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曲面印刷機間歇傳動機構設計
摘要：曲面印刷機主要是在類似的圓柱形的東西上自動進行對版印刷的機器，而全自動曲面印刷機他對版的準確度高、更便捷，其使用光電對版的速度比傳統(tǒng)的印刷機的速度提升了百分之三十，可以成批有效的生產印制各種材料物品的外包裝，彌補了我國的高效自動化印刷領域。
本文是針對曲面印刷機的間歇傳動機構來設計。間歇傳動機構是曲面印刷機a的重要組成部分，它主要實現(xiàn)八工位料盤的間歇轉動，為上杯、印刷、下杯提供間歇時間。間歇傳動機構由蝸桿蝸輪箱和凸輪箱兩部分構成。蝸桿蝸輪箱通過蝸桿—蝸輪的傳動形式，改變傳動方向并為渦形凸輪提供動力。凸輪箱由渦形凸輪和分度盤組成。渦形凸輪入口和出口的槽是四分之一正弦曲線，各占圓周曲線75度，中間一段是直線槽，占圓周曲線210度，兩者光滑過渡，機構運行平穩(wěn)。渦形凸輪通過驅動分度盤上的滾柱裝置，使分度盤實現(xiàn)間歇轉動。渦形凸輪每轉45的角度則分度盤對應的轉一圈。
因為要設計間歇傳動機構的五十多個零部件實行三維實體建模、裝置配備、仿真模擬，并生成其裝配大圖，爆炸圖和五個相對應的重要零部件圖，所以要熟練操作Solidworks軟件系統(tǒng)。為保證按照任務的目的和要求，預先定出工作方案和計劃，繪出圖樣的安全合理，此論文也通過原理方式對軸承、蝸輪、蝸桿、鍵等重要零部件進行了校對核查，而且對分度盤擬定了相關的制造路線。本文利用大量精確的圖表及專業(yè)性的理論敘述結合，生動形象的將全自動曲面印刷機間歇傳動機構的組成、構造、試用功能進行詳細介紹和展示。
關鍵詞：印刷機；間歇傳動機構；蝸形凸輪；蝸輪蝸桿；Solidworks
I
The Design of Intermittent Drive Mechanism for Curved Surface Press
Abstract: Surface printing press is mainly for automatic printing on a cylindrical something similar machines, and automatic surface press his version of accurate, more convenient, using photoelectric version faster than conventional presses the speed increase 30 percent effective production batch can be printed all kinds of packaging material goods, the end of our dependence on foreign technology.
This design is a design scheme for surface presses intermittent transmission bodies. Intermittent transmission mechanism is an important part of the surface of a printing press, it is mainly to achieve eight-station tray intermittent rotation of the cup, printing cup provided under intermittent time. Intermittent transmission mechanism by the worm gear box and cam box of two parts. Worm gear box via the worm - worm wheel drive form, change the transmission direction and provide the impetus for scroll cam. Scroll cam groove inlet and outlet of a quarter of a sine curve, each peripheral curve 75 degree, the middle section is a straight groove, accounting peripheral curve 210 degree, both smooth transition, smooth mechanism operation. Globoid each rotation angle of the indexing plate 45degree corresponding revolution.
Due to the design of more than fifty parts intermittent drive mechanism to implement three-dimensional solid modeling system equipped, simulation, assembly and generates its big picture, and five exploded view corresponding to important parts, so to proficiency Solidworks Software system. In order to ensure accordance with the purpose and requirements of the tasks, pre-fix work programs and plans drawn pattern of reasonable safety, this paper also by way of the principle of the important parts of bearings, worm, the worm, and so the key proof verification, but also for points dial developed related manufacturing line. In this paper, a large number of accurate charts and professional narration combine theory and vivid will be automatic composition, structure, function surface presses trial intermittent transmission mechanism will be described in detail and show.
Keywords: Printers; intermittent transmission mechanism; Globoid; worm; Solidworks
目 錄
摘要 Ⅰ
Abstract Ⅱ
目錄 Ⅲ
1 引言 1
1.1 全自動曲面印刷機的簡介 1
1.2 曲面印刷機的工作原理和組成結構 1
1.2.1 工作原理 1
1.2.2 組成結構 1
1.3 曲面印刷機的技術特色 2
1.4 國內外曲面印刷機的研發(fā)狀況 2
1.4.1 國內曲面印刷機的研發(fā)狀況 2
1.4.2 國外曲面印刷機的發(fā)展狀況 4
1.5 曲面印刷機的用途及經濟效益 4
1.6 設計的目的與對象 4
2 間歇傳動機構的方案設計 6
2.1 間歇傳動機構的分析與方案選擇 6
2.2 間歇傳動機構材料的選擇 6
2.2.1 強度 6
2.2.2 剛度 6
2.2.3 磨損 7
2.2.4 振動穩(wěn)定性 7
2.2.5 材料的經濟性 7
2.3 間歇傳動機構的設計技術要求 7
3 間歇傳動機構的重要零件設計 9
3.1 蝸形凸輪機構的設計 9
3.2 軸的設計 12
3.2.1 軸的材料 12
3.2.2 軸的失效形式 12
3.2.3軸的可靠定位 13
3.2.4 零件在軸上的周向定位 13
3.3 鍵的選擇 14
3.4 蝸輪蝸桿的設計 15
3.4.1 蝸輪蝸桿傳動的失效形式和設計準則 15
3.4.2 蝸輪蝸桿的設計參數 15
3.6 其他零件的設計 17
3.6.1 螺釘的選擇 17
3.6.1 箱體的設計 18
4 分度盤的加工工藝 20
4.1 分度盤的的工藝性分析 20
4.2 分度盤的工藝分析及生產類型的確定 20
4.2.1 分度盤的用途 20
4.2.2 分度盤的主要技術要求 21
4.2.3 審查分度盤的工藝性 21
4.2.4 確定分度盤的生產類型 21
4.3 確定毛坯尺寸和繪制毛坯圖 20
4.3.1 毛坯選擇 20
4.3.2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量 20
4.3.3 繪制分度盤毛坯圖 21
4.4 擬訂加工工藝路線 22
4.4.1 選擇定位基準 22
4.4.2 制定工藝路線 23
4.5 選擇加工設備和工藝設備 23
4.5.1 機床、刀具、量具的選擇 23
4.5.2 夾具的選擇 24
4.6 確定工序尺寸 24
4.7 確定切削用量 25
4.7.1 工序1切削用量的確定 25
4.7.2 工序2切削用量的確定 25
4.7.3 工序3切削用量的確定 25
4.7.4 工序4切削用量的確定 26
4.7.5 工序5切削用量的確定 26
4.7.6 工序6切削用量的確定 26
4.7.7 工序7切削用量的確定 26
4.7.8 工序8切削用量的確定 26
4.7.9 工序9切削用量的確定 26
4.7.10 工序10切削用量的確定 27
4.7.11 工序11切削用量的確定 27
4.7.12 工序12切削用量的確定 27
4.7.13 工序13切削用量的確定 27
4.8 制定相關的工藝文件 27
5 總結 28
參考文獻 29
致謝 31
附錄 A 32
V
中北大學信息商務學院 2016 屆畢業(yè)設計說明書
1 引言
1.1 全自動曲面印刷機的簡介
我們研究的全面曲面印刷機是一種可以在曲面上印刷的機器，諸如我們平時見到的印刷機都是平面印刷機，意思就是可以在平面上印刷，批量復制文字，但是在圓柱形、圓弧形等物品上就顯得無能為力。就像我們平時的印章，沾上印泥，只可以在平面上印刻上去，在曲面上就不行了。所以在不同曲面上印刷的機器出現(xiàn)了，它就是曲面印刷機。由程序控制器通過程序把控上下料和各部件的同步聯(lián)動。曲面印刷機的輪轉印刷機構將圖案套色于大膠輥圓周之上，再與料盤上模把接觸對滾移印在被印刷物的外曲面上。適用于工廠大批量，高效率印刷塑料、金屬、紙質成型后的包裝容器，及各種電子電器標簽。而且凸版和模把更換方便。其使用光電對版的速度比傳統(tǒng)的印刷機的速度提升了百分之三十，大大提升了勞動生產力和經濟效益[1]。
1.2 曲面印刷機的工作原理和組成結構
1.2.1 工作原理
曲面印刷機通過轉動大膠輥，原先布置在大膠輥的色塊圖案組合便會跟著其一起滾動，之后將圖案印刷在紙面上。
1.2.2 組成結構
全自動曲面印刷機，包含有輪轉印刷機構和傳動機構等，其全部的分布狀況如圖1-1所示，系統(tǒng)結構闡述如下[5]：
1. 印刷機構由橡膠、墨輥盒、版輥盒組成。版輥盒和墨輥盒均布在橡膠輥的周圍；
2. 料盤機構。其上均布著模把和料盤，作間歇運動。
3. 輪轉機構上的橡膠輥版輥墨輥箱與主運動相聯(lián)作同步運轉；
1
圖1-1 曲面印刷機整體布局圖
1.3 曲面印刷機的技術特色
1. 使用渦形凸輪作間歇傳動機構。
2. 自動控制接觸印刷壓力；能夠確保被印刷圖案的清晰度；
3. 主機使用單一傳動鏈，完成了各元件的步調一致；
4. 使用光電編碼器，保證各元件的協(xié)調一致；
5. 使用自動版夾將PS感光樹脂版放置在版輥上，可以合理安排安裝位置和張力；
6. 使用空轉不印快速控制技術，保證印刷過程中上杯失敗時，油墨不污染模頭；
7. 使用CCD相機圖像分析技術，分析色標位置誤差，并快速消除誤差，實現(xiàn)自動對版。
1.4 國內外曲面印刷機的研發(fā)狀況
1.4.1 國內曲面印刷機的研發(fā)狀況
1. 潮安隆興彩印工貿有限公司：其特色生產的“隆興機械彩印”，“隆興彩印杯”，以及印制各種類型的杯與碗類都是該企業(yè)拿得出手的標志性產品。并且，依靠完善的管理、國內外高科技的設備、雄厚科研力量和廣大客戶的支持，曲面印刷機研發(fā)問世，而且順利進過科技成果鑒定，驕傲的榮獲了八項技術專利，其成果也被ISO9001國際質量體系認證。
圖1-2 LX-WZBA145-160型六色高速自動曲面膠印機
2. 廣水輕工機械有限責任公司：廣水輕工機械有限責任公司，在1954年創(chuàng)立，發(fā)展至今已有六十多年的歷程了，在時間的考驗和見證下，公司系列化的建成了膠印機印刷流水線，包括印杯（碗）機系列、印桶機系列、印蓋機系列、印方盒機系列和印軟管（鋁罐）機系列。公司產品的主要電氣部件由德國西門子、日本三菱提供，并憑借機械的高穩(wěn)定性、經久耐用等品質，公司一直在同行業(yè)中保持著領先地位。公司產品通過CE認證，企業(yè)通過ISO9001，ISO14001認證，并擁有多項發(fā)明專利和實用新型專利。
圖1-3 JYT/B.W-6 PLC型六色曲面膠印機
圖1-4 對開單色雙面平版印刷機
1.4.2 國外曲面印刷機的發(fā)展狀況
圖1-5 LITHOCUP塑料杯印刷機
意大利卡夫公司：以具備完善體系的研發(fā)設計團隊、創(chuàng)新的開發(fā)能力和強大的制造生產能力以及高速自動曲面容器印刷設備為人們所熟知、并且通ISO9001:2000國際質量體系認證。軟管印刷自動線：整理加料機、印刷機、表面處理裝備、紫外線干燥裝備、管口通孔、密封管口、擰蓋裝備；塑料杯印刷機；塑料瓶罐印刷機；圓形容器印刷機。最高印刷速度：20000 只塑料杯/小時。
1.5 曲面印刷機的用途及經濟效益
曲面印刷機主要是通過自動對版，在類似的圓柱形的物品上進行印刷的設備，使用在大規(guī)模、高生產速率的批量印刷塑料物品、金屬物品以及紙張等成型后的罐裝容器是最適合不過的，因為性能靈活也可用于較少的多品種高速率彩色印刷。在日常生活中因為產品包裝不僅起到美觀的作用而且也是產品介紹的重要途徑之一，所以在市場的占有率極大，成為了必不可少的技術。進而通過這幾個方面的比較曲面印刷機比過去傳統(tǒng)的絲網印刷機具有更大的優(yōu)點和競爭力，因為它比過去的印刷速度更快，印刷的形狀更為豐富多樣，原材料的本錢減少，而印刷質量卻有了顯著的提高和改善。
1.6 設計的目的與對象
間歇運動機構是本次設計的主要目標，其基本原理是原動機通過減速器將動力輸送給蝸輪蝸桿機構，因其可以垂直傳遞動力的緣由，很容易將力傳動到與之相互垂直的方向上去，隨后將力傳遞到分度軸進而帶動蝸形凸輪，用其特殊的構造完成間歇傳動的目的，最后將動力傳遞給八工位料盤。
2 間歇傳動機構的方案設計
2.1 間歇傳動機構的分析與方案選擇
在一個機械系統(tǒng)中，最核心的原件便是其獨有的傳動機構，它是最終所要達到的運動目的的實現(xiàn)組織。可以分為兩部分：一是步進間歇，二是瞬時停歇。其中，間歇式棘輪輪機構、針輪機構、不完全齒輪機構、圓柱分度凸輪機構屬于步進傳動機構。瞬時間歇機構的最基本的機制是對你多種機構進行組合。
根據設計要求，我計劃使用蝸形凸輪和蝸輪蝸桿機構作為實現(xiàn)間歇傳動目的的主要原件
本設計簡圖如圖2-1所示：
圖2-1 間歇傳動機構簡圖
2.2 間歇傳動機構材料的選擇
綜上所述，想要選擇間歇傳動機構的材料，首先要全面掌握所需材料的各方面優(yōu)缺點以及各零部件的最適合的使用情況，并且想要精益求精還需要在以下幾個方面多做參考：
2.2.1 強度
根據受力、載荷分布等條件。脆性材料可以使用與機構中不太關鍵的地方。當出現(xiàn)在交變應力條件中，應使用具有韌性的材料。不同的熱處理方式有不同的金屬晶格結構，宏觀上表達出來的物理性能也不盡相同。當原件接觸應力時，允許使用局部強化的熱處理方式，如淬火、滲碳、氮化等，以提高材料的表面綜合性能。材料的優(yōu)選對于機械性能的提高有著巨大的意義。
2.2.2 剛度
機械原件的平穩(wěn)傳動最主要的便是傳動的精確性，只有這樣，機械才能不會變成一灘爛泥，這時，必須依靠機械原件個部分過硬的剛度要求。
2.2.3 磨損
磨損是機械系統(tǒng)最大敵人，過大的磨損會加劇機械原件的過快老化，極大的影響使用壽命。要想避免磨損，就要采用許多特殊的結構或者組成金屬，其中耐摩性能好的有鋼-青銅，鋼－軸承合金。
2.2.4 振動穩(wěn)定性
振動會造成原件的老化，加劇裂隙的深入，使用過程中還會產生許多噪音。
2.2.5 材料的經濟性
任何機械元件都是在設計要求的基礎上，采用最優(yōu)化的金屬選用，因為過高的成本會影響整體產品的推廣。
綜上所述原則材料選擇如下：
凸輪箱體 HT200
蝸桿箱體 HT200
蝸輪 ZQSn10-1
蝸桿 40Cr
分度軸 1 （凸輪） 45鋼
分度軸 2（分度盤） 40Cr
凸輪 QT500-7
分度盤 45鋼
2.3 間歇傳動機構的設計技術要求
想要將曲面印刷機的間歇傳動機構完善好，在其使用的各方面性能上要多做考慮和創(chuàng)新，并將所有在內的情況都要考慮到。我做了以下五個方面的闡述：
1. 結實可靠:曲面印刷機要求在長時間的運行中保持不太大的誤差并且在使用年限上不能太低。
2. 保險靠譜：在設備的運轉工作進程時，一定要確保操作工人的自身安全及其設備的正常運轉，所以一定要在設備上面安裝安全保護裝置，同時為了以防萬一也一定要加裝安全保險配置。一旦機器設備出現(xiàn)任何突發(fā)狀況時必須做到立馬停止工作狀態(tài)。
3. 使用簡單：工人在操作過程中需要簡單明了的了解設備的使用，特別在操作大機器時，一定根按照實際情況添加適量的調控盤，以確保工作人員在各個所分配的操作位置都能夠輕松自如的操作設備并使其正常的運轉。
4. 系統(tǒng)穩(wěn)定：就得使蝸桿和蝸輪、凸輪軸承和分度盤在運動速度變化成不同速度下，保證機床系統(tǒng)穩(wěn)定運行，避免劇烈顫抖噪聲，使的完成印刷后的效果不佳，影響其最后產品的彩印質量。
5. 控制速度：在想要調控間歇傳動機構運動速度時，只要調節(jié)輸入蝸桿軸的速度進而完成對其的改變就可。
3 間歇傳動機構的重要零件設計
3.1 蝸形凸輪機構的設計
如圖3-1所示，為蝸形凸輪傳動機構。它是實現(xiàn)間歇運動的核心原件，蝸形凸輪與分度盤共同作用，將蝸輪的連續(xù)運動通過蝸形凸輪槽與分度盤中心線轉角的不連續(xù)變化從而帶動分度盤轉動，實現(xiàn)把連續(xù)運動轉換為間歇運動。
凸輪通過分度盤上的滾柱連接實現(xiàn)分度盤的間歇運動，分度盤轉八圈渦形凸輪才轉一圈。
圖3-1 蝸形凸輪傳動機構
如圖3-2所示，為了實現(xiàn)間歇運動該機構分為了轉位角和停歇角兩部分。
圖3-2 蝸形凸輪
為了有一定的打印時間，需要設置一定的停歇角。轉位角不能設置得太小，當其小于停歇角時，料盤位移時，其他組件便不會很好的協(xié)調，為了不影響正常運轉。達到最優(yōu)化的設計，轉位角采用150°，停歇角使用210°。如下圖所示為近似正弦曲線的運動曲線：
圖3-3 蝸形凸輪與分度盤相對位置曲線
蝸形凸輪很難使用CAD表達清楚。但可以采用三維化的設計方案。凸輪的設計應該滿足以下三個條件：
1. 兩曲面上的共軛接觸點必須重合；
2. 兩曲面在共軛接觸點處必須相切，不能產生干涉，且在共軛接觸點的臨域也無曲率干涉；
3. 在共軛接觸點處，兩曲面間的相對運動速度必須與其公法線垂直[13]。
分度盤是是由盤體和滾柱構成的，滾柱通過圓柱銷與分度盤連接，如圖3-4所示：
圖3-4 分度盤
圖3-5 分度盤盤體
如圖3-5所示，分度盤的盤體，由連接滾柱與軸組成。滾柱孔內分別插入八個均布分度盤，分度盤固定有圓柱銷。分度盤外圓周為平面結構，并能夠保證滾柱殼在軸向方向的精確定位。分度盤的螺孔和銷孔用來固定滾柱孔間的孔。
圖3-6 滾柱
如圖3-6所示，滾柱體的選用GCr15制造。中間體為了減小摩擦，而采用滾針。
為保證機械的運行可靠、并減小機器的震動，蝸形凸輪與分度盤的配合必須達到一定的精確值。
主要件的技術要求說明如下：
1. 分度銷盤的技術要求：
材料選擇
45鋼
調制處理
25-35HRC
8×22H7孔的等分角
45°
相鄰分度偏差
不大于±10′
累積分度偏差
不大于
轉盤
靜平衡
2. 蝸形凸輪技術要求：
凸輪定位
環(huán)面左右兩側45°夾角的公差為
熱處理
30-35HRC 調質后氮化，深度0.5mm,表面硬度為900HV
凸輪工作輪廓面最后加工
工藝中心軸與凸輪內孔的配合為，以中心軸頂針孔定位
凸輪端面對內孔基準的垂直度
0.01mm
3.2 軸的設計
軸是機械原件中主要的承受載荷的部件，其設計關乎機械的整體運行。
3.2.1 軸的材料：應該根據實際的應用場合，合理選材，并使用最優(yōu)化的設計方案。
1. 強度高
（ 1 ）的 。
(2) maximum mechanical steel, commonly used in the manufacture of high-speed, heavy-duty axle, or force requires large size, light weight shaft. For those shafts in high temperature, low temperature or corrosive media work, most just manufacturing alloys.
2. 械性能好
（ 2 ）金 。
(3) is usually carried out various heat treatment, chemical treatment and surface hardening treatment can improve strength and wear resistance of carbon steel or alloy steel shaft. In particular, alloy steel, heat-treated after only to fully display its superior mechanical properties.
3. 優(yōu)越的力學性能
（ 3 ）能 。
(4) alloy steel for high stress concentration sensitivity, the structure shape steel shaft must be reasonable, otherwise we lose the significance of alloy steel. In addition, general operating temperature, alloy steel and carbon steel elastic modulus very close, and therefore rely on the choice of alloy steel to increase shaft stiffness is not enough, this time by increasing the shaft diameter should be other ways to solve.
4. 結構設計合理，能夠發(fā)揮軸的最大的優(yōu)勢
（ 4 ）決 。
(5) high-strength cast iron and ductile iron mechanical strength lower than that of steel, but the casting process, and easy to get more complex external resistance, wear resistance, low sensitivity to stress concentration, low cost, so the application of increasingly increase.
5. 耐磨性能好
3.2.2 軸的失效形式：疲勞斷裂、塑性變形、脆性破壞、過度磨損
軸的設計應符合下列條件：
1. 選擇合理的生產工藝
2. 優(yōu)化軸的結構形式和尺寸，即軸的結構設計；
3. 校核振動穩(wěn)定性
3.2.3軸的可靠定位：
1. 軸肩：軸肩是軸上一部分，用于定位安裝齒輪，如圖為設計圖例。
圖3-7 軸設計圖例
2. 軸套：軸套使用兩個端面做定位端面，擁有較高的平行度和垂直度。
3. 圓螺母：當軸上設置有螺紋時，可用圓螺母的端面來定位。
3.2.4 零件在軸上的周向定位：
定位方式根據實際情況選擇。
有鍵、銷、過盈等方式。
間歇傳動箱內軸具體結構如圖3-7，3-8所示：
圖3-7 分度盤軸
圖3-8 蝸輪軸
3.3 鍵的選擇
本次設計中主要用到了平鍵，選擇時應考慮以下情況：①傳遞轉矩；②軸向滑動距離；③連接對中；④軸向固定；⑤鍵等。
擋圈使用國標號為GB886-86 25×27，的軸肩擋圈。而平墊圈選用GB 97.1-85，性能等級為8-140HV，其中d=13,D=24,h=2.5。
圖3-9 距離套結構圖
3.4 蝸輪蝸桿的設計
蝸輪蝸桿常用于傳遞垂直方向的力。
3.4.1 蝸輪蝸桿傳動的失效形式和設計準則
點蝕、磨損、輪齒彎曲、膠合碎是蝸輪蝸桿常見的失效形式，其傳動效率不高。制造材料必須具有抗摩擦、耐磨、抗膠合性能
3.4.2 蝸輪蝸桿的設計參數
如圖3-10所示為蝸輪蝸桿機構，及其設計參數，
蝸桿的參數：
模 數
頭 數 K=6
壓 力 角
螺旋方向 左旋
導 程 角
導 程
材 料 40Cr
蝸輪的參數：
模 數
齒 數
壓 力 角
螺旋方向 左旋
節(jié) 徑 114mm
厚 度 B=66mm
材 料 ZQSn10-1
中 心 距 a=180mm
由于蝸桿的軸向力較大，故選擇在蝸桿兩端使用圓錐滾子軸承。
圖3-10 蝸輪蝸桿傳動副
3.5 軸承的選擇
1. 軸承的選擇順序：1） 熟悉運用機械裝備和軸承的工作狀態(tài)；2） 明確對軸承的要求；3） 選定軸承的類型；4） 選定軸承配置方式；5） 選定軸承尺寸；6） 選定軸承規(guī)格；7） 選定軸承的安裝方法。
2. 需要的數據和資料：1） 機械裝置的功能與結構；2） 軸承的使用部位；3） 軸承負荷（大小、方向）；4） 旋轉速度；5） 振動、沖擊；6） 軸承溫度（周圍溫度、溫升）；7） 周圍氣氛（腐蝕性，清潔性，潤滑性）。
本設計中間歇式變速箱所使用的滾動軸承使用圓錐滾子軸承。
圖3-11 圓錐滾子軸承
3.6 其他零件的設計
3.6.1 螺釘的選擇
此次設計中多處用到螺釘，它們的型號分別為：M8×15、M10×80、M12×30、M5×20、M5×8。它們主要起連接、定位和軸向的推動作用。其相關示意圖如下所示：
圖3-12 螺釘
3.6.2 箱體的設計
蝸形凸輪箱體是間歇傳動機構的保護零件，而且箱體的設計決定著傳動的精確性。
圖3-11 蝸形凸輪箱體三維圖(a)
圖3-12 蝸形凸輪箱體三維圖(b)
圖3-13 蝸輪箱體三維圖（a）
圖3-14 蝸輪箱體三維圖（b）
4 分度盤的加工工藝
4.1 分度盤的的工藝性分析
1. 該工件鍛造比比較大，很容易造成應力的分布不均。因此，鍛造后進行正火處理，粗加工后進行調質處理，以改善材料的切削性能。
2. 工序安排以上下端面和Φ90的圓定位，裝夾工件，達到了設計基準，工藝基準的統(tǒng)一。
3. 分度盤端面對Φ92H7mm孔中心線有垂直度要求；外圓周面對上端面有垂直度要求；上端面與Φ22H7mm的軸線有平行度要求。
4.2 分度盤的工藝分析及生產類型的確定
4.2.1 分度盤的用途
如圖4-1所示，為曲面印刷機間歇傳動機構中的分度盤零件。它位于輸出軸上，使主軸回轉運動按照工作的要求工作，獲得所需的速度和扭矩的作用。零件外圓上的φ22孔與滾珠軸相連，通過下方蝸形凸輪運動帶動滾珠軸，從而帶動所有其他的構件的運動。
圖4-1 分度盤
4.2.2 分度盤的主要技術要求
見表4-1。
4.2.3 審查分度盤的工藝性
1. 零件材料45鋼，切削加工性良好。
2. 主要表面雖然加工精度較高，但可以在正常的生產條件下，采用較經濟的方法保證質量地加工出來。
4.2.4 確定分度盤的生產類型
由于零件的尺寸不是很大，生產綱領以達到成批生產的水平，因此可以采用較
先進的鍛造而得，這對于提高生產率，切削加工的勞動量，保證加工精度，都是很有利的。本零件不是很復雜，可大批生產。
表4-1分度盤的主要技術要求
加工表面
尺寸及偏差/mm
公差及精度等級
表面粗糙度 Ra/μm
形位公差/mm
上下端面
Φ166
IT12
1.6
⊥
0.015
C
8×Φ22孔
IT7
1.6
0.02
圓周面
Φ170
IT7
3.2
⊥
0.02
Φ6孔
8×Φ6
IT12
12.5
Φ10孔
4×Φ10
IT12
12.5
螺紋孔M10
4×M10
IT6
3.2
4.3 確定毛坯尺寸和繪制毛坯圖
4.3.1 毛坯選擇
在工作時零件要經常來回的撥動。要求有較強的剛度，因此選擇材料為鍛件，正火處理，粗加工后調質HRC35-40。
4.3.2 確定毛坯的尺寸公差和機械加工余量
1. 公差等級
由分度盤零件的功用和技術要求，確定該零件的公差等級為普通級。
2. 鍛件重量
根據機械加工后零件的形狀及零件材料，估算鍛件毛坯重量為=7.50kg。
3. 鍛件材質系數
由于該分度盤零件材料為45鋼，是碳的質量分數小于0.65%的碳素鋼，故該鍛件的材質系數為級。
4.3.3 繪制分度盤毛坯圖
零件尺寸
單面加工余量
毛坯尺寸
備注
φ166
2
φ170
φ90
1
φ92
42
1.5
45
表4-2 毛坯的尺寸和加工余量 /mm
由表4-2所得結果，繪制毛坯簡圖如圖4-2所示。
圖4-2 分度盤毛坯圖
4.4 擬訂加工工藝路線
4.4.1 選擇定位基準
基面選擇很重要，選擇的正確與否，直接影響到生產率，否則的話，加工會出現(xiàn)問題，嚴重的可導致零件報廢。
基準選擇：對于零件來講，它盡量選擇的加工面為粗基準。
精基準的選擇：，按“基準重合”和“基準統(tǒng)一”的原則。
4.4.2 制定工藝路線
采用專用工具和固定裝置爭取同時進行提高生產效率。此外，要經濟節(jié)約。采取的零部件制造方式和工藝方案如下：
工序一 粗銑上端面
工序二 粗銑-半精銑下端面
工序三 半精銑-精銑上端面
工序四 粗鏜內圓
工序五 粗車-半精車-精車外圓
工序六 半精鏜內圓
工序七 鉆-鉸-精鉸圓錐孔Φ6
工序八 鉆-鉸-精鉸圓錐孔Φ10
工序九 鉆孔-鉸孔M10
工序十 插鍵槽
工序十一 磨內孔
工序十二 銑圓周面
工序十三 鉆—鉸—精鉸孔Φ22
工序十四 檢查
4.5 選擇加工設備和工藝設備
4.5.1 機床、刀具、量具的選擇
見表4-3
表4-3 分度盤機床、刀具、量具的選擇
工序號
工序名稱
機床設備
刀具
量具
1
粗銑上端面
銑床X5020
圓柱形銑刀
游標卡尺
2
粗銑-半精銑-精銑下端面
銑床X5020
圓柱形銑刀
游標卡尺
3
半精銑-精銑上端面
銑床X5020
圓柱形銑刀
游標卡尺
4
粗鏜內孔
鏜床T5120
鏜刀
游標卡尺
5
粗車-半精車-精車外圓
車床C6140
偏刀
游標卡尺
6
半精鏜內孔
鏜床T5120
鏜刀
游標卡尺
7
鉆-鉸-精鉸圓錐孔Φ6
臥式鉆床Z6220
麻花鉆，1:50錐鉸刀
內徑千分尺、塞規(guī)
8
鉆-鉸-精鉸圓錐孔Φ10
臥式鉆床Z6220
麻花鉆，1:50錐鉸刀
內徑千分尺、塞規(guī)
9
鉆孔-鉸孔M10
臥式鉆床Z6220
麻花鉆，鉸刀，絲錐
塞規(guī)、百分表、卡尺等
10
插鍵槽
插床B5020
插刀
游標卡尺
11
磨內孔
萬能磨床M1432A
砂輪
游標卡尺
12
銑圓周面
銑床X5020
圓柱形銑刀
游標卡尺
13
鉆—鉸—精鉸孔Φ22
臥式鉆床Z6220
麻花鉆，鉸刀
游標卡尺、塞規(guī)
14
檢查
塞規(guī)、百分表、游標卡尺等
4.5.2 夾具的選擇
該分度盤的生產綱領為大批生產，所以采用普通夾具。
4.6 確定工序尺寸
零件表面多次加工的工序尺寸只和加工余量有關，前面已確定的零件表面的毛坯余量，應將毛坯余量分為各工序加工余量，然后由后往前計算工序尺寸。
根據各加工方法能達到的公差等級，確定零件的工序余量。
表4-4 零件表面的工序加工余量、工序尺寸及公差、表面粗糙度/mm
加工
表面
工序雙邊余量
工序尺寸及公差
表面粗糙度/μm
粗
半精
精
粗
半精
精
粗
半精
精
Φ92H7
1.0
0.75
0.25
Φ91
Φ91.75
Φ92H7
Ra6.3
Ra3.2
Ra1.6
M10
8
1.5
0.5
Φ8
Φ9.5
M10
Ra12.5
Ra6.3
Ra3.2
Φ22H7
20
1.5
0.5
Φ20
Φ21.5
Φ22H7
Ra6.3
Ra3.2
Ra1.6
166
2
1.5
0.5
168
169.5
170
Ra12.5
Ra6.3
Ra3.2
Φ6
4
1.5
0.5
Φ4
Φ5.5
Φ6
Ra12.5
Ra6.3
Ra3.2
Φ10
8
1.5
0.5
Φ8
Φ9.5
Φ10
Ra12.5
Ra6.3
Ra3.2
42
2
0.75
0.25
Φ43
Φ42.25
Φ42
Ra6.3
Ra3.2
Ra1.6
4.7 確定切削用量
切削用量包括背吃刀量ap、進給量f和切削速度υc。切削用量的選擇原則：在保證加工質量，降低成本和提高生產效率的前提下，使ap、f、υc的乘積最大。當ap、f、υc的乘積最大時，工序的切削時間最短。
選擇切削用量時先選擇背吃刀量，進給量，再確定切削速度。
4.7.1 工序1切削用量的確定
本工序為粗銑上端面。已知加工材料為45鋼，鍛件；機床為X5020型銑床。
所選刀具為高速鋼圓柱形銑刀。
確定背吃刀量。 ap1=1.0mm。
確定進給量f：查《機械加工實用手冊》，選用高速鋼圓柱形銑刀，銑刀每齒進
給量為0.15mm/z，銑刀有10齒，即1.5mm/r。
確定切削速度。:查《機械加工實用手冊》42m/min。
4.7.2 工序2切削用量的確定
本工序為粗銑、半精銑、精銑下端面。機床為X5020銑床。刀具為高速鋼圓柱形銑刀。
1. 確定背吃刀量 ap2=0.25mm。
2. 確定進給量f：高速鋼圓柱形銑刀，銑刀每轉進給量為0.15mm/z，銑刀有10齒，即1.5mm/r。
3. 確定切削速度:查《機械加工實用手冊》42m/min。
4.7.3工序3切削用量的確定
本工序為半精銑、精銑上端面；機床為銑床X5020，刀具為高速鋼圓柱形銑刀；
1. 確定背吃刀量ap3=0.25mm。
2. 確定進給量f：選用高速鋼圓柱形銑刀，銑刀每轉進給量為1.0mm/r。
3. 確定切削速度:查《機械加工實用手冊》42m/min。
4.7.4 工序4切削用量的確定
本工序為粗鏜Φ92mm孔；機床為T5120型立式鏜床。所選刀具硬質合金鏜刀，YG8材質。
1. 確定背吃刀量ap4=0.5mm。
2. 確定進給量f：選用硬質合金鏜刀，鏜刀每轉進給量為0.5mm/r。
3. 確定切削速度:查《機械加工實用手冊》60m/min。
4.7.5 工序5切削用量的確定
本工序為粗車-半精車-精車外圓；機床為C6140車床。確定粗車、半精車、精車的切削用量。所選刀具45.
1. 確定背吃刀量ap1=0.5mm。
2. 確定進給量f：選用硬質合金車刀，車刀每轉進給量
為0.5mm/r。
3. 確定切削速度:查《機械加工實用手冊》60m/min。
4.7.6 工序6切削用量的確定
本工序為半精鏜（Φ90H7孔）。機床為T5120型立式鏜床。刀具硬質合金鏜刀，YG6材質；
1. 確定背吃刀量ap：粗鏜雙邊余量為0.75mm，則ap為單邊余量，ap=1/2=0.375mm。
2. 確定進給量f：選用硬質合金鏜刀，鏜刀每轉進給量為0.5mm/r。
3. 確定切削速度:查《機械加工實用手冊》80m/min；
4.7.7 工序7切削用量的確定
本工序為鉆圓錐孔Φ6，機床為臥式鉆床Z6220，直接用直徑為Φ4鉆頭鉆底孔，單邊余量為ap =2mm，然后擴孔至Φ5.5，單邊余量為ap =0.75mm，最后用1:50錐鉸刀鉸孔至Φ6。
確定切削速度:查《機械加工實用手冊》500r/min。
4.7.8 工序8切削用量的確定
本工序為鉆圓錐孔Φ10，機床為臥式鉆床Z6220，直接用直徑為Φ8鉆頭鉆底孔，單邊余量為ap =4mm，然后擴孔至Φ9.5，單邊余量為ap =0.75mm，最后用1:50錐鉸刀鉸孔至Φ10。
確定切削速度:查《機械加工實用手冊》500r/min。
4.7.9 工序9切削用量的確定
本工序為鉆螺紋孔M10，機床為臥式鉆床Z6220，先用直徑為Φ8鉆頭鉆底孔，單邊余量為ap =4mm，然后擴孔至Φ9.5，單邊余量為ap =0.75mm，最后用絲錐鉸孔至M10。
確定切削速度:查《機械加工實用手冊》500r/min。
4.7.10 工序10切削用量的確定
本工序為插鍵槽寬度10mm,高度為96，機床為插床B5020，單邊余量為ap =5mm，高度的雙邊余量為5.75mm。
4.7.11 工序11切削用量的確定
本工序為磨內孔Φ92mm，并間接保證鍵槽高度96mm,使用機床為萬能磨床M1432A。
選用中等硬度的砂輪。
1. 確定單邊余量為ap =0.25mm。
2. 確定進給量f：查《機械加工實用手冊》， 砂輪每轉進給量為0.05mm/r。
3. 確定切削速度:查《機械加工實用手冊》150m/min。
4.7.12 工序12切削用量的確定
本工序為粗銑、半精銑圓周面。機床為X5020銑床。刀具為高速鋼圓柱形銑刀。
1. 確定背吃刀量ap：粗銑、半精銑下端面雙邊余量為3mm、1mm，則ap為單邊余量，ap1=1.5mm，ap2 =0.5mm；
2. 確定進給量f：查《機械加工實用手冊》，選用高速鋼圓柱形銑刀，銑刀每轉進給量為1.5mm/r。
3. 確定切削速:查《機械加工實用手冊》42m/min；
4.7.13 工序13切削用量的確定
1. 本工序為鉆圓柱孔Φ22，機床型號為臥式鉆床Z6220，首先選用直徑為Φ20鉆頭鉆底孔，單邊余量為ap =10mm，然后擴孔至Φ21.5，單邊余量為ap =0.75mm，最后用鉸刀鉸孔至Φ22mm。
2. 確定切削速度:查《機械加工實用手冊》500r/min。
4.8 制定相關的工藝文件
通過上述過程中對分度盤的工藝技術的分析，擬定了機械加工工藝過程卡（見附錄A1）和機械加工工序卡片一套（附錄A2）。
5 總結
曲面印刷機主要是在類似的圓柱形的東西上自動進行對版印刷的機器，而全自動曲面印刷機他對版的準確度高、更便捷，其使用光電對版的速度比傳統(tǒng)的印刷機的速度提升了百分之三十，可以成批有效的生產印制各種材料物品的外包裝。我寫這個論文有以下心得總結：
1. 利用三維軟件SolidWorks對間歇傳動機構的工件進行三維建模、裝配、仿真和制作出裝配圖紙及相關零件圖。
2. 進過理論研究對相應的關鍵部件進行檢查校準，最終完成了分度盤的加工技術。
3. 通過本次論文設計，機電控制有了更深的 理解。
4. 通過對間歇傳動部件的三維建模、爆炸視圖、組裝、模擬、讓我在使用SolidWorks軟件時更熟練。
參 考 文 獻
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致 謝
時光如沙漏里的沙子，飛快的流轉，轉眼間，就到了大學的尾巴。回首望去，大學時光里留下了許多美好的印記。結交了很多良師益友。感謝我的家人對我大學四年學習的默默支持。在這里，在畢業(yè)設計的最后，我想說很多話，我感謝大學老師，教我學習很多專業(yè)課方面的東西，教我很多做人的道理，讓我在即將面對社會的時候，能夠更好的擁有一技之長來面對這個競爭激烈的社會。
感謝畢業(yè)設計的帶我的馬老師，馬老師不僅術業(yè)有專攻，而且對于我的人生道理的感悟也都很強的啟蒙作用。在這幾個月里的相處中，馬老師不辭辛苦，耐心的為我指導畢業(yè)設計中的各種問題，讓我更加順利清楚的完成整個工作，從方案的選定到最終的定稿。馬老師都一步一步的教我們，引導我們，讓我們順利完成。
46
附 錄A
機械加工工藝過程卡片
中北信商
機械加工工藝過程卡片
產品型號
零（部件）圖號
產品名稱
曲面印刷機
零（部件）名稱
分度盤
共1頁
第1頁
材料牌號
45鋼
毛坯種類
鍛件
毛坯外形尺寸
170╳45mm
每毛坯可制件數
1
每臺件數
1
備注
工序號