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開題報(bào)告
1. 平尺刻線機(jī)課題的來源及研究目地和意義。
1.1 課題來源
人們?cè)谡J(rèn)識(shí)我們所生活的大自然到改造我們生活的大自然，由表及里，逐一深入，從外及內(nèi)，顏色、形狀、大小、尺寸以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。長(zhǎng)度測(cè)量就顯現(xiàn)出它的重要性，長(zhǎng)度的測(cè)量是最基本的測(cè)量，最常用的工具是刻度尺。可是在最開始是不存在刻度尺的，最早有記載的人為標(biāo)準(zhǔn)來自古埃及。埃及人曾用質(zhì)地堅(jiān)硬的花崗巖制作了一根長(zhǎng)度標(biāo)尺，它的長(zhǎng)度是法老的小臂（肘到中指）的距離，因此又叫“腕尺”。雖然這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)確定得 相當(dāng)隨意，卻解決了重要問題，比如：金字塔的準(zhǔn)確施工得到了保證。
隨意定義長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)的并不僅限于老外，中國(guó)的情況也基本類似。史書記載，在遠(yuǎn)古時(shí)期，中國(guó)人便“布手知尺”、“身高為丈”、“邁步定畝”。古人中指中節(jié)之長(zhǎng)被定義為“一寸”，直到現(xiàn)在，中醫(yī)的針灸還沿用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。中國(guó)最早的長(zhǎng)度標(biāo)尺是安陽(yáng)殷墟出土的商尺。這把骨尺由獸骨磨成，長(zhǎng)17厘米，上面標(biāo)刻著等長(zhǎng)的10個(gè)單位。到了春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，各國(guó)諸侯各自定義自己領(lǐng)土內(nèi)的長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)王的手掌，那個(gè)王的小腿，都紛紛派上用場(chǎng)，使得長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)極為混亂，給國(guó)與國(guó)之間的交流造成了極大不便。到秦始皇統(tǒng)一度量衡時(shí)，王侯的身體部位才退出歷史舞臺(tái)。從而我們是很迫切的需要一種有準(zhǔn)確刻度線的丈量?jī)x器，而刻線又成了一個(gè)問題。人工的誤差是很大的，在工業(yè)和科技日新月異的最近一個(gè)世紀(jì)，人們就設(shè)計(jì)出了刻線機(jī)，并且不斷改進(jìn)。
1.2 研究的目地
長(zhǎng)刻線機(jī)用來刻劃有一定距離精度要求的平行線紋。普通長(zhǎng)刻線機(jī)用於刻制一般線紋尺；高精度長(zhǎng)刻線機(jī)能刻制光學(xué)儀器和高精度機(jī)床的精密線紋尺、光柵尺、感應(yīng)同步器或游標(biāo)卡尺等，刻線精度在0.001～0.005毫米之間。本課題的研究目的在于用所學(xué)的機(jī)械方面的專業(yè)課設(shè)計(jì)一款平尺刻線機(jī)，從新體會(huì)機(jī)械代替手工的優(yōu)點(diǎn)。
1.3 意義
本課題通過機(jī)械化刻線，可以達(dá)到準(zhǔn)確度高、精確度高。減少了勞動(dòng)力，提高了生產(chǎn)效率，降低成本，本課題在研究時(shí)遇到的一些技術(shù)問題，通過認(rèn)真分析以解決，在今后的設(shè)計(jì)類的工作中也有一定的經(jīng)驗(yàn)可循。
2 平尺刻線機(jī)在國(guó)內(nèi)(外)研究現(xiàn)狀及分析。
2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，有的刻線機(jī)上采用了激光刻線機(jī)由光刻代替機(jī)械刻劃，可在工作臺(tái)移動(dòng)的情況下完成動(dòng)態(tài)刻線，刻線精度大為提高，國(guó)內(nèi)比較成熟的激光刻線機(jī)廠家例如北京博奧嘉華激光科技有限公司生產(chǎn)的BVD50系列激光刻線機(jī)。
2.2 國(guó)外現(xiàn)狀
國(guó)外現(xiàn)在有的刻線機(jī)大部分是電腦中控下的激光刻線機(jī)。例如OK-KX50A 激光刻線機(jī)采用光刻代替機(jī)械刻劃，可在工作臺(tái)移動(dòng)的情況下完成動(dòng)態(tài)刻線，刻線精度大為提高?？朔藗鹘y(tǒng)“照相-腐蝕”工藝費(fèi)時(shí)，費(fèi)力的缺點(diǎn)，高速、高效，一次完成刻線、字符、商標(biāo)等內(nèi)容。全程電腦控制，精度高、速度快，最大限度的降低了產(chǎn)品不合格率。使用靈活方便，即可成批量生產(chǎn)，又可滿足少量加工等多種需求。絕對(duì)環(huán)保，無任何污染，是現(xiàn)代化生產(chǎn)工藝的主流。支持單公制、單英制、雙公制、雙英制、公英制、英公制等標(biāo)新型。支持丁字型、拐角型、圓型等各種特殊量具類型。支持用戶自定義的其它非標(biāo)類的平面或圓柱面的量具。速度快,刻線清晰、精度高、永不磨損。制圖方便快捷，可根據(jù)需要隨意制作各種尺寸、形狀、圖標(biāo)的量具。三維數(shù)控，除主運(yùn)動(dòng)外其它兩維運(yùn)動(dòng)也是自動(dòng)調(diào)整，可以快速準(zhǔn)備的對(duì)焦，定位。對(duì)已生產(chǎn)過的型號(hào)，電腦自動(dòng)記憶位置及其刻線參數(shù)，以后生產(chǎn)可直接調(diào)用，不必再調(diào)焦，定位。
幾種劃絲機(jī)械都取得了其工作范圍的成功，有很多機(jī)構(gòu)和創(chuàng)新的想法是值得借鑒的，特別是與本課題同類的6HZ-25型蜜棗劃絲機(jī)，很多機(jī)構(gòu)對(duì)完成本課題有很大的啟發(fā)作用，本課題參考借鑒6HZ-25型蜜棗劃絲機(jī)的沖壓機(jī)構(gòu)，再結(jié)合自身的特點(diǎn)改進(jìn)可達(dá)到本課題預(yù)期要求的目標(biāo)。國(guó)外的切片機(jī)構(gòu)都達(dá)到自動(dòng)化水平，在研究本課題的同時(shí)要好好學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)思想及思想。
3 對(duì)課題所涉及的任務(wù)要求及實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)的可行性分析
3.1任務(wù)要求
刻線機(jī)構(gòu)（主運(yùn)動(dòng)）的設(shè)計(jì)，平尺送進(jìn)機(jī)構(gòu)（輔助運(yùn)動(dòng)）的設(shè)計(jì)；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。通過具體的CAD圖紙和相關(guān)設(shè)計(jì)說明，確保支持的進(jìn)給、刀具刻線的間隔和各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。
3.2可行性分析
為了實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)，先得明確作業(yè)對(duì)象的特性即平尺的結(jié)構(gòu)特性，并根據(jù)其特性草擬方案，試選原動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)。比如在選擇原動(dòng)機(jī)時(shí)要參考五點(diǎn)原則：
（1） 現(xiàn)場(chǎng)能源供應(yīng)條件。
（2） 工作機(jī)載荷特性及其工作制度。
（3） 工作機(jī)對(duì)起動(dòng)，平穩(wěn)性，過載能力，調(diào)速和控制等方面的要求。
（4） 原動(dòng)機(jī)是否工作可靠，操作與維修簡(jiǎn)便，是否要防塵，防暴，防腐等。
（5） 原動(dòng)機(jī)初始成本與維護(hù)費(fèi)用。
本設(shè)計(jì)采用電動(dòng)機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)是躁聲小，初始成本低，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，維護(hù)要求較少。傳動(dòng)系統(tǒng)是將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳遞到工作機(jī)的中間裝置。傳動(dòng)系統(tǒng)的基本任務(wù)是將原動(dòng)機(jī)輸出的速度降低或增大，以滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)的要求，采用變速傳動(dòng)來滿足執(zhí)行機(jī)構(gòu)經(jīng)常變速的要求，將原動(dòng)機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩變換為執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需要的轉(zhuǎn)矩和力，將原動(dòng)機(jī)輸出的等速需安裝運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閳?zhí)行機(jī)構(gòu)所要求的各種運(yùn)動(dòng)形態(tài)，實(shí)現(xiàn)由一個(gè)或原動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)若干個(gè)相同或不相同速度的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。基于上述內(nèi)容再結(jié)合本設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，我選用齒輪和曲柄連桿機(jī)構(gòu)做傳動(dòng)裝置。再選用偏心輪機(jī)構(gòu)和槽輪機(jī)構(gòu)配合完成平尺刻線過程，通過選用以上機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)課題的任務(wù)要求。
4 本課題需要重點(diǎn)研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路
4.1 重點(diǎn)研究
本課題要重點(diǎn)研究的是怎樣實(shí)現(xiàn)劃絲機(jī)構(gòu)與推動(dòng)機(jī)構(gòu)的時(shí)間協(xié)調(diào)關(guān)系，即推桿每推一次平尺，刻線刀開始工作同時(shí)推桿往回運(yùn)動(dòng)至起點(diǎn)準(zhǔn)備下一次運(yùn)動(dòng)，而刻線刀在推桿回到起點(diǎn)位置的同時(shí)正好完成一次刻線，推桿再一次推動(dòng)平尺進(jìn)入刻線槽時(shí)刻線刀退回原來位置，此時(shí)正好完成一個(gè)工作周期。
4.2 關(guān)鍵問題
本課題的關(guān)鍵問題關(guān)于平尺的刻線問題，依據(jù)平尺的特性，本設(shè)計(jì)專門針對(duì)平尺在夾持好的情況下進(jìn)給周期和刻線刀的周期協(xié)調(diào)好，這就需要在凸輪和連桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)上確定好周期。只有很好的周期配合、進(jìn)給配合以及夾緊才能達(dá)到刻線的深度及準(zhǔn)確度。
4.3 解決的方法
針對(duì)怎樣能使進(jìn)料與刻線兩個(gè)動(dòng)作協(xié)調(diào)，我選擇槽輪機(jī)構(gòu)和偏心輪機(jī)構(gòu)，在偏心輪轉(zhuǎn)過一定角度時(shí)槽輪也轉(zhuǎn)過一定角度，偏心輪帶動(dòng)沖劃裝置向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)槽輪機(jī)構(gòu)帶動(dòng)送料機(jī)構(gòu)到達(dá)預(yù)定位置，沖劃裝置也到這個(gè)位置，由沖劃裝置完成沖劃，即達(dá)到動(dòng)作的協(xié)調(diào)。針對(duì)平尺夾緊刻線問題，我采用刻線模裝置，此裝置可根據(jù)不同尺寸平尺更換不同刻線模，同時(shí)也有夾緊作用，使平尺在刻線時(shí)有很好的定位。
5. 完成本課題所必須的工作條件及解決的方法。
5.1工作條件
指導(dǎo)教師一名，電腦一臺(tái)（必須有windows辦公軟件，CAD制圖軟件，proe三維制圖軟件）設(shè)計(jì)地點(diǎn)（如實(shí)驗(yàn)室），機(jī)械原理，機(jī)械設(shè)計(jì)等各種相關(guān)專業(yè)書籍及機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)等工具書。
5.2 解決方法
指導(dǎo)教師由學(xué)院分配，電腦自備能滿足要求，設(shè)計(jì)地點(diǎn)由學(xué)院提供，各種書籍可自備或者到圖書館借。
6.完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃。
6.1 工作方案
平尺槽輪機(jī)構(gòu)------偏心輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)------動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)-----電動(dòng)機(jī)選擇
6.2 進(jìn)度計(jì)劃
第1周——第2周 文獻(xiàn)檢索、社會(huì)調(diào)研、資料分析及總結(jié)；
第3周——第4周 設(shè)計(jì)方案的確定；
第5周——第6周 交開題報(bào)告；
第7周——第9周 初次交電子版畢業(yè)設(shè)計(jì)Auto CAD 圖；
第10周—— 第11周 修改Auto CAD 圖；
第12周 交畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書；
第13周 修改畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書；
第14周 準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。
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