高速马芬纸杯机的研制

发布时间：2020-07-13 11:13

【摘要】：近年来,市场上出现的纸杯成型机大都存在效率低、自动化程度不高、噪音大等缺陷,不能满足市场安全有效生产和市场消费量需求的要求。马芬杯在当前的日用品消费市场上用作糕点、烘培、奶油等的装盛容器,其原料纸为淋膜纸,由于该纸张厚度极薄,在生产加工时易损坏,为此要求加工设备具有较高的定位、制造精度。本课题研制的高速马芬纸杯机,旨在提高生产加工效率、保证纸杯加工质量、降低生产成本、延长设备使用寿命。为达到上述要求完成的工作内容如下:(1)基于市场上现有的纸杯机工作原理和特点,提出高速马芬纸杯机设计的总体方案,制定纸杯的生产工艺流程为:送纸、预成型、翻边、成型、成品收集。根据生产工艺方法确定高速马芬纸杯机为多工位、间歇运动的全自动机械,给出了相应进给系统方案的设计方法。(2)基于马芬纸杯机的结构方案设计要求,提出马芬纸杯机各组成模块结构设计的方法,归纳出马芬纸杯机设计应注意问题及解决问题的措施。利用Solidworks软件对纸杯机的各构件进行三维建模,构建了其虚拟样机,进行了高速马芬纸杯机的结构分析,验证了其设计方法的可行性和合理性。(3)基于ANSYS Workbench有限元仿真软件,对高速马芬纸杯机整机进行静力学仿真分析,探究其结构可靠性;在此基础上对关键部件进行静、动态特性分析,采用拓扑优化及结构参数优化的方法对纸杯机关键部件进行优化分析,提炼出减重减材降低成本的路径。
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TB486
【图文】：

数控机床的研究、设计、制造和应用方面拥有先进的技术及丰富的经验。美国的哈斯数控机床（Haas CNC Machine Tools）如图 1 所示，其具有坚固可的基座，其主要部件全部采用铸铁制造，其具有超强的减震作用；另外哈斯在轴设计方面致力于提高精度、延长使用寿命、提高可靠性和生产效率。例如/DS 系列数控加工中心具有坚固紧凑的主轴头，为实现高强度的刚性及较高的稳定性采用对称的加强筋，因此哈斯数控机床具有很高的通用性、灵活性、稳性、生产效率等[18-21]。德国的数控机床是在传统设计制造及先进工艺的基础上，采用先进电子信息术，不断开拓创新的[22-23]。其中德国瓦德里希 科堡公司（WALDRICH COBURG）产的设备中大型龙门加工中心技术水平最高，而国内北一机床采用的就是德国德里希 科堡的技术[24-26]。其典型的数控机床为 2018 年登陆上海的“巨无霸”牛座龙门加工中心，该机床的精度达到了 0.004mm，相较于欧洲最先进的机床了一倍，其加工效率也比传统机床高了三倍，其最大特点是零磨损、精度高，外高效节能的设计在很大程度上降低了成本。

数控机床的发展可谓千变万化，作为智能制造领域的重要装备，发展方向必将朝着智能化、数字化、柔性化，高速化、高精度化、化、并联驱动化、绿色化等方面发展[31-32]。内研究现状内纸杯机设备的技术特点及发展现状我国纸杯机制造技术主要是利用反向工程，在国际同类先进纸杯机的基础上研发制造的，结合国内市场需求再进行改进。目前市场上大多数是基于韩国纸杯成型机进行仿制而成的，如图 2 所示，虽然有结构简单、操作方便、成本低的优点，但也存在废品率高、噪音缺点[33]。

其结构特点如下：（1）工作精度低：该结构中电机是通过螺纹固定连接的方法安装在底座上，这种连接方法不能保证定位及相互位置之间的关系，不能达到预期工作精度的要求。（2）操作、维修不便：机构的调速装置采用齿轮减速器，齿轮副与轴之间的连接采用键连接，各级齿轮构件相互独立的安装在机座上，只有通过装配关系进

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本文编号：2753395