逆向技術(shù)在卷接機(jī)組國產(chǎn)化中的應(yīng)用

楊興賢

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逆向技術(shù)在卷接機(jī)組國產(chǎn)化中的應(yīng)用

楊興賢

(常德煙草機(jī)械有限責(zé)任公司 研究所, 湖南 常德, 415000)

逆向技術(shù)是根據(jù)已存在的產(chǎn)品或零件原型構(gòu)造新的產(chǎn)品, 并在構(gòu)造過程中進(jìn)行剖析、理解和改進(jìn), 對(duì)已有設(shè)計(jì)進(jìn)行二次設(shè)計(jì). 針對(duì)卷接機(jī)組成型曲面類零件的復(fù)雜性, 運(yùn)用逆向技術(shù)進(jìn)行原理分析, 成功地對(duì)煙槍及刮刀進(jìn)行了再設(shè)計(jì)和加工, 解決了多種卷接機(jī)組中異形曲面零件的國產(chǎn)化問題, 并取得了良好的效果.

逆向技術(shù); 卷接機(jī)組; 煙槍; 刮刀; 國產(chǎn)化

目前我國卷接機(jī)組技術(shù)主要來自引進(jìn)、轉(zhuǎn)化及消化國外的先進(jìn)技術(shù). 在引進(jìn)轉(zhuǎn)化過程中, 國產(chǎn)化工作占有非常重要的地位. 我們對(duì)卷接機(jī)組國產(chǎn)化時(shí), 常遇到圖紙不完善、零件功能不明確、數(shù)控加工程序缺失等問題, 造成設(shè)計(jì)、加工困難. 通過采用逆向技術(shù)對(duì)產(chǎn)品零部件進(jìn)行分析, 使再設(shè)計(jì)取得了事半功倍的效果[1].

1 逆向技術(shù)在煙槍轉(zhuǎn)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1.1 煙槍問題

煙槍是卷接機(jī)組中煙支成型的關(guān)鍵部件, 它的質(zhì)量好壞直接影響煙支外觀質(zhì)量. 按照國外圖紙加工的煙槍在使用過程中發(fā)現(xiàn)調(diào)整不便、存在干涉現(xiàn)象、布帶紋嚴(yán)重等問題, 影響煙支產(chǎn)品質(zhì)量. 經(jīng)初步檢測, 確認(rèn)小壓板與舌頭、舌頭與前底板均存在間隙過小的問題, 但我們卻對(duì)小壓板成型面成型原理及R2.54圓弧槽功能不明確. 為此, 我們對(duì)煙槍原理及各零件成型曲面進(jìn)行了詳細(xì)的分析. 煙槍部件如圖1所示.

1.2 原理分析

高速卷接機(jī)組上采用的均為螺旋水冷煙槍. 煙槍各零件成型曲面難檢測出準(zhǔn)確數(shù)據(jù), 因此對(duì)分析造成不便. 我們通過對(duì)煙槍實(shí)物、產(chǎn)品運(yùn)行方式及國外原版圖紙仔細(xì)分析, 弄清了前底板螺旋面的成型規(guī)律, 因此決定以前底板為基準(zhǔn)零件, 運(yùn)用PRO/E建立煙槍部件三維模型來分析. 首先根據(jù)國外原版圖紙建立煙槍各零件的模型, 然后依據(jù)裝配關(guān)系及裝配尺寸建立煙槍部件的模型, 通過做出各關(guān)鍵位置的剖面圖檢查間隙值, 從而找出各零件成型曲面的設(shè)計(jì)依據(jù).

由圖1可知, 小壓板R2.54圓弧槽主要作用是容納布帶卷曲后多余的部分, 小壓板成型曲面實(shí)際為前底板成型規(guī)律形成的螺旋曲面的一部分. 通過計(jì)算, 舌頭成型曲面斜度與前底板螺旋曲面斜度相同, 均為0.024 7. 因此可以得出前底板、小壓板為主要成型元件, 舌頭為輔助成型元件. 前底板、小壓板成型規(guī)律相同. 小壓板成型曲面、舌頭、前底板共同圍成的理想形狀為前底板成型規(guī)律形成的螺旋曲面.

圖1 煙槍部件

1.3 轉(zhuǎn)化設(shè)計(jì)

依上述分析結(jié)果, 我們可以對(duì)小壓板、舌頭進(jìn)行重新設(shè)計(jì). 根據(jù)布帶的運(yùn)動(dòng)方式及布帶厚度, 保證小壓板、舌頭、前底板的間隙可供布帶通過. 按重新設(shè)計(jì)圖紙加工, 保證了裝配間隙, 消除了干涉現(xiàn)象. 經(jīng)裝機(jī)帶料運(yùn)行驗(yàn)證, 卷煙紙運(yùn)行順暢, 且煙支布帶紋得到明顯改善.

圖2 刮刀裝配示意圖

2 逆向技術(shù)在刮刀工藝中的應(yīng)用

2.1 刮刀原理分析

刮刀是接裝機(jī)上用于清潔切紙輪表面的零件. 經(jīng)分析可知, ZJ116刮刀與剪切式切紙輪裝配關(guān)系為空間線接觸. ZJ116刮刀安裝使用要求刮刀刀刃與剪切式切紙輪之間不透光. 根據(jù)此原則要求加工生成的刀刃曲線與切紙輪圓弧面無間隙. ZJ116刮刀與切紙輪軸向中心平面成5.5°裝配, 因此, 理論的刀刃曲線為刮刀沿切紙輪軸向中心平面偏5.5°與切紙輪輪廓圓柱面相交所形成的空間曲線. 刮刀裝配如圖2所示.

2.2 刮刀模型分析

根據(jù)上述原理建立刮刀的PRO/E三維模型, 并得出理論的刮刀刀刃空間曲線. 在同一模型上按原版圖紙成型規(guī)律也可得到一條刮刀刀刃曲線. 經(jīng)對(duì)比上述兩條曲線對(duì)應(yīng)位置, 發(fā)現(xiàn)存在最大值為0.48 mm的偏差, 僅在兩端重合. 因此, 我們以理論曲線為基準(zhǔn)曲線, 參考原版圖紙成型規(guī)律得到加工所需的成型曲面, 從而保證得到的刮刀刀刃空間曲線即為理論的刀刃曲線.

圖3 刮刀加工安裝圖

2.3 加工方法

通過工藝分析, 該零件采用線切割加工曲面形成刀刃. 由于加工設(shè)備偏擺角度限制, 零件加工時(shí)偏擺20°安裝. 安裝加工如圖3所示. 按加工裝夾關(guān)系做上下兩相距100 mm的兩平面,此兩個(gè)平面與成型曲面相交可得到兩條平行于加工基準(zhǔn)面的兩條曲線a、b. 按曲率相等原則在曲線a、b上分別找出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)各126個(gè)(可按精度要求取). 由此得出256個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)表. 將各點(diǎn)相連所形成的曲面與理論成型面接近, 故加工形成的刀刃曲線也與理論刀刃曲線接近. 適當(dāng)調(diào)整點(diǎn)位坐標(biāo)值, 可將理論誤差控制在0.005 mm以內(nèi). 調(diào)整后的點(diǎn)位坐標(biāo)表即可用于編制線切割數(shù)控程序[2].

3 結(jié)論

本文介紹了逆向技術(shù)在卷接機(jī)組國產(chǎn)化中機(jī)械設(shè)計(jì)及機(jī)械加工工藝方面的應(yīng)用. 通過采用基準(zhǔn)零件建立部件模型、分析部件原理、重新設(shè)計(jì)國產(chǎn)化零件的逆向過程完成零件設(shè)計(jì); 通過用已明確的原理建立零件模型, 找出零件難加工要素的參數(shù)、設(shè)計(jì)工藝及程序的逆向過程完成零件加工. 運(yùn)用上述方法, 我們解決了ZJ17、ZJ112及ZJ116卷接機(jī)組中異形曲面零件的國產(chǎn)化難題, 取得了良好的效果.

[1] 編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2007.

[2] 李洪. 機(jī)械加工工藝手冊(cè)[M]. 北京: 北京出版社, 2007.

Reverse technology application in localization of cigarette making group in China

YANG Xing-xian

(Changde Tobacco Machinery Co., Ltd. Institute, Changde 415000, China)

Reverse technology is redesign based on existence product or product which is made by part prototype by understanding, analyzing and improving on original design. Due to the complexity of curve surface parts for tobacco rod forming of Cigarette Making Group, the reverse technology application is proposed. In this paper, reverse technology application on mechanical design and method of mechanical manufacturing are discussed.

reverse technology; cigarette making group; garniture; scraper; localization

10.3969/j.issn.1672-6146.2012.03.020

TS 43

1672-6146(2012)03-0071-02

2012-05-31

楊興賢(1968-), 男, 工程師, 主要從事煙草機(jī)械設(shè)計(jì)及制造方面的研究. E-mail: shengjsb@ccdtm.com

(責(zé)任編校: 江 河)