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長　沙　學　院 CHANGSHA UNIVERSITY 畢業(yè)設計（論文） 設計（論文）題目： 自動三面切書機 系　　　　部： 機電工程系 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 學 生 姓 名： 鄧俊杰 班 級： 機本一班 學號 2004011109 指導教師姓名： 談峰 職稱 講師 職稱 最終評定成績 長沙學院教務處 二○○七年十月制  目 錄 第一部分 過程管理資料 一、畢業(yè)設計（論文）課題任務書 ( Ⅳ ) 二、本科畢業(yè)設計（論文）開題報告 ( Ⅶ ) 三、本科畢業(yè)設計（論文）中期報告 (ⅩⅣ) 四、畢業(yè)設計（論文）指導教師評閱表 (ⅩⅥ) 五、畢業(yè)設計（論文）評閱教師評閱表 (ⅩⅦ) 六、畢業(yè)設計（論文）答辯評審表 (ⅩⅧ) 第二部分 設計說明書 七、設計說明書 ( 1 ) XX  2008屆 本科生畢業(yè)設計（論文）資料 第一部分 過程管理資料  2008屆畢業(yè)設計（論文）課題任務書 系(部)：機電工程系 專業(yè)：機械設計制造及其自動化 指導教師 談峰 職稱 講師 學生姓名 鄧俊杰 課題名稱 自動三面切書機設計 內 容 及 任 務 一:目的: 隨著我國經濟的不斷進步，書本印品量逐年增加，廣大用戶迫切需要一種經濟型的三面切書機，它具有價格低廉，性能可靠，實惠耐用等優(yōu)點。 二：設計參數(shù)及條件 （1）產品： 裁切范圍 92×126～260×380mm(64開-8開) （2）機械生產效率： 裁切速度 12～28次/分， （3）對自動機的要求：機械結構簡單，工作可靠，穩(wěn)定，操作方便，造價低 （整機功率 2.6kw 主電機功率 2.2kw 外形尺寸（長×寬×高） 2160×2110×1630mm 機器重量 3200Kg ） 擬 達 到 的 要 求 或 技 術 指 標 (1)畢業(yè)實習或調查研究,到同類工廠了解情況,收集國內外有關資料,查閱文獻. 并翻譯相關資料一篇 (2) 分析工藝過程確定機型及執(zhí)行機構的組成. (3) 切書機總體方案設計. (4) 切書機傳動系統(tǒng)設計. (5) 繪制工程結構圖.(切書機總裝備圖。壓紙，切紙機構部件圖, 進出紙機構部件圖,主要軸.凸輪等零件圖) (6) 在分析,計算,選擇和設計的基礎上,寫設計說明書. (7) 運用計算機輔助設計,計算與繪圖. 進 度 安 排 起止日期 工作內容 2008.3 畢業(yè)實習或調查研究,到同類工廠了解情況,收集國內外有關資料,查閱文獻、翻譯文獻 2008.3-2008.4 分析工藝過程, 總體方案設計, 傳動系統(tǒng)設計. 2008.4-2008.5 繪制工程結構圖 2008.5-2008.6 編寫設計說明書，翻譯稿 2008.6 檢查圖紙和論文的格式、規(guī)范等是否符合統(tǒng)一要求，準備答辯 主 要 參 考 資 料 1．成大先主編.機械設計手冊（第三版）.北京：化學工業(yè)出版社，1994 2．金屬切削手冊 北京：機械工業(yè)出版社 3．自動機械設計 中國輕工業(yè)出版社 4．機械制造工藝 5．機械原理 6．機械零件 教研室 意見 簽名： 年 月 日 系(部)主管領導意見 簽名： 年 月 日 注：本任務書一式三份，由指導教師填寫，經教研室審批后一份下達給學生，一份由指導教師保留，一份交系部存檔。 長　沙　學　院 本科畢業(yè)設計（論文）開題報告 （ 2008 屆） 系　　　　部： 機電工程系 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 學 生 姓 名： 鄧俊杰 班 級： 04機本一班 學號 2004011109 指導教師姓名： 談峰 職稱 講師 2008年 3月 12日 題目：自動三面切書機 1. 結合課題任務情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，撰寫1000字以上的文獻綜述。 三面切書機是一種紙張加工設備，主要用于印刷企業(yè)印刷品的整形加工，蜂窩包裝板產生以后，也要用到三面切書機切制紙蜂窩芯，近年來，制卡業(yè)發(fā)展強勁，切紙機在這個領域也有廣闊的市場。 另外，三面切書機應用于非紙類加工，如PS板。皮革，硬塑料等材料的裁切。三面切書機是一種通用設備，應用范圍及其廣泛，在印刷業(yè)中，幾乎每個印刷企業(yè)都要配置三面切書機，因此三面切書機在印刷機械產品中占重要地位，是印刷企業(yè)中是必備設備之一。 三面切書機是印后主要設備之一，大批量的書刊整形都由三面切書機來完成，大批量的包裝產品的由成型模切機、柔性版印刷生產線、瓦楞紙印刷模切開槽機完成。大量的印大切小產品，如商標、不干膠貼片、卡片及中小型印刷企業(yè)對小批量印刷產品，用三面切書機對印品加工時投入少，收效快的一種選擇，更何況企業(yè)僅指掌尺寸變換，產品的形狀變換就需要常備三面切書機。隨著科技水平的提高，三面切書機的自動化水平提高很快，液壓、程控、計算機控制的切紙機已占市場主流。 各種輔機組成的裁切生產線，能夠明顯縮短生產實踐、提高生產效率、降低勞動強度，是印刷行業(yè)的發(fā)展方向，這部分裁切生產線如果配合整個印刷生產線，將大大縮短印刷周期，節(jié)約成本，獲得可觀的經濟效益。 三面切書機主要采用機械方式加以控制。裁刀是通過凸輪傳動，機身采用整體澆鑄，通過減少機器拼裝工序使機器的抖動降到最低，從而保證精度。其機械部分的加工精度直接影響到裁切精度，使用壽命。電機控制主要起輔助控制作用，如：當書本不完全到位時，光電控制開關便會自動提示，避免出現(xiàn)廢品。 當今世界上，三面切書機的發(fā)展方向是集自動化、智能化為一體，適用于各種書本的尺寸，調節(jié)方便、靈活，只需經過觸摸屏，通過PLC程序控制，機器就可自動完成各部位工作狀態(tài)的調整（如擋紙毛刷高度、夾書力的大小）。 根據(jù)中華人民共和國機械行業(yè)標準，從傳動、顯示和控制上來分， 切紙機可分為五類， 即：機械式、液壓式、全液壓式、數(shù)字顯示式和微機程控式。 1）機械式切紙機 機械式切紙機指的是刀床、推紙器和壓紙器等主要部件均采用機械傳動的切紙機，如圖1 所示。最早的機械式切紙機采用單導軌結構，結構較為簡單，調試維修也方便，但是這類切紙機沒有高精度的尺寸定位系統(tǒng)和尺寸設置裝置，精度低，不能滿足高檔印刷品裁切的要求。另外這種切紙機沖擊力大、噪音大、安全機構不可靠， 容易出工傷事故，而且沒有自動送紙機構，勞動強度大，生產效率低下。根據(jù)中華人民共和國國家經濟貿易委員會第32號令，《淘汰落后生產能 力、工藝和產品的目錄》（第三 批）QZ101、QZ201、QZ301、QZ401這些老式的機械式切紙機已被國家明令禁止生產。 2）液壓和全液壓切紙機 液壓式切紙機的壓紙器采用液壓驅動，壓力大而恒定。如上海申威達公司生產的SQZK1 660、SQZK1 860型切紙機的最大壓紙壓力分別達到了60000N、65000N，達到了國際先進技術的標準。全液壓切紙機的刀床、壓紙器均采用液壓傳動，裁切更加穩(wěn)定。 3）數(shù)字顯示和程控式切紙機 從1956 年波拉公司（現(xiàn)波拉公司已經并入海德堡）生產出第一臺磁帶控制的切紙機以來，數(shù)顯和程控式切紙機迅速發(fā)展和崛起， 在國外已成為主流機型， 在國內的市場份額不斷上升。數(shù)顯式切紙機推紙器的位置尺寸可以通過位置傳感器以數(shù)字方式顯示。程控式切紙機則是采用信號記憶存儲裝置或微處理機存儲指 令程序，整個裁切過程按照程序設定的步驟自動循環(huán)進行。例如圖2 所示波拉176 型程控切紙機， 可以存儲198 套切紙程序，12928個程序步驟。 2. 選題依據(jù)、主要研究內容、研究思路及方案。 三面切紙機工藝過程為：由傳送帶送來的具有一定高度的紙疊在初始位置被初壓板壓緊，推桿將壓緊的紙疊推到加工工位。由主壓板將紙疊壓緊后，初壓板放松并和推桿一起返回原位：在加工工位，首先由兩把側刀同時從兩側切去多余的紙邊，再由一把前刀切去前邊的紙邊。當完成這一切邊動作后，主壓板退回，由卸紙桿將切好的紙疊推到傳送帶上，完成一次加工循環(huán)。 重點在于確定執(zhí)行機構的運動循環(huán)及其組成區(qū)段，執(zhí)行機構運動循環(huán)的同步化設計。 裁切工作主要組成部件：切刀、切桿、切紙臺、側規(guī)、后擋紙規(guī)及壓紙器、機座。切刀是切紙機的重要部件，切刀又長又重，處于機器前方，固定在刀架上，當他向底座移動時，完成裁切工作。刀片的角度及材料要依據(jù)被切材料的特性來選用和調節(jié)，現(xiàn)有適合不同硬度材料的切刀可供選擇。切桿是切紙機另一個重要部件，位于切紙臺面上一個溝槽中，正對切刀下方，作用是防止切刀每次切過紙垛后與金屬切紙臺相撞，否則切刀就極易變鈍甚至斷裂。側規(guī)和后擋規(guī)的作用是在裁切之前，調正紙剁的位置，將紙剁準確定位在切刀下方，側規(guī)是固定不動的，而后擋規(guī)能移動，可根據(jù)不同的裁切長度進行調整。壓紙器是一個與切刀平行的金屬棒與切紙臺成90度，它有兩個功能：一是裁切之前將紙剁中空氣排出；另一個是在裁切過程中將紙垛牢牢地固定在原位。切紙臺是切紙機的工作臺，要求平面度，平直度精度高，剛性好，保證推紙運行平穩(wěn)，受沖擊不位移，確保裁切精度。 機裁切機構采用線性軸承定位，包括基座、前口上刀座、橫梁、兩套呈對稱安裝的邊口上刀座和邊口下刀座。前口上刀座和橫梁兩端用螺釘與兩塊對稱的Z 形連接塊連成一體組成框架結構，兩個邊口上刀座用手柄和塊固定在橫梁上。其特征是基座和邊口下刀座兩端共安裝有六根立柱，在前口上刀座兩端開有兩個孔，每個孔套裝在裝于基座上的立柱并在立柱間裝有兩個上下排列的線性軸承，在邊口上刀座的兩端也開有兩個孔，每個孔套裝在裝于邊口下刀座上的立柱并在立柱間裝有兩個上下排列的線性軸承，前口上刀座和兩個邊口上刀座可沿立柱上下往復移動。這種采用線性軸承定位的三面切書機裁切機構具有較高的定位精度，安裝和調整比較方便。 執(zhí)行機構，是利用機械能來改變材料或工件的性質，狀態(tài)，形狀或位置，實現(xiàn)工藝動作過程以完成機器預定的功能.其特動比點是機構的運較復雜多樣，運轉速度受到生產性質的限制，一般低于動力機，并常需按不同的工況作相應的變化 送紙機構采用滾動摩擦遞紙機構。 切紙，推紙機構都采用曲柄滑塊機構 滾動摩擦遞紙機構：由于有平臺支撐，只需幾個滾子來傳送絕緣紙，且用橡膠制作可起到壓紙便于切紙的作用。 鏈動傳遞紙機構：與平臺有所沖突，且難以壓住絕緣紙。使切刀插刀不能正常工作。 故選用滾動摩擦遞紙機構 曲柄滑塊機構曲柄滑塊機構是連桿機構的一種，連桿機構的一些傳動特點： 1）連桿機構中的運動副一般均為低副（因此，連桿機構也稱低副機構）。低副兩運動副元素為面接觸，壓強較小，故可承受較大的載荷，有利于潤滑，磨損較小，此外，運動副元素的幾何形狀較簡單，便于加工制造。 2）在連桿機構中，當原動件的運動規(guī)律不變，可用改變各構件的相對長度來使從動件得到不同的運動規(guī)律。 3）在連桿機構中，連桿上各點的軌跡是各種不同形狀的曲線（稱為連桿曲線），其形狀還隨著各構件相對長度的改變而改變，從而得到形式眾多的連桿曲線，我們可以利用這些曲線來滿足不同軌跡的設計要求。 此外，連桿機構還可以很方便地用來達到增力，擴大行程和實現(xiàn)遠距離傳動等目的。 連桿機構也存在如下一些缺點： 1）由于連桿機構的運動必須經過中間構件進行傳遞，因而傳遞路線較長，易產生較大的誤差累積，同時，也使機械效率降低。 2）在連桿機構運動過程中，連桿及滑塊的質心都在作變速運動，所產生的慣性力難于用一般平衡方法加以消除，因而會增加機構的動載荷，所以連桿機構不宜用于高速運動。 凸輪機構 凸輪機構的最大優(yōu)點是:只要適當?shù)卦O計出凸輪的輪廓曲線,就可以使推桿得到各種預期的運動規(guī)律,而且機構簡單緊湊. 凸輪機構的缺點是：凸輪廓線與推桿之間為點,線接觸,易磨損,所以凸輪機構多用在傳力不大的場合.且不適合高速運動 故選用曲柄滑塊機構 3.工作進度及具體安排。 2007年12月 完成開題報告 1～4周 實習：了解工作條件和收集原始數(shù)據(jù)，制定初步設計方案，征求意見 5～6周 翻譯與畢業(yè)設計課題內容相關的英語資料；完成方案設計。 7～8周 分析、優(yōu)化結構，校核主要零件強度；修改不合理結構；完成設計。 9～12周 工程圖制作，出圖。 13～14周 編寫、修改設計說明書?？偨Y材料，準備答辯。 15～16周 答辯 4.指導教師意見（對課題方案的可行性、深度、廣度及工作量的意見）。 指導教師： 年 月 日 教研室意見 教研室主任： 年 月 日 說明：開題報告作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一，此報告應在指導師指導下，由學生填寫，將作為畢業(yè)設計（論文）成績考查的重要依據(jù)，經指導師審查后簽署意見生效。 長 沙 學 院 畢業(yè)設計（論文）中期報告 系(部) 機電工程系 班級 機本1班 學生姓名 鄧俊杰 指導教師 談峰 課題名稱：自動三面切書機 課題主要任務： 分析工藝過程確定機型及執(zhí)行機構的組成. 切書機總體方案設計. 切書機傳動系統(tǒng)設計. 繪制工程結構圖.(切書機總裝備圖。壓紙，切紙機構部件圖, 進出紙機構部件圖,主要軸.凸輪等零件圖) 在分析,計算,選擇和設計的基礎上,寫設計說明書. 運用計算機輔助設計,計算與繪圖. 1、簡述開題以來所做的具體工作和取得的進展或成果 收集和查閱相關資料，根據(jù)設計要求對工藝過程進行分析，確定了切書機的總體方案，大致框架成形，并完成了傳動部件的設計計算。 2、下一步的主要研究任務，具體設想與安排 下一步開始圖紙的繪制和說明書的撰寫，并完成剩余的部件的設計計算。 3、存在的具體問題 壓緊機構的結構設計，在幾種方案對比下，難以取舍 4、指導教師對該生前期研究工作的評價 指導教師簽名： 日 期： 長沙學院畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 學生自查 畢業(yè)設計 （論文）題目 自動三面切紙機設計 學生姓名 鄧俊杰 學號 2004011109 專業(yè) 機械設計制造及其自動化 根據(jù)工作任務與進度安排，至檢查日前應完成的工作任務 初步計算，完成初步方案，畫裝配草圖，編制說明書草稿； 主要零件的設計計算，結構設計； 以質量或強度為目標，進行簡單優(yōu)化設計； 手工繪制總裝圖。 譯文完成 情況 √已譯完 　　　 □未譯完 　　　　 □未譯 開題報告完成情況 √已完成 　　　　□未完成 　　　　　　□未做 中期報告完成情況 √已完成 　　　　□未完成 　　　　　　□未做 本人認為工作任務完成情況 工作進度：√按期完成 基本按期完成 □已拖期 工作質量： 較好 √一般 □較差 如已拖期，請說明拖期原因及解決 辦法 □工作拖拉 □教師指導不力 □設備條件不具備 □其它 　　　　　　　　 解決辦法 本人為體現(xiàn)已完成的工作情況，提供下列材料 1，確定自動三面切書機的總體設計方向。 2，利用蝸桿減速器傳動來實現(xiàn)節(jié)約空間和自鎖的目的。 3，設計曲軸來實現(xiàn)推書切書工作循環(huán)。 4，計算各零件的尺寸，并驗算。 指 導 老 師 意 見 工作進度 □較快 √正常 □較慢 □太慢 工作質量 √較好 □一般 □較差 □太差 結 論 √合格 □基本合格 □不合格 評價與措施： 基本達到要求 指導老師（簽名）： 　　　　年 月 日 系部檢查組意見： 簽名： 年 月 日 注：1.中期檢查要講求實效，主要是找問題，找差距。對中期檢查不合格的學生提出警告。 2.此表一式二份，一份反饋學生，一份交系部備案。 3.在相應項填寫或打√。 長沙學院2008屆畢業(yè)設計（論文）指導教師評閱表 系（部）： 機電工程系 學生姓名 鄧俊杰 學 號 2004011109 班 級 機本1班 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 指導教師姓名 談峰 課題名稱 自動三面切書機 評語：（包括以下方面，①學習態(tài)度、工作量完成情況、材料的完整性和規(guī)范性；②檢索和利用文獻能力、計算機應用能力；③學術水平或設計水平、綜合運用知識能力和創(chuàng)新能力；） 選題與文獻綜述（20分） 分值： 創(chuàng)新性(15分) 分值： 基礎理論和專門知識(35分) 分值： 作者寫作、表達能力(30分) 分值： 合 計 分值： 是否同意參加答辯： 是□ 　　 否□ 指導教師評定成績 分值： 指導教師簽字： 年 月 日 說明：各項成績的百分比由各系部自己確定，但應控制在給定標準的20％左右。 長沙學院2008屆畢業(yè)設計（論文）評閱教師評閱表 系（部）：機電工程系 學生姓名 鄧俊杰 學 號 2004011109 班 級 機本1班 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 評閱教師姓名 課 題 自動三面切書機 評語：（對論文學術評語。包括選題意義；文獻利用能力；所用資料可靠性；創(chuàng)新成果及寫作規(guī)范化和邏輯性） 選題與文獻綜述（20分） 分值： 創(chuàng)新性(15分) 分值： 基礎理論和專門知識(35分) 分值： 作者寫作、表達能力(30分) 分值： 合 計 分值： 是否同意參加答辯 是□ 否□ 評閱人（簽名）： 年 月 日 說明：各項成績的百分比由各系部自己確定，但應控制在給定標準的20％左右。 長沙學院畢業(yè)設計（論文）答辯評審表 學生姓名 鄧俊杰 學號 2004011109 班級 機本1班 答辯日期 08.6.11 課題名稱 自動三面切書機 指導教師 談峰 地點 科技樓2602 答 辯 小 組 成 員 姓 名 職務（職稱） 姓 名 職務（職稱） 姓 名 職務（職稱） 陳蕾 教授 戴娟 副教授 黃東勝 副教授 梁亮 講師 胡冠昱 講師 答辯中提出的主要問題及回答的簡要情況記錄： 1. 這個壓緊機構裝載刀架上不會阻礙刀架運動？ 答：在裝配圖上我們可以看到，壓緊機構的導筒內有一個彈簧，壓板和導柱，類似于活塞機構，是活動的，并不會阻礙刀架的繼續(xù)運動。 2. 三把切刀同時下落是不是可行？ 答：三把等高的刀同時裁切是不行的，但是這里我設計了不同刀的高度，在工作時等同于是兩把側刀先同時下落，經過一個時間差然后前刀開始裁切，并不是同時完成。 3. 這個機器能切多厚的書？ 答：三面切書機在作為聯(lián)動線的一個部分時，裁切高度需要降低，這里我設計的切書高度是50mm。 4. 曲軸怎么同時實現(xiàn)推書和裁切？ 答：在裝配圖上可以看到，曲軸有3個曲拐，其中中間的曲拐控制推書，兩邊曲拐的控制刀架的運動，中間的曲拐和其他曲拐成夾角，這樣就形成了一個時間差。刀架運動到最高點時，推書塊正好在最近點，也就是書的定位位置；刀架運動到最低點時，推書快正好在最遠點，就是等待下本書的位置。 5. 出書機構在哪？ 答：這里為了簡化機械取消了出書機構，下一本書進來時，會將前一本書推出，而毛本書和成品書的尺寸差，保證了不會再次裁切到上一本書，可以自動或手動將成品書拿走。 會議主持人： 記 錄 人： 2008年 6 月 11 日 長沙學院畢業(yè)設計（論文）答辯評審表 成績評定 評定內容 分值 　　　評　　　定 小計 教師1 教師2 教師3 教師4 教師5 報告內容 思路清新：語言表達準確，概念清楚，論點正確；實驗方法科學，分析歸納合理；結論嚴謹，論文（設計）有應用價值。 40 報告過程 準備工作充分，具備必要的報告影象資料；報告在規(guī)定的時間內作完報告。 10 答 辯 回答問題有理論依據(jù)，基本概念清楚。主要問題回答簡明準確 50 合　　　計 100 答辯評分 分值（平均分）： 答辯小組長簽名： 答辯成績：a: ×35％＝ 指導教師評分 分值： 指導教師評定成績b： ×50％＝ 評閱教師評分 分值： 評閱教師評定成績c： ×15％＝ 最終評定成績 分數(shù)：　　　　　　　　　　　　　等級： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　教學系主任簽名： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　年　月　日 學校意見 　　　　　　　　　　　　　　　　 負責人（簽名）： 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　年　月　日 說明：最終評定成績＝a+b+c，三個成績的百分比由各系部自己確定，但應控制在給定標準的20％左右。