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1、 一次性拖鞋自动下料系统设计专 业：机械设计制造及其自动化学 生： 指 导 教 师： 完 成 日 期： 摘 要在激烈的市场竞争与客户需求越来越个性化趋势下，服装、制鞋、皮包等企业在生产技术方面不断地面临新的挑战，而布料剪裁下料技术改造直接影响企业生产能力和产品质量。使用超声波设备进行切割和熔合，这在纺织工业的织造、整理、服装缝制等方面都已获得日益广泛的认可。本课题主要为一次性拖鞋切割下料系统研究，使生产流程之间联系起来，提高机械化程度，减少人工的参与，既能够减少成本又能够提高成产效率，设计中主要使用了CAD、Solidworks等工程制图软件进行绘图和结构分析。并对一些设计部件进行必要的计算和
2、校核，使设计系统满足实际应用的要求。关键词：纺织品、超声波切割、结构设计目 录摘 要错误!未定义书签。ABSTRACT错误!未定义书签。第1章 绪 论错误!未定义书签。 1.1 课题的研究背景及意义1 1.2 拖鞋（一次性拖鞋）发展2 1.3 纺织自动裁剪国内外研究现状3 1.4 本课题研究的主要内容4第二章 超声波切割和熔合技术概述5 2.1 超声波切割原理 5 2.2 比于传统剪裁，超声波切割优点6 2.3 超声波切割适用范围7 2.4 本章小结8第三章 超声波裁剪机总体方案9 3.1 方案的列举9 3.2 方案的比较11 3.3 方案的选择11 3.4 本章小结12错误!未定义书签。第四
3、章 超声波裁剪机的结构设计和系统分析13 4.1 滚刀尺寸确定14 4.2 电机链轮的选定及相关参数的确定16 4.2.1 电机类型的选择17 4.2.2 链轮的选择及链条确定17 4.3 滚刀内轴的设计和校核19 4.4 气缸支撑板的静态分析21 4.4.1 应力图显示22 4.4.2 应力分析23 4.4.3 变形分析23 4.5 本章小结24第五章 超声波系统研究25 5.1 超声波发生器25 5.2 声学部件25 5.3 复合变幅杆的理论与设计26 5.3.1 复合型变幅杆的一般公式27 5.3.2 带有特定形状过渡的阶梯形变幅杆28 5.3.3 具有圆锥形过渡段的阶梯形变幅杆28 5
4、.4 本章小结30第六章 总结31致 谢32参考文献附件图 第一章 绪论1.1 课题的研究背景及意义纺织品与人们的生活息息相关，市场需求量大，如鞋、服饰、箱包等都是人们日常生活中不可或缺的。纺织工业是我国的支柱产业之一，中国是全球最大的纺织品生产国和出口国，纺织工业在国民经济中占有举足轻重的位置。中国是世界第一的服装制造大国，服装行业依靠丰富的廉价劳动力，国内庞大的消费市场，丰富的资源等，迅速发展起来。中国制鞋业有着悠久的历史，伴随着改革开放的浪潮，中国承接国际制鞋业的转移，一跃成为全球最大的鞋业生产中心和销售中心，已经占据了全球中低端的鞋类市场。市场分析我国每年大约生产150亿双鞋，占世界年
5、产量的65%-70%。是世界上最大的鞋类制造基地，也是世界最大的鞋类出口国。从2010年开始，随着国内快捷酒店呈快速发展趋势，开店数量增长幅度超过了100%，截至2011年第二季度，新增快捷酒店数量大约有上千家。而拖鞋是快捷酒店必须配备的物品，相对传统拖鞋，一次性拖鞋成本低，相比传统拖鞋更加卫生、方便，十分适合经常出差的商务人士或者旅游爱好者使用。据酒店一次性用品使用情况调查研究，对于酒店配备基本小件根据需求程度从大到小在总体上可排成“拖鞋香皂洗发水沐浴液一次性牙具梳子浴帽”。 在被访者中几乎所有人都需要拖鞋，认为其携带不方便，而传统拖鞋可能会出现交叉感染的卫生问题，因此一次性拖鞋得到快速发展
6、。中国纺织产业多集中在东南沿海地区，随着经济全球化的不断深入，世界经济的不断冲击，市场竞争日趋激烈。如今这些企业也开始面临劳动力成本上升，原材料价格上涨等问题，这将影响企业生产效率，导致生产成本提高。如何应对国际市场的变化和国内的生存环境，把握好市场的发展机遇，也是业界不得不面对的现实问题。尤其是对中小型企业来说，落后的生产条件加之劳动资源匮乏和生产成本的不断提高，既是前所未有的机遇，同时也面临着巨大的挑战。如何提高产量、降低成本、稳定质量是当今生产中面临的最大的挑战之一。作为与人们日常生活紧密相关的纺织行业，为适应市场需求，纺织行业设备的革新和自动化将是其发展的必由之路。超声波裁剪是新兴的纺
7、织下料技术。目前，超声波切割技术在纺织制品下料运用取得了良好的效果，超声波裁剪技术正逐渐被企业所采纳，主要优点是：适用于各种纺织材料，与冷切割加工相比，热塑性材料被切开后，其切口边缘会熔合起来，使织物边缘十分柔软，与传统的人工裁剪相比，不仅大大提高了企业的生产效率，超声波的切割与熔合也为纺织品高精度、高质量生产提供了可靠的保障，进一步帮助企业扩大产业规模，提升纺织业的自动化程度，破解招工难，熟练操作人才的缺乏，加工质量不能保证等弊端。1.2拖鞋（一次性拖鞋）发展 20世纪50年代，第一双塑料拖鞋在法国问世，是拖鞋史上的一次革命运动。我国在1960年也生产出塑料拖鞋。最初的拖鞋，木制的多，木制拖
8、鞋也称为“木屐”。随着时代的发展，再加上穿着不太舒适，故市区的家庭中这种木屐已经见不到了。拖鞋本身来说，无遮无拦的，往脚上一套就行了，无疑是对脚的解放；鞋再怎么合脚，对脚都是一种压迫、一种限制，一不小心还会逼出“脚臭”来。在现实生活中，拖鞋不光能使人的脚摆脱桎梏，似乎更能将人们的精神从极度紧张的工作和生活中解放出来。时至今日，塑料泡沫乃是制造拖鞋的主要材料。同时还推出了“塑料拖鞋”、“PVC拖鞋”。发展高峰期还出现了“EVA拖鞋”、“橡胶拖鞋”、“草拖鞋”、“布拖鞋”等等。近几年又推出毛绒拖鞋，室内拖鞋，酒店拖鞋，一次性拖鞋，按摩拖鞋等等真是应有尽有。并且各有各的风采，各有各的商机，现在的拖鞋
9、市场可以说是如火如荼。 而随着人们生活品质的提高，一次性拖鞋也渐渐的走进人们的生活，并以方便，舒适，卫生深入人心。一次性拖鞋在生产时，是较为方便的。因为一次性拖鞋的各种尺寸大小都是一定的，生产时较为容易。且不像那些可以循环利用的棉质拖鞋对拖鞋面料的要求较高，一次性拖鞋对面料的要求是非常低的。厂家在生产时不用考虑过多的因素，只需一个合适的尺寸，就能快速生产出很多的一次性拖鞋。而且一次性拖鞋具有较好的防水防滑性和通气性。由于一次性拖鞋设计的各种特点，使得一次性拖鞋具备了各种优点，如通气性、防水防滑性、吸水性等等。这样的话，一次性拖鞋穿起来就会起到防滑等作用，同时一次性拖鞋非常轻便且穿起来相当软和舒
10、服。虽说一次性拖鞋生产较为简单，成本较低，但它的舒适性、柔软性等却不容置疑，使得一次性拖鞋广泛而迅速的在宾馆、酒店、家庭里普及开来。1.3 纺织自动裁剪国内外研究现状 纺织行业在我国国民经济中有着重要的地位，繁荣纺织行业用以满足国内人们需要，以及对我国的外贸出口平衡国际收支都有一个非常重要的作用。但现在服装行业的大多数企业还基本都是劳动力密集型，手工生产阶段。近年来，纺织行业发展迅速，从先进的生产线和现代化设备的采购到国内外大中型企业的数量，都给这个行业增添巨大的活力，同时又创造了客观的经济效益。随着科技的发展，纺织品的生产整体水平有了很大提高，裁剪自动化和后续工作的自动化，使服装生产质量，速
11、度，效率达到了前所未有的大发展。新兴的超声波技术，激光技术都在纺织品裁剪中得到运用，并逐渐取代了传统的人工裁剪，提升纺织业的自动化程度，也降低了工作技术人员的要求。1970年超声波在织物和纤维粘合的应用中取得了成功，这就是布兰逊超声波和克朗普顿-诺尔斯公司开发的Pinsonic超声工艺，该工艺当时用来制作褥垫和床单。自从无梭织机和合成纤维出现以来，织物边缘切割的几个问题成为了矛盾的焦点，长期以来热力切割是唯一使用的方法，在传统方法中为了防止织边的擦散，皮带或带子的纵向切割一般在热状态下生成，其切割质量很少令人满意，特别是厚重的皮带或布条，常常是切口超厚，切边发硬，散边或织边有熔珠，还会产生褐色
12、与条纹现象，超声波切割机在切条的同时进行熔接，切两层织物时，切条机一面切割熔接，一面自动将两层织物连结在一起，克服了热力切割的诸多问题，而且加工质量整洁美观，除了皮带与纤维条之外，超声波切割应用领域还包括床垫织物、床单、鞋垫、带类、层压织物等等，超声波切割无疑有效地改进了工业织物的切割与封边，目前超声波粘合与切割已大规模用于纺织工业和非织造布工业。国外对超声波运用于布料剪裁的研究已经有很长一段时间，极大的提高了企业的劳动效率，同时也促进了国外布料裁剪和产品后续自动化生产结合的研究与发展。然而与国外技术相比，我国超声波切割和熔合技术起步相对较晚，参与该领域的研究单位也少，织品裁剪自动化和后续工作
13、的自动化结合不是很完善。总的来说，目前我国纺织裁剪机生产还比较落后，国内市场上还没有真正意义上我国的高端产品。国内对超声波剪裁系统的研究还处于技术初步探索阶段，但与国际先进水平还有距离。 1.4 本课题研究的主要内容 本文在原有超声波裁剪机的基础上对超声波裁剪的整体机构进行了改进，使超声波裁剪与毛坯布料复合输送机械相连接，实现鞋垫的半自动化生产，提高鞋垫加工的质量和生产效益。本裁剪机要求： 第二章 超声波切割和熔合技术概述2.1 超声波切割原理 如图2.1.1所示，超声波发生器在工作时会产生20-40千赫的电磁振动，并通过压电陶瓷转变为机械振荡。经过相应的放大以后，这种机械振荡便在圆柱形的金属
14、刀具（超声波切割头）的末端变得效力十足。这种振荡被传输到处于超声波切割头和副刀具之间的需要切割的材料上，并从其内部发热，再机械地分割或熔合这块材料。与高温切割相反，超声波使用的主要机械能而不是热能。除了天然纤维之外，粘胶、玻璃、芳族聚酰胺和碳纤维以及纤细的金属丝均可被超声波所切割。一般情形下使用的是尖锐的副刀具。当然，上述的材料在切割过程中是不会在切割边缘形成熔凝的。这种超声波切割技术优越于普通的冷切割、压切或剪切工艺，有如下特点：1. 所切边缘十分整齐，织物的经纱和纬纱不会出现移位或脱出。因此便可在拉幅机和圆筒状织物部幅机上以高达100m/min的速度队棉织物和粘织物进行剪裁。2. 在某些使用非热塑性材料的情形时，对纤维进行处理或纤维已进入超声波工作区后，其边缘也会出现熔合。 布料 变幅杆烫构件副刀刃（滚刀）烫构件上下高频振动并产生热量 2.1.1超声波裁剪原理图2.2 比于传统剪裁，超声波切割优点使用超声波设备来进行切割和熔合，这是纺织工
