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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)
1．畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)和要求：
1.1熟悉曲面印刷機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理；了解輪轉(zhuǎn)凸版印刷技術(shù)；
1.2 完成“曲面印刷機(jī)間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)”的設(shè)計(jì)；
1.3 應(yīng)用Solidworks或Pro.E軟件，構(gòu)建其數(shù)字化模型；
1.4 完成三維立體造型圖、爆炸圖、二維總裝配圖、及5個(gè)關(guān)鍵件零件圖；
1.5完成一個(gè)關(guān)鍵件的加工工藝設(shè)計(jì)；
1.6書(shū)寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
2．畢業(yè)設(shè)計(jì)的具體工作內(nèi)容：
2.1參考方案：
參考專(zhuān)利名稱(chēng)：《全自動(dòng)曲面印刷機(jī)》，專(zhuān)利號(hào)：ZL93248040.3；
《可自動(dòng)對(duì)版的高速曲面印刷機(jī)》，專(zhuān)利號(hào)：CN200710185449；
附圖1 主機(jī)示意圖 附圖2 整機(jī)布局圖
2.2 數(shù)字化模型的可控參數(shù)包括：
傳動(dòng)系統(tǒng)蝸桿、渦輪、渦形凸輪等；
2.3 分析計(jì)算內(nèi)容包括：
①關(guān)鍵件的強(qiáng)度校核；②關(guān)鍵軸和蝸桿渦輪以及渦形凸輪的設(shè)計(jì)計(jì)算。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)
3．對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)成果的要求：
3.1 提交分析計(jì)算結(jié)論報(bào)告；
3.2 提交自己繪制的設(shè)計(jì)圖紙（A0裝配圖1張，A0三維造型圖爆炸圖1張，關(guān)鍵零件圖5張，關(guān)鍵零件制造工藝技術(shù)資料一份）；
3.3 提交畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份（包括相關(guān)內(nèi)容的外文文獻(xiàn)的翻譯）；
3.4 提交計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)資料的光盤(pán)（包括說(shuō)明書(shū)和全部附圖）。
4．畢業(yè)設(shè)計(jì)工作進(jìn)度計(jì)劃：
起 迄 日 期
工 作 內(nèi) 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01日
5月01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
查閱文獻(xiàn)資料，確定設(shè)計(jì)方案，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告；
提交并檢查開(kāi)題報(bào)告（參考文獻(xiàn)15篇以上，英文5篇）；
三維建模及工程圖紙轉(zhuǎn)化，關(guān)鍵件的強(qiáng)度校核，
完善設(shè)計(jì)，翻譯英文文獻(xiàn)一份（約10頁(yè)）；
撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，整理、打印資料；
提交設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，導(dǎo)師審核，完善修改；
提交正式設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，專(zhuān)家評(píng)閱；
設(shè)計(jì)答辯
學(xué)生所在系審查意見(jiàn)：
同意下發(fā)任務(wù)書(shū)
系主任：
2016年 2 月 29 日
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開(kāi) 題 報(bào) 告
1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，撰寫(xiě)2000字左右的文獻(xiàn)綜述：
文 獻(xiàn) 綜 述
1.1曲面印刷機(jī)的簡(jiǎn)介
曲面印刷機(jī)是提供一種多色套印準(zhǔn)確、最高速度可達(dá)每分鐘360件的一次完成印刷的高效率全自動(dòng)曲面印刷機(jī)。它是一種專(zhuān)用于圓柱形、圓錐形包裝容器外表面彩色印刷的全自動(dòng)多色曲面印刷機(jī)，包括有輪轉(zhuǎn)印刷機(jī)構(gòu)、料盤(pán)機(jī)構(gòu)、上下料機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。它是一種用于食品和化妝品等灌裝容器外表面彩色印刷的高效率設(shè)備，采用凸版輪轉(zhuǎn)膠印技術(shù)，屬于機(jī)電一體化高新技術(shù)產(chǎn)品。全自動(dòng)曲面印刷機(jī)的研制成功，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，縮短了我國(guó)包裝容器高速彩色印刷技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，批量投入市場(chǎng)，取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。特別是可自動(dòng)對(duì)版的高速曲面印刷機(jī)專(zhuān)利技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光電檢測(cè)自動(dòng)對(duì)版，可使曲面印刷機(jī)的速度提高30%以上，而且對(duì)版速度快，對(duì)版精度更高、更節(jié)能，對(duì)于提升我國(guó)印刷機(jī)械技術(shù)，具有重要的意義[1]。除此之外，隨著印刷機(jī)械的自動(dòng)化、數(shù)字化印刷工作流程的不斷更新和完善，印刷技術(shù)創(chuàng)新層出不窮，印前創(chuàng)新技術(shù)、印刷創(chuàng)新技術(shù),印后創(chuàng)新技術(shù)都得到快速的發(fā)展[2]。
1.2曲面印刷機(jī)研究背景
通過(guò)過(guò)市場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，國(guó)際市場(chǎng)上，許多大型的專(zhuān)業(yè)印刷機(jī)械生產(chǎn)廠家如海德堡、
曼羅蘭、三菱等知名廠家并沒(méi)有專(zhuān)門(mén)生產(chǎn)這種曲面印刷機(jī)型，國(guó)內(nèi)的北人、上海印包、
華光精工等印刷支柱企業(yè)也在此種印刷機(jī)型上開(kāi)發(fā)甚少。目前，曲面印刷的市場(chǎng)需求增
大包裝印刷品,如體育器材用品、奧運(yùn)吉祥物、奧運(yùn)旅游紀(jì)念品、徽章、恤、快餐、飲
料包裝等。雖然目前國(guó)內(nèi)的大部分廠家生產(chǎn)的曲面印刷機(jī)做的已經(jīng)非常不錯(cuò)，但是仍然存在許多可以改進(jìn)的地方，現(xiàn)在有的印刷的顏色是單色、四色，印刷速度太慢，印刷效率不高都在一定程度上制約著包裝印刷技術(shù)的發(fā)展。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的在于設(shè)計(jì)提供多色套印準(zhǔn)確、高速印刷可達(dá)每分鐘300件的一次完成印刷的高效率全自動(dòng)曲面印刷機(jī)。要求滿(mǎn)足國(guó)際及國(guó)內(nèi)印刷市場(chǎng)對(duì)印刷機(jī)械的要求，套印準(zhǔn)確，圖案再現(xiàn)性好，自動(dòng)化程度高，適用于大批量、高效率印刷回轉(zhuǎn)體包裝容器[3]。
1.3曲面印刷機(jī)研究意義
曲面印刷機(jī)是一種用于食品和化妝品等灌裝容器外表面彩色印刷的高效率設(shè)備，采用凸版輪轉(zhuǎn)膠印技術(shù)，屬于機(jī)電一體化高新技術(shù)產(chǎn)品。全自動(dòng)曲面印刷機(jī)的研制成功，縮短了我國(guó)包裝容器高速彩色印刷技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，批量投入市場(chǎng)，取得了較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。特別是可自動(dòng)對(duì)版的高速曲面印刷機(jī)專(zhuān)利技術(shù)，實(shí)現(xiàn)光電檢測(cè)自動(dòng)對(duì)版，可使曲面印刷機(jī)的速度提高30%以上，而且對(duì)版速度快，對(duì)版精度更高、更節(jié)能，對(duì)于提升我國(guó)印刷機(jī)械技術(shù)，具有重要的意義。
曲面印刷是網(wǎng)版印刷的一個(gè)分支，主要產(chǎn)品為化妝品、洗滌用品、油脂油料的外包裝物。同時(shí)，也應(yīng)用于一些飲用杯具和廣告禮品的印刷中。曲面承印物的組成材料主要有金屬、玻璃、陶瓷及Pp、PC等高分子材料。 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及制作工藝的日菇完善，多種造型獨(dú)特、圓正兼優(yōu)的曲面體承印物隨處可見(jiàn)，它給我們的生活提供了很多的方便并且美化著我們的視覺(jué)空間[3]。
本機(jī)最多可套印六色，最高速度每分鐘300件，套印準(zhǔn)確，圖案再現(xiàn)性好、自動(dòng)化程度高。適用于大批量，高效率印刷塑料、金屬、紙質(zhì)成型后的包裝容器，而且凸版和模把更換方便，也適用于多品種小批量的高速彩色印刷[4]。機(jī)械印刷不僅印速快，套印精度高，而且能減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度[5]。
1.4曲面印刷機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)
曲面印刷機(jī)包括其上固定有轉(zhuǎn)印橡皮布的大膠輥、與大膠輥配合的各色版輥總成、與大膠輥配合的料盤(pán)以及安裝在其上的模把、驅(qū)動(dòng)大膠輥、料盤(pán)旋轉(zhuǎn)的主傳動(dòng)軸系；版輥總成包括其上依次套有內(nèi)軸套和外軸套的心軸，心軸的外軸套上套有版輥和周向調(diào)節(jié)斜齒輪裝置，周向調(diào)節(jié)斜齒輪與版輥之間聯(lián)接有導(dǎo)桿，版輥總成還包括穿過(guò)心軸且與心軸固定的心軸銷(xiāo)，心軸銷(xiāo)的兩端穿過(guò)內(nèi)軸套和外軸套上的孔與周向調(diào)節(jié)斜齒輪裝置滾動(dòng)，版輥總成還包括內(nèi)軸銷(xiāo)，該內(nèi)軸銷(xiāo)兩端穿過(guò)內(nèi)軸套并且與內(nèi)軸套固定、再穿過(guò)外軸套上的孔與版輥固定，大膠輥轉(zhuǎn)動(dòng)，各色版輥在大膠輥的轉(zhuǎn)印橡皮布上套色，然后轉(zhuǎn)印到模把上的承印物上。曲面印刷與平面印刷在原理上并不存在較大差異，只是工藝難度大一些[6]。全自動(dòng)曲面印刷機(jī)，包括有輪轉(zhuǎn)印刷機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等，其整體布局如圖 1 所示，主機(jī)座結(jié)構(gòu)如圖 2 所示，系統(tǒng)組成說(shuō)明如下：
A：輪轉(zhuǎn)印刷機(jī)構(gòu)包括有大膠輥(4)、墨輥箱(2)、版輥(1)，版輥及墨輥箱成組地沿 大膠輥圓周呈衛(wèi)星式分布，最多可裝六組，墨輥箱內(nèi)布置一套包括大墨輥(23)的傳墨輥 系；
B：輪轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)切向位置設(shè)置有料盤(pán)機(jī)構(gòu)，料盤(pán)（6)上均布裝有最多 6 個(gè)模把(5)、料 盤(pán)(6)裝在蝸形凸輪間歇傳動(dòng)箱(7)上并由其驅(qū)動(dòng)作分度運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)箱(7)經(jīng)萬(wàn)向軸(11) 與輪轉(zhuǎn)印刷機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)，由一只主電機(jī)驅(qū)動(dòng)形成主傳動(dòng)鏈；
C：輪轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的大膠輥(4)；版輥(1)經(jīng)及墨輥箱內(nèi)的墨輪系均通過(guò)變速輪與主傳 動(dòng)鏈相聯(lián)作同步運(yùn)轉(zhuǎn)；
D：料盤(pán)(6)上 A 點(diǎn)工位為上料工位，其正前方裝有四螺頭上杯機(jī)構(gòu)(61)，C點(diǎn)為前 處理工位，C 點(diǎn)工位模把下方裝有電火花處理器或火焰處理器，其上方裝有模把驅(qū)動(dòng)平 皮帶，E 點(diǎn)為印刷工位，此處大膠輥(4)與模把(5)接觸對(duì)滾．使膠輥上的彩色圖案印在 模把上的印刷物外周曲面上，G 點(diǎn)工位模把前方裝有真空吸附接杯皮帶機(jī)構(gòu)(33)；
E：主傳動(dòng)鏈上裝有光電編碼器(8)[7] 。
圖1 曲面印刷機(jī)整體布局圖 圖2 曲面印刷機(jī)主機(jī)座圖
1.5印刷工藝過(guò)程簡(jiǎn)述
首先要進(jìn)行成型品前處理。處理包括成型品表面的油脂及垃圾的清洗，以及為了改 善油墨的潤(rùn)濕性和粘合性的表面處理。成型品前清洗（脫脂）：采用有機(jī)溶劑清洗成型品表面滲出的油污。表面處理：絕大多數(shù)的合成樹(shù)脂與油墨的密接性不如金屬和紙。為此有必要對(duì)成型品的表面進(jìn)行適性處理。然后將油墨放入凹版內(nèi)，刮去過(guò)量的油墨，擠 壓曲面取得油墨，將曲面的油墨轉(zhuǎn)印到成型品的表面。這時(shí)就需要進(jìn)行油墨固化處理了。 在多數(shù)情況下，采用某些方法使油墨固化。硬化處理方法則有熱硬化處理與UV 硬化處 理二種。熱固化處理：將印刷后的成型品放入恒溫槽內(nèi)，使印刷品被遠(yuǎn)紅外線照射或熱 風(fēng)加熱，因熱反應(yīng)使油墨固化。固化處理：UV 被印刷的成型品在特定波長(zhǎng)的紫外線 （UV） 照射下，利用光化學(xué)反應(yīng)使油墨固化的方法。最后，為了提高印刷品的耐久性，有時(shí)會(huì) 實(shí)施表面涂布等后處理。表面涂布方法，一般以涂布熱固化性或 UV 固化性的透明涂布液最為常見(jiàn)[8]。
1.6 國(guó)內(nèi)外曲面印刷機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀
中國(guó)印刷工業(yè)，無(wú)論是出版物的印刷、包裝物的印刷、還是印刷設(shè)備和印刷器材的 生產(chǎn)，都取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展[9]，以下介紹三家國(guó)內(nèi)公司所生產(chǎn)的曲面印刷機(jī)的概況:
（1）潮安隆興彩印工貿(mào)有限公司：專(zhuān)業(yè)生產(chǎn) LXUV-WZ160 型工位固化、隧道固化、六至九色高速曲面膠印機(jī)如圖3 示，適應(yīng)于各種圓錐型杯子、碗的外表文字和圖案印刷。主要有如下幾個(gè)特點(diǎn)：采用PLC 觸摸屏控制，自動(dòng)顯示檢測(cè)故障并顯示處理辦法而且配備自動(dòng)倒換三塊和六塊橡皮功能, 操作簡(jiǎn)單、安全可靠。獲專(zhuān)利的電腦記憶數(shù)控調(diào)墨，確保機(jī)器長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)不跑色。油墨增加或減少準(zhǔn)確自如方便實(shí)用，還能把相應(yīng)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存下來(lái)，直到下批產(chǎn)品開(kāi)機(jī)再用。獲專(zhuān)利的運(yùn)轉(zhuǎn)中套色調(diào)版裝置，大大縮短調(diào)試時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，同時(shí)可調(diào)整版滾與大鼓壓力。
圖3 LX-WZBA145-160型六色高速自動(dòng)曲面膠印機(jī)
（2）廣水輕工機(jī)械有限責(zé)任公司：全國(guó)唯一一家提供成套系列塑料曲面膠印機(jī)設(shè)備的專(zhuān)業(yè)制造廠家。產(chǎn)品廣泛適用于塑料杯、碗、瓶、蓋、桶等容器表面的裝潢、商標(biāo)的彩色膠印印刷。
圖4 JYT/B.W-6 PLC型六色曲面膠印機(jī)
（3）瑞安市力泰機(jī)械有限公司：該公司生產(chǎn)的設(shè)備為凸版印刷，生產(chǎn) LTUV-WZ145 型曲面印刷機(jī)如圖5所示，以膠印的方法在塑料制品外表面印制彩色圖 案?？梢淮涡杂∷⒊隽珗D案，廣泛使用于印刷酸奶杯、冰淇淋杯、方便面碗、可口可 樂(lè)等各種圓柱形或圓錐形塑料制品。其特點(diǎn)：引進(jìn)國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)，在設(shè)計(jì)，制造方 面有很大的突破，使得設(shè)備的工作性能大大的提高。采用從上往下落的方式進(jìn)杯，印前電熨處理，印跡清晰，牢固。主電機(jī)采用三相變頻調(diào)速，同步帶傳送，無(wú)級(jí)調(diào)速，運(yùn)行平穩(wěn)，供墨量大小可調(diào)。 印刷行程和速度可調(diào)，以滿(mǎn)足不同的印刷要求。根據(jù)印刷的要求可調(diào)制成各種不同的顏色，色種。
圖5力泰公司生產(chǎn)的 LTUV-WZ145 型曲面印刷機(jī)
這幾家公司生產(chǎn)的印刷機(jī)各有各的特點(diǎn)，在某一方面的技術(shù)也達(dá)到了很高水平。市場(chǎng)需求量也很大[10]。但中國(guó)是個(gè)發(fā)展中國(guó)家，印刷業(yè)遠(yuǎn)比不上西方工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，城市與農(nóng)村，沿海與內(nèi)地的發(fā)展水平還有相當(dāng)?shù)牟罹啵@就決定了曲面印刷業(yè)與曲面印刷機(jī)械制造業(yè)將繼續(xù)發(fā)展，我國(guó)的曲面印刷機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國(guó)家還存在較大的差距，產(chǎn)品出口量還很低，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，尤其是高檔產(chǎn)品和高科技產(chǎn)品市場(chǎng)仍然被國(guó)外占領(lǐng)，因此努力提高產(chǎn)品質(zhì)量，調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，加大新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，積極開(kāi)拓國(guó)際、國(guó)內(nèi)兩大市場(chǎng)，是擺在我們印刷機(jī)械制造企業(yè)的共同任務(wù)[11]。
1.7國(guó)外曲面印刷機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r
國(guó)外也有很多大型的公司在曲面印刷機(jī)的制造上有較高的水平，現(xiàn)在介紹一下其中有代表性的一家企業(yè)。
大利卡夫公司：創(chuàng)立于1960年。以高速自動(dòng)曲面容器印刷設(shè)備為專(zhuān)業(yè)，卡夫公司的產(chǎn)品涵蓋：瓶蓋印刷機(jī)及瓶蓋印刷自動(dòng)線、塑料軟管印刷機(jī)及印刷自動(dòng)線、固體膠包裝等圓形包裝容器（塑料瓶、罐、筒）印刷自動(dòng)線，卡夫印刷機(jī)保持著曲面印刷機(jī)械的國(guó)際先進(jìn)水平。它所生產(chǎn)的LITHOCUP 塑料杯印刷機(jī)采用了變頻調(diào)速和數(shù)字同步技術(shù)保證了高速度下的同步印刷借助數(shù)字式微距調(diào)節(jié)技術(shù)，操作員可以從PLC界面上直接設(shè)定最佳接觸壓力點(diǎn)，而且印刷單元在每次向后移動(dòng)之后能準(zhǔn)確回到最佳壓力點(diǎn)。分度齒輪采用氣動(dòng)潤(rùn)滑技術(shù)，為長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)提供了可靠保證。該機(jī)的自動(dòng)裝載卸載設(shè)計(jì)獨(dú)特，除了能從PLC界面設(shè)定自動(dòng)堆垛的塑料杯數(shù)目之外，還便于快速更換塑料杯的印刷規(guī)格。印刷輥組采用兩個(gè)加墨輥為版輥加墨，設(shè)備配備有光學(xué)印版對(duì)中裝置，采用雙橡皮布運(yùn)轉(zhuǎn)，印刷裝置可以前后移動(dòng)并且能精確復(fù)位, 便于迅速進(jìn)行清潔、維護(hù)、更換橡皮布操作，墨輥配備有清洗裝置，配備紫外線干燥裝置。最高印刷速度：20000 只塑料杯/小時(shí)[12]。
圖6 LITHOCUP 塑料杯印刷機(jī)
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[17]馬維金. 《全自動(dòng)曲面印刷機(jī)》，專(zhuān)利號(hào)：ZL93248040.3；
[18]劉雅君. 數(shù)控編程時(shí)巧用刀具半徑補(bǔ)償指令.赤峰學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2006，(4):1～2?
[19]W.Kraebber.Computer-Integrated?Manfacturing.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2002.101
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開(kāi) 題 報(bào) 告
２．本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段（途徑）：
本次設(shè)計(jì)的目的是要改進(jìn)現(xiàn)在曲面印刷機(jī)八工位轉(zhuǎn)盤(pán)機(jī)構(gòu)的不足之處。有的雖然技術(shù)水平較高但生產(chǎn)成本相對(duì)較高。所以本次設(shè)計(jì)要在這幾方面進(jìn)行一定改造，使之在印刷色彩、印刷質(zhì)量和印刷成本上有進(jìn)一步的完善，使技術(shù)更加成熟。
此次設(shè)計(jì)的課題對(duì)象為間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其中關(guān)鍵涉及到機(jī)械系統(tǒng)的傳動(dòng)部分、控制操縱部件和其他輔助零件。主電機(jī)將傳動(dòng)傳遞給蝸桿，由于蝸輪蝸桿可以傳遞兩交錯(cuò)軸之間的運(yùn)動(dòng)，從而將傳動(dòng)傳遞給分度軸。分度軸將傳動(dòng)傳遞給蝸形凸輪，由于蝸形凸輪的特殊結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)間歇傳動(dòng)，進(jìn)而把傳動(dòng)平穩(wěn)的傳遞給分度盤(pán)，最后將傳動(dòng)傳遞給八工位料盤(pán)。
2.1 曲面印刷機(jī)間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)分析
傳動(dòng)系統(tǒng)作為機(jī)械系統(tǒng)的最主要組成部分，具有重要意義。間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的種類(lèi)有很多，按工作特性可以分為兩大類(lèi)，即步進(jìn)運(yùn)動(dòng)間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和具有瞬時(shí)停歇特性或停歇區(qū)的間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)[10]。其中步進(jìn)運(yùn)動(dòng)間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)又可以分為棘輪機(jī)構(gòu)、槽輪機(jī)構(gòu)、針輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)、共軛盤(pán)分度凸輪機(jī)構(gòu)、圓柱分度凸輪機(jī)構(gòu)和弧面分度凸輪機(jī)構(gòu)，具有瞬時(shí)停歇特性或停歇區(qū)的間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的形式眾多，而且常常是幾種基本機(jī)構(gòu)的組合應(yīng)用，例如凸輪-連桿組合機(jī)構(gòu)、周轉(zhuǎn)齒輪與連桿組合機(jī)構(gòu)、差動(dòng)鏈輪機(jī)構(gòu)等。
選擇傳動(dòng)類(lèi)型時(shí)需要考慮的幾個(gè)方面是：精度高、效率高、經(jīng)濟(jì)成本低、外廓尺寸小、重量輕、運(yùn)動(dòng)性能良好及便于加工制造和維修，既能滿(mǎn)足生產(chǎn)條件又安全可靠[13]。
依據(jù)上述要求，本設(shè)計(jì)選擇用蝸形凸輪配合蝸輪、蝸桿作為間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的主要機(jī)構(gòu)零件。此機(jī)構(gòu)輸入的動(dòng)力首先經(jīng)過(guò)蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)減速，再傳遞給蝸形凸輪間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，使分度盤(pán)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖7所示：
圖7 間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖
該間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是用來(lái)驅(qū)動(dòng)八工位料盤(pán)進(jìn)行間歇傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)的。 隨著現(xiàn)代機(jī)械工業(yè)的發(fā)展。間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的工作頻率愈來(lái)愈高，已達(dá)2000 次/min，原有間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)已滿(mǎn)足不了實(shí)際需要。蝸形凸輪間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是一種新型高速間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，機(jī)構(gòu)可在高速下承受較大的載荷，生產(chǎn)率高，動(dòng)力特性好，是一種很有發(fā)展前途的新型機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu) 主動(dòng)件為一環(huán)面蝸桿式的凸輪，從動(dòng)件為一具有圓周徑向均勻分布柱銷(xiāo)（滾子)的圓盤(pán) （圖8）。
圖 8蝸形凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖
當(dāng)蝸桿凸輪等速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，推動(dòng)從動(dòng)件作間歇運(yùn)動(dòng)。因此，它是一種變速比的機(jī)構(gòu)。 又因是高速間歇運(yùn)動(dòng)，故從動(dòng)件變速轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是很考究的。為了提高機(jī)構(gòu)效率， 從動(dòng)輪上的柱銷(xiāo)可采用窄系列的滾動(dòng)軸承。該機(jī)構(gòu)可以利用控制中心距的辦法，使?jié)L子 表面與凸輪輪廓之間保持緊密接觸，以消除其徑向游隙，不僅可以提高傳動(dòng)精度，還有 效地控制了振動(dòng)。由于這種機(jī)構(gòu)具有上述特點(diǎn)，故可以應(yīng)用在高速高精度轉(zhuǎn)位機(jī)械中[14]。
2.2 研究途徑
（1）通過(guò)查閱關(guān)于曲面印刷機(jī)，等方面的書(shū)籍和文獻(xiàn)資料等，理解了曲面印刷機(jī)的 工作原理，各部分構(gòu)造，對(duì)所設(shè)計(jì)部分有了一定認(rèn)識(shí)。綜合資料整理出所設(shè)計(jì)部分的工 作原理綜合查閱的資料和以上工作原理，對(duì)設(shè)計(jì)部分進(jìn)行一定改造，使之更為合理，簡(jiǎn)單[15-16]。
（2）通過(guò)對(duì) solid works 的學(xué)習(xí)，用此軟件繪制設(shè)計(jì)圖紙，并且建立三維造型。用 Solid works 軟件的好處：在 SolidWorks 中使用者可以利用”拖曳置放”的操 作特性快速的將“圓角”、 “除料”(孔)、 “填料伸長(zhǎng)”等特征復(fù)制或搬移到另一新的 位置。 使用者可以運(yùn)用這樣的操作方式橫跨不同的檔案間的操作。 SolidWorks 現(xiàn)在內(nèi)含 零件的應(yīng)力分析功能。 而使用者僅需透過(guò)簡(jiǎn)單的對(duì)話(huà)框的問(wèn)答與點(diǎn)選方式即可完成設(shè)定 并很快的獲得相關(guān)信息[17]。
（3）通過(guò)查看機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)和有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的書(shū)，綜合自己已掌握的機(jī)械設(shè)計(jì) 的知識(shí)對(duì)間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)關(guān)鍵部件進(jìn)行強(qiáng)度校核。
（4）查看關(guān)于數(shù)控編程方面的書(shū),并且綜合掌握的編程知識(shí)對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行編程。在 數(shù)控上進(jìn)行輪廓加工時(shí),因?yàn)殂姷队幸欢ǖ陌霃?所以刀具中心刀心軌跡和工件輪廓不 重合,如不考慮刀具半徑,則不能保證加工尺寸的準(zhǔn)確,為此必須使刀具沿工件輪廓的法 向偏移一個(gè)刀具半徑,這就是刀具半徑補(bǔ)償。 應(yīng)用刀具半徑補(bǔ)償功能時(shí),需按工件輪廓 軌跡進(jìn)行編程,然后將刀具半徑值輸入數(shù)控系統(tǒng)中,執(zhí)行程序時(shí),系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)進(jìn)行刀具半 徑補(bǔ)償,從而加工出符合要求的工件形狀[18-19]。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開(kāi) 題 報(bào) 告
指導(dǎo)教師意見(jiàn)：
夏文逾同學(xué)針對(duì)曲面印刷機(jī)間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，論述了其國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，通過(guò)閱讀相關(guān)的參考文獻(xiàn)，對(duì)于所選題目的意義和設(shè)計(jì)工作內(nèi)容有深入的了解，報(bào)告格式規(guī)范，參與了充分討論，參考文獻(xiàn)標(biāo)注正確，研究方案可行。
同意開(kāi)題。
指導(dǎo)教師：
2016年3 月 20 日
所在系審查意見(jiàn)：
同意開(kāi)題
系主任：
2016 年 3 月 22 日
曲面印刷機(jī)間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
摘要：曲面印刷機(jī)主要是在類(lèi)似的圓柱形的東西上自動(dòng)進(jìn)行對(duì)版印刷的機(jī)器，而全自動(dòng)曲面印刷機(jī)他對(duì)版的準(zhǔn)確度高、更便捷，其使用光電對(duì)版的速度比傳統(tǒng)的印刷機(jī)的速度提升了百分之三十，可以成批有效的生產(chǎn)印制各種材料物品的外包裝，彌補(bǔ)了我國(guó)的高效自動(dòng)化印刷領(lǐng)域。
本文是針對(duì)曲面印刷機(jī)的間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)。間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是曲面印刷機(jī)a的重要組成部分，它主要實(shí)現(xiàn)八工位料盤(pán)的間歇轉(zhuǎn)動(dòng)，為上杯、印刷、下杯提供間歇時(shí)間。間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由蝸桿蝸輪箱和凸輪箱兩部分構(gòu)成。蝸桿蝸輪箱通過(guò)蝸桿—蝸輪的傳動(dòng)形式，改變傳動(dòng)方向并為渦形凸輪提供動(dòng)力。凸輪箱由渦形凸輪和分度盤(pán)組成。渦形凸輪入口和出口的槽是四分之一正弦曲線，各占圓周曲線75度，中間一段是直線槽，占圓周曲線210度，兩者光滑過(guò)渡，機(jī)構(gòu)運(yùn)行平穩(wěn)。渦形凸輪通過(guò)驅(qū)動(dòng)分度盤(pán)上的滾柱裝置，使分度盤(pán)實(shí)現(xiàn)間歇轉(zhuǎn)動(dòng)。渦形凸輪每轉(zhuǎn)45的角度則分度盤(pán)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)一圈。
因?yàn)橐O(shè)計(jì)間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的五十多個(gè)零部件實(shí)行三維實(shí)體建模、裝置配備、仿真模擬，并生成其裝配大圖，爆炸圖和五個(gè)相對(duì)應(yīng)的重要零部件圖，所以要熟練操作Solidworks軟件系統(tǒng)。為保證按照任務(wù)的目的和要求，預(yù)先定出工作方案和計(jì)劃，繪出圖樣的安全合理，此論文也通過(guò)原理方式對(duì)軸承、蝸輪、蝸桿、鍵等重要零部件進(jìn)行了校對(duì)核查，而且對(duì)分度盤(pán)擬定了相關(guān)的制造路線。本文利用大量精確的圖表及專(zhuān)業(yè)性的理論敘述結(jié)合，生動(dòng)形象的將全自動(dòng)曲面印刷機(jī)間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的組成、構(gòu)造、試用功能進(jìn)行詳細(xì)介紹和展示。
關(guān)鍵詞：印刷機(jī)；間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；蝸形凸輪；蝸輪蝸桿；Solidworks
I
The Design of Intermittent Drive Mechanism for Curved Surface Press
Abstract: Surface printing press is mainly for automatic printing on a cylindrical something similar machines, and automatic surface press his version of accurate, more convenient, using photoelectric version faster than conventional presses the speed increase 30 percent effective production batch can be printed all kinds of packaging material goods, the end of our dependence on foreign technology.
This design is a design scheme for surface presses intermittent transmission bodies. Intermittent transmission mechanism is an important part of the surface of a printing press, it is mainly to achieve eight-station tray intermittent rotation of the cup, printing cup provided under intermittent time. Intermittent transmission mechanism by the worm gear box and cam box of two parts. Worm gear box via the worm - worm wheel drive form, change the transmission direction and provide the impetus for scroll cam. Scroll cam groove inlet and outlet of a quarter of a sine curve, each peripheral curve 75 degree, the middle section is a straight groove, accounting peripheral curve 210 degree, both smooth transition, smooth mechanism operation. Globoid each rotation angle of the indexing plate 45degree corresponding revolution.
Due to the design of more than fifty parts intermittent drive mechanism to implement three-dimensional solid modeling system equipped, simulation, assembly and generates its big picture, and five exploded view corresponding to important parts, so to proficiency Solidworks Software system. In order to ensure accordance with the purpose and requirements of the tasks, pre-fix work programs and plans drawn pattern of reasonable safety, this paper also by way of the principle of the important parts of bearings, worm, the worm, and so the key proof verification, but also for points dial developed related manufacturing line. In this paper, a large number of accurate charts and professional narration combine theory and vivid will be automatic composition, structure, function surface presses trial intermittent transmission mechanism will be described in detail and show.
Keywords: Printers; intermittent transmission mechanism; Globoid; worm; Solidworks
目 錄
摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
目錄 Ⅲ
1 引言 1
1.1 全自動(dòng)曲面印刷機(jī)的簡(jiǎn)介 1
1.2 曲面印刷機(jī)的工作原理和組成結(jié)構(gòu) 1
1.2.1 工作原理 1
1.2.2 組成結(jié)構(gòu) 1
1.3 曲面印刷機(jī)的技術(shù)特色 2
1.4 國(guó)內(nèi)外曲面印刷機(jī)的研發(fā)狀況 2
1.4.1 國(guó)內(nèi)曲面印刷機(jī)的研發(fā)狀況 2
1.4.2 國(guó)外曲面印刷機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r 4
1.5 曲面印刷機(jī)的用途及經(jīng)濟(jì)效益 4
1.6 設(shè)計(jì)的目的與對(duì)象 4
2 間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì) 6
2.1 間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的分析與方案選擇 6
2.2 間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)材料的選擇 6
2.2.1 強(qiáng)度 6
2.2.2 剛度 6
2.2.3 磨損 7
2.2.4 振動(dòng)穩(wěn)定性 7
2.2.5 材料的經(jīng)濟(jì)性 7
2.3 間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)技術(shù)要求 7
3 間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的重要零件設(shè)計(jì) 9
3.1 蝸形凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 9
3.2 軸的設(shè)計(jì) 12
3.2.1 軸的材料 12
3.2.2 軸的失效形式 12
3.2.3軸的可靠定位 13
3.2.4 零件在軸上的周向定位 13
3.3 鍵的選擇 14
3.4 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì) 15
3.4.1 蝸輪蝸桿傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 15
3.4.2 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)參數(shù) 15
3.6 其他零件的設(shè)計(jì) 17
3.6.1 螺釘?shù)倪x擇 17
3.6.1 箱體的設(shè)計(jì) 18
4 分度盤(pán)的加工工藝 20
4.1 分度盤(pán)的的工藝性分析 20
4.2 分度盤(pán)的工藝分析及生產(chǎn)類(lèi)型的確定 20
4.2.1 分度盤(pán)的用途 20
4.2.2 分度盤(pán)的主要技術(shù)要求 21
4.2.3 審查分度盤(pán)的工藝性 21
4.2.4 確定分度盤(pán)的生產(chǎn)類(lèi)型 21
4.3 確定毛坯尺寸和繪制毛坯圖 20
4.3.1 毛坯選擇 20
4.3.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量 20
4.3.3 繪制分度盤(pán)毛坯圖 21
4.4 擬訂加工工藝路線 22
4.4.1 選擇定位基準(zhǔn) 22
4.4.2 制定工藝路線 23
4.5 選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備 23
4.5.1 機(jī)床、刀具、量具的選擇 23
4.5.2 夾具的選擇 24
4.6 確定工序尺寸 24
4.7 確定切削用量 25
4.7.1 工序1切削用量的確定 25
4.7.2 工序2切削用量的確定 25
4.7.3 工序3切削用量的確定 25
4.7.4 工序4切削用量的確定 26
4.7.5 工序5切削用量的確定 26
4.7.6 工序6切削用量的確定 26
4.7.7 工序7切削用量的確定 26
4.7.8 工序8切削用量的確定 26
4.7.9 工序9切削用量的確定 26
4.7.10 工序10切削用量的確定 27
4.7.11 工序11切削用量的確定 27
4.7.12 工序12切削用量的確定 27
4.7.13 工序13切削用量的確定 27
4.8 制定相關(guān)的工藝文件 27
5 總結(jié) 28
參考文獻(xiàn) 29
致謝 31
附錄 A 32
V
中北大學(xué)信息商務(wù)學(xué)院 2016 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
1 引言
1.1 全自動(dòng)曲面印刷機(jī)的簡(jiǎn)介
我們研究的全面曲面印刷機(jī)是一種可以在曲面上印刷的機(jī)器，諸如我們平時(shí)見(jiàn)到的印刷機(jī)都是平面印刷機(jī)，意思就是可以在平面上印刷，批量復(fù)制文字，但是在圓柱形、圓弧形等物品上就顯得無(wú)能為力。就像我們平時(shí)的印章，沾上印泥，只可以在平面上印刻上去，在曲面上就不行了。所以在不同曲面上印刷的機(jī)器出現(xiàn)了，它就是曲面印刷機(jī)。由程序控制器通過(guò)程序把控上下料和各部件的同步聯(lián)動(dòng)。曲面印刷機(jī)的輪轉(zhuǎn)印刷機(jī)構(gòu)將圖案套色于大膠輥圓周之上，再與料盤(pán)上模把接觸對(duì)滾移印在被印刷物的外曲面上。適用于工廠大批量，高效率印刷塑料、金屬、紙質(zhì)成型后的包裝容器，及各種電子電器標(biāo)簽。而且凸版和模把更換方便。其使用光電對(duì)版的速度比傳統(tǒng)的印刷機(jī)的速度提升了百分之三十，大大提升了勞動(dòng)生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)效益[1]。
1.2 曲面印刷機(jī)的工作原理和組成結(jié)構(gòu)
1.2.1 工作原理
曲面印刷機(jī)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)大膠輥，原先布置在大膠輥的色塊圖案組合便會(huì)跟著其一起滾動(dòng)，之后將圖案印刷在紙面上。
1.2.2 組成結(jié)構(gòu)
全自動(dòng)曲面印刷機(jī)，包含有輪轉(zhuǎn)印刷機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等，其全部的分布狀況如圖1-1所示，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)闡述如下[5]：
1. 印刷機(jī)構(gòu)由橡膠、墨輥盒、版輥盒組成。版輥盒和墨輥盒均布在橡膠輥的周?chē)?
2. 料盤(pán)機(jī)構(gòu)。其上均布著模把和料盤(pán)，作間歇運(yùn)動(dòng)。
3. 輪轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)上的橡膠輥版輥墨輥箱與主運(yùn)動(dòng)相聯(lián)作同步運(yùn)轉(zhuǎn)；
1
圖1-1 曲面印刷機(jī)整體布局圖
1.3 曲面印刷機(jī)的技術(shù)特色
1. 使用渦形凸輪作間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。
2. 自動(dòng)控制接觸印刷壓力；能夠確保被印刷圖案的清晰度；
3. 主機(jī)使用單一傳動(dòng)鏈，完成了各元件的步調(diào)一致；
4. 使用光電編碼器，保證各元件的協(xié)調(diào)一致；
5. 使用自動(dòng)版夾將PS感光樹(shù)脂版放置在版輥上，可以合理安排安裝位置和張力；
6. 使用空轉(zhuǎn)不印快速控制技術(shù)，保證印刷過(guò)程中上杯失敗時(shí)，油墨不污染模頭；
7. 使用CCD相機(jī)圖像分析技術(shù)，分析色標(biāo)位置誤差，并快速消除誤差，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)對(duì)版。
1.4 國(guó)內(nèi)外曲面印刷機(jī)的研發(fā)狀況
1.4.1 國(guó)內(nèi)曲面印刷機(jī)的研發(fā)狀況
1. 潮安隆興彩印工貿(mào)有限公司：其特色生產(chǎn)的“隆興機(jī)械彩印”，“隆興彩印杯”，以及印制各種類(lèi)型的杯與碗類(lèi)都是該企業(yè)拿得出手的標(biāo)志性產(chǎn)品。并且，依靠完善的管理、國(guó)內(nèi)外高科技的設(shè)備、雄厚科研力量和廣大客戶(hù)的支持，曲面印刷機(jī)研發(fā)問(wèn)世，而且順利進(jìn)過(guò)科技成果鑒定，驕傲的榮獲了八項(xiàng)技術(shù)專(zhuān)利，其成果也被ISO9001國(guó)際質(zhì)量體系認(rèn)證。
圖1-2 LX-WZBA145-160型六色高速自動(dòng)曲面膠印機(jī)
2. 廣水輕工機(jī)械有限責(zé)任公司：廣水輕工機(jī)械有限責(zé)任公司，在1954年創(chuàng)立，發(fā)展至今已有六十多年的歷程了，在時(shí)間的考驗(yàn)和見(jiàn)證下，公司系列化的建成了膠印機(jī)印刷流水線，包括印杯（碗）機(jī)系列、印桶機(jī)系列、印蓋機(jī)系列、印方盒機(jī)系列和印軟管（鋁罐）機(jī)系列。公司產(chǎn)品的主要電氣部件由德國(guó)西門(mén)子、日本三菱提供，并憑借機(jī)械的高穩(wěn)定性、經(jīng)久耐用等品質(zhì)，公司一直在同行業(yè)中保持著領(lǐng)先地位。公司產(chǎn)品通過(guò)CE認(rèn)證，企業(yè)通過(guò)ISO9001，ISO14001認(rèn)證，并擁有多項(xiàng)發(fā)明專(zhuān)利和實(shí)用新型專(zhuān)利。
圖1-3 JYT/B.W-6 PLC型六色曲面膠印機(jī)
圖1-4 對(duì)開(kāi)單色雙面平版印刷機(jī)
1.4.2 國(guó)外曲面印刷機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r
圖1-5 LITHOCUP塑料杯印刷機(jī)
意大利卡夫公司：以具備完善體系的研發(fā)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)、創(chuàng)新的開(kāi)發(fā)能力和強(qiáng)大的制造生產(chǎn)能力以及高速自動(dòng)曲面容器印刷設(shè)備為人們所熟知、并且通ISO9001:2000國(guó)際質(zhì)量體系認(rèn)證。軟管印刷自動(dòng)線：整理加料機(jī)、印刷機(jī)、表面處理裝備、紫外線干燥裝備、管口通孔、密封管口、擰蓋裝備；塑料杯印刷機(jī)；塑料瓶罐印刷機(jī)；圓形容器印刷機(jī)。最高印刷速度：20000 只塑料杯/小時(shí)。
1.5 曲面印刷機(jī)的用途及經(jīng)濟(jì)效益
曲面印刷機(jī)主要是通過(guò)自動(dòng)對(duì)版，在類(lèi)似的圓柱形的物品上進(jìn)行印刷的設(shè)備，使用在大規(guī)模、高生產(chǎn)速率的批量印刷塑料物品、金屬物品以及紙張等成型后的罐裝容器是最適合不過(guò)的，因?yàn)樾阅莒`活也可用于較少的多品種高速率彩色印刷。在日常生活中因?yàn)楫a(chǎn)品包裝不僅起到美觀的作用而且也是產(chǎn)品介紹的重要途徑之一，所以在市場(chǎng)的占有率極大，成為了必不可少的技術(shù)。進(jìn)而通過(guò)這幾個(gè)方面的比較曲面印刷機(jī)比過(guò)去傳統(tǒng)的絲網(wǎng)印刷機(jī)具有更大的優(yōu)點(diǎn)和競(jìng)爭(zhēng)力，因?yàn)樗冗^(guò)去的印刷速度更快，印刷的形狀更為豐富多樣，原材料的本錢(qián)減少，而印刷質(zhì)量卻有了顯著的提高和改善。
1.6 設(shè)計(jì)的目的與對(duì)象
間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是本次設(shè)計(jì)的主要目標(biāo)，其基本原理是原動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器將動(dòng)力輸送給蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，因其可以垂直傳遞動(dòng)力的緣由，很容易將力傳動(dòng)到與之相互垂直的方向上去，隨后將力傳遞到分度軸進(jìn)而帶動(dòng)蝸形凸輪，用其特殊的構(gòu)造完成間歇傳動(dòng)的目的，最后將動(dòng)力傳遞給八工位料盤(pán)。
2 間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)
2.1 間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的分析與方案選擇
在一個(gè)機(jī)械系統(tǒng)中，最核心的原件便是其獨(dú)有的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它是最終所要達(dá)到的運(yùn)動(dòng)目的的實(shí)現(xiàn)組織?？梢苑譃閮刹糠郑阂皇遣竭M(jìn)間歇，二是瞬時(shí)停歇。其中，間歇式棘輪輪機(jī)構(gòu)、針輪機(jī)構(gòu)、不完全齒輪機(jī)構(gòu)、圓柱分度凸輪機(jī)構(gòu)屬于步進(jìn)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。瞬時(shí)間歇機(jī)構(gòu)的最基本的機(jī)制是對(duì)你多種機(jī)構(gòu)進(jìn)行組合。
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，我計(jì)劃使用蝸形凸輪和蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)作為實(shí)現(xiàn)間歇傳動(dòng)目的的主要原件
本設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖如圖2-1所示：
圖2-1 間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖
2.2 間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)材料的選擇
綜上所述，想要選擇間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的材料，首先要全面掌握所需材料的各方面優(yōu)缺點(diǎn)以及各零部件的最適合的使用情況，并且想要精益求精還需要在以下幾個(gè)方面多做參考：
2.2.1 強(qiáng)度
根據(jù)受力、載荷分布等條件。脆性材料可以使用與機(jī)構(gòu)中不太關(guān)鍵的地方。當(dāng)出現(xiàn)在交變應(yīng)力條件中，應(yīng)使用具有韌性的材料。不同的熱處理方式有不同的金屬晶格結(jié)構(gòu)，宏觀上表達(dá)出來(lái)的物理性能也不盡相同。當(dāng)原件接觸應(yīng)力時(shí)，允許使用局部強(qiáng)化的熱處理方式，如淬火、滲碳、氮化等，以提高材料的表面綜合性能。材料的優(yōu)選對(duì)于機(jī)械性能的提高有著巨大的意義。
2.2.2 剛度
機(jī)械原件的平穩(wěn)傳動(dòng)最主要的便是傳動(dòng)的精確性，只有這樣，機(jī)械才能不會(huì)變成一灘爛泥，這時(shí)，必須依靠機(jī)械原件個(gè)部分過(guò)硬的剛度要求。
2.2.3 磨損
磨損是機(jī)械系統(tǒng)最大敵人，過(guò)大的磨損會(huì)加劇機(jī)械原件的過(guò)快老化，極大的影響使用壽命。要想避免磨損，就要采用許多特殊的結(jié)構(gòu)或者組成金屬，其中耐摩性能好的有鋼-青銅，鋼－軸承合金。
2.2.4 振動(dòng)穩(wěn)定性
振動(dòng)會(huì)造成原件的老化，加劇裂隙的深入，使用過(guò)程中還會(huì)產(chǎn)生許多噪音。
2.2.5 材料的經(jīng)濟(jì)性
任何機(jī)械元件都是在設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，采用最優(yōu)化的金屬選用，因?yàn)檫^(guò)高的成本會(huì)影響整體產(chǎn)品的推廣。
綜上所述原則材料選擇如下：
凸輪箱體 HT200
蝸桿箱體 HT200
蝸輪 ZQSn10-1
蝸桿 40Cr
分度軸 1 （凸輪） 45鋼
分度軸 2（分度盤(pán)） 40Cr
凸輪 QT500-7
分度盤(pán) 45鋼
2.3 間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)技術(shù)要求
想要將曲面印刷機(jī)的間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)完善好，在其使用的各方面性能上要多做考慮和創(chuàng)新，并將所有在內(nèi)的情況都要考慮到。我做了以下五個(gè)方面的闡述：
1. 結(jié)實(shí)可靠:曲面印刷機(jī)要求在長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行中保持不太大的誤差并且在使用年限上不能太低。
2. 保險(xiǎn)靠譜：在設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)工作進(jìn)程時(shí)，一定要確保操作工人的自身安全及其設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，所以一定要在設(shè)備上面安裝安全保護(hù)裝置，同時(shí)為了以防萬(wàn)一也一定要加裝安全保險(xiǎn)配置。一旦機(jī)器設(shè)備出現(xiàn)任何突發(fā)狀況時(shí)必須做到立馬停止工作狀態(tài)。
3. 使用簡(jiǎn)單：工人在操作過(guò)程中需要簡(jiǎn)單明了的了解設(shè)備的使用，特別在操作大機(jī)器時(shí)，一定根按照實(shí)際情況添加適量的調(diào)控盤(pán)，以確保工作人員在各個(gè)所分配的操作位置都能夠輕松自如的操作設(shè)備并使其正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。
4. 系統(tǒng)穩(wěn)定：就得使蝸桿和蝸輪、凸輪軸承和分度盤(pán)在運(yùn)動(dòng)速度變化成不同速度下，保證機(jī)床系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，避免劇烈顫抖噪聲，使的完成印刷后的效果不佳，影響其最后產(chǎn)品的彩印質(zhì)量。
5. 控制速度：在想要調(diào)控間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)速度時(shí)，只要調(diào)節(jié)輸入蝸桿軸的速度進(jìn)而完成對(duì)其的改變就可。
3 間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的重要零件設(shè)計(jì)
3.1 蝸形凸輪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
如圖3-1所示，為蝸形凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。它是實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)的核心原件，蝸形凸輪與分度盤(pán)共同作用，將蝸輪的連續(xù)運(yùn)動(dòng)通過(guò)蝸形凸輪槽與分度盤(pán)中心線轉(zhuǎn)角的不連續(xù)變化從而帶動(dòng)分度盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)把連續(xù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為間歇運(yùn)動(dòng)。
凸輪通過(guò)分度盤(pán)上的滾柱連接實(shí)現(xiàn)分度盤(pán)的間歇運(yùn)動(dòng)，分度盤(pán)轉(zhuǎn)八圈渦形凸輪才轉(zhuǎn)一圈。
圖3-1 蝸形凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)
如圖3-2所示，為了實(shí)現(xiàn)間歇運(yùn)動(dòng)該機(jī)構(gòu)分為了轉(zhuǎn)位角和停歇角兩部分。
圖3-2 蝸形凸輪
為了有一定的打印時(shí)間，需要設(shè)置一定的停歇角。轉(zhuǎn)位角不能設(shè)置得太小，當(dāng)其小于停歇角時(shí)，料盤(pán)位移時(shí)，其他組件便不會(huì)很好的協(xié)調(diào)，為了不影響正常運(yùn)轉(zhuǎn)。達(dá)到最優(yōu)化的設(shè)計(jì)，轉(zhuǎn)位角采用150°，停歇角使用210°。如下圖所示為近似正弦曲線的運(yùn)動(dòng)曲線：
圖3-3 蝸形凸輪與分度盤(pán)相對(duì)位置曲線
蝸形凸輪很難使用CAD表達(dá)清楚。但可以采用三維化的設(shè)計(jì)方案。凸輪的設(shè)計(jì)應(yīng)該滿(mǎn)足以下三個(gè)條件：
1. 兩曲面上的共軛接觸點(diǎn)必須重合；
2. 兩曲面在共軛接觸點(diǎn)處必須相切，不能產(chǎn)生干涉，且在共軛接觸點(diǎn)的臨域也無(wú)曲率干涉；
3. 在共軛接觸點(diǎn)處，兩曲面間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度必須與其公法線垂直[13]。
分度盤(pán)是是由盤(pán)體和滾柱構(gòu)成的，滾柱通過(guò)圓柱銷(xiāo)與分度盤(pán)連接，如圖3-4所示：
圖3-4 分度盤(pán)
圖3-5 分度盤(pán)盤(pán)體
如圖3-5所示，分度盤(pán)的盤(pán)體，由連接滾柱與軸組成。滾柱孔內(nèi)分別插入八個(gè)均布分度盤(pán)，分度盤(pán)固定有圓柱銷(xiāo)。分度盤(pán)外圓周為平面結(jié)構(gòu)，并能夠保證滾柱殼在軸向方向的精確定位。分度盤(pán)的螺孔和銷(xiāo)孔用來(lái)固定滾柱孔間的孔。
圖3-6 滾柱
如圖3-6所示，滾柱體的選用GCr15制造。中間體為了減小摩擦，而采用滾針。
為保證機(jī)械的運(yùn)行可靠、并減小機(jī)器的震動(dòng)，蝸形凸輪與分度盤(pán)的配合必須達(dá)到一定的精確值。
主要件的技術(shù)要求說(shuō)明如下：
1. 分度銷(xiāo)盤(pán)的技術(shù)要求：
材料選擇
45鋼
調(diào)制處理
25-35HRC
8×22H7孔的等分角
45°
相鄰分度偏差
不大于±10′
累積分度偏差
不大于
轉(zhuǎn)盤(pán)
靜平衡
2. 蝸形凸輪技術(shù)要求：
凸輪定位
環(huán)面左右兩側(cè)45°夾角的公差為
熱處理
30-35HRC 調(diào)質(zhì)后氮化，深度0.5mm,表面硬度為900HV
凸輪工作輪廓面最后加工
工藝中心軸與凸輪內(nèi)孔的配合為，以中心軸頂針孔定位
凸輪端面對(duì)內(nèi)孔基準(zhǔn)的垂直度
0.01mm
3.2 軸的設(shè)計(jì)
軸是機(jī)械原件中主要的承受載荷的部件，其設(shè)計(jì)關(guān)乎機(jī)械的整體運(yùn)行。
3.2.1 軸的材料：應(yīng)該根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用場(chǎng)合，合理選材，并使用最優(yōu)化的設(shè)計(jì)方案。
1. 強(qiáng)度高
（ 1 ）的 。
(2) maximum mechanical steel, commonly used in the manufacture of high-speed, heavy-duty axle, or force requires large size, light weight shaft. For those shafts in high temperature, low temperature or corrosive media work, most just manufacturing alloys.
2. 械性能好
（ 2 ）金 。
(3) is usually carried out various heat treatment, chemical treatment and surface hardening treatment can improve strength and wear resistance of carbon steel or alloy steel shaft. In particular, alloy steel, heat-treated after only to fully display its superior mechanical properties.
3. 優(yōu)越的力學(xué)性能
（ 3 ）能 。
(4) alloy steel for high stress concentration sensitivity, the structure shape steel shaft must be reasonable, otherwise we lose the significance of alloy steel. In addition, general operating temperature, alloy steel and carbon steel elastic modulus very close, and therefore rely on the choice of alloy steel to increase shaft stiffness is not enough, this time by increasing the shaft diameter should be other ways to solve.
4. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，能夠發(fā)揮軸的最大的優(yōu)勢(shì)
（ 4 ）決 。
(5) high-strength cast iron and ductile iron mechanical strength lower than that of steel, but the casting process, and easy to get more complex external resistance, wear resistance, low sensitivity to stress concentration, low cost, so the application of increasingly increase.
5. 耐磨性能好
3.2.2 軸的失效形式：疲勞斷裂、塑性變形、脆性破壞、過(guò)度磨損
軸的設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列條件：
1. 選擇合理的生產(chǎn)工藝
2. 優(yōu)化軸的結(jié)構(gòu)形式和尺寸，即軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；
3. 校核振動(dòng)穩(wěn)定性
3.2.3軸的可靠定位：
1. 軸肩：軸肩是軸上一部分，用于定位安裝齒輪，如圖為設(shè)計(jì)圖例。
圖3-7 軸設(shè)計(jì)圖例
2. 軸套：軸套使用兩個(gè)端面做定位端面，擁有較高的平行度和垂直度。
3. 圓螺母：當(dāng)軸上設(shè)置有螺紋時(shí)，可用圓螺母的端面來(lái)定位。
3.2.4 零件在軸上的周向定位：
定位方式根據(jù)實(shí)際情況選擇。
有鍵、銷(xiāo)、過(guò)盈等方式。
間歇傳動(dòng)箱內(nèi)軸具體結(jié)構(gòu)如圖3-7，3-8所示：
圖3-7 分度盤(pán)軸
圖3-8 蝸輪軸
3.3 鍵的選擇
本次設(shè)計(jì)中主要用到了平鍵，選擇時(shí)應(yīng)考慮以下情況：①傳遞轉(zhuǎn)矩；②軸向滑動(dòng)距離；③連接對(duì)中；④軸向固定；⑤鍵等。
擋圈使用國(guó)標(biāo)號(hào)為GB886-86 25×27，的軸肩擋圈。而平墊圈選用GB 97.1-85，性能等級(jí)為8-140HV，其中d=13,D=24,h=2.5。
圖3-9 距離套結(jié)構(gòu)圖
3.4 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)
蝸輪蝸桿常用于傳遞垂直方向的力。
3.4.1 蝸輪蝸桿傳動(dòng)的失效形式和設(shè)計(jì)準(zhǔn)則
點(diǎn)蝕、磨損、輪齒彎曲、膠合碎是蝸輪蝸桿常見(jiàn)的失效形式，其傳動(dòng)效率不高。制造材料必須具有抗摩擦、耐磨、抗膠合性能
3.4.2 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)參數(shù)
如圖3-10所示為蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)，及其設(shè)計(jì)參數(shù)，
蝸桿的參數(shù)：
模 數(shù)
頭 數(shù) K=6
壓 力 角
螺旋方向 左旋
導(dǎo) 程 角
導(dǎo) 程
材 料 40Cr
蝸輪的參數(shù)：
模 數(shù)
齒 數(shù)
壓 力 角
螺旋方向 左旋
節(jié) 徑 114mm
厚 度 B=66mm
材 料 ZQSn10-1
中 心 距 a=180mm
由于蝸桿的軸向力較大，故選擇在蝸桿兩端使用圓錐滾子軸承。
圖3-10 蝸輪蝸桿傳動(dòng)副
3.5 軸承的選擇
1. 軸承的選擇順序：1） 熟悉運(yùn)用機(jī)械裝備和軸承的工作狀態(tài)；2） 明確對(duì)軸承的要求；3） 選定軸承的類(lèi)型；4） 選定軸承配置方式；5） 選定軸承尺寸；6） 選定軸承規(guī)格；7） 選定軸承的安裝方法。
2. 需要的數(shù)據(jù)和資料：1） 機(jī)械裝置的功能與結(jié)構(gòu)；2） 軸承的使用部位；3） 軸承負(fù)荷（大小、方向）；4） 旋轉(zhuǎn)速度；5） 振動(dòng)、沖擊；6） 軸承溫度（周?chē)鷾囟?、溫升）?） 周?chē)鷼夥眨ǜg性，清潔性，潤(rùn)滑性）。
本設(shè)計(jì)中間歇式變速箱所使用的滾動(dòng)軸承使用圓錐滾子軸承。
圖3-11 圓錐滾子軸承
3.6 其他零件的設(shè)計(jì)
3.6.1 螺釘?shù)倪x擇
此次設(shè)計(jì)中多處用到螺釘，它們的型號(hào)分別為：M8×15、M10×80、M12×30、M5×20、M5×8。它們主要起連接、定位和軸向的推動(dòng)作用。其相關(guān)示意圖如下所示：
圖3-12 螺釘
3.6.2 箱體的設(shè)計(jì)
蝸形凸輪箱體是間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的保護(hù)零件，而且箱體的設(shè)計(jì)決定著傳動(dòng)的精確性。
圖3-11 蝸形凸輪箱體三維圖(a)
圖3-12 蝸形凸輪箱體三維圖(b)
圖3-13 蝸輪箱體三維圖（a）
圖3-14 蝸輪箱體三維圖（b）
4 分度盤(pán)的加工工藝
4.1 分度盤(pán)的的工藝性分析
1. 該工件鍛造比比較大，很容易造成應(yīng)力的分布不均。因此，鍛造后進(jìn)行正火處理，粗加工后進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，以改善材料的切削性能。
2. 工序安排以上下端面和Φ90的圓定位，裝夾工件，達(dá)到了設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，工藝基準(zhǔn)的統(tǒng)一。
3. 分度盤(pán)端面對(duì)Φ92H7mm孔中心線有垂直度要求；外圓周面對(duì)上端面有垂直度要求；上端面與Φ22H7mm的軸線有平行度要求。
4.2 分度盤(pán)的工藝分析及生產(chǎn)類(lèi)型的確定
4.2.1 分度盤(pán)的用途
如圖4-1所示，為曲面印刷機(jī)間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的分度盤(pán)零件。它位于輸出軸上，使主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)按照工作的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件外圓上的φ22孔與滾珠軸相連，通過(guò)下方蝸形凸輪運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)滾珠軸，從而帶動(dòng)所有其他的構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)。
圖4-1 分度盤(pán)
4.2.2 分度盤(pán)的主要技術(shù)要求
見(jiàn)表4-1。
4.2.3 審查分度盤(pán)的工藝性
1. 零件材料45鋼，切削加工性良好。
2. 主要表面雖然加工精度較高，但可以在正常的生產(chǎn)條件下，采用較經(jīng)濟(jì)的方法保證質(zhì)量地加工出來(lái)。
4.2.4 確定分度盤(pán)的生產(chǎn)類(lèi)型
由于零件的尺寸不是很大，生產(chǎn)綱領(lǐng)以達(dá)到成批生產(chǎn)的水平，因此可以采用較
先進(jìn)的鍛造而得，這對(duì)于提高生產(chǎn)率，切削加工的勞動(dòng)量，保證加工精度，都是很有利的。本零件不是很復(fù)雜，可大批生產(chǎn)。
表4-1分度盤(pán)的主要技術(shù)要求
加工表面
尺寸及偏差/mm
公差及精度等級(jí)
表面粗糙度 Ra/μm
形位公差/mm
上下端面
Φ166
IT12
1.6
⊥
0.015
C
8×Φ22孔
IT7
1.6
0.02
圓周面
Φ170
IT7
3.2
⊥
0.02
Φ6孔
8×Φ6
IT12
12.5
Φ10孔
4×Φ10
IT12
12.5
螺紋孔M10
4×M10
IT6
3.2
4.3 確定毛坯尺寸和繪制毛坯圖
4.3.1 毛坯選擇
在工作時(shí)零件要經(jīng)常來(lái)回的撥動(dòng)。要求有較強(qiáng)的剛度，因此選擇材料為鍛件，正火處理，粗加工后調(diào)質(zhì)HRC35-40。
4.3.2 確定毛坯的尺寸公差和機(jī)械加工余量
1. 公差等級(jí)
由分度盤(pán)零件的功用和技術(shù)要求，確定該零件的公差等級(jí)為普通級(jí)。
2. 鍛件重量
根據(jù)機(jī)械加工后零件的形狀及零件材料，估算鍛件毛坯重量為=7.50kg。
3. 鍛件材質(zhì)系數(shù)
由于該分度盤(pán)零件材料為45鋼，是碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質(zhì)系數(shù)為級(jí)。
4.3.3 繪制分度盤(pán)毛坯圖
零件尺寸
單面加工余量
毛坯尺寸
備注
φ166
2
φ170
φ90
1
φ92
42
1.5
45
表4-2 毛坯的尺寸和加工余量 /mm
由表4-2所得結(jié)果，繪制毛坯簡(jiǎn)圖如圖4-2所示。
圖4-2 分度盤(pán)毛坯圖
4.4 擬訂加工工藝路線
4.4.1 選擇定位基準(zhǔn)
基面選擇很重要，選擇的正確與否，直接影響到生產(chǎn)率，否則的話(huà)，加工會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，嚴(yán)重的可導(dǎo)致零件報(bào)廢。
基準(zhǔn)選擇：對(duì)于零件來(lái)講，它盡量選擇的加工面為粗基準(zhǔn)。
精基準(zhǔn)的選擇：，按“基準(zhǔn)重合”和“基準(zhǔn)統(tǒng)一”的原則。
4.4.2 制定工藝路線
采用專(zhuān)用工具和固定裝置爭(zhēng)取同時(shí)進(jìn)行提高生產(chǎn)效率。此外，要經(jīng)濟(jì)節(jié)約。采取的零部件制造方式和工藝方案如下：
工序一 粗銑上端面
工序二 粗銑-半精銑下端面
工序三 半精銑-精銑上端面
工序四 粗鏜內(nèi)圓
工序五 粗車(chē)-半精車(chē)-精車(chē)外圓
工序六 半精鏜內(nèi)圓
工序七 鉆-鉸-精鉸圓錐孔Φ6
工序八 鉆-鉸-精鉸圓錐孔Φ10
工序九 鉆孔-鉸孔M10
工序十 插鍵槽
工序十一 磨內(nèi)孔
工序十二 銑圓周面
工序十三 鉆—鉸—精鉸孔Φ22
工序十四 檢查
4.5 選擇加工設(shè)備和工藝設(shè)備
4.5.1 機(jī)床、刀具、量具的選擇
見(jiàn)表4-3
表4-3 分度盤(pán)機(jī)床、刀具、量具的選擇
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
機(jī)床設(shè)備
刀具
量具
1
粗銑上端面
銑床X5020
圓柱形銑刀
游標(biāo)卡尺
2
粗銑-半精銑-精銑下端面
銑床X5020
圓柱形銑刀
游標(biāo)卡尺
3
半精銑-精銑上端面
銑床X5020
圓柱形銑刀
游標(biāo)卡尺
4
粗鏜內(nèi)孔
鏜床T5120
鏜刀
游標(biāo)卡尺
5
粗車(chē)-半精車(chē)-精車(chē)外圓
車(chē)床C6140
偏刀
游標(biāo)卡尺
6
半精鏜內(nèi)孔
鏜床T5120
鏜刀
游標(biāo)卡尺
7
鉆-鉸-精鉸圓錐孔Φ6
臥式鉆床Z6220
麻花鉆，1:50錐鉸刀
內(nèi)徑千分尺、塞規(guī)
8
鉆-鉸-精鉸圓錐孔Φ10
臥式鉆床Z6220
麻花鉆，1:50錐鉸刀
內(nèi)徑千分尺、塞規(guī)
9
鉆孔-鉸孔M10
臥式鉆床Z6220
麻花鉆，鉸刀，絲錐
塞規(guī)、百分表、卡尺等
10
插鍵槽
插床B5020
插刀
游標(biāo)卡尺
11
磨內(nèi)孔
萬(wàn)能磨床M1432A
砂輪
游標(biāo)卡尺
12
銑圓周面
銑床X5020
圓柱形銑刀
游標(biāo)卡尺
13
鉆—鉸—精鉸孔Φ22
臥式鉆床Z6220
麻花鉆，鉸刀
游標(biāo)卡尺、塞規(guī)
14
檢查
塞規(guī)、百分表、游標(biāo)卡尺等
4.5.2 夾具的選擇
該分度盤(pán)的生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批生產(chǎn)，所以采用普通夾具。
4.6 確定工序尺寸
零件表面多次加工的工序尺寸只和加工余量有關(guān)，前面已確定的零件表面的毛坯余量，應(yīng)將毛坯余量分為各工序加工余量，然后由后往前計(jì)算工序尺寸。
根據(jù)各加工方法能達(dá)到的公差等級(jí)，確定零件的工序余量。
表4-4 零件表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度/mm
加工
表面
工序雙邊余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度/μm
粗
半精
精
粗
半精
精
粗
半精
精
Φ92H7
1.0
0.75
0.25
Φ91
Φ91.75
Φ92H7
Ra6.3
Ra3.2
Ra1.6
M10
8
1.5
0.5
Φ8
Φ9.5
M10
Ra12.5
Ra6.3
Ra3.2
Φ22H7
20
1.5
0.5
Φ20
Φ21.5
Φ22H7
Ra6.3
Ra3.2
Ra1.6
166
2
1.5
0.5
168
169.5
170
Ra12.5
Ra6.3
Ra3.2
Φ6
4
1.5
0.5
Φ4
Φ5.5
Φ6
Ra12.5
Ra6.3
Ra3.2
Φ10
8
1.5
0.5
Φ8
Φ9.5
Φ10
Ra12.5
Ra6.3
Ra3.2
42
2
0.75
0.25
Φ43
Φ42.25
Φ42
Ra6.3
Ra3.2
Ra1.6
4.7 確定切削用量
切削用量包括背吃刀量ap、進(jìn)給量f和切削速度υc。切削用量的選擇原則：在保證加工質(zhì)量，降低成本和提高生產(chǎn)效率的前提下，使ap、f、υc的乘積最大。當(dāng)ap、f、υc的乘積最大時(shí)，工序的切削時(shí)間最短。
選擇切削用量時(shí)先選擇背吃刀量，進(jìn)給量，再確定切削速度。
4.7.1 工序1切削用量的確定
本工序?yàn)榇帚娚隙嗣妗Ｒ阎庸げ牧蠟?5鋼，鍛件；機(jī)床為X5020型銑床。
所選刀具為高速鋼圓柱形銑刀。
確定背吃刀量。 ap1=1.0mm。
確定進(jìn)給量f：查《機(jī)械加工實(shí)用手冊(cè)》，選用高速鋼圓柱形銑刀，銑刀每齒進(jìn)
給量為0.15mm/z，銑刀有10齒，即1.5mm/r。
確定切削速度。:查《機(jī)械加工實(shí)用手冊(cè)》42m/min。
4.7.2 工序2切削用量的確定
本工序?yàn)榇帚?、半精銑、精銑下端面。機(jī)床為X5020銑床。刀具為高速鋼圓柱形銑刀。
1. 確定背吃刀量 ap2=0.25mm。
2. 確定進(jìn)給量f：高速鋼圓柱形銑刀，銑刀每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.15mm/z，銑刀有10齒，即1.5mm/r。
3. 確定切削速度:查《機(jī)械加工實(shí)用手冊(cè)》42m/min。
4.7.3工序3切削用量的確定
本工序?yàn)榘刖?、精銑上端面；機(jī)床為銑床X5020，刀具為高速鋼圓柱形銑刀；
1. 確定背吃刀量ap3=0.25mm。
2. 確定進(jìn)給量f：選用高速鋼圓柱形銑刀，銑刀每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為1.0mm/r。
3. 確定切削速度:查《機(jī)械加工實(shí)用手冊(cè)》42m/min。
4.7.4 工序4切削用量的確定
本工序?yàn)榇昼MΦ92mm孔；機(jī)床為T(mén)5120型立式鏜床。所選刀具硬質(zhì)合金鏜刀，YG8材質(zhì)。
1. 確定背吃刀量ap4=0.5mm。
2. 確定進(jìn)給量f：選用硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.5mm/r。
3. 確定切削速度:查《機(jī)械加工實(shí)用手冊(cè)》60m/min。
4.7.5 工序5切削用量的確定
本工序?yàn)榇周?chē)-半精車(chē)-精車(chē)外圓；機(jī)床為C6140車(chē)床。確定粗車(chē)、半精車(chē)、精車(chē)的切削用量。所選刀具45.
1. 確定背吃刀量ap1=0.5mm。
2. 確定進(jìn)給量f：選用硬質(zhì)合金車(chē)刀，車(chē)刀每轉(zhuǎn)進(jìn)給量
為0.5mm/r。
3. 確定切削速度:查《機(jī)械加工實(shí)用手冊(cè)》60m/min。
4.7.6 工序6切削用量的確定
本工序?yàn)榘刖M（Φ90H7孔）。機(jī)床為T(mén)5120型立式鏜床。刀具硬質(zhì)合金鏜刀，YG6材質(zhì)；
1. 確定背吃刀量ap：粗鏜雙邊余量為0.75mm，則ap為單邊余量，ap=1/2=0.375mm。
2. 確定進(jìn)給量f：選用硬質(zhì)合金鏜刀，鏜刀每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.5mm/r。
3. 確定切削速度:查《機(jī)械加工實(shí)用手冊(cè)》80m/min；
4.7.7 工序7切削用量的確定
本工序?yàn)殂@圓錐孔Φ6，機(jī)床為臥式鉆床Z6220，直接用直徑為Φ4鉆頭鉆底孔，單邊余量為ap =2mm，然后擴(kuò)孔至Φ5.5，單邊余量為ap =0.75mm，最后用1:50錐鉸刀鉸孔至Φ6。
確定切削速度:查《機(jī)械加工實(shí)用手冊(cè)》500r/min。
4.7.8 工序8切削用量的確定
本工序?yàn)殂@圓錐孔Φ10，機(jī)床為臥式鉆床Z6220，直接用直徑為Φ8鉆頭鉆底孔，單邊余量為ap =4mm，然后擴(kuò)孔至Φ9.5，單邊余量為ap =0.75mm，最后用1:50錐鉸刀鉸孔至Φ10。
確定切削速度:查《機(jī)械加工實(shí)用手冊(cè)》500r/min。
4.7.9 工序9切削用量的確定
本工序?yàn)殂@螺紋孔M10，機(jī)床為臥式鉆床Z6220，先用直徑為Φ8鉆頭鉆底孔，單邊余量為ap =4mm，然后擴(kuò)孔至Φ9.5，單邊余量為ap =0.75mm，最后用絲錐鉸孔至M10。
確定切削速度:查《機(jī)械加工實(shí)用手冊(cè)》500r/min。
4.7.10 工序10切削用量的確定
本工序?yàn)椴彐I槽寬度10mm,高度為96，機(jī)床為插床B5020，單邊余量為ap =5mm，高度的雙邊余量為5.75mm。
4.7.11 工序11切削用量的確定
本工序?yàn)槟?nèi)孔Φ92mm，并間接保證鍵槽高度96mm,使用機(jī)床為萬(wàn)能磨床M1432A。
選用中等硬度的砂輪。
1. 確定單邊余量為ap =0.25mm。
2. 確定進(jìn)給量f：查《機(jī)械加工實(shí)用手冊(cè)》， 砂輪每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.05mm/r。
3. 確定切削速度:查《機(jī)械加工實(shí)用手冊(cè)》150m/min。
4.7.12 工序12切削用量的確定
本工序?yàn)榇帚?、半精銑圓周面。機(jī)床為X5020銑床。刀具為高速鋼圓柱形銑刀。
1. 確定背吃刀量ap：粗銑、半精銑下端面雙邊余量為3mm、1mm，則ap為單邊余量，ap1=1.5mm，ap2 =0.5mm；
2. 確定進(jìn)給量f：查《機(jī)械加工實(shí)用手冊(cè)》，選用高速鋼圓柱形銑刀，銑刀每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為1.5mm/r。
3. 確定切削速:查《機(jī)械加工實(shí)用手冊(cè)》42m/min；
4.7.13 工序13切削用量的確定
1. 本工序?yàn)殂@圓柱孔Φ22，機(jī)床型號(hào)為臥式鉆床Z6220，首先選用直徑為Φ20鉆頭鉆底孔，單邊余量為ap =10mm，然后擴(kuò)孔至Φ21.5，單邊余量為ap =0.75mm，最后用鉸刀鉸孔至Φ22mm。
2. 確定切削速度:查《機(jī)械加工實(shí)用手冊(cè)》500r/min。
4.8 制定相關(guān)的工藝文件
通過(guò)上述過(guò)程中對(duì)分度盤(pán)的工藝技術(shù)的分析，擬定了機(jī)械加工工藝過(guò)程卡（見(jiàn)附錄A1）和機(jī)械加工工序卡片一套（附錄A2）。
5 總結(jié)
曲面印刷機(jī)主要是在類(lèi)似的圓柱形的東西上自動(dòng)進(jìn)行對(duì)版印刷的機(jī)器，而全自動(dòng)曲面印刷機(jī)他對(duì)版的準(zhǔn)確度高、更便捷，其使用光電對(duì)版的速度比傳統(tǒng)的印刷機(jī)的速度提升了百分之三十，可以成批有效的生產(chǎn)印制各種材料物品的外包裝。我寫(xiě)這個(gè)論文有以下心得總結(jié)：
1. 利用三維軟件SolidWorks對(duì)間歇傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的工件進(jìn)行三維建模、裝配、仿真和制作出裝配圖紙及相關(guān)零件圖。
2. 進(jìn)過(guò)理論研究對(duì)相應(yīng)的關(guān)鍵部件進(jìn)行檢查校準(zhǔn)，最終完成了分度盤(pán)的加工技術(shù)。
3. 通過(guò)本次論文設(shè)計(jì)，機(jī)電控制有了更深的 理解。
4. 通過(guò)對(duì)間歇傳動(dòng)部件的三維建模、爆炸視圖、組裝、模擬、讓我在使用SolidWorks軟件時(shí)更熟練。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 馬維金.全自動(dòng)曲面印刷機(jī)[P].中國(guó)專(zhuān)利: CN2179822 ，1994-08-17.
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致 謝
時(shí)光如沙漏里的沙子，飛快的流轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)眼間，就到了大學(xué)的尾巴?；厥淄ィ髮W(xué)時(shí)光里留下了許多美好的印記。結(jié)交了很多良師益友。感謝我的家人對(duì)我大學(xué)四年學(xué)習(xí)的默默支持。在這里，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的最后，我想說(shuō)很多話(huà)，我感謝大學(xué)老師，教我學(xué)習(xí)很多專(zhuān)業(yè)課方面的東西，教我很多做人的道理，讓我在即將面對(duì)社會(huì)的時(shí)候，能夠更好的擁有一技之長(zhǎng)來(lái)面對(duì)這個(gè)競(jìng)爭(zhēng)激烈的社會(huì)。
感謝畢業(yè)設(shè)計(jì)的帶我的馬老師，馬老師不僅術(shù)業(yè)有專(zhuān)攻，而且對(duì)于我的人生道理的感悟也都很強(qiáng)的啟蒙作用。在這幾個(gè)月里的相處中，馬老師不辭辛苦，耐心的為我指導(dǎo)畢業(yè)設(shè)計(jì)中的各種問(wèn)題，讓我更加順利清楚的完成整個(gè)工作，從方案的選定到最終的定稿。馬老師都一步一步的教我們，引導(dǎo)我們，讓我們順利完成。
46
附 錄A
機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片
中北信商
機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零（部件）圖號(hào)
產(chǎn)品名稱(chēng)
曲面印刷機(jī)
零（部件）名稱(chēng)
分度盤(pán)
共1頁(yè)
第1頁(yè)
材料牌號(hào)
45鋼
毛坯種類(lèi)
鍛件
毛坯外形尺寸
170╳45mm
每毛坯可制件數(shù)
1
每臺(tái)件數(shù)
1
備注
工序號(hào)