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畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告
學(xué)生姓名
專業(yè)
學(xué)號(hào)
設(shè)計(jì)題目
皮革沖裁機(jī)的設(shè)計(jì)
1、 擬采取的設(shè)計(jì)方案及可行性分析
研究背景與意義
皮革制品是以動(dòng)物類的表皮、毛皮為主料，以紡織品、塑料、橡膠等為輔料制作成的產(chǎn)品總稱，是深受人們喜愛的生活用品之一，與人類的日常生活息息相關(guān)。中國(guó)是皮革制品生產(chǎn)大國(guó)、消費(fèi)大國(guó)和出口大國(guó)，皮革制品加工業(yè)是皮革t業(yè)相當(dāng)重要的一部分，也是我國(guó)輕工業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。
改革開放以來，國(guó)內(nèi)皮革業(yè)依托傳統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，抓住機(jī)遇，通過政策引導(dǎo)和積極培育，已經(jīng)成為中國(guó)經(jīng)濟(jì)的一大支柱產(chǎn)業(yè)，在國(guó)際上也產(chǎn)生了一定的影響。但目前國(guó)內(nèi)皮革制品加工企業(yè)基本都是靠人工或少量機(jī)械設(shè)備輔助的方式進(jìn)行皮革裁剪，這種原始的裁剪方式皮革利用率低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、企業(yè)用工量大，這在一定程度上加大了企業(yè)的生產(chǎn)成本，這些不利因素在很大程度上制約了我國(guó)皮革制品在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力．而在國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，如美國(guó)、法國(guó)、日本和加拿大等由?。簞趧?dòng)力價(jià)格較高，他們?cè)缫哑毡椴捎米詣?dòng)化皮革裁剪系統(tǒng)。但是國(guó)外自動(dòng)化皮革裁剪系統(tǒng)價(jià)格普遍比較昂貴、且在國(guó)內(nèi)維護(hù)不方便。
在制鞋工藝中，制作運(yùn)動(dòng)鞋面用的皮革，由沖裁機(jī)通過模具從大塊皮革沖出小樣，再拼接而成。因此，需要設(shè)計(jì)出一臺(tái)皮革沖裁機(jī)，具有緊急制動(dòng)功能，提高制作鞋面效率。
設(shè)備應(yīng)能滿足沖裁下料要求且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，工作可靠,同時(shí)工作行程應(yīng)便于調(diào)整,設(shè)備易便于維修，該沖壓裁剪機(jī)具有以下的優(yōu)勢(shì)：
1.有效提升產(chǎn)品品質(zhì)
在手工裁剪多層物料時(shí)，裁剪工人自始至終難以控制好裁剪的力度和角度，極易在物料出現(xiàn)位移時(shí)造成裁邊偏移，導(dǎo)致上層裁片與下層裁片尺寸誤差；在手工進(jìn)行大批量裁剪時(shí)，由于裁剪工人存在習(xí)慣、經(jīng)驗(yàn)等個(gè)體性差異，則很難保障各部位裁片的一致性。針對(duì)此，沖壓裁剪機(jī)利用模具，依托于儀器精密操控控制技術(shù)，能精確裁尺寸實(shí)現(xiàn)明顯優(yōu)于手工裁剪的高品質(zhì)裁剪，有效降低前述手工誤差，提高產(chǎn)品的品質(zhì)。
沖壓裁剪機(jī)加工精度高的特點(diǎn)使其特別適用于對(duì)服裝品質(zhì)要求較高的企業(yè)，手工裁剪時(shí)因?yàn)榇蚧斐缮稀⑾聦映叽缙?，一旦返修，在增加工作量的同時(shí)降低生產(chǎn)效率，使用沖壓裁剪機(jī)裁剪則可以達(dá)到理想的效果。
2.大幅提高生產(chǎn)效率
沖壓裁剪機(jī)應(yīng)自動(dòng)化、批量化的生產(chǎn)需要而誕生。從裁剪數(shù)量看，數(shù)控裁剪機(jī)可以一次性裁剪厚達(dá)10多厘米的物料；從裁剪速度上看，數(shù)控裁剪機(jī)通過計(jì)算機(jī)優(yōu)化裁剪路徑，減少動(dòng)作間隙的等待時(shí)間，其裁剪速度通?？蛇_(dá)每分鐘10米，遠(yuǎn)高于人工平均每分鐘1米的裁剪速度。加之?dāng)?shù)控裁剪機(jī)裁剪精度高，減少裁片尺寸誤差、提高裁片品質(zhì)的同時(shí)，減少返工，可縮短作業(yè)耗時(shí)，提高生產(chǎn)效率。沖壓裁剪機(jī)提高裁片精度后能促使后道縫制環(huán)節(jié)的效率提高約8%-10%。此外，沖壓裁剪機(jī)在處理帶弧度的裁片、取孔的裁片等特殊裁剪工藝時(shí)，比手工裁剪更顯效率。
裁剪效率的提高將直接提升企業(yè)整體生產(chǎn)效率。通常情況下，使用數(shù)控裁剪機(jī)能使生產(chǎn)鞋類企業(yè)提高生產(chǎn)效率20%左右，能使皮革類鞋企業(yè)提高效率10%以上。
3.有助降低用工成本
沖壓裁剪機(jī)在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，能替代人工完成生產(chǎn)任務(wù)，一定程度上解決企業(yè)招工難的問題。通常情況下，一臺(tái)由2名工人操作的沖壓裁剪機(jī)在裁剪約75毫米厚度的物料時(shí)，可以完成10個(gè)裁剪工手工裁剪時(shí)的產(chǎn)量。數(shù)控裁剪機(jī)還有助于企業(yè)安排后道工序的用工。企業(yè)可利用沖壓裁剪機(jī)了解所裁剪物料的總周長(zhǎng)，按照一定方式計(jì)算并合理配置下一道工序的設(shè)備及人員數(shù)量，避免不必要的設(shè)備購置和人工支出。
4.保證每個(gè)裁斷位置的裁斷深度相同。使裁斷物料最上層與最下層之間沒有尺寸誤差。
設(shè)計(jì)方法與手段：
針對(duì)不同的皮革裁剪手段，通過采用理論分析和實(shí)驗(yàn)研究相結(jié)合的方法，對(duì)皮革裁剪機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，找出最佳切割下料方式的機(jī)械設(shè)備，從而設(shè)計(jì)出合理的核桃碎殼裝置。
目前應(yīng)用最廣泛的皮革下料方式：
①?zèng)_裁
沖裁是用帶有刃口的沖頭(刀模)沿與皮革表面垂直方向，一次沖壓切斷皮革纖維，使皮革的某一部分沿一定的形狀分離出來的裁料方法。
沖裁的特點(diǎn)是：所裁皮件規(guī)矩，邊緣齊整，作用時(shí)間短，效率高，但需要的切割力大，刀具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，形狀規(guī)格多，適應(yīng)于大批量生產(chǎn)。沖裁時(shí)只需要刀模的切割運(yùn)動(dòng)，不需要送料運(yùn)動(dòng)。沖裁的生產(chǎn)率比較高，主要用于皮鞋零部件等面積較小件的下料。
②刀具剪裁
剪裁是用剪刀類刀具沿與皮革表面平行方向，分段連續(xù)剪斷皮革纖維的裁料方法。
剪裁的特點(diǎn)是：省力，材料利用率高，能裁出形狀復(fù)雜的皮件，但裁斷時(shí)間長(zhǎng)，效率低，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，適應(yīng)于單件或小批量生產(chǎn)。剪裁一般需要刀具的剪切和送料兩種運(yùn)動(dòng)。剪裁的作用過程分比較適合裁剪皮革類材料，主要用于皮件箱包及皮衣等面積較大件的下料。
③激光切割
激光是一種“受激輻射”的新光源，具有可控性強(qiáng)、能量穩(wěn)定集中、光束方向拄好、光束細(xì)等特點(diǎn)。激光加工技術(shù)是利用激光束與物質(zhì)相互作用的特性對(duì)材料(包括金屬與非金屬)進(jìn)行切割、焊接、表面處理、打孔、微加工等。
皮革材料的沸點(diǎn)很低，當(dāng)高能激光束照射時(shí)，照射區(qū)材料立刻蒸發(fā)，不會(huì)產(chǎn)生燒痕。另外皮革的熱傳導(dǎo)率低也能使熱量集中，對(duì)非切割區(qū)域不會(huì)產(chǎn)生影響。采用激光裁剪皮革，可以提高皮革制品的加工技術(shù)水平，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
但激光發(fā)生裝置價(jià)格比較昂貴且技術(shù)仍不成熟，現(xiàn)在我國(guó)還處于研究探索階段，應(yīng)用還很不廣泛。
④水射流切割
水射流切割是利用壓力數(shù)十至數(shù)百兆帕的高壓水通過特殊設(shè)計(jì)的、孔徑很小的噴嘴以數(shù)百米每秒的高速度噴出，借助這種高速水射流的動(dòng)能的沖擊作用分割工件的一種加工方法。
水射流切割按所用的工作介質(zhì)可分為純水型和加磨料型。純水型加工能力低，但設(shè)備簡(jiǎn)單、消耗品少、操作水平低，主要用于切割質(zhì)地較軟的材料。加磨料型水射流的沖擊能力強(qiáng)，加工能力比純水型大為提高，但設(shè)備較復(fù)雜，操作成本高，尤其適合于切割硬質(zhì)材料。
⑤無刀具裁剪——等離子弧切割
等離子體是物質(zhì)的第四態(tài)，由氣態(tài)物質(zhì)電離而成，是帶正電的離子、中性原子和自由電子等粒子組成的，具有良好導(dǎo)電性的類似氣體的物質(zhì)，它也遵循氣體的某些規(guī)律。切割用的等離子電弧是利用特種割炬對(duì)電弧進(jìn)行壓縮形成的。
等離子弧切割的特點(diǎn)：
1)等離子電弧具有很高的能量密度、比任何火焰和一般電弧高得多的溫度，所以能切割各種難切割材料；
2)切割速度快；
3)切割面光潔，熱變形小，尤適合于加工各種成形零件；
4)等離子焰離開噴嘴后能量密度急速衰減，且工件不接電，故熱量的有效利用率低(約10％一20％)。
等離子焰由于熱量利用率不高，以往很少用于切割加工。但近年來，為高效優(yōu)質(zhì)切割皮革，合成材料等非金屬材料，也開始采用等離子焰流切割工藝。在皮革的裁剪過程中，等離子弧切割是利用高溫等離子電弧的熱量使皮革切口處的局部蒸發(fā)，并借高速等離子的動(dòng)量去除切屑以形成切口。所以等離子弧切割是利用物理過程的熔割法。
⑥超聲波加工
人耳能感受到的波的頻率范圍為16～16000Hz。當(dāng)聲波的頻率低于16Hz時(shí)稱為次聲波，高于16000Hz則稱為超聲波。
超聲波加工的特點(diǎn)：
1)所切邊緣整齊，適合于加工各種非金屬材料；
2)設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；
3)加工質(zhì)量高。
超聲波技術(shù)的應(yīng)用范圍特別是在裁縫方面是極為多樣化的，現(xiàn)在已經(jīng)在民用紡織品、產(chǎn)業(yè)用紡織品以及健康衛(wèi)生用：品籌游面得到了應(yīng)用。超聲波技術(shù)新的用途的前景，已發(fā)展現(xiàn)出來，超聲波技術(shù)的應(yīng)用將產(chǎn)生更為顯赫的成就。將工具的端面設(shè)計(jì)成刀模的形狀，即可裁剪出與刀模形狀一樣的皮革工件。
通過對(duì)上述方法的介紹和比較，選擇用沖壓裁剪機(jī)，切割面粗糙度較好，對(duì)未加工部分的影響很小，對(duì)企業(yè)來說，投資較低，無環(huán)境污染，并且可以有效的降低成本，提高效率、產(chǎn)品品質(zhì)。
已有的主要設(shè)備、軟件、資料條件：
繪圖采用AutoCAD軟件；圖書館查閱、中國(guó)知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫等資料閱讀。
預(yù)期研究成果：
1、皮革沖載機(jī)裝配圖一張；
2、皮革沖載機(jī)設(shè)計(jì)說明書一份；
二、指導(dǎo)教師意見
該生經(jīng)過調(diào)研、查詢資料，對(duì)核桃碎殼機(jī)有初步認(rèn)識(shí)，設(shè)計(jì)方案可行，同意開題。
指導(dǎo)教師簽名：
2017年 12月1日