開題報(bào)告(紙帶式穿孔機(jī))

1、<p>　　2011屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</p><p><b>　　開題報(bào)告</b></p><p>　　課題名稱 紙帶式穿孔機(jī)設(shè)計(jì) </p><p>　　專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動化</p><p>　　專業(yè)方向 機(jī)械制造 </p><p>

2、;　　班 級 </p><p>　　學(xué) 號 </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　機(jī)械與自動化工程學(xué)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(xiàn)綜述........................................................................................................ .3 3.1 穿孔機(jī)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(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案...................

7、............................................................4 4.3 模具沖頭的設(shè)計(jì)方案...............................................................................4</p><p>　　5 本課題設(shè)計(jì)內(nèi)容...............................

8、.............................................................. 5</p><p>　　5.1 設(shè)計(jì)的目的與要求...................................................................................4</p><p>　　5.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容......

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

10、 參考文獻(xiàn)..........................................................................................................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(shè)計(jì)的穿孔機(jī)為自動小型紙帶式穿孔機(jī)，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(jī)必須是自動式的。</p><p>　　自動紙帶式穿孔機(jī)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(jī)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(jī)從以前到現(xiàn)在一直被上海郵通應(yīng)用于加工其公司生產(chǎn)的通信設(shè)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(jī)才能加工得出。</p><p>　　設(shè)計(jì)這種小型紙帶式自動穿孔機(jī)集結(jié)了機(jī)械，力學(xué)，模具等多種學(xué)科知識。這種穿孔機(jī)外表體積比較小，雖然內(nèi)部結(jié)構(gòu)表面看上去并不復(fù)雜，但是由于涉及到凸輪，棘輪，偏心輪結(jié)合材料力學(xué)，運(yùn)動學(xué)，加上模具加工，制造工藝等方面知識，實(shí)際上想要成功地設(shè)計(jì)這種

13、穿孔機(jī)構(gòu)并非易事。要成功設(shè)計(jì)這套機(jī)構(gòu)關(guān)鍵在于凸輪的設(shè)計(jì)，棘輪棘爪的設(shè)計(jì)，穿孔機(jī)頭的模具設(shè)計(jì)，穿孔間隔時間配合的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，抬料裝置的設(shè)計(jì)等。只要抓住這幾個關(guān)鍵方面，成功設(shè)計(jì)一臺自動穿孔機(jī)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(jī)和紙帶穿孔機(jī)。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(shí)現(xiàn)方便的編輯功能和數(shù)控機(jī)床加工程序的輸入/輸出等功能，由此取名為數(shù)控機(jī)床程序服務(wù)器。下面將介紹數(shù)控機(jī)床程序服務(wù)器所包括的各種數(shù)控機(jī)床通訊接口及其軟件開發(fā)和國際流行的數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)的概況。</p><p>　　膠紙帶打孔

15、機(jī)是生產(chǎn)膠合板內(nèi)粘貼用打孔膠帶紙專用設(shè)備。目前國內(nèi)粘貼用打孔膠帶靠國外進(jìn)口，價格較貴，使膠合板的成本相應(yīng)提高。我們研制的ZDK打孔機(jī)，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(jī)的生產(chǎn)和應(yīng)用，從根本上解決了我國打孔膠帶依靠進(jìn)口的狀況，填補(bǔ)了國內(nèi)一項(xiàng)空白。</p><p&

16、gt;<b>　　3. 文獻(xiàn)綜述：</b></p><p>　　紙帶打孔機(jī)由放紙卷，可調(diào)導(dǎo)向輥，成孔裝置，導(dǎo)向輥，張力調(diào)整裝置，壓輥，收紙卷，機(jī)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(jī)經(jīng)傳動系統(tǒng)，使3個導(dǎo)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(fèi)。</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(dǎo)輥兩擋片之間的寬度，同時更換壓輥，可在該機(jī)上實(shí)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(yīng)保證膠帶紙打孔滾切線速度與導(dǎo)向輥線速度一致。通過對紙帶打孔機(jī)的有關(guān)運(yùn)動參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jī)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(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)的。此調(diào)整機(jī)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(shí)現(xiàn)帶輪的無級變速，達(dá)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(yīng)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(dá)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(dá)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(jī)的設(shè)計(jì)主要考慮三個方面：1，送料之前自動放料。2，自動進(jìn)給送料。3，自動沖裁。要完成這三個方面需求，就要設(shè)計(jì)抬料機(jī)構(gòu)，棘輪棘爪機(jī)構(gòu)，沖裁模具與沖料機(jī)構(gòu)等。要合理設(shè)計(jì)紙帶式穿孔機(jī)，必須對以上機(jī)構(gòu)進(jìn)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(jī)

22、械機(jī)構(gòu)布局問題，所以不同送料方式將影響紙帶式穿孔機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)。其送料方式有二種。第一種推料方式，各機(jī)構(gòu)布局以此為放料架，抬料機(jī)構(gòu)，棘輪棘爪機(jī)構(gòu)與滾筒，沖料機(jī)構(gòu)與模具。第二種拉料方式，各機(jī)構(gòu)布局以此為放料架，抬料機(jī)構(gòu)，沖料機(jī)構(gòu)與模具，棘輪棘爪機(jī)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(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案</p><p>　　沖料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案有二種，其一采用偏心套，偏心套連桿，杠桿機(jī)構(gòu)組成沖料機(jī)構(gòu)。其二采用曲軸，連桿，杠桿機(jī)構(gòu)組成沖料機(jī)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(jī)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(dāng)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(diǎn)

24、繞杠桿支點(diǎn)作上下擺動，使沖頭進(jìn)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(jī)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(dāng)曲軸轉(zhuǎn)動時使連桿帶動杠桿一端繞杠桿支點(diǎn)作上下擺動，同樣時使沖頭進(jìn)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(shè)計(jì)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(shè)計(jì)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(dá)到設(shè)計(jì)要求。故選擇鋸齒形沖頭。</p><p><b>　　5. 畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p>　　

26、5.1 設(shè)計(jì)的目的與要求</p><p>　　設(shè)計(jì)的目的是要保證穿孔機(jī)能夠完成自動放料、自動進(jìn)給送料、自動沖裁的相關(guān)動作。所以要求設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)合適的送料、抬料機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)、合理的電器箱、電機(jī)的選擇。</p><p><b>　　5.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容</b></p><p

27、>　　沖裁模具的設(shè)計(jì)與沖裁力計(jì)算。</p><p>　　沖料機(jī)構(gòu)與抬料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。</p><p>　　棘輪棘爪機(jī)構(gòu)的受力分析與設(shè)計(jì)。</p><p>　　電機(jī)以及電器箱的選用。</p><p>　　6. 工作進(jìn)度安排：</p><p>　　2011年9月06日～10月09日: 調(diào)研，確定設(shè)計(jì)方案，完成開題報(bào)告。

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

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

30、</p><p>　　2，機(jī)械原理與機(jī)械設(shè)計(jì) 上下冊 張策主編 機(jī)工出版社 2006/1</p><p>　　3，機(jī)械工程測量與試驗(yàn)技術(shù) 黃長藝等主編 機(jī)工出版社 2001/1</p><p>　　4，實(shí)用模具技術(shù) 陳萬林等編著 機(jī)工出版社 2003/8</p><p>　　5，沖壓模具設(shè)計(jì)難點(diǎn)與竅門

31、 薛啟翔等編著 機(jī)工出版社 2005/1</p><p>　　6，沖壓設(shè)計(jì)資料 王孝培主編 機(jī)工出版社 1983/12</p><p>　　7，多工位級進(jìn)模設(shè)計(jì) 邱永成編著 國防出版社 1987</p><p>　　8，機(jī)構(gòu)選型與運(yùn)動設(shè)計(jì) 楊黎明，楊志勤編著 國防出版社 2007/6</p><p>　　9

32、，機(jī)械設(shè)計(jì) 談嘉禎主編 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社 2001/8</p><p>　　10，機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 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><