瓦楞纸板生产线纵切压痕机-毕业设计论文

青岛大学毕业论文-PAGEi-摘要包装是商品进入流通的前提，包装机械是实现包装的重要手段。包装机械大大降低了劳动强度，改善劳动条件，提高了加工效率。瓦楞纸板生产线是纸箱包装机械中最重要的生产线设备。纵切压痕机是瓦楞纸板生产线的重要组成部分，它的性能直接关系到瓦楞纸板生产线的生产效率和质量。切纸部分是纵切压痕机的重要部分，它们的结构对整机的设计和工作时的稳定性有很大的影响。在借鉴以有设计的基础上，对切纸部分进行改进设计，从而提高纵切压痕机的工作效率和使用寿命。关键词：包装机械瓦楞纸板生产线纵切压痕机切纸部分AbstractThepackingmachineryisanimportantmethodtorealizepacking,whichisthepremiseforthecommoditytoenterthecirculation.Thepackingmachineryreducesthelaborintensitygreatly,improvesworkcondition,andenhancestheprocessingefficiency.Thecorrugatedcardboardproductionlineisequipmentinthepaperboxpackingmachinery,andthelongitudinalcuttingandcreasingmachine,performanceofwhichaffectstheproductionefficiencyandthequalityofthecorrugatedcardboardproductionline,isanimportantpartofthecorrugatedcardboardproductionline.Thecuttingmoduleisaimportantpartofthelongitudinalindentationmachine,itsstructuremakesverytremendousinfluencetothedesignoftheentiremachine,andtheworkstability.Byreferringtodesignsexisted,someimprovementshouldbedonetothecuttingmodule,thusenhancesefficiencyandtheservicelifeofthelongitudinalcuttingandcreasingmachineKeywords:ThepackingmachineryThecorrugatedcardboardproductionlineThelongitudinalcuttingandcreasingmachineThecuttingmodule

目录摘要 iAbstract ii第一章前言 1第二章包装机械 42.1发展简史 42.2定义和分类 42.3包装机械的作用 6第三章瓦楞纸板生产线 73.1概述 73.2瓦楞纸板生产线的组成部分 73.3瓦楞纸板生产线的工艺流程 10第四章自动纵切压痕机 124.1概述 124.2中国纵切压痕机现状 124.3系统和结构组成 134.4工作过程 144.5纵切机设计要求及参数 14第五章切纸部分 155.1概述 165.2切刀组件 165.3托刀组件 245.4具体零件的设计与选用。 24第六章总结 26谢辞 27参考文献 28青岛大学毕业论文第一章前言随着人们生活水平的提高和生活质量的改进，对商品多样化、功能化和个性化的需求日趋明显。为了适应市场上多种类型多种层次用户的需求，机械设备行业必须考虑设计、研制并生产多样化、多型号的"定制包装机械"。包装是产品进入流通领域的必要条件，而实现包装的主要手段是使用包装机械。随着时代的发展，技术的进步，包装机械在包装领域中正起着越来越大的作用。图1.纸箱成型工艺流程图瓦楞纸箱是一种应用最广的包装制品，用量一直是各种包装制品之首。瓦楞纸箱不仅能起到保护商品、节约成本、便于储运、利于计量的功能性作用，还能发挥美化商品、引导消费、提高附加值的增值性作用，展现包装的魅力和效果，促进商品销售。图2.瓦楞纸箱的结构瓦楞纸箱由瓦楞纸板经过模切、模切、压痕、钉箱或粘箱制成（图一）。瓦楞纸板始于18世纪末，19世纪初因其量轻而且价格便宜，用途广泛，制作简易，且能回收甚至重复利用，使它的应用有了显著的增长。到20世纪初，已获得为各种各样的商品制作包装而全面的普级、推广和应用。由于使用瓦楞纸板制成的包装容器对美化和保护内装商品有其独特的性能和优点，因此，在与多种包装材料的竞争中获得了极大的成功。成为迄今为止长用不衰并呈现迅猛发展的制作包装容器的主要材料之一。目前，我国制造瓦楞纸板和瓦楞纸箱的设备大体上有三类。一种是传统的单机。另一种是单面瓦楞纸机，先制作出单面瓦楞纸板，然后再经过单机胶水车进行加工，制造成不同结构和瓦楞纸板。再一种就是使用瓦楞纸板自动连续生产线来完成。图3.瓦楞纸板生产线据不完全统计，全国目前拥有瓦楞纸板生产线1100多条，单面瓦楞纸板组7000多台，但普遍存在设备利用率不足状况。纸箱业的发展和市场变化，纸箱包装质量数量的提高，要求提供质量更好、速度更快、门幅更宽、自动化程度更高的瓦楞纸板生产线，开发高档、高速、高效、宽幅、电脑控制自动化程度更高的高科技含量的瓦楞纸板生产线和水性印刷开槽机、模切机。纵横切机是纵切机、横切机的简称,它是是瓦楞纸板生产线重要的机组之一，是干部进行纸板成品裁切的机械设备，他们的技术性能以及设备调整状况不仅影响到瓦线的整体生产速度，还将对纸板、纸箱的尺寸精度、外观质量起到至关重要的作用。纵切压痕机本身具备分切圆刀刀和压痕轮的上下间隙的调整机构，根据瓦楞纸板的不同厚度，要适时调整。保证分切和压痕质量。纵切压痕机本身具备分切圆刀刀和压痕轮的上下间隙的调整机构，根据瓦楞纸板的不同厚度，要适时调整。保证分切和压痕质量。纵切压痕机要实现对瓦楞纸板的纵向切割，这就是切纸部分的主要功能。因为在工业生产中切纸部分多采用薄刀切割，所以也将纵切机称作薄刀机。切割的质量好坏直接影响到后续工作的进行。第二章包装机械2.1发展简史包装机械是随着新包装材料的出现，和包装技术的不断革新而发展的。中国发明的造纸技术，在历史上为纸包装的产生提供了条件。1850年世界纸价大跌，纸包装开始用于食品。1852年美国的沃利发明出制纸袋机，从而出现纸制品机械。1861年德国建立了世界上第一个包装机械厂，并于1911年生产了全自动成形充填封口机。二十世纪60年代以来，新材料逐渐代替传统的包装材料，特别是采用塑料包装材料后，包装机械发生重大变革。超级市场的兴起，对商品的包装提出了更新的要求。为保证商品输送快捷安全，集装箱应运而生，集装箱体尺寸也逐渐实现了标准化和系列化，从而促使包装机械进一步完善和发展。我国包装机械起步较晚，80年代以前,只能生产几种水平很低的包装机械纸箱生产设备都是单机手工操作,生产效率很低,80年代以后，由于改革开放，我国经济迅猛发展，社会对包装机械的需求不断增加。部分纸箱企业开始引进日本先进设备，瓦楞纸板生产线、水性印刷开槽机、圆压圆模切机等,国内纸箱机械企业开始模仿引进设备。因国外引进设备价格昂贵，国内纸箱企业大多数无法接受,为国内机械设备企业打开销路,形成目前较为先进的纸箱包装机械设备。经过50多年的发展，我国包装机械已成为机械工业中十大行业之一，无论是产品还是品种，都取得了令人瞩目的成就，为我国包装工业快速发展提供了有力的保障。2.2定义和分类包装机械是指能完成全部或部分产品和商品包装过程的机械。包装过程包括充填、裹包、封口等主要工序，以及与其相关的前后工序，如清洗、堆码和拆卸等。此外，包装还包括计量或在包装件上盖印等工序。使用机械包装产品可提高生产率,减轻劳动强度,适应大规模生产的需要，并满足清洁卫生的要求。包装机械的种类繁多，分类方法很多。从不同的观点出发可有多种，按产品状态分，有液体、块状、散粒体包装机；按包装作用分，有内包装、外包包装机；按包装行业分，有食品、日用化工、纺织品等包装机；按包装工位分，有单工位、多工位包装机；按自动化程度分，有半自动、全自动包装机等。从国际上包装机械总的情况来看，比较科学的分类方法是按其主要功能进行分类，它能抓住事物的本质。其基本分类如下：(1)充填机充填机是将精确数量的包装品装入到各种容器内的包装机。(2)封口机封口机是将充填有包装物的容器进行封口的机械。(3)裹包机裹包机是用柔性的包装材料，全部或部分地将包装物裹包起来的包装机。图4.充填机图4.充填机这类包装机具有两种或两种以上的功能。其主要种类有：①充填封口机。它具有充填、封口两种功能。②成型充填封口机。它具有成型、充填、封口三种功能。按胶带所封位置和条数分类：图5.裹包机①图5.裹包机②H型封箱机。它在I型封箱的基础上，即在I型封合胶带的两端加封两条胶带，形如H，故称H型。它能增加箱子强度和密封性能，但成本较高。按专用化程度分类：①通用封箱机。它能调节某些机构以变换封箱机的有关尺寸，来适应多种尺寸规格箱子的封箱。它适应范围较广，是一种普遍使用的封箱机。②专用封箱机。它只能封合某一种规格尺寸的箱子，封箱速度快，适用大批量封箱作业。③随机型封箱机。它在规定的尺寸范围内，各有关机构能自动地变换，以适应不同尺寸箱子的封箱需要，是一种自动化程度很高的封箱机。2.3包装机械的作用包装机械的主要作用有以下几点：(1)可大大提高劳动生产率滑台式吸塑封口机机械包装比手工包装快得多，如糖果包装，手工包糖1min只能包十几块，而糖果包装机每分钟可达数百块甚至上千块，提高效率数十倍。(2)能有效地保证包装质量机械包装可根据包装物品的要求，按照需要的形态、大小，得到规格一致的包装物，而手工包装是无法保证的。这对出口商品尤为重要，只有机械包装，才能达到包装规格化、标准化，符合集合包装的要求。(3)能实现手工包装无法实现的操作有些包装操作，如真空包装、充气包装、贴体包装、等压灌装等，都是手工包装无法实现的，只能用机械包装实现。(4)可降低劳动强度，改善劳动条件。手工包装的劳动强度很大，如用手工包装体积大、重量重的产品，既耗体力，又不安全；而对轻小产品，由于频率较高，动作单调，易使工人得职业病。(5)有利于工人的劳动保护对于某些严重影响身体健康的产品，如粉尘严重、有毒的产品,有刺激性、放射性的产品，用手工包装难免危害健康，而机械包装则可避免，且能有效地保护环境不被污染。(6)可降低包装成本，节省贮运费用对松散产品，如棉花、烟叶、丝、麻等，采用压缩包装机压缩打包，可大大缩小体积，从而降低包装成本。同时由于体积大为缩小，节省仓容，减少保管费用，有利于运输。(7)能可靠地保证产品卫生某些产品，如食品、药品的包装，根据卫生法是不允许用手工包装的，因为会污染产品，而机械包装避免了人手直接接触食品、药品，保证了卫生质量。(8)可促进相关工业的发展包装机械是一门综合性科学，它涉及到材料、工艺、设备、电子、电器、自动控制等多种学科，要求各相关学科同步、协调地发展，任何学科的问题都将影响包装机械的整体性能。因此，包装机械的发展将有力地促进相关学科的进步。另外，为适应包装机械高速包装的需要，其相关的前后工序也势必与之适应，也就推动了相关工序的同步发展。第三章瓦楞纸板生产线3.1概述瓦楞纸板生产线是纸箱包装机械中最重要的生产线设备，瓦楞纸板的生产,包括原纸瓦楞成型、粘合，规格分切、堆码，全部在瓦楞纸板生产线上完成。根据需求，瓦楞纸板生产线可以加工单面瓦楞纸板、三层瓦楞纸板、五层、七层、十一层等瓦楞纸板。3.2瓦楞纸板生产线的组成部分瓦楞纸板生产线包括湿部设备,干部设备,生产管理系统等几个重要组成部分。1.湿部设备配置图6.单层、双层、三层瓦楞纸板在整条瓦楞纸板生产线中湿部设备是瓦楞成型的关键设备，主要涉及到原纸、胶水、图6.单层、双层、三层瓦楞纸板蒸汽、等各种因素对纸张成型品质的影响，因此要解决的问题是纸板品质的问题。湿部的关键设备单面瓦楞机应选择技术先进的设备。2.干部设备配置在干部设备中，纵切机是影响工作效率的设备，它的选择非常重要。纵切机中刀应该选用可以移动的，要考虑到对裁刀、压线导轨的防尘处理，因为在实际使用中，磨刀的粉尘会落在光华的导轨上，造成刀或者压线轮在排刀时移动困难，而经常停机的现象。3.生产管理系统的配置生产管理系统除对具备生产现场的监测，要具有完备的生产数据的采集、统计、打印输出。比如：生产排程单的打印、生产用纸备料单的打印、生产标签的打印。一般一条瓦楞生产线由下列单机和系统组成：图7.原纸支架原纸支架：作用是支撑原纸，使其可以一定的速度进行生产。原纸架主要由回转式和液压式两种构成。后者较为先进，且不用在地面设置地池，夹纸部分由电动控制，将放置运动转换成直线方向的运动，动力来自固定于夹纸臂上的减速电机，根据线力量的设定，在电机出力轴端，加装有扭力限制装置。它的原纸举升部分，靠两组液压系统推动工作，安全可靠。回转式无轴支架由电动控制，一部分控制夹臂正转或逆转，一部分控制对原纸的左右夹紧、松开，手动刹车装置控制卷筒纸的张力。使用回转式无轴支架地面要挖足够它的夹臂有回转余地的地池，以满足其工作的需要。图7.原纸支架预热器。对进入瓦楞辊前原纸进行预热，使其便于成型及粘合。目前使用的加热装置多为石英管内装电热丝或将电热丝缠绕在长型、方型或园型的耐热体上。也有使用硅碳棒进行加热的。使用电热丝加热的，整机耗电10KW/H而使用硅碳棒加热的，整机耗电20KW/H。后者较前者升温快，表面热度持久，使用寿命长，但耗电多。图8.瓦楞辊示意图单面机。瓦楞生产线的心脏部件之一，是瓦楞成型的机器，主要零件为瓦楞辊。瓦楞辊的质量及进纸方式（导纸板导纸、真空吸附导纸、正压系统导纸）及单面机整机精度将决定单面机生产出的一平一瓦的质量。较先进的设备目前可配备瓦辊快换系统，以提高工作效率。由上、下瓦楞辊组合将瓦楞原纸压成波形瓦楞纸。瓦楞辊的配合压力（间隙）、平行度、恰当的中高是瓦楞辊工作时的重要技术指标。目前，较为先进的瓦楞纸板生产线使瓦楞原纸合理贴敷于下瓦楞辊的装置利用真空吸附原理将瓦楞原纸完全吸附于下瓦楞辊上，从而使瓦楞楞峰得到均匀的涂胶量，保证了瓦楞纸板的质量图8.瓦楞辊示意图上纸小车。将原纸自生产现场外部移至原纸支架处的厂内运输设备。输送过桥。也称天桥。其作用是匹配各单面机生产出的单面纸板，并对单面纸板作初步固化。多重预热器（二重、三重等）。对从单机输出的单面纸板进行预热，以利于以下的涂胶及粘合，并保持纸板适当的干燥度。图9.瓦楞生产线示意图双面涂胶机。对单面瓦楞另一楞峰进行上胶，使单面瓦楞纸板或多个单面瓦楞纸板加面纸经涂布粘全剂而组合成三层或更多层的瓦楞纸板的设备。根据瓦楞纸板的加工结构，涂胶机分为单层（三层瓦楞纸板用）、双层（五层瓦楞纸板用）、三层（七层瓦楞纸板用）等涂胶机构。涂胶装置主要由予热辊、涂胶辊、浮动辊、压力辊、导纸辊、隔热板、气动元件、粘合剂贮槽等部分组成。为保持涂胶机在运行图9.瓦楞生产线示意图中的同步，它的传动由双面机带动，当涂胶机空载转动时，有独立的电机通过减速机运转。图10.横切机图10.横切机纵切压痕机。与瓦楞垂直方向称纵向，在纵向上纸板规格及折合处的压线槽，可在纵切压痕机上实现。纵切压痕机一般均采用单刀（薄刀）形式，其调整刀具方式可分为手动调整及全电脑调整。分纸托架。纵切、分纸时使用的托架。横切机机械式和电脑式两种，机械式为早期型号，横切尺寸需手工调整，而全电脑控制的横切机其横切尺寸，直接在电脑中设置，其尺寸误差也较小。横切机主要完成瓦楞板按一定的规格进行横向裁断。它由上、下两个能够转动的装有长刀的辊组成一组在翻转到一定的角度时进行瞬间剪切的装置构成。装有长刀的双辊的转动，配备有可调无隙齿轮吻合传动，保证了剪切的精度。当齿轮磨损时，可重新调整齿轮间隙。横切机的使用要保证无级变速器的使用和调整，因为速比的改变关系到瓦楞纸板的切煤长度。在运行过程中要根据瓦楞纸板的质量控制它的张力，以防止因传动辊本身的自重再加上一定的张力，影响瓦楞纸板的厚度。横切机使用的关键是刀片的安装和调整。横切机两块长刀的安装，是用压板和螺栓紧固在大轴上的。刀片的调整主要是调两块刀片在刀轴转动时的贴合间隙。最佳的贴合间隙应是0.05mm。这样，刀轴在转动中既不会产生刀刃咬合撞击，同时转动轻快，切出的瓦楞纸板边缘光滑齐整，刀口符合国家标准。输送机。将已纵切压痕并经过横切后成一定规格（L*B）的纸板运送到后方的堆码机的设施。堆码机。分切的纸板按规定的要求进行堆放的部件。主传动。包含主电机在内的主传动系统。纸边粉碎机。收集纵切后的边角废料，并将其粉碎以便处理。制糊机。瓦楞与面纸的粘合需要粘合剂，制糊机即是制作粘合剂的设备，目前大都是采用玉米淀粉作为粘合剂的主体，辅以添加剂等制作。蒸汽加热系统。提供提高纸板温度的加热系统。可以是电加热、油加热或是燃煤锅炉。压缩空气系统。因整条生产线上有很多气动原件，压缩空气系统是提供此动力的设备。电气控制系统。生产线的主控制系统（包括单面机的速度协调、湿部、干部的协调等）。一条完整的瓦线应包括生产瓦楞纸板所有工序的单机和系统，也可根据用户需要进行简化或增加诸如印刷花纹，涂塑防潮等特殊设备。3.3瓦楞纸板生产线的工艺流程瓦楞纸板生产线工艺流程大致分为以下七道工序。1.准备工序：黏合剂制作和原辅料投入；2.单面机组：单面瓦楞制作；3.双面机组：双面瓦楞制作和烘干冷却；4.纵切压线：纵向切断和纵压线5.横向切断：上部切断和下部切断；6.堆积码垛：通过堆积机自动码垛，再侧面输送；7.半成品中转：按销售纸板和规格纸板分类中转。第四章自动纵切压痕机4.1概述纵切压痕机是瓦楞纸板生产线的重要组成部分，它的主要功能就是实现瓦楞纸板纵线切割和纵向压痕动作的完成，为后续工作做好基础。它的性能直接关系到瓦楞纸板的生产效率和质量。在目前国内的瓦楞纸板生产线中，很多纵切机都还保留着手动调节的方式。随着目前纸板行业产品的多元化，大批量单一的订单已不多见，生产中都会遇到多品种、多规格的订单，因此我们在生产中要经常换单、换尺寸、换规格。在这种情况下，手动换单调尺寸已经不能适应当前生产的需求。如纵切分纸压痕机，其手动换单时间通常需要2min～5min，效率十分低下，而且，机械纵切机一般都配置双刀刃切割，修边之后纸板的两边都压扁变形，影响纸板的美观。在我们的设计中，将这种传统的机械纵切压痕机更换为电脑薄刀纵切压痕机。采用电脑控制，电脑具有操控简单、准确、分辨率高、精确度高、等等优点，一定程度上减少了人工失误，大大提高了生产效率。4.2中国纵切压痕机现状以下二个图表摘自《中国薄刀纵切压痕机产业研究及发展预测报告（2012版）》图11、2007—2010年电脑薄刀纵切压痕机市场容量/市场规模统计图12、国内外及国内区域产品供给结构图从以上三个图表可得知，在我国，纵切机的市场容量和市场规模是不断扩大的，每年都有一定的增长，国内各个区域对纵切机的需求也是不断增长的。所以对纵切机的研究，设计也是必不可少的，我们的设计也是具有市场价值的。4.3系统和结构组成自动纵切压痕机一般包括以下几个系统：纵切刀、压线轮自动排单交流伺服控制系统：纵切刀、压线轮排单独立伺服控制、精密直线导轨导向、精密齿轮齿条传动，确保纵切刀、压线轮快速、精确、可靠、自动换单。纵切、压线变频控制系：纵切、压线变频控制、同步带传动，纵切、压线速度与纸板速度自动同步。图13.自动磨刀系统压线方式自动转换系统：图13.自动磨刀系统压线间隙自动调整系统：换单时压线间隙根据纸质、楞型、层数自动、快速、精确同步调整，确保各种纸板的压线质量。自动磨刀控制系统：自动磨刀、自动冷却润滑，延长刀片寿命，提高纸板分切质量。自动吸废交流伺服控制系统：左右吸废口移位交流伺服控制，精密直线导轨导向、同步带传动，与修边刀同步调整，确保快速、精确、可靠换单。自动纠偏控制系统：交流伺服控制自动纠偏系统同时实现跟踪色标线纠偏和跟踪纸边纠偏。自动检测纸板宽度和纸边位置，自动左右对称修边，自动跟边纠偏，确保精确分切小纸边，降低废品率。按照设计的部件分，自动纵切压痕机主要由机架组件、移位组件、切刀组件、压痕轮组件等四部分组成。机架组件是支撑其他组件的结构，起到固定、定位其他组件的作用；压痕轮组件和切刀组件对瓦楞纸板进行压痕和分切加工；移位组件保证压痕轮组件和切刀组件的轴向移动能精确地进行。4.4工作过程纵切压痕机的作用就是按照生产需要将瓦楞纸板裁切成宽度为一定规格并在纵切时一次性完成瓦楞纸板纵向弯曲要求的压痕。本设计纵切机采用电脑控制，工作人员根据加工要求输入相应的参数，机器就会做出相应的动作，完成工作。瓦楞纸板以一定速度相对于机器运动，先经过压痕轮，压痕轮完成压痕动作，然后纸板通过切刀组件，切刀组件在指定的位置将纸板切割。切刀和压痕轮的速度由电动机通过传动系统决定。在移位组件提供的动力和导向作用帮助下，切刀组件和压痕组件能在横向位置实现准确的定位移动。本设计中有5组切刀组件，8组压痕组件，切刀和压痕组件也能够实现上下摆动动作，故可以根据不同的生产要求使用不同数量的切刀和压痕轮，满足多种要求。其中压痕轮和切刀的左右及上下摆动都由电脑控制。电脑发出指令后，控制移位组件实现左右移动，或对相应的汽缸发出指令，汽缸活塞的运动带动压痕轮和切刀实现上下摆动。纵切压痕机压痕轮的上下间隙的调整机构，根据瓦楞纸板的不同厚度，要适时调整，保证压痕质量。另外，在工作中或者是工作间隙，磨损的切刀需要进行定时的或者不定时的磨刀，这也是通过电脑控制磨刀汽缸活塞运动实现的。4.5纵切机设计要求及参数设计参数：（1）纸板宽度2000mm。（2）纸板运动速度150m/min。（3）刀片数量5片。（4）压痕轮数量8轮（5）刀片直径260mm。（6）刀片最大摆动量0.1mm。（7）刀片最小间距150mm。第五章切纸部分在此次的毕业设计中，我们四人作为一个小组，共同完成纵切机的设计，我们将这部机器划分为四个部分：机架部分，移动部分，压痕部分，切纸部分。四人分工不同，工作内容不同，这样使每个人的知识侧重点不同，也就避免了杂而不专，更避免了多人合作干同一部分工件时出现的效率低等问题。可以有效地节省时间，尽快实现整机的设计，并最终完成工作，完成毕业设计任务。其中我的工作是完成切刀部分的设计。设计切刀部分，首先要满足设计性能要求，如切纸速度，切纸间距要求，整体强度、刚性要求，精确度要求，尺寸大小、重量大小限制，以及寿命的相关规定。在满足这些要求的前提下，我尽量做到使设计简单可靠，工件加工、装配简单，适于操作。尽量多的使用标准件，成品零件，收购方便，降低生产成本。以下是对切刀部分的具体分析。图14.薄刀分切压痕机及切刀组件5.1概述切刀部分的主要作用就是实现瓦楞纸板的纵向切割，切刀部分分为上下两个部分：上面部分叫做切刀组件，主要包括固定板，驱动轴，刀具轴，啮合齿轮副及齿轮箱，另外还有磨刀相关组件；下面部分叫做拖刀组件，由托刀中间板，托刀两侧板，及托刀顶板组成。切刀组件要实现刀具运动以及磨刀动作；托刀组件主要起支撑导向瓦楞纸板的作用。图15.切刀部分装配图5.2切刀组件切刀组件与移动部分相连接，在移动部件的提供的动力前提下，在顶端导轨导向作用下，实现与切纸方向相垂直的直线运动。由于切刀在工作状态和非工作状态下位置变化，我们在设计中不能将切刀直接连接到驱动轴上，这样就要在驱动轴和刀具轴之间实现传动。最简单有效的传动方式就是使用齿轮传动。刀具轴与驱动轴相连接，利用齿轮副将驱动轴的动力转化为刀具轴薄刀的转动，实现切纸动作。切刀组件附有磨刀部分，接受相关指令后可进行定期的或者实时摸刀动作。图16.切刀组件装配图（1）固定板。固定板顶端固定于导轨，中间与滚珠丝杠及移动部件相配合，下端连接驱动轴、齿轮及相关零件。可以说固定板是齿部分之间连接起来的重要零件。图17.固定板（2）驱动轴轴套驱动轴要提供动力，在与齿轮周向方向要保持固定的位置关系，最常见也最容易实现这种关系的方法是键连接。但同时整个切刀组件又要实现与切纸方向垂直的直线运动，导向平键可以很容易实现这种配合。但如果用导线平键将整个轴和齿轮直接连接，键及其键槽就会对其他零件产生形状位置，甚至时强度的影响。经过反复研究，我决定在轴与齿轮间使用一个轴套，以避免上述弊端。轴套上有两个键槽，一个连接齿轮等零件，一个与轴上的导向平键相配合，以实现轴套与整个切刀组件同步移动。两个键槽之间周向相差90度，能相应提高轴套的强度。图18.驱动轴轴套（3）齿轮箱刀具轴和驱动轴之间靠齿轮传动，当然轴上还有许多附加的定位件，紧固连接件，自然而然需要一个齿轮箱。齿轮箱的大小是主要是根据齿轮确定的同时也要为轴上的附属件，如轴承等预留出空间。齿轮箱其实是轴、齿轮及其轴上附属件确定后最后相应调整并完成的工件。左右齿轮箱用螺钉连接，考虑切刀件运动时螺钉不产生干涉，此处我们用内六角沉头螺钉完成工作。箱盖的厚度不宜过厚，以减轻重量，与沉头螺钉相配合的孔处不宜过薄，以避免壁太薄出现强度问题。另外齿轮箱的左盖还要给磨刀部件固定预留出位置，这是在磨刀部件完成后又在之前的基础上改进的。图19.齿轮箱右盖（4）刀具轴刀具轴上的零件与齿轮轴相类似，但因为薄刀转动切割，产生振动或者相应的轴向载荷（其中轴向载荷很小），我根据工作条件选用了合适的单列圆锥滚子轴承，另外刀具轴与夹刀件选用焊接，选用电弧焊中的手弧焊单边焊接方法。既能保证连接紧固性，又能保证可靠性，安装操作还简单方便，现场适用性强。图20.刀具轴（5）齿轮齿轮选用是比较设计中常见也比较典型的的问题，以下就具体讲一下我对齿轮副齿轮选用的过程：类型选择：齿轮分类很多，根据我们的具体传动要求及各种齿轮传动特点，再参考实际工程应用及成本节约等等问题，我们选用的是渐开线圆柱齿轮传动。主要参数的选用：根据具体空间的大小，传动的要求确定以下主要参数：中心距a=164，齿数比u=1，齿数z=82，模数m=2，螺旋角β=12度，齿宽b=15。齿轮材料的选择：本齿轮属于一般机械中速，对传动比精度要求不高的齿轮，可选用45号钢调制处理。齿轮精度选择：齿轮精度等级根据传动的用途、使用条件、传递功率、圆周速度及其他经济、技术条件来确定。应用于本齿轮副，我选用8级精度。图样标注具体过程见参考文献【6】172～174页.（6）气缸选用设计中要求此切刀部件能在工作和非工作时间处于不同的位置，即实现切到部件的上下移动或者是摆动动作。为实现这一要求，我们可以采取多种不同的实现方案，最常用的是机械方案和气液压传动方案。当代机械电子产品的飞速发展，使气液压传动的应用更广泛，更简便。单考虑气压和液压的选择问题，气压传动具有能源清洁，使用方便可靠性高等优点。另外结合实际工厂中都配备有气压装置，我决定选用气缸实现薄刀的摆动动作。这里我选用的是亚德客公司的产品，型号是SC系列标准气缸，使用单耳环连接方式。下面介绍气缸筒径及行程的确定过程。图21.质量属性图由上图，根据体积计算总重量（钢的密度为7.84）：3594.348×7.84=28.2kg考虑到气缸的实际负荷，为15kg左右。选用40缸径的气缸，进行力的计算：3.14×远远满足要求。再根据具体位置确定气缸行程，最后确定选用100行程气缸。最后选定气缸：亚德客SC-CA-40-100。（7）磨刀组件因为设计要求实现自动磨刀，我们的磨刀装置也是选用气压传动方案。选用的气缸型号是亚德客TN-10-30-S，选用的砂轮50×10的杯形砂轮。其中还要对杯形砂轮进行进一步加工。其中各个角度、长度的运算需要用到三角函数知识，在此就不赘述计算过程了。图22.磨刀组件装配图（8）工字钢刚性校核最后校核钢梁的刚度，此处简化校核钢梁的挠度图23.总体质量属性图由上图，根据体积计算总重量：5239.094×7.84=41.1kg加上滑块、移位组件等，这里按照50kg计算。共5组，我们选用100×6方钢，方钢性能数据表如下图24.方钢性能数据表考虑到钢梁的自重，5组切刀的分布。我将受力简化为在简支梁中间受力F=2500N。FF图25.简支梁力学模型我们的使用长度L=2.5m。根据草考文献【8】190给出的公式计算梁的最大挠度（I=328.2X10-8m4E=210GpaF=2500N）：w=挠度非常小，满足条件。5.3托刀组件托刀组件与移动部分相连接，在移动部件的提供的动力前提下，在底端导轨导向作用下，实现与切纸方向相垂直 的直线运动。并且托刀组件必须与切刀组件保持相对位置的固定关系，即与切刀组件同步移动。其实托刀组件的作用是拖住瓦楞纸板，保证切刀与纸板的而相对位置关系。（1）托刀中间板托刀中间板与移位组件相连接，靠移位组件提供动力带动两侧板和顶板一起移动。考虑到其与固定板的诸多的功能相似之处，我尽量将这两个零件的相关部分设计成相同的结构，如与移位部分的连接、与导轨的连接等。（2）与移位组件的链接不管是托刀中间板还是切刀组件中的固定板，其一个重要功能就是与移位部分相连，带动整个装配体实现沿导轨的移动。以下就是两者连接移动部分二维装配图纸。图26.与移动部分组装图纸5.4具体零件的设计与选用。零件设计中，有许多实际的问题，如材料选择、制造工艺方法、粗糙度设定、配合公差选用、形位公差的设定、以及各种标准件的选用等等。我在这里介绍下我的选用参考及确定过程。材料选择。材料选择可参考文献【2】158-168页。其中列出了主要的机械材料，根据设计要求，零件特性要求确定材料类型。当然，也要考虑材料实际应用条件，听老师说，在实际生产中，最常用的三种钢材分别是Q235，45，40Cr。我也就是根据这个原则进行的材料选用。粗糙度设定粗糙度设定可参考文献【1】82-95页。根据粗糙度的适用范围最终确定粗糙度类型及最终粗糙值。如不重要零件的表面就选用Ra=12.5，轴肩处因为要求定位准确，所以就选用相对比较高要求的Ra=3.2。公差配合的选用公差配合选用可参考文献【1】100-105页。因为本设计中的大多数零件要求不高，所以从7级到9级中挑选。令如根据配合的使用条件确定，齿轮和轴的配合为H9/h9，轴承与轴的配合为H7/k6。形位公差的确定形位公差的确定可以参考文献【2】119页。选取公差等级后查表选出相应得推荐值。如齿轮左盖下端的小平面因与摸到组件相配合，其表面与齿轮轴的垂直度就显得尤其重要。再次，就根据推荐值确定其形位公差。标准准件的选用标准件的选用也是每个设计人员必须掌握的技能。在一个设计中成品件、标准件的选用比例能很好的看出一个设计人员的功底。不同的标准件基本都在机械设计手册中列出。在这里以左右齿轮箱盖为例简单介绍螺钉的选用。在《机械设计手册单行本连接与紧固》6-70页中列出了n多种螺钉，因为受运动的限制，只能采用内六角形式螺钉，在这四种内六角螺钉中，最最常见的就是第一种内六角圆柱头螺钉。选好类型后在根据使用条件，壁厚、位置等选用螺栓公称直径，再确定长度，最后确定螺钉的数量和具体位置。第六章总结四个月的毕业设计时间很快就过去了，通过全组同学的努力，终于圆满地完成了设计任务。从开始设计时对包装机械的所知甚少，到现在对包装机械特别是薄刀纵切切压痕机有了个系统的了解，从三月初分配设计课题，到从图书馆、互联网等收集资料，再到用计算机绘图软件设计出机械，整个过程收获了许多在平时课堂上学不到的知识和技能。以下是我的几点体会。首先，这次设计让我对过去四年里所学的专业知识作了个回顾总结，学会综合系统地运用机械原理、机械设计、工程材料和力学等方面的知识，做到学以致用。零件的设计涉及到结构设计、材料和力学综合性能等知识，这就需要我们回顾有关的课程，并综合考虑设计出合理的结构。例如，齿轮的设计，材料的选择是工程材料的知识，齿轮相关设计为机械设计的内容，工字钢的刚度校核、挠度计算则是力学范围的知识。其次，这次设计还提高了我分析问题、解决问题的能力。贺老师说，随着技术的发展，任何设备都有需要改进的地方。根据最新的技术改进设备，是机械设计的一个重要内容。贺老师经常引导我们发现问题，鼓励我们独立找出解决方案。例如，本次设计中移位组件的导向机构，过去采用的是