只/分钟 （4）电源要求：380V 50Hz （5）总 功 率：4 kW
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湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料 （6）机器重量：500 ㎏
（7）外形尺寸：(长×宽×高)2500mm×1200mm×1400mm
2.2.2 纸杯成型机的工序特点分析
加工纸杯的工序有：纸杯成型（杯壁、杯底成型）——>杯壁与杯底的结合——>预热——>主热——>卷底——>杯底滚花——>卷边——>退杯——>出杯，工序较多，工艺流程比较长。并且根据2.1.2 的分析可知“预热、主热、卷底、杯底滚花”工序均需要相应的机构有一个竖直方向的往复运动，并且这些工艺可以同步顺序进行，因此考虑这些预热、加热、卷边、滚花的执行元件可以安装在同一个支撑板上按相同的运动规律运动。
同理，对于卷边、退杯工序需要相同的运动规律：即：从纸杯向杯底方向的一个竖直往复运动。因此卷边和退杯工序的执行机构都安装在同一个支撑板上按相同的运动规律进行运动。
对于以上分析，可以将纸杯机整体成型部分的工序执行机构安装在两个支撑板上进行运动传动的设计。
2.2.3确定运动纸杯机成型机构的布局
1.选择回转流水作业加工
考虑纸杯机是多工序连续工作，应采用多工位流水式同步顺序进行。考虑到整个机器的尺寸限制，综合经济性和空间的要求，这里不采用直线型流水作业，而采用圆盘式回转流水作业，可以很大程度上节省机器占用的空间尺寸以及缩小机器的整体尺寸，达到降低成本的经济型要求。同时还使得整体结构美观和谐。
2.选择3个回转工序盘实现流水作业
根据2.1.1分析，纸杯机分为杯壁成型部分、杯底成型部分和整体成型部分三部分，所对应的采用杯壁成型工序盘、杯底成型工序盘和整体成型工序盘三个工序盘。为是整体传动方便，拟定所有工序盘采用的工位数相同。并且可以分析出整体成型部分的工序数最多，需要的动作和工序有：纸杯送入、预热、主热、卷底、滚花、卷边、纸杯的送出，因此需要7个工位。但是纸杯送入和送出两个工位必须和其他工序盘的工位在空间位置上重合，剩下5个工位要均匀分布在工序盘其他位置。但考虑到其他几个工位的分布于工序盘的整体空间布局，选择8个工位均匀分布。才能使纸杯顺利的送
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湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料 入和送出，因此整个工序盘上。因此设计工序盘的整体布局如下：
图2.3 回转流水式作业工序盘的整体布局
综合纸杯成型的所有工序过程，将所有工序分配到工序盘的各个位置，可以得到入下图所示的工艺原理图：
图2.4 自动纸杯成型机的工艺原理图
2.3纸杯在各工位间的运动机构设计
2.3.1 纸杯在各个工位间的传递运动设计
由于整体成型部分的所有工序均在同一个工序盘的各个工位上进行，因此在成型工序盘上的各个工位之间的传动选择采用成型工序盘的整体旋转。各个工序执行机构只需进行竖直往复运动，纸杯从工序盘顺序经过各个工位即可完成各个工序。
由于纸杯在工序盘的杯模中还需要经过：预热、主热、卷底、滚花、卷边以及退杯各个工序，并且各道工序完成过程中，当纸杯与工序执行机构靠近接触式需要有一定的时间让工序能够顺利完成，因此将这几道工序执行机构安装在同一块支撑板上，并且都采用相同的运动规律。考虑到需要停歇，因此工序盘不能采用匀速转动的运动规律，而需要一定的停歇时间 。所以在工序盘的主轴需要设计一个间歇传动机构。
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湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料 2.3.2 纸杯在各工位的定位夹紧机构的设计
纸杯在各道工序中都需要一定精度的定位夹紧后才能进行工序的加工。考虑到纸杯的材质和形状特征，只能承受很小的力。因此纸杯的夹紧不宜采用直接承受较大的夹紧力。因此考虑从被子的内外两侧共同夹紧受力使纸杯能够在加工过程中保持完整的形状。
对于纸杯外侧的夹紧力可以将纸杯送入一个内腔与纸杯形状相同的装置内，而纸杯内侧的夹紧力考虑从纸杯的内部设计一个杯模。整体加工过程中纸杯可以完全附在杯模上。在此处的杯模不仅具有配合纸杯外侧对纸杯进行夹紧，还能够对纸杯进行定位功能。
杯模的整体形状呈倒锥形，具体尺寸计算如下：
34 大端直径 小端直径 纸杯高
D??R2?r?2??180?3.14?3163.14401803.14?70.2 mm?3.14?53.3 mm （2.1） （2.2）
2240??d?H?(R?r)?(2D?d2)2?(316?240)?(70.2?53.32)2?75.5mm （2.3）
考虑到纸的厚度，这里杯模的直径应该略小于上述计算直径，因此选择D?70 mm
d?53 mm,d?53 mm,H?75 mm。
选用金属型模，寿命较长；由于该零件的要求不高，故选用铸造性能较好的材料HT200，查表要求最小壁厚为8mm。对于该零件选择最小壁厚为14mm。杯模上端有配合，根据配合要求，分别选择配合长度为42mm和13mm，因此设计出杯模的结构形状如下：
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湖南工业大学本科毕业设计（论文）过程管理资料 图2.5 杯模的外形结构图 图2.6 杯模在工序盘上的分布布置 2.4成型机构的整体方案布局设计 从2.2.2分析可得知：纸杯机整体成型部分可分为工序组加工部分、退杯工序部分、工序盘传动部分以及传动系统部分。针对各个部分的动作和工艺顺序要去，将各个部分按照一定的顺序进行空间布置设计如下图： 机架 2-间歇机构 3-工序盘传动轴 4-工序组支撑板 5-工序盘 6-退杯机构 7-连杆