變尺寸要求紙張裁剪機(jī)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū).doc

大連輕工業(yè)學(xué)院2006屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘 要紙張裁剪機(jī)是一種通用的設(shè)備，應(yīng)用范圍非常廣泛，幾乎每個(gè)印刷企業(yè)都要配置紙張裁剪機(jī)，紙張裁剪機(jī)在印刷機(jī)械產(chǎn)品中占重要的地位。隨著社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)的發(fā)展，造紙業(yè)、印刷業(yè)對(duì)紙張裁剪機(jī)提出了更高要求。該文針對(duì)國(guó)內(nèi)紙張裁剪機(jī)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(kāi)，從縱向滾刀的安裝方式和橫刀的剪裁時(shí)間控制為突破口，設(shè)計(jì)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(jī)。用于從事商標(biāo)、名片和各種印刷制品的剪裁工作。該紙張裁剪機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作簡(jiǎn)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(diǎn)。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程詳細(xì)論證了其原理方案的可行性和機(jī)構(gòu)的合理性，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)全用先進(jìn)的CATIA軟件造型、裝配，真實(shí)地展示了整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸和工作原理。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，通過(guò)對(duì)實(shí)際應(yīng)用產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，增強(qiáng)了對(duì)所學(xué)專業(yè)知識(shí)的掌握，提高了對(duì)設(shè)計(jì)思想理念的理解和實(shí)際運(yùn)用能力，同時(shí)培養(yǎng)了自己獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)的能力，認(rèn)識(shí)到了嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度對(duì)設(shè)計(jì)產(chǎn)品質(zhì)量的重要作用。當(dāng)然，在本設(shè)計(jì)中，仍然存在許多不完善的地方，在以后的設(shè)計(jì)中會(huì)加以借鑒，逐步改進(jìn)。關(guān)鍵詞：變尺寸；雙向剪裁；CATIA軟件；紙張裁剪機(jī)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(jī)的簡(jiǎn)介11.2 紙張裁剪機(jī)國(guó)內(nèi)外情況介紹11.2.1 國(guó)內(nèi)情況11.2.2 進(jìn)口情況21.3 紙張裁剪機(jī)市場(chǎng)前景21.4 紙張裁剪機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)3第二章可調(diào)尺寸紙張裁剪機(jī)原理方案的設(shè)計(jì)42.1 現(xiàn)有紙張裁剪機(jī)的結(jié)構(gòu)原理分析42.1.1 模切機(jī)42.1.2 直刃裁紙機(jī)52.1.3 滾刀裁剪機(jī)72.2 可調(diào)尺寸紙張裁剪機(jī)原理方案的設(shè)計(jì)82.2.1 功能原理分析：92.2.2 運(yùn)動(dòng)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(jī)結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計(jì)123.1 縱向裁紙機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)133.1.1 縱向裁紙刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)133.1.2 縱向裁紙刀的安裝設(shè)計(jì)143.2 橫向裁紙機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)153.2.1 橫向裁紙刀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)153.2.2 橫向裁紙刀的安裝設(shè)計(jì)173.3 控制裝置、總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)183.3.1 控制裝置的設(shè)計(jì)183.3.2 總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)18第四章零部件設(shè)計(jì)254.1 縱向裁紙機(jī)構(gòu)零件尺寸的設(shè)計(jì)254.1.1 軸的設(shè)計(jì)254.1.2 電動(dòng)機(jī)功率選擇：274.1.3 刀具設(shè)計(jì)：274.1.5 儀器儀表滾動(dòng)軸承的選擇294.2 橫向裁紙機(jī)構(gòu)零件尺寸的設(shè)計(jì)294.2.1 絲杠設(shè)計(jì)294.2.2 光杠設(shè)計(jì)314.2.3 滑塊的尺寸設(shè)計(jì)314.2.4 橫向滾刀設(shè)計(jì)324.2.5 滾動(dòng)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(jì)334.3.1外殼、墊板的設(shè)計(jì)334.3.2 壓板的設(shè)計(jì)364.3.3 蓋板的設(shè)計(jì)36第五章其他.385.1技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析.385.2結(jié) 論38參考文獻(xiàn)40致 謝41IV大連輕工業(yè)學(xué)院2006屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第一章前言1.1 紙張裁剪機(jī)的簡(jiǎn)介紙張裁剪機(jī)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(jī)切制紙蜂窩芯。近年來(lái)，制卡業(yè)發(fā)展強(qiáng)勁，紙張裁剪機(jī)在這個(gè)領(lǐng)域也有廣闊的市場(chǎng)。另外，紙張裁剪機(jī)應(yīng)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(jī)是一種通用設(shè)備，應(yīng)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(gè)印刷企業(yè)都要配置紙張裁剪機(jī)，因此紙張裁剪機(jī)在印刷機(jī)械產(chǎn)品中占重要的地位。在印刷機(jī)械產(chǎn)品家族中，年銷售量最大的是小型平版印刷機(jī)，第二是紙張裁剪機(jī)，它在印刷企業(yè)中是必備設(shè)備之一。同時(shí)，紙張裁剪機(jī)又是印后主要設(shè)備之一，雖然大批量的書(shū)刊整形已由三面切書(shū)機(jī)取代，大批量的包裝產(chǎn)品的由成型模切機(jī)、柔性版印刷生產(chǎn)線、瓦楞紙印刷模切開(kāi)槽機(jī)完成。大量的印大切小產(chǎn)品，如商標(biāo)、不干膠貼片、卡片及中小型印刷企業(yè)對(duì)小批量印刷產(chǎn)品，用紙張裁剪機(jī)對(duì)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(jī)。隨著科技水平的提高，紙張裁剪機(jī)的自動(dòng)化水平提高很快，液壓、程控、計(jì)算機(jī)控制的紙張裁剪機(jī)已占市場(chǎng)主流。1.2 紙張裁剪機(jī)國(guó)內(nèi)外情況介紹1.2.1 國(guó)內(nèi)情況國(guó)內(nèi)制造紙張裁剪機(jī)的廠家約34家。主要企業(yè)有上海申威達(dá)、長(zhǎng)春印機(jī)、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(jī)廠。2001年十家紙張裁剪機(jī)廠統(tǒng)計(jì)，共銷售紙張裁剪機(jī)2703臺(tái)，完成銷售額2.84億元， 2002年七家企業(yè)統(tǒng)計(jì)，共銷售紙張裁剪機(jī)2484臺(tái)，完成銷售額2.18億元。主要紙張裁剪機(jī)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(jìn)口情況由于我國(guó)印刷業(yè)飛速發(fā)展，每年印刷機(jī)械進(jìn)口量居高不下，紙張裁剪機(jī)的進(jìn)口額也處于增長(zhǎng)趨勢(shì)。2001年進(jìn)口紙張裁剪機(jī)3395臺(tái)，支付外匯4464萬(wàn)美元。按進(jìn)口額排序第一德國(guó)，進(jìn)口731臺(tái)1098萬(wàn)美元。2002年進(jìn)口切 紙機(jī)2134臺(tái)，支付外匯5995萬(wàn)美元。進(jìn)口德國(guó)616臺(tái)1930萬(wàn)美元。世界知名企業(yè)主要有波拉、沃倫貝格、白發(fā)達(dá)、唯索普等等。1.3 紙張裁剪機(jī)市場(chǎng)前景紙張裁剪機(jī)有較好的市場(chǎng)前景，主要表現(xiàn)在四個(gè)方面：1) 印刷廠現(xiàn)配備的紙張裁剪機(jī)，大都是在印刷業(yè)大發(fā)展的八、九十年代，那時(shí)國(guó)產(chǎn)的紙張裁剪機(jī)主要是機(jī)械式，主要存在問(wèn)題，一是沒(méi)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(jī)械式紙張裁剪機(jī)沖擊力大、噪音大、安全機(jī)構(gòu)不可靠，容易出工傷事故。三是自動(dòng)化水平低，沒(méi)有自動(dòng)送紙機(jī)構(gòu)，勞動(dòng)強(qiáng)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(guó)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(jī)械式紙張裁剪機(jī)。國(guó)家新聞出版總署的印刷業(yè)管理?xiàng)l例和相應(yīng)的規(guī)定中，也不把淘汰設(shè)備計(jì)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(jī)市場(chǎng)。當(dāng)然，淘汰落后設(shè)備政策的具體落實(shí)還有一定的難度，應(yīng)該制定具體措施，使其盡快退出市場(chǎng)。3) 我國(guó)印刷品消費(fèi)水平與世界發(fā)達(dá)國(guó)家和世界平均水平都有相當(dāng)大的差距。改革開(kāi)放以來(lái)，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(wàn)家，增長(zhǎng)到2002年印刷業(yè)管理?xiàng)l例頒布后的16萬(wàn)家，印刷企業(yè)隨市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，將保持繼續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)，紙張裁剪機(jī)將保持快速增長(zhǎng)。2000年印機(jī)行業(yè)統(tǒng)計(jì)銷售額達(dá)到50億元，按行業(yè)發(fā)展規(guī)劃2010年印刷機(jī)械銷售額將達(dá)到100億元，印刷機(jī)械銷售額將翻一番，紙張裁剪機(jī)市場(chǎng)增長(zhǎng)是必然趨勢(shì)。4) 紙張裁剪機(jī)進(jìn)口量較大，出口量較少，如果通過(guò)國(guó)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(guò)資產(chǎn)重組，改變當(dāng)前分散經(jīng)營(yíng)，企業(yè)成本過(guò)高的情況，努力改變多年來(lái)進(jìn)出口反差過(guò)大的現(xiàn)狀，紙張裁剪機(jī)將增大至少30-40的市場(chǎng)空間。1.4 紙張裁剪機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)根據(jù)各個(gè)行業(yè)的發(fā)展需求，紙張裁剪機(jī)在市場(chǎng)上有很大的發(fā)展前景。但是目前市場(chǎng)上的紙張裁剪機(jī)，無(wú)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(chǎng)要求產(chǎn)品結(jié)構(gòu)及尺寸緊跟時(shí)代變化，產(chǎn)品的商標(biāo)、廣告尺寸應(yīng)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(jī)械應(yīng)順應(yīng)產(chǎn)品尺寸變化的要求，適應(yīng)柔性加工，向著可變更尺寸、多方向走刀的趨勢(shì)發(fā)展。第二章 可調(diào)尺寸紙張裁剪機(jī)原理方案的設(shè)計(jì)2.1 現(xiàn)有紙張裁剪機(jī)的結(jié)構(gòu)原理分析2.1.1 模切機(jī)模切機(jī)有圓壓平、平壓平、圓壓圓三種機(jī)型，目前應(yīng)用量最大的是平壓平機(jī)型。平壓平模切機(jī)又分為立式平壓平和臥式平壓平機(jī)型，而臥式平壓平模切機(jī)是目前模切機(jī)最主要的機(jī)型。無(wú)論哪種類型的模切機(jī)，其結(jié)構(gòu)都是由模切版臺(tái)和壓切機(jī)構(gòu)兩大部分所組成。臥式平壓平模切機(jī)的模切版臺(tái)和壓切機(jī)構(gòu)的形狀都是平板狀的。模切版被固定在平整的版臺(tái)上，被加工板料放在壓板（下壓盤）上。臥式模切機(jī)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(shí)，模切版臺(tái)固定不動(dòng)，壓板通過(guò)連桿作用往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使得版臺(tái)與壓板不斷地離合壓，每合壓一次便實(shí)現(xiàn)一次模切。圖2.1 臥式模切機(jī)結(jié)構(gòu)模切機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(diǎn)，但是它的不足之處也是很明顯的，例如對(duì)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(shí)需要有很大的壓力，從而導(dǎo)致勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低；模切版臺(tái)和壓切機(jī)構(gòu)長(zhǎng)時(shí)間受壓，容易磨損，壽命不長(zhǎng)等等。2.1.2 直刃裁紙機(jī)所謂直刃裁紙機(jī)，即直接用直刃裁刀對(duì)紙張進(jìn)行直線裁剪。根據(jù)裁紙刀的驅(qū)動(dòng)方式的不同又分為以下幾種情況。(1) 電機(jī)驅(qū)動(dòng)式直刃裁紙機(jī)：工作時(shí)，紙張位于工作臺(tái)上，在張緊輪和平衡輪的作用下，直流電機(jī)帶動(dòng)偏心輪轉(zhuǎn)動(dòng)。偏心輪下面連接連桿，通過(guò)橈性桿和擺桿，帶動(dòng)刀片做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)紙張進(jìn)行裁剪。直刃裁紙機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.21. 直流電機(jī)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(jī)12. 抬刀汽缸 3. 磨刀機(jī)構(gòu)14. 校偏機(jī)構(gòu)15. 裁剪紙張16. 工作臺(tái)圖2.2直刃裁紙機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖直刃裁紙機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裁剪快速，操作方便。但是裁剪范圍有限，對(duì)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(shí)間；成本高，效率低。(2) 連桿傳動(dòng)式直刃裁紙機(jī)：動(dòng)作過(guò)程與電機(jī)驅(qū)動(dòng)式直刃裁紙機(jī)基本相同。結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.3所示。連桿傳動(dòng)式直刃裁紙機(jī)承載能力大,易潤(rùn)滑,摩擦小，壽命長(zhǎng)。自身能實(shí)現(xiàn)力的封閉，不像凸輪要彈簧等配件，能實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)動(dòng)規(guī)律和運(yùn)動(dòng)軌跡。但是慣性力難平衡(低速),設(shè)計(jì)復(fù)雜，積累誤差(空隙),效率低，有急回現(xiàn)象存在。1