開題報告(紙帶式穿孔機)

1、<p>　　2011屆本科生畢業(yè)設計（論文）</p><p><b>　　開題報告</b></p><p>　　課題名稱 紙帶式穿孔機設計 </p><p>　　專 業(yè) 機械設計制造及自動化</p><p>　　專業(yè)方向 機械制造 </p><p>

2、;　　班 級 </p><p>　　學 號 </p><p>　　學生姓名 </p><p>　　指導教師 </p><p>　　機械與自動化工程學院</p><p>　　

3、2011年 月 日</p><p>　　目錄1 開題依據(jù)..........................................................................................................22 本課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢.............................................

4、...........2</p><p>　　3 文獻綜述........................................................................................................ .3 3.1 穿孔機原理............................................................

5、...................................3</p><p>　　3.2 傳動要求...................................................................................................3</p><p>　　4 方案論證.......................

6、..................................................................................3 4.1 送料方式的選擇.......................................................................................3 4.2 沖料機構(gòu)的設計方案...................

7、............................................................4 4.3 模具沖頭的設計方案...............................................................................4</p><p>　　5 本課題設計內(nèi)容...............................

8、.............................................................. 5</p><p>　　5.1 設計的目的與要求...................................................................................4</p><p>　　5.2 設計內(nèi)容......

9、.............................................................................................4</p><p>　　6 課題工作進度安排..........................................................................................57

10、 參考文獻..........................................................................................................6</p><p><b>　　1. 開題的依據(jù)：</b></p><p><b>　　選題的依據(jù)：</b></p>

11、;<p>　　本課題來源于上海盛加科技有限公司。這次設計的穿孔機為自動小型紙帶式穿孔機，加工直徑為1.5mm，厚度才0.08mm不到的小圓片。由于這種小圓片特別小，圓周邊光滑，不能留有毛刺，加工數(shù)量有大。所以這種紙帶式穿孔機必須是自動式的。</p><p>　　自動紙帶式穿孔機能自動抬料，送料，和沖料。按其加工的零件大小可分為小型，中型和大型。大型穿孔機主要用于重型工業(yè)加工金屬圓片。據(jù)調(diào)研這種自動穿

12、孔機從以前到現(xiàn)在一直被上海郵通應用于加工其公司生產(chǎn)的通信設備中的一種絕緣材料。由于這種絕緣材料的形狀是非常小的小圓片，所以只有這種小型自動穿孔機才能加工得出。</p><p>　　設計這種小型紙帶式自動穿孔機集結(jié)了機械，力學，模具等多種學科知識。這種穿孔機外表體積比較小，雖然內(nèi)部結(jié)構(gòu)表面看上去并不復雜，但是由于涉及到凸輪，棘輪，偏心輪結(jié)合材料力學，運動學，加上模具加工，制造工藝等方面知識，實際上想要成功地設計這種

13、穿孔機構(gòu)并非易事。要成功設計這套機構(gòu)關(guān)鍵在于凸輪的設計，棘輪棘爪的設計，穿孔機頭的模具設計，穿孔間隔時間配合的機械結(jié)構(gòu)設計，抬料裝置的設計等。只要抓住這幾個關(guān)鍵方面，成功設計一臺自動穿孔機也不是不能做到的。</p><p>　　2. 本課題的國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢</p><p>　　我國第一代商品化的DNC產(chǎn)品開始于1990年，硬件采用Bondwell B220 筆記本電腦（硬件配置

14、為8088CPU，兩個720K的軟驅(qū)，64 內(nèi)存），取代了國內(nèi)使用了20多年的紙帶閱讀機和紙帶穿孔機。Bondwell B220筆記本電腦也是北京中關(guān)村銷售的第一款筆記本電腦。由于考慮到電腦本身具有實現(xiàn)方便的編輯功能和數(shù)控機床加工程序的輸入/輸出等功能，由此取名為數(shù)控機床程序服務器。下面將介紹數(shù)控機床程序服務器所包括的各種數(shù)控機床通訊接口及其軟件開發(fā)和國際流行的數(shù)控機床網(wǎng)絡的概況。</p><p>　　膠紙帶打孔

15、機是生產(chǎn)膠合板內(nèi)粘貼用打孔膠帶紙專用設備。目前國內(nèi)粘貼用打孔膠帶靠國外進口，價格較貴，使膠合板的成本相應提高。我們研制的ZDK打孔機，結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，效益高，無環(huán)境污染，可同時完成兩排帶打孔和收卷；采用可控硅無級調(diào)速技術(shù)，便于在收卷開始和結(jié)束時的操作和控制。能夠?qū)崿F(xiàn)開卷、收卷的張力調(diào)節(jié)，從而極大地改善了原紙卷的松緊度。該機的生產(chǎn)和應用，從根本上解決了我國打孔膠帶依靠進口的狀況，填補了國內(nèi)一項空白。</p><p&

16、gt;<b>　　3. 文獻綜述：</b></p><p>　　紙帶打孔機由放紙卷，可調(diào)導向輥，成孔裝置，導向輥，張力調(diào)整裝置，壓輥，收紙卷，機座等組成。此外，還有由齒輪傳動和三角帶傳動組成的傳動系統(tǒng)。單相直流電機經(jīng)傳動系統(tǒng)，使3個導向輥軸上的彈簧壓縮量來調(diào)節(jié)放卷輥張力，使原紙卷在需要的松緊度下放卷。收卷是通過壓輥和張力調(diào)整裝置，保證在不斷帶的條件下，使成品卷具有一定的松緊度，以防成品卷的松

17、脫，造成成品卷的浪費。</p><p>　　紙帶打孔刀具采用范成原理成型，紙帶靠滾切成孔，使沖孔過程具有連續(xù)</p><p>　　性，從而極大地提高了效率，降低了噪聲。通過調(diào)整可調(diào)導輥兩擋片之間的寬度，同時更換壓輥，可在該機上實現(xiàn)在50mm 寬度的紙帶上打孔。</p><p><b>　　傳動要求</b></p><p>

18、;　　(1)根據(jù)紙帶打孔和收卷要求，應保證膠帶紙打孔滾切線速度與導向輥線速度一致。通過對紙帶打孔機的有關(guān)運動參數(shù)進行計算，其結(jié)構(gòu)設計能滿足傳動系統(tǒng)要求。</p><p>　　(2)收卷過程中，收卷盤越來越大，收卷盤的線速度也越來越大。而在收卷過程中，要求紙帶的松緊度盡量保持不變，因此，需要采用張力調(diào)整裝置來調(diào)整收卷的轉(zhuǎn)速。</p><p>　　本紙帶打孔機的張力調(diào)整是通過齒輪，摩擦盤和帶輪

19、，以及彈簧組成的調(diào)整機構(gòu)來實現(xiàn)的。此調(diào)整機構(gòu)的關(guān)鍵參數(shù)是收卷過程中彈簧的最大壓縮量、彈簧的剛度和結(jié)構(gòu)參數(shù)。通過改變彈簧壓縮量，改變摩擦盤對齒輪和帶輪壓緊程度，從而實現(xiàn)帶輪的無級變速，達到調(diào)整收卷張力的目的。</p><p>　　開始收卷時，紙卷的直徑最小，此時需將張力調(diào)整到最大。即齒輪、摩擦盤和帶輪壓緊，齒輪和帶輪的轉(zhuǎn)速相同，收卷轉(zhuǎn)速最高。隨收卷盤的增大，其線速度越來越大。這時如果不調(diào)節(jié)張力調(diào)整裝置，勢必會因紙帶

20、的拉力過大而斷帶。此時應根據(jù)收卷的大小，逐漸調(diào)整張力調(diào)整裝置的彈簧壓縮力，改變摩擦盤與帶輪之間的摩擦力矩，從而改變收卷軸的轉(zhuǎn)速，達到維持收卷盤的線速度不變的目的。收卷結(jié)束時，收卷直徑達到最大。由于收卷過程中的線速度不變，可求得收卷結(jié)束時的轉(zhuǎn)速，收卷過程的最大轉(zhuǎn)速差。此轉(zhuǎn)速變化范圍就是靠改變齒輪和帶輪與摩擦盤之間的壓緊力從而改變摩擦力矩引起的。</p><p><b>　　4. 方案論證：</b&g

21、t;</p><p>　　紙帶式穿孔機的設計主要考慮三個方面：1，送料之前自動放料。2，自動進給送料。3，自動沖裁。要完成這三個方面需求，就要設計抬料機構(gòu)，棘輪棘爪機構(gòu)，沖裁模具與沖料機構(gòu)等。要合理設計紙帶式穿孔機，必須對以上機構(gòu)進行方案論證。</p><p><b>　　送料方式選擇</b></p><p>　　由于不同送料方式涉及到不同的機

22、械機構(gòu)布局問題，所以不同送料方式將影響紙帶式穿孔機整機結(jié)構(gòu)。其送料方式有二種。第一種推料方式，各機構(gòu)布局以此為放料架，抬料機構(gòu)，棘輪棘爪機構(gòu)與滾筒，沖料機構(gòu)與模具。第二種拉料方式，各機構(gòu)布局以此為放料架，抬料機構(gòu)，沖料機構(gòu)與模具，棘輪棘爪機構(gòu)與滾筒。由此可見第二種拉料方式，也就是說紙帶先穿孔后送料，由于穿孔后紙帶易斷裂，送料過程中易發(fā)生故障，所以不能采用第二種拉料方式，而采用第一種推料方式比較合適。</p><p&g

23、t;　　2. 沖料機構(gòu)的設計方案</p><p>　　沖料機構(gòu)的設計方案有二種，其一采用偏心套，偏心套連桿，杠桿機構(gòu)組成沖料機構(gòu)。其二采用曲軸，連桿，杠桿機構(gòu)組成沖料機構(gòu)。</p><p>　　第一套方案，偏心套固定在主軸上，偏心套連桿一端套在偏心套上，另一端與杠桿機構(gòu)的杠桿一端相連接，杠桿另一端穿在沖頭模板的長方形孔中。當主軸轉(zhuǎn)動時使偏心套的外圓中心繞回轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動，并帶動連桿與杠桿連接點

24、繞杠桿支點作上下擺動，使沖頭進行沖裁。</p><p>　　第二套方案，曲軸與連桿一端相連接，另一端與杠桿機構(gòu)的杠桿一端相連接，杠桿另一端穿在沖頭模板的長方形孔中。當曲軸轉(zhuǎn)動時使連桿帶動杠桿一端繞杠桿支點作上下擺動，同樣時使沖頭進行沖裁。</p><p>　　經(jīng)過分析，第一套方案比第二套方案結(jié)構(gòu)設計相對簡單一些，制造工藝相對方便一些，制造成本相對低一些。因此選擇第一套方案比較合理。<

25、/p><p>　　3. 模具沖頭的設計方案</p><p>　　沖頭可供選擇的有平口沖頭、斜口沖頭、鋸齒形沖頭。為保證加工完成的紙片邊緣光滑、盡量沒有毛刺、成型完整，鋸齒型沖頭由于它的定位性良好且使用剪切方式?jīng)_裁可以達到設計要求。故選擇鋸齒形沖頭。</p><p><b>　　5. 畢業(yè)設計內(nèi)容</b></p><p>　　

26、5.1 設計的目的與要求</p><p>　　設計的目的是要保證穿孔機能夠完成自動放料、自動進給送料、自動沖裁的相關(guān)動作。所以要求設計合適的沖裁模具，要求在寬度為50mm的紙帶上每次沖下一排16個直徑為1.5mm的圓片。設計合適的送料、抬料機構(gòu)、棘輪機構(gòu)、合理的電器箱、電機的選擇。</p><p><b>　　5.2 設計內(nèi)容</b></p><p

27、>　　沖裁模具的設計與沖裁力計算。</p><p>　　沖料機構(gòu)與抬料機構(gòu)的設計。</p><p>　　棘輪棘爪機構(gòu)的受力分析與設計。</p><p>　　電機以及電器箱的選用。</p><p>　　6. 工作進度安排：</p><p>　　2011年9月06日～10月09日: 調(diào)研，確定設計方案，完成開題報告。

28、</p><p>　　2011年10月10日～10月20日: 沖裁模具的設計與沖裁力計算。</p><p>　　2011年10月21日～11月05日: 沖料機構(gòu)與抬料機構(gòu)的設計。</p><p>　　2011年11月05日～11月20日: 棘輪棘爪機構(gòu)的受力分析與設計。</p><p>　　2011年11月21日～11月30日: 電機以及電器

29、箱的選用。</p><p>　　2011年12月01日～12月25日: 編寫設計說明書，完成并提交全部設計內(nèi)容。</p><p>　　2011年12月25日～1月01日: 交畢業(yè)論文、設計圖紙及附件，答辯。</p><p>　　7. 已查閱參考文獻：</p><p>　　1，機械制造裝備設計 馮辛安主編 機工出版社 2006/9

30、</p><p>　　2，機械原理與機械設計 上下冊 張策主編 機工出版社 2006/1</p><p>　　3，機械工程測量與試驗技術(shù) 黃長藝等主編 機工出版社 2001/1</p><p>　　4，實用模具技術(shù) 陳萬林等編著 機工出版社 2003/8</p><p>　　5，沖壓模具設計難點與竅門

31、 薛啟翔等編著 機工出版社 2005/1</p><p>　　6，沖壓設計資料 王孝培主編 機工出版社 1983/12</p><p>　　7，多工位級進模設計 邱永成編著 國防出版社 1987</p><p>　　8，機構(gòu)選型與運動設計 楊黎明，楊志勤編著 國防出版社 2007/6</p><p>　　9

32、，機械設計 談嘉禎主編 中國標準出版社 2001/8</p><p>　　10，機械制造裝備設計 趙永成主編 中國鐵道出版社 2002/7 </p><p>　　14，Purdum.T. Machine Design [M]. Journal of science&Engineering, 1998.</p><