木耳菌棒裝袋機(jī)設(shè)計(jì)【總體及塑料袋封口系統(tǒng)設(shè)計(jì)】【自動(dòng)上料+高效立式裝袋機(jī)+窩口機(jī)】【說明書+CAD+SOLIDWORKS】

木耳菌棒裝袋機(jī)設(shè)計(jì)【總體及塑料袋封口系統(tǒng)設(shè)計(jì)】【自動(dòng)上料+高效立式裝袋機(jī)+窩口機(jī)】【說明書+CAD+SOLIDWORKS】,總體及塑料袋封口系統(tǒng)設(shè)計(jì),自動(dòng)上料+高效立式裝袋機(jī)+窩口機(jī),說明書+CAD+SOLIDWORKS,木耳菌棒裝袋機(jī)設(shè)計(jì)【總體及塑料袋封口系統(tǒng)設(shè)計(jì)】【自動(dòng)上料+高效立式裝袋機(jī)+窩口機(jī)】【說明書+CAD+SOLIDWORKS】,木耳 I 摘要 本研究主要包括裝袋機(jī)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)、虛擬樣機(jī)的設(shè)計(jì)，并設(shè)計(jì)出試驗(yàn) 裝置，進(jìn)行封口工藝參數(shù)的試驗(yàn)研究。 在整機(jī)設(shè)計(jì)中，通過對(duì)包裝機(jī)總體方案的分析，編制了工作循環(huán)圖，確定 主要裝置（供送、下料、成型、牽引、封切、傳動(dòng)）之間的相互配合關(guān)系；完 成了粉粒制袋- 充填- 封口包裝機(jī)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)和理論分析及其主要參數(shù)的確 定。本文的研究對(duì)其它袋裝包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)和開發(fā)有著積極的指導(dǎo)意義。 在虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)過程中，突破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，采用了虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)。 在設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)上，應(yīng)用 Solidworks 實(shí)體設(shè)計(jì)軟件對(duì)包裝機(jī)的整機(jī)實(shí)體建模、 虛擬裝配，完成了虛擬樣機(jī)， ，為物理樣機(jī)的加工提供了必要的依據(jù)。 關(guān)鍵詞：包裝機(jī)；虛擬樣機(jī)技術(shù) II ABSTRACT This study included the modified structure design of the forming filling sealing packaging machine,.Besides, designed tester and tested sealing quality. In the entire machine design, established working cycle and conformed work in relations of main fixtures(feeding, forming, retractor, sealing,driving) through analysis of packaging machine overall plan; completed the modified structure design of the forming filling sealing packaging machine and conformed the main parameters. At the same time,offered a method of parallel measure feeding and founded vibration feeding fixtures of oscillatory differential equation.This study can direct the design and exploitation of other bag packaging machine actively. In the solid modeler design, adopted virtual prototype technology instead of traditional design.Based on making design calculations, studied solid model, virtual assembly on the platform of Solidworks and numeric prototype, the movement simulation of solid mechanism was realized. Key words: Packaging machine; Packaging machine III 目錄 摘要 .I ABSTRACT .II 第一章 緒論 .1 1.1 課題研究的背景 .1 1.2 課題研究的意義 .1 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .2 1.3.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 .2 1.3.2 國外研究現(xiàn)狀 .2 1.3 本課題研究的內(nèi)容 .3 1.3.1 SolidWorks 設(shè)計(jì)基礎(chǔ) .3 1.3.2 草圖繪制 .3 1.3.3 基準(zhǔn)特征-參考幾何體的創(chuàng)建 .3 1.3.4 拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描和放樣特征建模 .3 1.3.5 工程圖設(shè)計(jì) .3 1.3.6 裝配設(shè)計(jì) .4 第二章 SOLIDWORKS 的詳細(xì)介紹 .5 2.1 關(guān)于 SOLIDWORK .5 2.2 SOLIDWORKS 的發(fā)展和榮譽(yù) .5 2.3 SOLIDWORKS 軟件特點(diǎn) .6 2.4 本章小結(jié) .6 第三章 木耳菌棒裝袋機(jī)的設(shè)計(jì) .7 3.1 總體方案的設(shè)計(jì) .7 3.1.1 功能要求和適用范圍 .7 3.1.2 總體方案圖 .7 3.2 應(yīng)用 SOLIDWORKS 軟件進(jìn)行木耳菌棒裝袋機(jī)零件圖設(shè)計(jì) .8 3.2.1 零件建模要點(diǎn) .8 3.2.2 橫向進(jìn)料裝置的建模 .9 3.2.3 豎向進(jìn)料裝置的建模 .10 3.2.4 橫向送料管的建模 .10 3.2.5 進(jìn)料機(jī)柜的建模 .11 3.2.6 裝袋臺(tái)的建模 .13 IV 3.3 零件的裝配 .14 3.3.4 調(diào)整零件位置 .15 3.3.5 干涉檢查 .15 3.3.6 爆炸視圖 .16 3.3.7 木耳菌棒裝袋機(jī)裝配圖 .16 總 結(jié) .17 參考文獻(xiàn) .18 1 第一章 緒論 1.1 課題研究的背景 SolidWorks 軟件作為現(xiàn)今首屈一指的三維軟件之一，憑借友好的界面、完 善地裝配、仿真等優(yōu)秀性能。極大地降低了工程師的負(fù)擔(dān)，使工程師更專注于 設(shè)計(jì)，在機(jī)械設(shè)計(jì)上的應(yīng)用日趨廣泛，對(duì)整個(gè)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展與成才有重大的 促進(jìn)作用。但是要掌握好一個(gè)工具，需要理論聯(lián)系實(shí)際，不斷摸索才能，不斷 發(fā)揮其設(shè)計(jì)優(yōu)勢。應(yīng)用 Solidworks 軟件設(shè)計(jì)“木耳菌棒裝袋機(jī)設(shè)計(jì)”正是基于 這個(gè)考慮進(jìn)行選題。 據(jù)對(duì)我國不同地區(qū)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，食用菌裝袋操作工藝還比較落后，有的地 區(qū)仍采用手工裝袋，效率較低：3 個(gè)人 1 天僅裝 500600 袋，且裝袋質(zhì)量較 差。有的地區(qū)雖然采用機(jī)械操作，裝袋效率有所提高，但裝袋長度、裝袋質(zhì)量 不易控制，而且不能自動(dòng)包裝，因此設(shè)計(jì)一種自動(dòng)裝袋機(jī)構(gòu)迫在眉睫。 1.2 課題研究的意義 據(jù)調(diào)查，現(xiàn)有食用菌制袋-充填-封口包裝機(jī)存在以下問題： 1.包裝精度低 目前我國此類包裝機(jī)械的包裝精度（計(jì)量精度）均在 23之間，有的還在3%以上，而國外同類設(shè)備的包裝精度都在 1以下，而且穩(wěn)定可靠。 2.包裝速度低 目前國產(chǎn)包裝機(jī)的包裝速度，小袋包裝在 60120 袋分 之間，包裝速度超過 80 袋分時(shí)包裝質(zhì)量將下降；中袋包裝為 3560 袋 分。國外設(shè)備的包裝速度已達(dá)到小袋包裝為 1200 袋分，中袋包裝為 160 袋 分。 3.封口質(zhì)量難以保證。 （1）外觀質(zhì)量。國家規(guī)定，包裝袋的封口處應(yīng)平整、網(wǎng)紋清晰，不得有灼 化和壓穿現(xiàn)象。而現(xiàn)有的包裝機(jī)不能很好的達(dá)到國家的標(biāo)準(zhǔn)； （2）包裝成品的封口強(qiáng)度低； （3）由于塑料包裝材料與被包裝物之間的靜電作用，在塑料袋內(nèi)壁上會(huì)吸 附細(xì)小的被包裝物，若不除去會(huì)造成橫封口處封口不牢，嚴(yán)重影響包裝袋封口 質(zhì)量。 2 4.自動(dòng)包裝機(jī)的橫封機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)形式的不合理，將導(dǎo)致封口質(zhì)量問題。我國 現(xiàn)有一些包裝機(jī)采用縱橫封加熱裝置一體或傳送袋與縱封一體，此封口形式工 作速度低，封口質(zhì)量差；傳統(tǒng)的制袋-充填-封口機(jī)的封口機(jī)構(gòu)，其左右封塊是 扇形開合，封口部位熱封時(shí)間不同，導(dǎo)致封口處不平滑，部分灼化或者部分強(qiáng) 度不夠。還有一種典型的機(jī)構(gòu)如圖 1-1 所示，由于只有左橫封塊運(yùn)動(dòng)，兩橫封 塊對(duì)包裝袋的作用力不同，所以其封口不勻。而且封口周期長，包裝速度慢。 因此，設(shè)計(jì)一種多功能裝袋機(jī)迫在眉睫。由于現(xiàn)有包裝機(jī)械存在的缺陷， 并且缺少設(shè)計(jì)指導(dǎo)理論，所以進(jìn)行研究是非常有意義的。包裝容器的封口，是 包裝工藝中不可缺少的工序。封口的好壞將直接影響包裝產(chǎn)品的外觀質(zhì)量和保 質(zhì)期。因此，包裝質(zhì)量在很大程度上取決于封口質(zhì)量，所以封口機(jī)構(gòu)的研究改 進(jìn)對(duì)提高封口質(zhì)量有著重要的意義。 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1.3.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 我國包裝機(jī)械行業(yè)是改革開放后發(fā)展起來的，起步于 1958 年。到 80 年 代以后，包裝機(jī)械行業(yè)實(shí)現(xiàn)了高速增長，初步形成門類比較齊全，品種基本配 套的產(chǎn)業(yè)，并成為機(jī)械工業(yè)的十大產(chǎn)業(yè)之一。 截至到 2001 年，我國包裝機(jī)械的年銷售額已達(dá) 172 億元，產(chǎn)量達(dá) 53.3 萬臺(tái)（套） ，比 1989 年銷售額增長了 12 倍。目前，我國有包裝機(jī)械制造企業(yè) 約 1600 多家，其中具有一定規(guī)模的企業(yè)近 400 家。產(chǎn)品有 40 多類，2700 多種，有一批既能滿足國內(nèi)市場需要，又能參與國際市場競爭的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。 隨著社會(huì)的發(fā)展，高新技術(shù)正引入到包裝機(jī)械領(lǐng)域內(nèi)。裹包機(jī)和充填機(jī)橫 封切斷裝置利用熱管與電熱絲的有機(jī)組合可改善熱封效果。由于提高了封頭的 熱容量和勻?qū)嵝裕沟梅饪谫|(zhì)量穩(wěn)定可靠，還降低了加熱溫度與能量消耗。 另外，也可讓發(fā)熱比較強(qiáng)烈集中的構(gòu)件通過熱管散發(fā)多余熱量。 我國包裝機(jī)械正日趨高速化，自動(dòng)化發(fā)展。在原有機(jī)型的基礎(chǔ)上，應(yīng)用微 電子計(jì)算技術(shù)，新研制的塊狀物料高精度計(jì)量組合秤、稱重計(jì)價(jià)貼標(biāo)機(jī)、制袋- 充填- 封口機(jī)、自動(dòng)裝盒( 箱 )機(jī)、捆扎機(jī)、高速噴墨印刷機(jī)等也都配備了微機(jī)自 動(dòng)控制系統(tǒng)。 1.3.2 國外研究現(xiàn)狀 國外的包裝機(jī)械發(fā)展很快，凡粉狀、顆粒、塊狀食品包裝都實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化 與自動(dòng)化。計(jì)量、計(jì)數(shù)、制袋、袋裝、封袋、折盒、裝盒、封口及打包等形成 3 了流水線作業(yè)，包裝效率很高。包裝機(jī)械設(shè)備品種很多，各國廠商有其各自的 名稱和型號(hào)，品種繁多。 國外包裝機(jī)械的特點(diǎn)： 1.包裝機(jī)械產(chǎn)量穩(wěn)定增長。由于消費(fèi)結(jié)構(gòu)和銷售形式的變化，加上國際貿(mào) 易的發(fā)展，社會(huì)對(duì)包裝機(jī)械的需求日益增加，因此國外包裝機(jī)械的產(chǎn)量逐年增 長。 2.包裝機(jī)械產(chǎn)品齊全，品種繁多。 3.包裝機(jī)械生產(chǎn)自成體系，并向?qū)I(yè)化生產(chǎn)方向發(fā)展。在美國、德國、瑞典等 經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的國家，主要包裝機(jī)械工業(yè)企業(yè)幾乎都有近百年的歷史。它們在進(jìn)行 基礎(chǔ)技術(shù)研究的基礎(chǔ)上向?qū)I(yè)化生產(chǎn)發(fā)展，現(xiàn)已生產(chǎn)出各具特色的包裝設(shè)備。 1.3 本課題研究的內(nèi)容 本論文主要研究運(yùn)用 SolidWorks 對(duì) CH1 型小提琴琴柄銑床進(jìn)行設(shè)計(jì)。在設(shè) 計(jì)過程中，了解 SolidWorks 的各種功能。 1.3.1 SolidWorks 設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 熟悉 SolidWorks 的工作環(huán)境；了解 SolidWorks 的命令，掌握在 SolidWorks 工作環(huán)境中文件的打開、保存、導(dǎo)入等基本操作，掌握三維建模流程。 1.3.2 草圖繪制 掌握點(diǎn)、直線、矩形、弧度圓等基本圖形的繪制方法；掌握樣條、文字等高 級(jí)幾何圖形的繪制方法；理解集合約束的概念并在草圖繪制中熟練應(yīng)用幾何約 束；熟練應(yīng)用陣列、實(shí)體轉(zhuǎn)換等草圖繪制工具；能綜合應(yīng)用各種草圖繪制實(shí)體 和利用草圖繪制工具完成草圖繪。 1.3.3 基準(zhǔn)特征- 參考幾何體的創(chuàng)建 清楚明白基于特征的建模方式、參數(shù)化思想等概念；靈活運(yùn)用各種建立基準(zhǔn) 點(diǎn)的方法；靈活運(yùn)用各種建立基準(zhǔn)軸方法；靈活運(yùn)用各種建立基準(zhǔn)面的方法； 靈活運(yùn)用坐標(biāo)系的建立方法；能根據(jù)建模需要綜合應(yīng)用各種參考幾何體。 1.3.4 拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描和放樣特征建模 靈活運(yùn)用拉伸特征的概念與建立方法；靈活運(yùn)用旋轉(zhuǎn)特征的概念與建立方法； 掌握掃描特征的概念與建立方法；靈活運(yùn)用放樣特征的概念與建立方法；通過 4 實(shí)踐能夠準(zhǔn)確分析零件的特征，靈活運(yùn)用拉伸和旋轉(zhuǎn)也正建立三維模型。綜合 應(yīng)用掃描、放樣、彎曲、鏡向、陣列等特征建立各種實(shí)體。 1.3.5 工程圖設(shè)計(jì) 靈活運(yùn)用用戶自定義工程圖格式文件的方法；靈活運(yùn)用建立標(biāo)準(zhǔn)三視圖，剖 視圖，斷面圖，局部圖，輔助視圖等方法；靈活運(yùn)用各種注釋的方法。 1.3.6 裝配設(shè)計(jì) 靈活運(yùn)用自底向上的裝配方法；靈活運(yùn)用生成裝配體爆炸圖的方法；靈活 運(yùn)用 SolidWorks 智能裝配技術(shù)；靈活運(yùn)用裝配體零部件的狀態(tài)和屬性控制，并 能夠在裝配體中設(shè)計(jì)子裝配體；靈活運(yùn)用干涉檢查；靈活運(yùn)用自上向下的裝配 方法；靈活運(yùn)用在裝配模型工程圖中添加零件序號(hào)；靈活運(yùn)用生成裝配體材料 明細(xì)表的方法。 5 第二章 SolidWorks 的詳細(xì)介紹 2.1 關(guān)于 SolidWork SolidWorks 公司成立于 1993 年，由 PTC 公司的技術(shù)副總裁與 CV 公司的副 總裁發(fā)起，總部位于馬薩諸州的康克爾郡（Concord,Massachusetts）內(nèi)。當(dāng)初 的目標(biāo)是希望在每一個(gè)工程師的桌面上提供一套具有生產(chǎn)力的實(shí)體模型設(shè)計(jì)系 統(tǒng)。從 1995 年推出第一套 SolidWorks 三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件至今已經(jīng)擁有位于全 球的辦事處，并經(jīng)由 300 家經(jīng)銷商在全球 140 個(gè)國家進(jìn)行銷售與分銷該產(chǎn)品。 1997 年，Solidworks 被法國達(dá)索（Dassault Systemes）公司收購，作為達(dá)索 中端主流市場的主打品牌。 2.2 SolidWorks 的發(fā)展和榮譽(yù) SolidWorks 軟件是世界上第一個(gè)基于 Windows 開發(fā)的三維 CAD 系統(tǒng)。由于 技術(shù)創(chuàng)新符合 CAD 技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢，SolidWorks 公司于兩年間成為 CAD/CAM 產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財(cái)務(wù)狀況和用戶支持使得 SolidWorks 每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽(yù)。該系統(tǒng)在 1995-1999 年獲得全球微機(jī)平臺(tái) CAD 系統(tǒng)評(píng)比第一名。從 1995 年至今，已經(jīng)累 計(jì)獲得十七項(xiàng)國際大獎(jiǎng)。其中僅從 1999 年起，美國權(quán)威的 CAD 專業(yè)雜志 CADENCE 連續(xù) 4 年授予 SolidWorks 最佳編輯獎(jiǎng)，以表彰 SolidWorks 的創(chuàng)新、 活力和簡明。至此，SolidWorks 所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全 面的落實(shí)和證明，使用它，設(shè)計(jì)師大大縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間，產(chǎn)品快速、高效地投 向了市場。 由于 SolidWorks 出色的技術(shù)和市場表現(xiàn)，不僅成為 CAD 行業(yè)的一顆耀眼的 明星，也成為華爾街青睞的對(duì)象。終于在 1997 年由法國達(dá)索公司以三億一千萬 美元的高額市值將 SolidWorks 全資并購。公司原來的風(fēng)險(xiǎn)投資商和股東，以一 千三百萬美元的風(fēng)險(xiǎn)投資，獲得了高額的回報(bào)，創(chuàng)造了 CAD 行業(yè)的世界紀(jì)錄。 并購后的 SolidWorks 以原來的品牌和管理技術(shù)隊(duì)伍繼續(xù)獨(dú)立運(yùn)作，成為 CAD 行 6 業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司。SolidWorks 三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件也成為達(dá)索企業(yè)中 最具競爭力的 CAD 產(chǎn)品。 由于使用了 Windows OLE 技術(shù)、直觀式設(shè)計(jì)技術(shù)、先進(jìn)的 parasolid 內(nèi)核 （由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集成技術(shù)。SolidWorks 成為全球裝 機(jī)量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的 SolidWorks 軟件使用許 可約 28 萬，涉及航空航天、機(jī)車、食品、機(jī)械、國防、交通、模具、電子通訊、 醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品/消費(fèi)品、離散制造等分布于全球 100 多個(gè)國家的 約 3 萬 1 千家企業(yè)。在教育市場上，每年來自全球 4，300 所教育機(jī)構(gòu)的近 145，000 名學(xué)生通過 SolidWorks 的培訓(xùn)課程。 據(jù)世界上著名的人才招聘網(wǎng)站檢索，與其它 3D CAD 軟件相比，SolidWorks 相關(guān)的招聘廣告比其它軟件的總合還要多，這一事實(shí)說明了越來越多的工程師 和設(shè)計(jì)者使用 SolidWorks 三維軟件，越來越多的企業(yè)需要 SolidWorks 人才。 2.3 Solidworks 軟件特點(diǎn) Solidworks 軟件功能強(qiáng)大，易于操作，界面人性化，技術(shù)創(chuàng)新，組件繁多 是 SolidWorks 的五大特點(diǎn)。使得 SolidWorks 三維軟件成為目前全球領(lǐng)先的三 維 CAD 解決方案。SolidWorks 在設(shè)計(jì)時(shí)能夠?yàn)橛脩籼峁┎煌脑O(shè)計(jì)方案，通過 方案的篩選，工程師能從中選擇合適的方案，從而在設(shè)計(jì)過程中降低設(shè)計(jì)的錯(cuò) 誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。在目前市場上所見到的三維 CAD 解決方案中， SolidWorks 是設(shè)計(jì)過程比較簡便又通俗易懂的軟件之一。它不僅提供如此人性 化的系統(tǒng)，同時(shí)對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者，乃至整個(gè)機(jī)械行業(yè)提供了良好的發(fā)展 基礎(chǔ)。 2.4 本章小結(jié) SolidWorks 在現(xiàn)今社會(huì)階段逐漸廣泛應(yīng)用，并且 SolidWorks 公司對(duì)中國市 場重點(diǎn)開發(fā)，日后 SolidWorks 應(yīng)用將會(huì)更加完善，更加普遍。通過前文對(duì) SolidWorks 的深入了解后，往后會(huì)對(duì) SolidWorks 進(jìn)行個(gè)別應(yīng)用的分析，如建 模，裝配，工程圖，力學(xué)分析等。 7 第三章 木耳菌棒裝袋機(jī)的設(shè)計(jì) 通過對(duì)木耳菌棒裝袋機(jī)總體方案設(shè)計(jì)和整機(jī)的功藝分析，繪制出工作循環(huán) 圖，并分別對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 3.1 總體方案的設(shè)計(jì) 按照功能要求，在對(duì)木耳菌棒裝袋機(jī)進(jìn)行工藝分析基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)編制工作 循環(huán)圖，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間得到了緊密的配合。 3.1.1 功能要求和適用范圍 1.功能要求 能夠自動(dòng)完成成型、計(jì)量、充填、封合等工序，并解決現(xiàn)有幾種包裝機(jī)所 存在的封口質(zhì)量的問題，可以達(dá)到生產(chǎn)要求。 2.適用范圍 根據(jù)對(duì)市場包裝機(jī)種類及性能的調(diào)查再結(jié)合現(xiàn)有樣機(jī)的類型，本研究中包 裝機(jī)的適用范圍如下： （1）包裝材料：防潮玻璃紙、聚乙烯/尼龍、紙/聚乙烯、聚酯/鋁箔/ 聚乙 烯、聚酯/聚丙烯。 （2）包裝物料：小顆粒物品及不易粘附的粉狀物品的包裝，如化肥、種子、 麥片、砂糖、味精、豆粉、豆奶、芝麻糊、米粉、醫(yī)藥、化工原料、茶葉等。 （3）包裝規(guī)格：包裝袋 長 50140mm；寬 50130mm；計(jì)量范圍 550g。 （4）生產(chǎn)能力：5080 袋/分鐘。 （5）整機(jī)功率：1.2KW 。 3.1.2 總體方案圖 為實(shí)現(xiàn)木耳菌棒的機(jī)械化自動(dòng)化生產(chǎn)，本文的總體方案如下： 8 送料機(jī)構(gòu) 裝袋機(jī)構(gòu) 封口機(jī)構(gòu) 圖 3.1 總體方案布局 其工作原理如下： 1) 把木耳菌放入送料機(jī)構(gòu)中的帶有曹型皮帶輪上，其通過電機(jī)帶動(dòng)皮帶輪 旋轉(zhuǎn)把木耳輸送到裝袋機(jī)構(gòu)中的漏斗中完成送料； 2) 裝袋機(jī)構(gòu)中通過螺旋輸送裝置以及定量機(jī)構(gòu)把木耳進(jìn)行裝袋并輸送到封 口裝置臺(tái)上； 3) 最后在封裝臺(tái)上對(duì)裝有木耳菌幫的袋進(jìn)行封口。 3.2 應(yīng)用 Solidworks 軟件進(jìn)行木耳菌棒裝袋機(jī)零件圖設(shè)計(jì) 3.2.1 零件建模要點(diǎn) 進(jìn) 行 零 件 建 模 前 ， 一 般 應(yīng) 進(jìn) 行 深 入 的 特 征 分 析 ， 搞 清 零 件 是 由 那 幾 個(gè) 特 征 組 成 ， 明 確 各 個(gè) 特 征 的 形 狀 ， 他 們 之 間 的 相 對(duì) 位 置 和 表 面 連 接 關(guān) 系 ， 然 后 按 照 特 征 的 主 次 關(guān) 系 ， 按 一 定 的 順 序 進(jìn) 行 建 模 。 一 個(gè) 復(fù) 雜 的 零 件 ， 可 能 是 許 多 個(gè) 簡 單 特 征 經(jīng) 過 相 互 之 間 的 疊 加 、 切 除 或 相 交 組 成 。 所 以 零 件 建 模 時(shí) ， 特 征 的 生 成 順 序 十 分 重 要 ， 不 同 的 建 模 過 程 雖 然 可 以 構(gòu) 造 出 同 樣 的 實(shí) 體 零 件 ， 但 其 造 型 過 程 及 實(shí) 體 的 構(gòu) 型 結(jié) 構(gòu) 卻 直 接 影 響 到 實(shí) 體 模 型 的 穩(wěn) 定 性 、 可 修 改 性 、 可 理 解 性 及 實(shí) 體 模 型 的 應(yīng) 用 。 尤 其 在 二 維 圖 紙 上 ， 我 們 能 看 到 的 只 是 零 件 的 平 面 圖 ， 而 內(nèi) 部 特 征 則 以 虛 線 給 予 表 示 ， 另 外 還 有 零 件 的 相 貫 線 ， 這 表 示 了 各 個(gè) 特 征 相 交 時(shí) 出 現(xiàn) 線 段 。 在 零 件 的 草 圖 繪 制 過 程 中 ， 必 須 要 選 好 第 一 個(gè) 草 繪 平 面 ， 這 很 關(guān) 鍵 ， 這 個(gè) 平 面 決 定 了 往 后 建 模 的 所 用 到 的 命 令 ， 簡 單 的 說 ， 一 個(gè) 圓 柱 可 以 作 一 個(gè) 圓 形 然 后 拉 伸 ， 也 可 以 作 一 個(gè) 長 方 體 旋 轉(zhuǎn) ， 雖 然 他 們 的 結(jié) 果 都 一 樣 ， 但 所 用 的 草 繪 9 平 面 和 命 令 就 截 然 不 同 。 如 果 我 們 要 的 是 一 條 軸 ， 那 我 們 就 應(yīng) 該 選 擇 第 二 種 方 法 為 好 了 。 由 于 此 設(shè) 計(jì) 的 零 件 都 是 比 較 規(guī) 則 的 零 件 ， 所 用 到 的 命 令 大 部 分 是 拉 伸 命 令 和 旋 轉(zhuǎn) 命 令 ， 而 且 很 多 零 件 都 是 擁 有 對(duì) 稱 關(guān) 系 ， 所 以 為 了 節(jié) 省 時(shí) 間 ， 提 高 效 率 ， 經(jīng) 常 會(huì) 用 到 鏡 向 特 征 命 令 。 3.2.2 橫向進(jìn)料裝置的建模 圖 3.2 橫向進(jìn)給裝置 (1) 以 前 視 面 為 草 繪 平 面 ， 選 擇 【 直 線 工 具 】 進(jìn) 行 繪 圖 (如 圖 3.3 所 示 )。 (2) 草圖輪廓選擇【 旋 轉(zhuǎn) 凸 臺(tái) 】 命 令 ， 旋 轉(zhuǎn) 360 進(jìn) 行 建 模 (如 圖 3.4 所 示 ) 圖 3.3 草圖輪廓 圖 3.4 旋轉(zhuǎn)特征設(shè)置 (3) 在上視平面繪制如圖 3.5 所示草圖，為掃描切除做好準(zhǔn)備；在右視平面繪制半徑 75mm 的圓，并通過曲線中的螺旋線命令生成螺旋線，如圖 3.6 所示。 10 3.5 掃描切除草圖 3 3.6 掃描切除路徑生成 (3) 通過掃描切除命令 ，選取上述草圖和路徑，如圖 3.7 所示， 掃描生成橫向進(jìn)給裝置， 3.7 掃描切除 3.2.3 豎向進(jìn)料裝置的建模 圖 3.8 豎向進(jìn)料裝置 采用類似橫向進(jìn)料裝置類似的方法得到豎向進(jìn)料裝置如圖 3.8 所示。 3.2.4 橫向送料管的建模 11 3.9 橫向進(jìn)料管 (1) 連續(xù)進(jìn)行 4 次拉伸凸臺(tái)操作得到如圖 4.0 所示圖形。 圖 3.10 橫向進(jìn)料管左邊部分 (2) 在連續(xù)進(jìn)行幾次拉伸凸臺(tái)和切除操作得到如圖 3.9 所示圖形。 3.2.5 進(jìn)料機(jī)柜的建模 12 圖 3.11 進(jìn)料機(jī)柜 (1) 先分別在不同的平面建立草圖，如圖 4.2 所示。 圖 3.12 草圖輪廓 (2) 采用 Solidworks 中的焊接 結(jié)構(gòu)件功能如圖 所示的模型。 13 3.13 焊接件設(shè)置 3.14 基本輪廓 (3) 在分別在不同的平面草圖并進(jìn)行拉伸凸臺(tái)命令，得到如圖所示 4.0 所示 模型。 3.2.6 裝袋臺(tái)的建模 3.15 裝袋臺(tái)裝置 (1) 在上視平面建立如圖所示草圖進(jìn)行拉伸得到如圖所示臺(tái)面。 14 3.16 裝置臺(tái)臺(tái)面 (2) 在利用 3D 草圖，在不同的平面建立如圖所示草圖。 3.17 裝置臺(tái)支架草圖輪廓 (2) 在利用焊接功能中的結(jié)構(gòu)鋼件進(jìn)行支架的生成，并在接口處進(jìn)行裁剪， 最后在臺(tái)面進(jìn)行其他地方的建模最終得到如圖 3.16 所示的圖形。 其他零部件的建模在此不再一一介紹，建模方法與以上方法類似。 3.3 零件的裝配 裝配體設(shè)計(jì)是將各種零件導(dǎo)入到裝配體環(huán)境中，利用配合方式將其安裝到 正確的位置，使其構(gòu)成一部件或機(jī)器。 3.3.1 新建裝配體文件 新建裝配體 15 零件環(huán)境中單擊“標(biāo)準(zhǔn)”工具欄中的“裝配體”按紐，裝配體文件的后綴 名為.sldasm。 裝配體設(shè)計(jì)的基本操作步驟如下： (1) 設(shè)定裝配體的第一個(gè)零件，零件的原點(diǎn)固定在裝配環(huán)境中的原點(diǎn)位置， 做為其他零件的參照。 (2) 將其他零部件調(diào)入裝配體環(huán)境，這些零件未指定裝配關(guān)系，可以隨意 移動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)，未浮動(dòng)零件。 (3) 為浮動(dòng)零件添加配合關(guān)系。 3.3.2 添加零部件 插入零部件 現(xiàn)有零件 /裝配體 “裝配體”工具欄插入零部件 從文件窗口導(dǎo)入：窗口橫向平鋪，拖動(dòng) 從資源管理器導(dǎo)入 生成拷貝：按 ctrl 鍵從設(shè)計(jì)樹或圖形區(qū)中拖動(dòng) 3.3.3 添加配合關(guān)系 每個(gè)零件在自由的空間中都具有 6 個(gè)自由度：3 個(gè)平移自由度和 3 個(gè)旋轉(zhuǎn) 自由度。裝配過程即是設(shè)定零件相對(duì)于參照零件的幾何約束關(guān)系，通過約束消 除零件的自由度，從而使零件具有確定的運(yùn)動(dòng)方式或者空間位置。包括平面約 束、直線約束和點(diǎn)約束等。 常用配合關(guān)系有：平面重合、平面平行、平面間成角度、曲面相切、直線重 合、同軸心和點(diǎn)重合等。 3.3.4 調(diào)整零件位置 為了準(zhǔn)確裝配零件，需要將零件在裝配前調(diào)整到安裝位置附近，朝向要和 最終的安裝形態(tài)大致相同。 移動(dòng)：工具圖標(biāo)；鼠標(biāo)左鍵；三重軸 旋轉(zhuǎn)：工具圖標(biāo)；鼠標(biāo)右鍵；三重軸 鏡向：插入鏡向零部件 陣列：插入零部件陣列 線性陣列：與零件環(huán)境中相同 圓周陣列：與零件環(huán)境中相同 特征驅(qū)動(dòng)陣列（以一個(gè)零件上的已有陣列為參考對(duì)零部件實(shí)施陣列操作） 3.3.5 干涉檢查 16 靜態(tài)干涉檢查：對(duì)裝配體中所有的零件或選擇的零件進(jìn)行檢查 “裝配體”工具欄工具 干涉檢查 動(dòng)態(tài)干涉：旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)零部件的過程中，可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)的干涉檢查或動(dòng)態(tài) 計(jì)算零件間的間隙。 3.3.6 爆炸視圖 作用：分離裝配體中的零部件以便查看裝配體的構(gòu)成。 “裝配體”工具欄爆炸視圖，選中”拖動(dòng)后自動(dòng)調(diào)整零部件間距” ，在圖 形區(qū)全選裝配體，單擊“應(yīng)用” 爆炸視圖建立后，爆炸步驟列表顯示在“配置管理器”中指定的配置下： 展開指定的配置選項(xiàng)，右擊“爆炸視圖 1”，選擇快捷菜單“編輯特征” ，可 以編輯爆炸設(shè)計(jì)中的各個(gè)參數(shù)。 選擇“刪除”命令，可以刪除爆炸視圖。 選擇“解除爆炸”命令，圖形區(qū)域中裝配體不顯示爆炸視圖。 選擇“爆炸”命令，可重新顯示裝配的爆炸視圖。 3.3.7 木耳菌棒裝袋機(jī)裝配圖 首先新建一個(gè)裝配體，然后把零件一個(gè)一個(gè)的放入裝配體中，第一個(gè)放入 的另自動(dòng)設(shè)為固定，因此，第一個(gè)放入裝配體的為箱體，每個(gè)零件添加有六個(gè) 自由度，通過添加約束把零件約束好，最終零件裝配完成后得到的裝配體如圖 所示： 17 圖 3.18 木耳菌棒裝袋機(jī)裝配圖 18 總 結(jié) 三維軟件機(jī)械設(shè)計(jì)總結(jié)： 通過此次設(shè)計(jì)，又一次提升了運(yùn)用三維軟件的水平，并吸收了不少經(jīng)驗(yàn)， 總結(jié)為一下幾點(diǎn)。 （1） 有零件圖紙作圖與空想設(shè)計(jì)作圖不同，零件尺寸已經(jīng)給出，作圖時(shí)先不 考慮尺寸是否真的合適，根據(jù)尺寸作出零件的三維圖，但到裝配時(shí)必 須要考慮尺寸是否合適，由于 AutoCAD 圖紙效果不好，導(dǎo)致尺寸會(huì) 有出錯(cuò)，甚至有出現(xiàn)欠定義尺寸，所以，此時(shí)必須通過配合后在衡量 尺寸，再進(jìn)行修改，直到滿足配合要求。 （2） 工具集的確方便了作圖，通過選擇零件類型，輸入數(shù)據(jù)，就能生成出標(biāo) 準(zhǔn)零件，但有時(shí)需要用到的零件在工具集上也未必能找到，所以此時(shí) 要隨機(jī)應(yīng)變，運(yùn)用其他零件代替并通過修改或添加零件使其滿足要求。 （3） 作三維圖時(shí)要靈活變通，解決問題的方法總比問題多，當(dāng)一種方法不能 正常作圖時(shí)，試試另一種方法，這不但能完成零件制作，同時(shí)也可以 培養(yǎng)出更好的作圖思路，和打破規(guī)矩的新想法。 （4） 規(guī)則的零件，要學(xué)會(huì)使用一些能夠節(jié)省時(shí)間的命令，如鏡向，陣列等， “能省則省”。 （5） 關(guān)于裝配，曾經(jīng)帶給我很大的阻礙，花了很多時(shí)間才弄清原因所在。在 一可活動(dòng)子裝配體上，即使活動(dòng)范圍會(huì)產(chǎn)生干涉，也不能對(duì)其設(shè)定活 動(dòng)范圍，如高級(jí)配合里的距離范圍，和角度范圍，即使在該活動(dòng)范圍 并不影響父裝配體，也不可設(shè)定。因?yàn)橐坏┰O(shè)定范圍后，在父裝配體 上會(huì)將子裝配體視為完全定義的模型，這樣會(huì)對(duì)子裝配體之間的配合 產(chǎn)生矛盾，將不能完成裝配。 （6） 看懂圖是作圖的首要任務(wù)，看圖就是了解零件的工具， 沒有工具則無法制出零件，所以畫圖不能急于下筆，想透了零件的結(jié) 構(gòu)，想透圖中的虛實(shí)線，這才是高效作圖的重中之重。 19 參考文獻(xiàn) 1劉長榮,侯桂鳳,侯東軍,馬玉泉,肖念新. 多功能自動(dòng)裝袋機(jī)的設(shè)計(jì)J. 農(nóng) 機(jī)化研究,2005,05:122-124. 2郭西雅,孟翔,董繼先. 基于 CAID 的制袋-充填-封口包裝機(jī)的研究與開發(fā)J. 輕 工機(jī)械,2006,02:44-46. 3趙曉麗,董欣,李紫輝. 粉粒成型充填封口包裝機(jī)的改進(jìn)設(shè)計(jì)J. 農(nóng)機(jī)化研究, 2006,10:133-135. 4杜漢強(qiáng),張廣文. 模塊化技術(shù)在包裝機(jī)械中的應(yīng)用J. 機(jī)械,2007,08:19-21. 5曾曉紅,余江鴻. 基于 UG 技術(shù)的制袋-充填-封口機(jī)的計(jì)算機(jī)輔助分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì) J. 包裝工程,2001,06:38-40. 6郭勇. 高新技術(shù)武裝 制袋充填封口包裝機(jī)J. 中外食品工業(yè)信息, 2001,02:51-52. 7張加林. 意大利立式制袋充填封口包裝機(jī)的技術(shù)特點(diǎn)J. 中國包裝工業(yè), 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