【摘要】：近年來,市場上出現(xiàn)的紙杯成型機(jī)大都存在效率低、自動(dòng)化程度不高、噪音大等缺陷,不能滿足市場安全有效生產(chǎn)和市場消費(fèi)量需求的要求。馬芬杯在當(dāng)前的日用品消費(fèi)市場上用作糕點(diǎn)、烘培、奶油等的裝盛容器,其原料紙為淋膜紙,由于該紙張厚度極薄,在生產(chǎn)加工時(shí)易損壞,為此要求加工設(shè)備具有較高的定位、制造精度。本課題研制的高速馬芬紙杯機(jī),旨在提高生產(chǎn)加工效率、保證紙杯加工質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、延長設(shè)備使用壽命。為達(dá)到上述要求完成的工作內(nèi)容如下:(1)基于市場上現(xiàn)有的紙杯機(jī)工作原理和特點(diǎn),提出高速馬芬紙杯機(jī)設(shè)計(jì)的總體方案,制定紙杯的生產(chǎn)工藝流程為:送紙、預(yù)成型、翻邊、成型、成品收集。根據(jù)生產(chǎn)工藝方法確定高速馬芬紙杯機(jī)為多工位、間歇運(yùn)動(dòng)的全自動(dòng)機(jī)械,給出了相應(yīng)進(jìn)給系統(tǒng)方案的設(shè)計(jì)方法。(2)基于馬芬紙杯機(jī)的結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)要求,提出馬芬紙杯機(jī)各組成模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的方法,歸納出馬芬紙杯機(jī)設(shè)計(jì)應(yīng)注意問題及解決問題的措施。利用Solidworks軟件對(duì)紙杯機(jī)的各構(gòu)件進(jìn)行三維建模,構(gòu)建了其虛擬樣機(jī),進(jìn)行了高速馬芬紙杯機(jī)的結(jié)構(gòu)分析,驗(yàn)證了其設(shè)計(jì)方法的可行性和合理性。(3)基于ANSYS Workbench有限元仿真軟件,對(duì)高速馬芬紙杯機(jī)整機(jī)進(jìn)行靜力學(xué)仿真分析,探究其結(jié)構(gòu)可靠性;在此基礎(chǔ)上對(duì)關(guān)鍵部件進(jìn)行靜、動(dòng)態(tài)特性分析,采用拓?fù)鋬?yōu)化及結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化的方法對(duì)紙杯機(jī)關(guān)鍵部件進(jìn)行優(yōu)化分析,提煉出減重減材降低成本的路徑。
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TB486
【圖文】：

數(shù)控機(jī)床的研究、設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用方面擁有先進(jìn)的技術(shù)及豐富的經(jīng)驗(yàn)。美國的哈斯數(shù)控機(jī)床（Haas CNC Machine Tools）如圖 1 所示，其具有堅(jiān)固可的基座，其主要部件全部采用鑄鐵制造，其具有超強(qiáng)的減震作用；另外哈斯在軸設(shè)計(jì)方面致力于提高精度、延長使用壽命、提高可靠性和生產(chǎn)效率。例如/DS 系列數(shù)控加工中心具有堅(jiān)固緊湊的主軸頭，為實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度的剛性及較高的穩(wěn)定性采用對(duì)稱的加強(qiáng)筋，因此哈斯數(shù)控機(jī)床具有很高的通用性、靈活性、穩(wěn)性、生產(chǎn)效率等[18-21]。德國的數(shù)控機(jī)床是在傳統(tǒng)設(shè)計(jì)制造及先進(jìn)工藝的基礎(chǔ)上，采用先進(jìn)電子信息術(shù)，不斷開拓創(chuàng)新的[22-23]。其中德國瓦德里希 科堡公司（WALDRICH COBURG）產(chǎn)的設(shè)備中大型龍門加工中心技術(shù)水平最高，而國內(nèi)北一機(jī)床采用的就是德國德里希 科堡的技術(shù)[24-26]。其典型的數(shù)控機(jī)床為 2018 年登陸上海的“巨無霸”牛座龍門加工中心，該機(jī)床的精度達(dá)到了 0.004mm，相較于歐洲最先進(jìn)的機(jī)床了一倍，其加工效率也比傳統(tǒng)機(jī)床高了三倍，其最大特點(diǎn)是零磨損、精度高，外高效節(jié)能的設(shè)計(jì)在很大程度上降低了成本。

數(shù)控機(jī)床的發(fā)展可謂千變?nèi)f化，作為智能制造領(lǐng)域的重要裝備，發(fā)展方向必將朝著智能化、數(shù)字化、柔性化，高速化、高精度化、化、并聯(lián)驅(qū)動(dòng)化、綠色化等方面發(fā)展[31-32]。內(nèi)研究現(xiàn)狀內(nèi)紙杯機(jī)設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn)及發(fā)展現(xiàn)狀我國紙杯機(jī)制造技術(shù)主要是利用反向工程，在國際同類先進(jìn)紙杯機(jī)的基礎(chǔ)上研發(fā)制造的，結(jié)合國內(nèi)市場需求再進(jìn)行改進(jìn)。目前市場上大多數(shù)是基于韓國紙杯成型機(jī)進(jìn)行仿制而成的，如圖 2 所示，雖然有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、成本低的優(yōu)點(diǎn)，但也存在廢品率高、噪音缺點(diǎn)[33]。

其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：（1）工作精度低：該結(jié)構(gòu)中電機(jī)是通過螺紋固定連接的方法安裝在底座上，這種連接方法不能保證定位及相互位置之間的關(guān)系，不能達(dá)到預(yù)期工作精度的要求。（2）操作、維修不便：機(jī)構(gòu)的調(diào)速裝置采用齒輪減速器，齒輪副與軸之間的連接采用鍵連接，各級(jí)齒輪構(gòu)件相互獨(dú)立的安裝在機(jī)座上，只有通過裝配關(guān)系進(jìn)

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本文編號(hào)：2753395