这就是齿面点蚀。齿面点蚀是十分不利的，会造成轮齿无法正常啮合，还会产生比较大的噪声，影响正常生活，还会致使系统的不稳定。(3)齿面磨损齿面磨损是一种比较严重的失效形式，会让轮齿失去正确的齿形，还会产生振动噪声，严重的时候还会造成轮齿折断。造成齿面磨损有两种原因：1、灰尘、金属微粒等进入齿面间造成磨损；2、齿面间相对滑动摩擦引起的磨损。这两种磨损一般会同时发生并相互促进。(4)齿面胶合齿面胶合是指在高速度重载传动中，软齿面上的金属脱落，轮齿工作表面上形成与滑动方向一致的沟纹。(5)塑性变形齿面低速重载传动时，如果齿面硬度低，齿面间作用力大，啮合中的齿面表层材料就会沿着摩擦力方向产生塑性流动，这种现象称为塑性变形。3.齿轮设计标准进行齿轮传动的设计计算时，需要考虑工作环境，考虑会发生的失效反应，经过深思熟虑，做出设计标准，如下表格是各种具体的标准分析：表3-2齿轮设计标准齿轮传动设计标准软齿面的闭式齿轮传动先按齿面接触疲劳强度设计，再作齿根弯曲疲劳强度校核硬齿面的闭式齿轮传动先按齿根弯曲疲劳强度设计，再作齿面接触疲劳强度校核一对齿轮均为铸铁制造只需作轮齿弯曲疲劳强度设计计算汽车、拖拉机的齿轮传动先作轮齿过载折断设计计算，再作齿面接触疲劳强度校核开式传动先按齿根弯曲疲劳强度设计，再将所求得的模数增大10%20%4.齿轮的材料及其选择原则齿轮广泛使用，制造齿轮所使用的材料也是用一定要求的，经常会用到钢有调质钢、淬火钢、渗碳淬火钢和渗氮钢。尺寸较大的齿轮可以使用强度比较低铸钢。齿轮材料的选择，需要考虑众多，以下是选择标准；(1)首先需要考虑的是工作环境。比如说，飞行器上的齿轮质量小、功率小和必须有一定的安全性，所以只能用机械性能搞得合金银；矿山机械一般会选择铸钢或铸铁。 (2)其次需要考虑就是齿轮尺寸的大小。大尺寸齿轮材料会用铸钢或铸铁，使用的是铸造毛坯；中等尺寸齿轮材料会用到铸钢，使用的是锻造毛坯；小尺寸齿轮材料一般会选用圆钢作毛坯。(3)还有几种特别的齿轮传动，需要考虑具体的性能，尺寸，比如飞行器中，就必须精巧，精细，这时就需要使用表面硬化处理的高强度合金钢。而普通合金钢一般会用在高速运转中，负重载荷比较大的齿轮中。5.齿轮与齿圈的设计图3.6齿轮曲面印刷机对版机构中的齿轮机构出具有一般传递运动和动力功能外，还用作版辊周向调整，由于斜齿轮斜向轮齿可将一部分轴向运动转化为周向运动，因此选用渐开线斜齿圆柱齿轮。该齿轮是一个斜齿圆柱齿轮，材料选用45钢。齿轮齿数Z=80，法面模数mn=2.25，法面齿顶高系数han*=1，法面顶隙系数cn*=0.25，法面压力角n=200，分度圆柱螺旋角=130214，齿轮宽度为L=25mm，孔径D=140mm。图3.7齿圈该齿圈是一个斜齿圆柱齿轮，材料选用45钢。齿轮齿数80，法面模数mn=2.25，法面齿顶高系数han*=1，法面顶隙系数cn*=0.25，法面压力角n=200，分度圆柱螺旋角=130214，齿轮宽度为L=5mm，孔径D=140mm。表3-3齿轮参数分度圆直径d =185mm齿顶圆直径da= d+2 han*mn=189.5mm齿根圆直径df= d-2mn (han*+ cn*)=179.38mm齿顶高ha= han*mn =2.25mm齿根高hf= mn(han*+ cn*)=2.81mm端面齿距pt=mn=7.065mm此处设计齿轮与齿圈配合是为了利用双片薄齿轮错齿调整法的方法消除齿侧间隙，这种消除间隙的方法是将其中一个做成齿轮，与其啮合的另外一个齿轮做成两片薄齿轮，如此处的齿轮和齿圈并列成一个齿轮。图3.8消除齿侧间隙3.2.2 齿圈套、齿圈压盖和锁紧套的设计齿圈套与与轴承配合安装在轴承套上，锁紧套和齿圈压盖利用螺栓是齿轮和齿圈紧固在齿圈套上，另外齿圈套端面有两个盲孔，用来插装连接杆带动版辊转动。 图3.9齿轮套图3.10 齿圈压盖 图3.11锁紧套3.2.3 连接轴的设计连接轴的一端插在齿圈套端面的盲孔中，另一端插在版辊端面的盲孔中，主要用来传递转矩，由齿轮装置驱动版辊转动。在版辊对版过程中，有一些运动是通过周向运动来完成的，这个是有斜齿轮转化过来的，然后就可以进行自动对版。图3.12连接轴3.3 套准驱动装置的设计与分析套准驱动装置是由纵向和横向两部分套准驱动组成的，纵向是实现轴向对版，而横向则实现周向对版。横向套准驱动装置包括穿过心轴且与心轴固定的心轴销，心轴销的两端穿过内轴套和外轴套上的孔穿插在套于外轴套上的螺纹调整套上，螺纹调整套上有与其螺纹配合的蜗轮，与蜗轮啮合有由步进电机驱动的蜗杆；纵向套准驱动装置包括穿过心轴上的孔的内轴销，内轴销两端穿过内轴套并且与内轴套固定、再穿过外轴套上的孔穿插在套于外轴套上的螺纹调整套上，螺纹调整套上有与其螺纹配合的蜗轮，与蜗轮啮合有由步进电机驱动的蜗杆。图3.13蜗轮蜗杆机构图3.14涡轮箱图3.15套准驱动装置装配效果3.4 版压微调机构的设计与分析曲面印刷机地任务是在回转体上印刷清晰的图案，图案印刷的质量不仅取决于对版的准确程度，还取决于版辊与大胶辊之间的版压大小，版压微调机构采用蜗轮蜗杆机构通过手轮对版压进行微调。版压微调机构主要由偏心套、蜗轮蜗杆机构、涡轮箱和调节板组成。3.4.1 轮蜗杆机构的设计与分析蜗轮蜗杆机构常用来传递两交错轴之间的运动和动力。蜗轮与蜗杆是传动系统中非常重要的零件装置，蜗轮蜗杆机构经常用在间歇工作中，其中有涡轮蜗杆跟齿条，螺杆功能差不多。蜗轮蜗杆机构具有如下特点：1.可以得到很大的传动比，比交错轴斜齿轮机构紧凑； 2.两轮啮合齿面间为线接触，其承载能力大大高于交错轴斜齿轮机构； 3.蜗杆传动其实跟螺旋传动差不多，它们收拾属于多齿啮合，所以在传动过程中基本不会有噪音产生； 4.机构之间有一定的自锁性；5.传动效率较低，磨损较严重，需要比较合适的润滑装置，所以需要花费的成本较也比较高；6.蜗杆轴向力较大；蜗轮蜗杆传动的失效形式和设计准则：在蜗杆传动中，蜗轮轮齿的失效形式有点蚀、磨损、胶合和轮齿弯曲折断。但一般蜗杆传动效率较低，滑动速度较大，容易发热等，故胶合和磨损破坏更为常见。 在机构之间必须要有减小磨损，具备一定的抗磨性和抗胶合性，这样就可以最大程度的减少胶合和减缓磨损。一般蜗杆用碳钢或合金钢制成，螺旋表面应经热处理（如淬火和渗碳），以便达到高的硬度(HRC4563),然后经过磨削或珩磨以提高传动的承载能力。蜗轮多数用青铜制造，对低速不重要的传动，有时也用黄铜或铸铁。为了防止胶合和减缓磨损，应选择良好的润滑方式，选用含有抗胶合添加剂的润滑油。对于蜗杆传动的胶合和磨损，还没有成熟的计算方法。齿面接触应力是引起齿面胶合和磨损的重要因素，因此仍以齿面接触强度计算为蜗杆传动的基本计算。此外，有时还应验算轮齿的弯曲强度。一般蜗杆齿不易损坏，故通常不必进行齿的强度计算，但必要时应验算蜗杆轴的强度和刚度。对闭式传动还应进行热平衡计算。图3.16蜗轮图3.17蜗杆该蜗轮蜗杆采用45钢材料制造，模数m=1，蜗杆头数z1=1，压力角=20，蜗轮齿数z2=20,中心距a=18mm，蜗杆导程角为33435。蜗杆轴与蜗杆键连接，通过手轮驱动蜗杆转动。蜗轮轴除具有一般轴的功能承装蜗轮外，还具有调节作用。蜗轮与蜗轮轴通过螺纹连接，该螺纹链接起螺纹传动作用，当手轮驱动蜗杆带动蜗轮转动时蜗轮的转动通过螺纹转化为蜗轮轴的轴向运动，蜗轮轴穿过涡轮箱上的通孔顶着调节板内壁使其产生活动。由于调节板与偏心套紧固连接，所以可以实现版压的调整。图3.18蜗轮轴图图3.19蜗杆轴3.4.2 蜗轮箱与涡轮箱坐的设计蜗轮箱在蜗轮蜗杆传动中具有重要的作用，蜗轮箱是蜗轮蜗杆在闭式环境中工作，能有效地避免不良的工作环境导致的蜗轮蜗杆的磨损等情况。同时，蜗杆箱上的定位孔能够精确的保证蜗轮蜗杆的中心距，以保证蜗轮蜗杆传动机构良好的啮合和传动效率。该蜗轮箱结构较复杂，故采用ZL102铸造加工。 图3.20蜗轮箱图3.21蜗轮箱座3.4.3 调节板的设计调节板用平端紧定螺钉与偏心套紧固，被蜗轮驱动的蜗轮轴顶着调节板的一个伸臂使其产生周向运动，偏心套的周向运动能够调节版辊轴与胶辊轴之间的中心距，从而实现对版压的调节。图3.22调节板3.4.4 偏心套的设计在机械产品中,偏心套起着调节齿轮副或其他机构中心距的作用。偏心套加工的表面粗糙度、偏心的尺寸精度、偏心槽的尺寸精度直接影响到齿轮副的传动精度,进而影响到传动效果、齿轮的使用寿命及其传递的转矩。因此,偏心套的加工质量、它的统一性、一致性直接影响到整个产品的使用性能。偏心套是薄壁件,易磨损互换性要求高。 图3.23偏心套本次设计中偏心套与外轴套通过键连接以实现对版辊的径向调整，在曲面应刷机的非工作状态下，版辊与大胶辊应成非接触状态，工作状态下也需要调整版辊与大胶辊之间合适的版压才能保证印刷图案的质量。该偏心套的偏心距为e=3.5，即版辊的径向调整范围为3.5mm。4 典型零件（齿圈套）的工艺规程设计4.1 零件分析图4.1齿圈套零件图4.1.1 零件的作用齿圈套与与轴承配合安装在轴承套上，锁紧套和齿圈压盖利用螺栓是齿轮和齿圈紧固在齿圈套上，另外齿圈套端面有两个盲孔，用来插装连接杆带动版辊转动。4.1.2 零件的工艺性分析1.零件材料：45钢，切削加工性良好。2.零件组成表面：外圆表面（130.140，153，146），内表面（95，86），型孔，两端面，内、外台阶面，内、外倒角。3.主要表面分析：95内孔既是支承其它零件的支承面，也是本零件的主要基准面；130、140外圆及其台阶面也用来支承其他零件。4.主要技术条件: 130和140外圆与95内孔的同轴度控制在0.012mm范围内；95内孔本身的尺寸公差为0.012mm ，粗糙度Ra3.2m；130外圆面与140外圆面粗糙度Ra0.8m；型孔由18、16和2.2孔组成，18和16孔的粗糙度均为Ra3.2m。4.2 零件制造工艺设计4.2.1 毛坯选择根据零件材料为45钢，生产类型为中批生产，零件直径尺寸差异较大，零件壁薄、刚度低、易变形，加工精度要求较高，零件需经淬火处理等多方面因素，在棒料与模锻间作出选择:模锻件。4.2.2 基准选择定位基准有粗基准与精基准之分。在机械加工的第一道工序中，只能用毛坯上未经加工的表面作定位基准，则该表面称为粗基准。在随后的工序中，用加工过的表面作定位基准，称为精基准。选择各工序定位基准时，应先根据工件定位要求确定所需定位基准的个数，再接基准选择原则选定每个定位基准。为使所选的定位基准能保证整个机械加工下艺过程的顺利进行，通常应先考虑如何选择精基准来加工各个表面，然后考虑如何选择粗基准把作为精基准的表面先加工出来。1.在选择粗基准时，考虑的重点是如何保证个加工表面有足够的余量，使不加工表面与加工表面间的尺寸、位置符合图样要求。因此选择粗基准的原则是5：（1）如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀，就应该选择该表面作为粗基准。（2）如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的位置要求，则应以不加工表面作为粗基准，如果工件上有好几个不需加工的表面，则应以其中与加工表面间的位置精度要求较高的表面为粗基准，以求壁厚均匀，外形对称等。（3）应该以毛坯制造中尺寸和位置比较可靠，平整光洁的表面作为粗基准。（4）对于铸件不应选择有浇冒口的表面、分模面以及有飞刺或夹砂的表面作为粗基准。（5）粗基准只能使用一次，应避免重复使用。2.对于精基准考虑的重点是如何减少误差，提高定位精度，因此选择精基准的原则是：（1）应竟可能选择设计基准作为定位基准，这称为基准重合原则。（2）应尽可能选择统一的定位基准加工各表面，以保证个表面间的位置精度，称为统一基准原则。（3）为使加工表面问有较高的位置精度及均匀的加工余量，有时可采用两个加工表面互为基准反复加工的方法，称为互为基准原则。（4）有些精加工工序要求加工余量小而均匀，以保证加工质量和提高生产率，这是就以加工表面本身作为精基准。（5）保证工件定位稳定准确、夹紧可靠，夹具结构简单、操作方便的原则。一般采用面积大、精度较高和表面粗糙度值较低的表面作为精基准20-21。综合以上分析，应当以146外圆面作为粗基准加工95内圆面和86内圆面，然后95内圆面与130和140外圆面互为基准反复加工以保证位置精度要求。加工螺纹孔和型孔均已端面及95内圆为基准。4.2.3 安装方案加工大端面及内孔时，可直接采用三爪卡盘装夹：粗加工小端可采用反爪夹大端，半精、精加工小端时，则应配心轴，以95内圆定位轴向夹紧工件。型孔孔加工时，可采用分度装置和钻孔夹具，保证218的位置。对小端的六个螺纹孔则采用专用夹具安装:以小端面及95内圆作为主定位基准，型孔防转，工件轴向夹紧。4.2.4 零件的加工方案根据齿圈套零件图上个加工表面的尺寸精度和表面粗糙度，确定加工工件个表面的加工方法，如表4.1所示：表4.1 齿圈套零件各表面加工方案加工表面尺寸精度等级表面粗糙度Ra/m5加工方案备注端面及台阶面IT1212.5粗车机械制造技术基础表6-886内圆面IT12125粗镗机械制造技术基础表6-795内圆面IT83.2半精镗机械制造技术基础表6-7130外圆面及140外圆面IT60.8磨削机械制造技术基础表6-615