變尺寸要求紙張裁剪機設(shè)計說明書.doc

大連輕工業(yè)學院2006屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）摘 要紙張裁剪機是一種通用的設(shè)備，應用范圍非常廣泛，幾乎每個印刷企業(yè)都要配置紙張裁剪機，紙張裁剪機在印刷機械產(chǎn)品中占重要的地位。隨著社會的進步和科學的發(fā)展，造紙業(yè)、印刷業(yè)對紙張裁剪機提出了更高要求。該文針對國內(nèi)紙張裁剪機只能單方向剪裁、只能剪裁固定尺寸紙張的缺陷，將橫向剪裁與縱向剪裁分開，從縱向滾刀的安裝方式和橫刀的剪裁時間控制為突破口，設(shè)計了一種可以縱橫雙向剪裁、可以按照商家要求剪裁可變尺寸紙張的紙張裁剪機。用于從事商標、名片和各種印刷制品的剪裁工作。該紙張裁剪機結(jié)構(gòu)簡單、動作簡潔快速，全套工作流程由PLC控制，具有剪裁質(zhì)量高，生產(chǎn)效率高的優(yōu)點。整個設(shè)計過程詳細論證了其原理方案的可行性和機構(gòu)的合理性，結(jié)構(gòu)設(shè)計全用先進的CATIA軟件造型、裝配，真實地展示了整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸和工作原理。在設(shè)計過程中，通過對實際應用產(chǎn)品的設(shè)計，增強了對所學專業(yè)知識的掌握，提高了對設(shè)計思想理念的理解和實際運用能力，同時培養(yǎng)了自己獨立完成設(shè)計任務的能力，認識到了嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度對設(shè)計產(chǎn)品質(zhì)量的重要作用。當然，在本設(shè)計中，仍然存在許多不完善的地方，在以后的設(shè)計中會加以借鑒，逐步改進。關(guān)鍵詞：變尺寸；雙向剪裁；CATIA軟件；紙張裁剪機AbstractPapers cutting machine is a kind of general used equipments, its application is very extensive, almost each printing business enterprises have installed paper cutting machine, the paper cutting machine has an important position in printing machine product. Along with the progress of the society and the development of science, there will be a higher request to the paper in paper making industry and print. This text aim at the limitation that the local paper cutting machine can cut only one side and only fixed dimension, separating across cutting and vertical cutting, breaking from the installation of the vertical hob and the time control of the across hob .Design a kind of cutting machine which can cut from both across and vertical and can cut alterable size according to the request of the merchant. Used in the work of cutting label, business card and many kinds of presswork. The structure of this kind of cutting machine is very simple and its motion is prompt. The complete workflow is controlled by the PLC system, having the advantage of high quality of cutting and working with efficiency. The whole design process demonstrates the feasibility of this theory and the rationality of the institution. All of the structure design use the CATIA software to shape and assemble, displaying the size of the structure and work principle of the whole system really. During the design, through the design of the actual apply product, enhance the comprehension of specialty acknowledge and improve the comprehension and actual apply ability of the design idea. At the same time ,develop the ability of completing design mission oneself and understand the important effect of the religious working attitude to design the quality of the product .Certainly, there must be some places not perfect in this design .I will use them for reference in the later design to improve greatly.Key words： Variation size; bidirectional cutting; CATIA software; the paper cutting machine目 錄摘 要1Abstract2第一章前言11.1 紙張裁剪機的簡介11.2 紙張裁剪機國內(nèi)外情況介紹11.2.1 國內(nèi)情況11.2.2 進口情況21.3 紙張裁剪機市場前景21.4 紙張裁剪機的發(fā)展趨勢3第二章可調(diào)尺寸紙張裁剪機原理方案的設(shè)計42.1 現(xiàn)有紙張裁剪機的結(jié)構(gòu)原理分析42.1.1 模切機42.1.2 直刃裁紙機52.1.3 滾刀裁剪機72.2 可調(diào)尺寸紙張裁剪機原理方案的設(shè)計82.2.1 功能原理分析：92.2.2 運動原理分析：112.2.3 總結(jié)分析：11第三章可調(diào)尺寸紙張裁剪機結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計123.1 縱向裁紙機構(gòu)設(shè)計133.1.1 縱向裁紙刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計133.1.2 縱向裁紙刀的安裝設(shè)計143.2 橫向裁紙機構(gòu)設(shè)計153.2.1 橫向裁紙刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計153.2.2 橫向裁紙刀的安裝設(shè)計173.3 控制裝置、總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計183.3.1 控制裝置的設(shè)計183.3.2 總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計18第四章零部件設(shè)計254.1 縱向裁紙機構(gòu)零件尺寸的設(shè)計254.1.1 軸的設(shè)計254.1.2 電動機功率選擇：274.1.3 刀具設(shè)計：274.1.5 儀器儀表滾動軸承的選擇294.2 橫向裁紙機構(gòu)零件尺寸的設(shè)計294.2.1 絲杠設(shè)計294.2.2 光杠設(shè)計314.2.3 滑塊的尺寸設(shè)計314.2.4 橫向滾刀設(shè)計324.2.5 滾動軸承的選擇334.3 控制裝置、底板和外殼結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計334.3.1外殼、墊板的設(shè)計334.3.2 壓板的設(shè)計364.3.3 蓋板的設(shè)計36第五章其他.385.1技術(shù)經(jīng)濟性分析.385.2結(jié) 論38參考文獻40致 謝41IV大連輕工業(yè)學院2006屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）第一章前言1.1 紙張裁剪機的簡介紙張裁剪機是一種紙張加工設(shè)備，主要用于造紙廠單張紙型紙的加工和印刷企業(yè)印刷品的整形加工，蜂窩包裝紙板產(chǎn)生以后，也要用到紙張裁剪機切制紙蜂窩芯。近年來，制卡業(yè)發(fā)展強勁，紙張裁剪機在這個領(lǐng)域也有廣闊的市場。另外，紙張裁剪機應用于非紙類加工，如PS版、皮革、硬塑料等材料的裁切。紙張裁剪機是一種通用設(shè)備，應用范圍極其廣泛，在印刷業(yè)中，除部分三印企業(yè)外，幾乎每個印刷企業(yè)都要配置紙張裁剪機，因此紙張裁剪機在印刷機械產(chǎn)品中占重要的地位。在印刷機械產(chǎn)品家族中，年銷售量最大的是小型平版印刷機，第二是紙張裁剪機，它在印刷企業(yè)中是必備設(shè)備之一。同時，紙張裁剪機又是印后主要設(shè)備之一，雖然大批量的書刊整形已由三面切書機取代，大批量的包裝產(chǎn)品的由成型模切機、柔性版印刷生產(chǎn)線、瓦楞紙印刷模切開槽機完成。大量的印大切小產(chǎn)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(chǎn)品，用紙張裁剪機對印品加工是投入少，收效快的一種選擇，更何況在企業(yè)僅紙張尺寸變換、產(chǎn)品的形狀變換就需要常備紙張裁剪機。隨著科技水平的提高，紙張裁剪機的自動化水平提高很快，液壓、程控、計算機控制的紙張裁剪機已占市場主流。1.2 紙張裁剪機國內(nèi)外情況介紹1.2.1 國內(nèi)情況國內(nèi)制造紙張裁剪機的廠家約34家。主要企業(yè)有上海申威達、長春印機、四川中江、甘肅平?jīng)銎諛I(yè)、山東荷澤生建、浙江嘉路等紙張裁剪機廠。2001年十家紙張裁剪機廠統(tǒng)計，共銷售紙張裁剪機2703臺，完成銷售額2.84億元， 2002年七家企業(yè)統(tǒng)計，共銷售紙張裁剪機2484臺，完成銷售額2.18億元。主要紙張裁剪機規(guī)格有420mm、580mm、650mm、760mm、780mm、920mm、1150mm、 1250mm、I300mm、1370mm、155 0mm、1660mm、1860mm、2200mm等14種規(guī)格。1.2.2 進口情況由于我國印刷業(yè)飛速發(fā)展，每年印刷機械進口量居高不下，紙張裁剪機的進口額也處于增長趨勢。2001年進口紙張裁剪機3395臺，支付外匯4464萬美元。按進口額排序第一德國，進口731臺1098萬美元。2002年進口切 紙機2134臺，支付外匯5995萬美元。進口德國616臺1930萬美元。世界知名企業(yè)主要有波拉、沃倫貝格、白發(fā)達、唯索普等等。1.3 紙張裁剪機市場前景紙張裁剪機有較好的市場前景，主要表現(xiàn)在四個方面：1) 印刷廠現(xiàn)配備的紙張裁剪機，大都是在印刷業(yè)大發(fā)展的八、九十年代，那時國產(chǎn)的紙張裁剪機主要是機械式，主要存在問題，一是沒有高精度的尺寸定位系統(tǒng)和尺寸設(shè)置裝置，精度低，不能滿足高檔印品裁切的要求。二是機械式紙張裁剪機沖擊力大、噪音大、安全機構(gòu)不可靠，容易出工傷事故。三是自動化水平低，沒有自動送紙機構(gòu)，勞動強度大，生產(chǎn)效率低下。這一大批設(shè)備需要逐步更新?lián)Q代。2) 2002年7月1日國家經(jīng)貿(mào)委發(fā)布“第三批淘汰落后生產(chǎn)能力、工藝和設(shè)備目錄”，明令2003年底禁止生產(chǎn)、使用老式機械式紙張裁剪機。國家新聞出版總署的印刷業(yè)管理條例和相應的規(guī)定中，也不把淘汰設(shè)備計算在印刷廠必備條件內(nèi)，這樣就增加了中高檔紙張裁剪機市場。當然，淘汰落后設(shè)備政策的具體落實還有一定的難度，應該制定具體措施，使其盡快退出市場。3) 我國印刷品消費水平與世界發(fā)達國家和世界平均水平都有相當大的差距。改革開放以來，印刷業(yè)發(fā)展迅速，印刷企業(yè)從2001年印刷業(yè)整頓后的15萬家，增長到2002年印刷業(yè)管理條例頒布后的16萬家，印刷企業(yè)隨市場經(jīng)濟發(fā)展，將保持繼續(xù)增長趨勢，紙張裁剪機將保持快速增長。2000年印機行業(yè)統(tǒng)計銷售額達到50億元，按行業(yè)發(fā)展規(guī)劃2010年印刷機械銷售額將達到100億元，印刷機械銷售額將翻一番，紙張裁剪機市場增長是必然趨勢。4) 紙張裁剪機進口量較大，出口量較少，如果通過國內(nèi)企業(yè)的努力，在提高產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)水平上下功夫，通過資產(chǎn)重組，改變當前分散經(jīng)營，企業(yè)成本過高的情況，努力改變多年來進出口反差過大的現(xiàn)狀，紙張裁剪機將增大至少30-40的市場空間。1.4 紙張裁剪機的發(fā)展趨勢根據(jù)各個行業(yè)的發(fā)展需求，紙張裁剪機在市場上有很大的發(fā)展前景。但是目前市場上的紙張裁剪機，無論采用模切、直刃還是滾刀都是固定尺寸、單向走刀方式，而市場要求產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及尺寸緊跟時代變化，產(chǎn)品的商標、廣告尺寸應與產(chǎn)品的外形結(jié)構(gòu)尺寸相協(xié)調(diào)。所以紙張裁剪機械應順應產(chǎn)品尺寸變化的要求，適應柔性加工，向著可變更尺寸、多方向走刀的趨勢發(fā)展。第二章 可調(diào)尺寸紙張裁剪機原理方案的設(shè)計2.1 現(xiàn)有紙張裁剪機的結(jié)構(gòu)原理分析2.1.1 模切機模切機有圓壓平、平壓平、圓壓圓三種機型，目前應用量最大的是平壓平機型。平壓平模切機又分為立式平壓平和臥式平壓平機型，而臥式平壓平模切機是目前模切機最主要的機型。無論哪種類型的模切機，其結(jié)構(gòu)都是由模切版臺和壓切機構(gòu)兩大部分所組成。臥式平壓平模切機的模切版臺和壓切機構(gòu)的形狀都是平板狀的。模切版被固定在平整的版臺上，被加工板料放在壓板（下壓盤）上。臥式模切機結(jié)構(gòu)由輸料部分、模壓部分、出料部分和排廢部分等組成。工作時，模切版臺固定不動，壓板通過連桿作用往復運動，使得版臺與壓板不斷地離合壓，每合壓一次便實現(xiàn)一次模切。圖2.1 臥式模切機結(jié)構(gòu)模切機具有結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、便于操作、適合不同克重的板料、模切精確等優(yōu)點，但是它的不足之處也是很明顯的，例如對于剪裁的尺寸不可調(diào)節(jié)，只能剪切固定尺寸紙張；它工作時需要有很大的壓力，從而導致勞動強度大、生產(chǎn)效率低；模切版臺和壓切機構(gòu)長時間受壓，容易磨損，壽命不長等等。2.1.2 直刃裁紙機所謂直刃裁紙機，即直接用直刃裁刀對紙張進行直線裁剪。根據(jù)裁紙刀的驅(qū)動方式的不同又分為以下幾種情況。(1) 電機驅(qū)動式直刃裁紙機：工作時，紙張位于工作臺上，在張緊輪和平衡輪的作用下，直流電機帶動偏心輪轉(zhuǎn)動。偏心輪下面連接連桿，通過橈性桿和擺桿，帶動刀片做往復運動，從而對紙張進行裁剪。直刃裁紙機的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.21. 直流電機2. 張緊輪3. 平衡輪4. 立柱5. 偏心輪6. 連桿7. 擺桿8. 橈性桿9. 刀片10. 轉(zhuǎn)角齒輪副11. 轉(zhuǎn)角電機12. 抬刀汽缸 3. 磨刀機構(gòu)14. 校偏機構(gòu)15. 裁剪紙張16. 工作臺圖2.2直刃裁紙機的結(jié)構(gòu)示意圖直刃裁紙機的結(jié)構(gòu)簡單，裁剪快速，操作方便。但是裁剪范圍有限，對于雙向紙張必須分兩次裁剪才能完成：而且設(shè)備龐大，調(diào)整需要大量的時間；成本高，效率低。(2) 連桿傳動式直刃裁紙機：動作過程與電機驅(qū)動式直刃裁紙機基本相同。結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.3所示。連桿傳動式直刃裁紙機承載能力大,易潤滑,摩擦小，壽命長。自身能實現(xiàn)力的封閉，不像凸輪要彈簧等配件，能實現(xiàn)多種運動規(guī)律和運動軌跡。但是慣性力難平衡(低速),設(shè)計復雜，積累誤差(空隙),效率低，有急回現(xiàn)象存在。1