机械设计制造及自动化毕业设计-1.8万字无纺布鞋套自动压边机.docx

武汉纺织大学毕业设计（论文）无纺布鞋套自动压边机设计及仿真作者姓名：李闪闪班级：机设201专业：机械设计制造及其自动化指导教师：吴晓光完成日期：2014.05.30武汉纺织大学毕业设计（论文）任务书课题名称：全自动无纺布鞋套压边机完成期限：2014年1月20日至2014年06月4日学院名称机械工程与自动化专业班级机设101学生姓名李闪闪学号1002051008指导教师吴晓光指导教师职称教授.学院领导小组组长签字一、课题训练内容本课题要实现无纺布鞋套自动压边机的设计，需要深入了解传统手工制作无纺布鞋套的操作、原理及其缺陷和目前已有采用超声波进行压边的局限性，缝纫压边方法发展的基本知识，以及自动化发展相关知识。本设计上有许多机构要求实现联动，有时间限制，因此，有较大的创新空间。通过此次毕业设计，使学生掌握机电产品设计开发的一般方法和流程，得到机电工程师的综合训练。通过本次毕业设计，应使学生得到如下的锻炼和提高：1资料收集、文献查询文件资料总结能力；2工作计划和组织能力；3方案选择和比较能力；4工程和工艺设计能力；5创新意识和创造能力；6论文写作能力；7计算机应用能力；8绘图能力及空间想象能力；9外文阅读与翻译能力；10与人合作、相互交流能力。二、设计（论文）任务和要求（包括说明书、论文、译文、计算程序、图纸、作品等数量和质量的具体要求）1 .无纺布鞋套自动压边机设计及三维仿真装配图1张（A0）；2 .其他零部件工作图若干张（A4A0）;3 .设计说明书1份（IOoOO字以上）；4 .英文技术资料翻译（3000汉字以上）；5 .刻制光盘1张。设计技术指标：此处加上：三、主要参考资料1王楚红，王生泽.一次性鞋套自动生产装备工艺过程的方案设计.轻工机械报.2006(3).2周骥平,林岗.机械制造自动化技术M.北京:机械工业出版社,20OL3天津电仪职大.自动生产线技术M.北京：电子工业出版社,1995.1-32.4 2012年中国无纺布鞋套产品上下游产业链发展前景深度分析研究报告http:/www.chinabgao.eom/report/310536.html5 2014-2018年中国一次性无纺布鞋套市场前景预测及调查分析报告6(日)坂本正文.步进电机应用技术.北京：科学出版社，2010.7冯薇.电气控制与可编程控制器.北京：化学工业出版社.2006.8常德功，樊智敏，孟兆明.带传动与链传动设计手册.北京：化学工业出版社.2009.10.9程友联，杨文提.机械设计.武汉：华中科技大学出版社.2011.10期刊论文：鞋套机的设计与应用.护理学杂志.2004.19(24).11针织机械开发现状12龙如海.针织学M.北京.中国纺织出版社.2008.13刘鸿文.材料力学I.北京：高等教育出版社,20ILL14钟日铭.Pro/ENGINEERWiIdfire4.0工业设计手册M.北京：人民邮电版社.2008.152012年中国针织机市场研究报告16卢庆雄,姚永璞.机械加工自动化M.北京:机械工业出版社，1990.17期刊论文:步进电机速度的精确控制.上海交通大学学报.2001,35(10).18闻邦椿.机械设计手册(第5版).北京：机械工业出版社.2010.19孙桓、陈作模、葛文杰.机械原理M(第七版).北京：高等教育出社.2010.20卢耀祖.机械机构设计(第二版)M.上海：同济大学出版社，2009.09.21期刊论文：步进电机速度的精确控制J.上海交通大学学报.2001,35(10).四、毕业设计（论文）进度表起止日期计划完成内容实际完成情况检查人签名检查日期11.1-2.15熟悉课题，收集资料，开题22.15-3.01基本方案确定33.01-3.15草图设计43.15-4.10零件图设计54.10-5.01总装图设计，运动仿真设计65.01-5.20撰写设计说明书75.20-6.01准备毕业答辩注：1.本任务书一式两份，一份学院留存，一份发给学生。2.“实际完成情况”和“检查人签名”由教师用笔填写，其余各项均要求打印，打印字体和字号按照武汉纺织大学毕业设计（论文）规范执行。武汉纺织大学毕业设计（论文）开题报告课题名称全自动无纺布鞋压边机学院名称机械工程与自动化学院专业机械设计制造及其自动化班级机设IOl学生姓名李闪闪一、背景由于生产、家居、公共场所需要一个干净、卫生的环境，鞋套便起到了很关键的作用。而目前市场上生产是有的大多是一次性塑制鞋套、普通鞋套，它们作废以后，对于环境产生极大的污染。无纺布鞋套是以优质无纺布加工制作而成，干净卫生，销毁后无残留，是绿色环保产品。可以用来隔离人体鞋子对生产环境的污染，同时也方便客人进出车间参观时使用，尤其在净化车间、精密电子厂、制药厂、医院器械厂等对无灰尘无静电等要求极高的场合，无纺布鞋套尤其重要。因此，无论是对于家居待客，还是精密生产车间人员的使用，或者外来人员进出车间参观，无纺布鞋套将是非常不错的选择，无纺布鞋套的需要量无疑会逐渐增多，无纺布鞋套作为一个新生的产物，它的大批量生产制作是有广阔前景与需求的。二、国内外现状中国是世界最大的纺织品加工国，也是世界上最大的纺织品出口国，生产能力及纱布产量均居世界首位。我国虽然是纺织大国，但远不是纺织强国，纺织机械的进口量一直居高不下，技术壁垒无法打破，使我国的纺织业一直无发得到跨越式发展。市场效益也易受国外经济影响。为满足现代一次性鞋套的要求，目前国外开始不断发展生产一次性鞋套的机械和设备，从而使得一次性鞋套的形式日趋增多。鞋套生产机是将具有弹性的橡皮筋固定在鞋套口或周边的封边机械，在一台设备上自动完成制作鞋套成型、计量充填、封合剪切等全过程的自动化设备。根据不同的封边工艺，采用不同的封边方案。现在一般压边工艺为：冷裁，激光压边，超声波压边。我国现有的鞋套生产机大多为超声波压焊，这种工艺只能压焊塑料等材质的鞋套，不能解决鞋套弹性性能问题，做出来的鞋套松散不贴脚，显得很大不美观。然而已有的无纺布鞋套工艺是由人工操作锁边机生产的，这样不仅效率极其低下、对工人的技能要求高，劳动强度大、能源的消耗也十分厉害，而且有些地方的熟练劳动工严重匮乏，这样无疑增大了无纺布鞋套的生产成本，不能给生产厂家带来效益。而已有的全自动化的鞋套生产设备在国内非常匮乏，其制造成本较高，价格昂贵，大部分工厂不愿采用，仍然宁愿聘用劳动工人。而劳动工人在高强度劳动负荷下，容易形成各种如颈椎，腰椎，腰间盘突出等难以治愈的疾病，给生产厂家和工人带来较大负担。三、设计内容及意义本课题组的设计是基于无纺布锁边机的基础上，对原有制作工序进行改造，根据直线型和回转型相结合的运动特点，设计一系列便于安装，可实现鞋套完全自动化生产的机械设备，其中采用工作台，夹具，折叠机构等的灵巧设计以及与单片机电气自动化程序的机电相结合取代人工操作部分。提高了生产效率，同时节约劳动成本，可为厂家带来不错的效益价值。四、设计技术指标：1、2、3、五、设计步骤1、进度安排序号起止日期计划完成内容实际完成情况检查人签名检查日期11.1-2.15熟悉课题，收集资料，开题22.15-3.01基本方案确定33.01-3.15草图设计43.15-4.10零件图设计54.10-5.01总装图设计，运动仿真设计65.01-5.20撰写设计说明书75.20-6.01准备毕业答辩五、参考书目1 2012年中国无纺布鞋套产品上下游产业链发展前景深度分析研究报告Rhttp:/www.chinabgao.eom/report/310536.html2 2014-2018年中国一次性无纺布鞋套市场前景预测及调查分析报告R3期刊论文：电气自动化监控系统的设计研究J-中国科技博览-2012（28）.4天津电仪职大.自动生产线技术M.北京：电子工业出版社,1995.1-32.5（日）坂本正文.步进电机应用技术M.北京：科学出版社，2010.6冯薇等.电气控制与可编程控制器M.北京：化学工业出版社.2006.7何卫.缝纫机弯针机构的分析与仿真D.硕士2005.8周立华.包缝类工业缝纫机机构的设计理论与方法D.天津:天津大学，1996.3.9王楚红，王生泽等.一次性鞋套自动生产装备工艺过程的方案设计J.工机械报.2006（3）.10期刊论文：鞋套机的设计与应用J.护理学杂志.2004.19（24）.11闻邦椿.机械设计手册（第5版）M.北京：机械工业出版社.2010.12钟日铭.Pro/ENGlNEERWiIdfire4.0工业设计手册M.北京:人民邮电出版社.2008.13程友联，杨文提等.机械设计提.武汉:华中科技大学出版社.20IL14周骥平,林岗.机械制造自动化技术M.北京:机械工业出版社,2001.15常德功，樊智敏，孟兆明.带传动与链传动设计手册M.北京：化学工业出版社.2009.10.16刘鸿文.材料力学IM.北京：高等教育出版社,20ILL17卢庆雄,姚永璞.机械加工自动化M.北京:机械工业出版社，1990.18孙桓、陈作模、葛文杰.机械原理M（第七版）.北京：高等教育出版社，2010.19郝桐生.理论力学（第三版）M.北京：高等教育出版社，2003.09.20卢耀祖.机械机构设计（第二版）M.上海：同济大学出版社，2009.09.21期刊论文：步进电机速度的精确控制JL上海交通大学学报.2001,35（10）.指导老师:日期:摘要我国的纺织机械发展进度较慢，纺织设备的落后直接制约着我国纺织品的质量和企业产品创新能力。对于需求量日益增长的无纺布鞋套，目前的生产方式仍然采用传统的以手工制作，生产效率低下，劳动强度大、易疲劳，尤其是目前企业用工难，支付工人工资不断增长等因素的影响，因此，使用无纺布生产的鞋套的企业，急需开发一款全自动的无纺布鞋套生产设备。本文在研究人工无纺布锁边工序的基础上，将传统的手工制作无纺布鞋套工艺流程及自动化缝纫过程结合起来，提出设计一款全自动无纺布鞋套缝纫机械。该设备将鞋套缝纫划分六道工序：即下料折叠T定位夹紧T剪裁T缝纫直线T缝纫圆弧T成品鞋套。由上述划分工序，本设计应用机械设计理论与设计方法、机构学原理、磁电学、微电子驱动技术等多项技术集成一体，将各工序所需实现的动作及原理与自动化生产方式有机的联接起来，实现了全自动的无纺布鞋套缝纫生产设备。本设计包括驱动中心十字旋转机构、导轨装置、夹具装置、送料进给机构、布料直线和圆弧缝纫机构、剪裁机构、下料机构等机构及装置组成。通过以上机构设计，总体方案设计新颖，其特点是将复杂动作转换为了简单动作，机构设计巧妙，工序之间的衔接紧凑、节省了时间和空间等,充分体现出机电相结合、工序快速敏捷转换，可实现鞋套完全自动化生产。经计算本设计完成单个鞋套循环只需3秒钟，而工人制作需要12-20秒，其生产效率比人工制作提高了5-8倍，成本节省40%,大大提高了鞋套的生产率，从根本上缓解了目前企业用工荒的问题。本设计，同时还通过inventor软件的实现了运动仿真，检验了各工序是否合理；通过ANSYS软件进行了有限元分析，验证设计的结构合理性。关键词：无纺布鞋套；自动缝纫锁边；单片机的控制；ANSYS；运动仿真ABSTRACT英文摘要需要重写China'stextilemachinerydevelopmentprogressisslow,thebackwardnessoftextileequipmentdirectlyrestrictsthequalityandproductinnovationcapabilityoftextiles.Forthegrowingdemandfornon-wovenshoecovers,thecurrentproductionmodeisstillverytraditional,mainlyhandmadeisgivenpriorityto,theproductionefficiencyislow,whichcannotmeetthedemandofmarket,resultinginurgentneedofdevelopinganautomaticnon-wovenshoecoversproductionequipment.Basedonthestudyonnon-wovencatcher,thetraditionalhandmadeprocessintoafewsimplebasicactions:folding,clamping,cutting,sewingline,arc.Thenaccordingtothemotioncharacteristicsoftheexistingmechanismtocperatewiththecomparisonofthelockedstitcherfunctionstructureonthemarket,designedtoachievetheabovemechanicalaction,suchas:thecomplexfoldingmovements,synchronousbeltwithacombinationofthecamgroovetoimplementation,smallfootprint,andsimpletocomplexlinearmotionconversionaction;fixturedesignusesacombinationofanelectromagnetandSCMtoachieveclampingfunction,electromechanicalcombinationofmorerapidagile;convergenceandcperationbetweenthevariousactionsusingslidingsleevealongthearcandastraightcombinationofintermittentmovementtoachieveeachrail.Fourstationsoperatingsimultaneously,theactionbetweenthevariousstationsinterrelated,sothatthemaximumpossibletosavetimeandspaceaspossiblewhilemovingmechanismwillsimplifythecomplex,reducingmachiningcosts.Shoecanberealizedfullyautomatedproduction.Onthisbasis,throughexerciseinventorsimulationsoftware,testingproceduresarereasonable;throughANSYSfiniteelementanalysissoftware,designedtoverifythestructureofrationality.Keywords：Wovencatcher;synchronousbelt;camgroove;electromagnet-SCMprocesscontrol;ANSYSfiniteelementanalysis;motionsimulation1绪论错误!未定义书签。1.1 研究背景错误!未定义书签。1.2 无纺布鞋套生产设备市场现状11.3 电气自动化在生产中的应用11.3. 1电气自动化11.3.2 步进电机21.3.3 电磁铁31.4包缝机41.4. 1包缝机的整体结构41.4. 2包缝机的组成部分41.4.2 包缝机的成缝过程51.4.3 包缝机的应用领域51.4.4 包缝机的基本参数及选用62设计思路62.1 资料查阅与实践考察62.2 基本设计思路72.2.1鞋套基本制作步骤分析及方案初确定72 .2.2方案讨论改进83折叠机构具体设计92.1 折叠方案分析92.2 折叠机构结构设计103 .2.1折叠机构-拉伸滑杆的设计104 .2.2折叠机构-夹紧装置115 .2.3折叠机构一折叠架134鞋套夹具部分结构设计154.1 夹具夹紧方案分析154.2 夹具结构初步确定错误!未定义书签。4. 2.1鞋套夹具模板设计错误!未定义书签。4.2. 1.2鞋套的夹具上底板设计154.3. 1.2鞋套的夹具下底板设计154. 2.2夹紧机构中的电磁铁设计165. 2.3鞋套的夹具应力分析175十字架及导轨结构设计236. 1运动分析235.2导轨十字架具体设计计算及应力分析265.2.1导轨结构设计265.2.2导轨应力校核265.2.3中心十字架应力校核296通过inventor三维建模306.1折叠机构维建模306. 2鞋套夹具建模316.3中心十字架及滑块机构建模326. 4导轨建模336.5整体三维视图347控制部分357.1电机选型357. 1.1步进电机的选择方法358. 1.2夹具上步进电机型号的选择359. 1.3中间十字架上步进电机型号的选择3710. 1.4折叠机构驱动皮带电动机的计算与选择3811. 1.5夹紧机构驱动电动机的计算与选取3912. 1.6折叠机构拉伸臂驱动电机的计算与选取397.2基于单片机的控制程序411绪论1. 1研究背景无纺布又称不织布，是由定向的或随机的纤维而构成，是新一代环保材料，具有防潮、透气、柔韧、质轻、不助燃、容易分解、无毒无刺激性、色彩丰富、价格低廉、可循环再用等特点。如多采用聚丙烯（PP材质）粒料为原料，经高温熔融、喷丝、铺纲、热压卷取连续一步法生产而成。因具有布的外观和某些性能而称其为布。无纺布没有经纬线，剪裁和缝纫都非常方便，而且质轻容易定型。因为它是一种不需要纺纱织布而形成的织物，只是将纺织短纤维或者长丝进行定向或随机撑列，形成纤网结构，然后采用机械、热粘或化学等方法加固而成。它不是由一根一根的纱线交织、编结在一起的，而是将纤维直接通过物理的方法粘合在一起的，所以，当你拿到你衣服里的粘称时，就会发现，是抽不出一根根的线头的。非织造布突破了传统的纺织原理，并具有工艺流程短、生产速度快，产量高、成本低、用途广、原料来源多等特点。1.2 无纺布鞋套生产设备的市场现状市面上现有的鞋套生产设备大多为超声波压焊，这种工艺只能压焊塑料等材质的鞋套，不能解决鞋套弹性性能问题，做出来的鞋套松散不贴脚，显得很（大）不美观。然而已有的无纺布鞋套工艺是由人工操作锁边机生产的，这样不仅效率极其低下、对工人的技能要求高，劳动强度大、能源的消耗也十分厉害，而且有些地方的熟练劳动工严重匮乏，这样无疑增大了无纺布鞋套的生产成本，不仅没有给生产厂家带来效益，反而使很多原有的无纺布鞋套企业开始纷纷倒闭。随着人们生活水平的不断提高，近年来我国家用鞋套每年需求量仍在不断的攀升，据统计，见表1所示。年无纺布鞋套2011201220132014市面上各种无纺布鞋套的品种质量也是参差不齐，无纺布鞋套市场更是混乱不堪。为了解决这个问题，提高我国企业的生产效率与竞争力，无纺布鞋套自动生产设备的研究已迫在眉睫。为此，我们设计了一套全自动化的无纺布生产设备。插入（人工加工鞋套视频截图放入此处，二张图片即可）1.3 自动化技术在生产中的应用1.3.1自动化技术自动化是指机器设备、系统或过程（生产、管理过程）在没有人或较少人的直接参与下，按照人的要求，经过自动检测、信息处理、分析判断、操纵控制，实现预期的目标的过程。自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。因此，自动化是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。现代生产和科学技术的发展，对自动化技术提出越来越高的要求，同时也为自动化技术的革新提供了必要条件。70年代以后，自动化开始向复杂的系统控制和高级的智能控制发展，并广泛地应用到国防、科学研究和经济等各个领域，实现更大规模的自动化，例如大型企业的综合自动化系统、全国铁路自动调度系统、国家电力网自动调度系统、空中交通管制系统、城市交通控制系统、自动化指挥系统、国民经济管理系统等。自动化的应用正从工程领域向非工程领域扩展，如医疗自动化、人口控制、经济管理自动化等。自动化将在更大程度上模仿人的智能，机器人已在工业生产、海洋开发和宇宙探测等领域得到应用，专家系统在医疗诊断、地质勘探等方面取得显著效果。工厂自动化、办公自动化、家庭自动化和农业自动化将成为新技术革命的重要内容，并得到迅速发展。1.3. 3机电控制在机电控制中，应用最广泛的是单片机控制。而步进电机是驱动运动执行部件有效手段，大大简化了机构复杂程度。步进电机将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机在构造上有三种主要类型：反应式(VariableReluctance,VR)、永磁式(PermanentMagnet,PM)和混合式(HybridStepping,HS)0优点是：、电机旋转的角度正比于脉冲数；、电机停转的时候具有最大的转矩(当绕组激磁时)；、由于每步的精度在百分之三到百分之五，而且不会将一步的误差积累到下一步因而有较好的位置精度和运动的重复性；、优秀的起停和反转响应；、由于没有电刷，可靠性较高，因此电机的寿命仅仅取决于轴承的寿命;、电机的响应仅由数字输入脉冲确定，因而可以采用开环控制，这使得电机的结构可以比较简单而且控制成本；、仅仅将负载直接连接到电机的转轴上也可以极低速的同步旋转；、由于速度正比于脉冲频率，因而有比较宽的转速范围。1.3.4电磁铁电磁铁是可以通电流来产生磁力的器件，属非永久磁铁，可以很容易地将其磁性启动或是消除。例如：大型起重机利用电磁铁将废弃车辆抬起。优点：电磁铁的磁性有无可以用通、断电流控制；磁性的大小可以用电流的强弱或线圈的匝数多少来控制；也可通过改变电阻控制电流大小来控制磁性大小；它的磁极可以由改变电流的方向来控制，等等。即：磁性的强弱可以改变、磁性的有无可以控制、磁极的方向可以改变，磁性可因电流的消失而消失。以上部分可以去掉。1.4包缝机1.4.1包缝机的整体结构包缝机的整体结构与平缝机有较大差别，其外形属箱形结构，包括机头、台板、电动机机架、脚踏板等。由于它在工作时仅对衣片边缝进行缝纫加工，因此结构较小,不需要平缝机那样大的工作空间。包缝机各部位零件短小，运转时惯性较小，工作平稳，故适合高速运转。另外由于包缝机线迹形成方法及成缝器的形式与平缝机不同,生产中不用频繁更换梭芯，因此生产效率高。包缝机是较繁杂精密的缝纫机械，它的主要组成部分是机针机构、钩线机构、挑线机构、送料机构及切边刀机构，前四个机构的作用和平缝机相应机构的作用相同，但具体部件的构造是不同的，在包缝工作的同时，切刀机构会切掉缝料的毛边，保证了包缝线线缝宽度一致，呈网状线迹，松紧度一致，整齐美观。1.4.2包缝机的组成部分包缝机由主轴传动机构、非传动机构和润滑系统组成。包缝机与平缝机不同，包缝机的主轴位于机器下部，主轴旋转时分别带动机针机构、弯针机构、送料机构及刀架机构进行准确的运动配合，实现包缝作业。传动机构。机针机构：当主轴旋转时通过针杆曲柄，控制机针做有规律的上下直线运动。弯针机构:大弯针机构控制大弯针的左右摆动，小弯针机构控制小弯针的左右摆动。送料机构:抬牙滑块控制差动牙、送料牙及送线牙的上下运动;送料曲柄控制差动牙、送料牙及送线牙的前后运动三牙”的复合运动完成整个送料运动。刀架机构:上刀架机构控制上刀的上下运动，下刀架安装的下刀不运动,两者共同完成上下刀的剪切配合。非传动机构。包括压脚机构、过线装置等，配合主轴传动机构完成线迹的形成。压脚机构:调节调压螺栓对面料施加一定的压力，可配合送布牙的送料动作。用脚控制抬压脚吊板或用手控制抬压扳手，均可升起或降下压脚。过线装置:直针线经过上线压线板穿人直针中，大弯针线经过大弯针线压线板穿人大弯针中，小弯针线经过小弯针线压线板穿入小弯针中，各压线板控制缝纫线张力配合，形成良好的线缝。润滑系统。有自动飞溅式和油线浸润式两种润滑方式，保持良好的渗油润滑。1.4.3包缝机的成缝过程直针穿过缝料位于最低点，即将上升;小弯针及大弯针均位于直针最侧位，即将向直针方向运动。直针上升，形成直针线环;小弯针由左向右穿人直针线环。直针退出缝料，直针线环被小弯针工扩大，同时大弯针由右下向左上摆动，针尖穿人小弯针所形成的线环内。此时线环开始向前移动。大弯针继续向左上角摆动，已经穿过缝料表面的直针运动线处。缝料已向前推进一个针迹长度，直针下降，开始穿刺缝料，同时穿过大弯针所形成的线环。直针穿过缝料继续下降，大小弯针各自向相反方向运动，远离直针。小弯针和大弯针曾各自穿过的直针线环和小弯针线环开始分别脱离小弯针和大弯针，而直针仍在大弯针线环内。至此，所有线环已经相互穿套住。直针线及大小弯针线在各自收线器的作用下开始收紧线迹。至此，一个三线包缝线迹形成,1.4.4包缝机的应用领域包缝机也称打边车，码边机，及骨车，一般分三线，四线，五线。主要功能一般是防止服装的缝头起毛。包缝机裁与缝纫可同时进行，线迹如同网眼,也适用于弹性面料。包缝机不仅能够用于包边，还能应用于缝合T恤、运动服、内衣,针织等面料。包缝线迹可分为单线、双线、三线、四线、五线和六线等。1、单线包缝为单针一线线迹，主要用来缝制毯子边；2、双线包缝为单针双线线迹，主要用来缝制弹性大的部位如弹力衫底边的缝制；3、三线包缝为单针三线线迹，是普通针织服装常用线迹，特别是一些档次不高的服装衣片的缝合；4、四线包缝是双针四线线迹，比三线包缝增加了一根针线，强力有所提高，用于档次较高服装的衣片缝合或受拉伸较多，摩擦较强烈的部位如合肩合袖等,特别是外衣的缝制；5、五线包缝是双针五线线迹，其线迹的牢度和生产效率进一步提高，弹性较四线包缝好，常用于外衣和补整内衣的缝制。1. 4.5包缝机的基本参数及选用TC"IJflEK巴Oi、3点一少钾OI刎TtMb:«一钾切夫InntU>UOl勿IXM.SIi×Hmm33O*.p.mKGXC7-3-17DC×2711#12/40.5-3.80.7-1.755000450×345×47523.5/32XC700-4-17HDC×2711#24240.5-3.80.7-1.75.56500450×345×47523.5/32XCT-5-38DC×2714#25340.5-3.31-2.85.55500450×345×47023.5/32XCroO-5-86DCX2721»25560.6-5.31-2.85.55500450×345×47023.5/32图1包缝机参数本次设计取常用的xc7005-38,和XC700-5-86两种锁边机。两种包缝机的缝纫速度均为5mmr,其中xc700-5-38的最高转速为5(XX)7min,使用在缝制直线的第一阶段，为1号缝纫机，而xc700-5-86的最高转速可达7500rmin,使用在缝制圆弧和直线阶段，为2号缝纫机。2设计思路2.1资料查阅与实践考察：在查阅了大量资料和现场观看工人的生产，我们基本了解到人工无纺布鞋套的制作过程以及步骤：D切宽：利用大型分切设备将几十米长近两米宽的无纺布原材料分切成170毫米宽的长条形，然后卷成卷；2）切段：将上一步切好的长条形无纺布分切成长720毫米的段，然后对折;图2对折示意图3）缝制：工人将分切的段状布料对折后，手扶对折后的布料推进锁边机用具有弹性的松紧带缝制侧边作为鞋底封口，然后手扶布料旋转，使锁边机缝制半圆即前脚口，同时裁剪掉多余的布料，最后翻开另一侧边单层缝制脚踝处的口子。操作简图，如图3所示。Q折叠握纫鞋底口O缝纫圆弧并 剪裁CS缝纫开口图3传统制作工艺经过统计发现制作一个完整的鞋套仅缝制一个阶段熟练工人耗时近10秒，一般程度工人基本都在15-20秒以上，就单个产品利润来看比其它同类行业要低得多。为此我们设计了一套能到代替工人手工完成的折叠以及缝圆弧动作的设备。2. 2基本设计思路：2. 2.1鞋套基本制作步骤分析及方案初确定本设计基本思路：鞋套开口部分展开后为一段直线，而且折叠以后开口部分很难用机械设备自动翻开然后封一整个圈，于是我们将工人一般的缝纫顺序颠倒过来，先缝鞋套口-折叠-缝鞋底口-缝圆弧。此处插入无纺布鞋套图片1）缝开口利用对转输送滚轮将切好的合适宽度的无纺布长条原料送进锁边机进行鞋套口的缝制2）折叠折叠部分思路来自于动滑轮一一一根绷直的绳子在上面套一个动滑轮绳子一段固定，拉动动滑轮就能形成对折的形状。这里我们将缝好一边的无纺布的一段夹紧在专用夹紧机构上，让一段延生出来的无纺布条于水平面成20度角，然后用一根细长的圆棒穿到无纺布条的下面，紧接着抬起细长圆棒知道超过夹紧装置，最后向输送滚筒的反方向拉动圆棒到一定位置就形成了折叠动作。3）装夹折叠动作完成后我们就要将折叠好的无纺布夹持住以便进行下一步的工序。这里我们将夹持装置设计成鞋套的形状，大小比鞋套成品略微小一些，分上下两片，上底板固定在特定机构上只能水平方向运动，下底板通过长悬臂与上底板连接，上下底板在固定的同时还要保证能够完成夹紧动作，于是就用到了定位销与套筒结构，而夹紧的动作的完成是靠电磁铁来实现的。4）剪切在保证无纺布被切断的时候，无纺布的自由端是被固定住的，也就是说在切断前夹紧装置要送上一个被夹紧的自由端转移到下一个即将成为自由端的位置对无纺布进行夹紧5）工位转换装夹好以后工作台回转180°,装夹工位与缝纫工位转换。6）缝纫直线加圆弧部分缝纫机沿着夹具的直线与圆弧边缘所编进而完场整个鞋套的制作。由于缝纫机本身重量比较大，所以这里我们将缝纫机固定不动，利用差补系统来控制夹具的回旋、走直线等动作。2. 2.2总体方案设计由于最初的方案靠插补系统来完成动作，其结构比较复杂，控制麻烦且效率低下，于是我们将工位增加到四个，用简单的环形导轨来代替插补系统，这样不仅简化了结构还（还）提高了可靠性。简单概括为：四个工位同时运行，通过中心十字架间歇转动与滑块机构的伸缩来实现工位的转接。其中布料折叠由折叠机构实现，缝纫圆弧过程采用夹具上的轴自转达到半圆弧路径，而且手工的最后一步通过翻开侧边口单层缝制的复杂操作被折叠前输送布料过程中单层缝制侧所取代，此机构及工艺路线不用人工，实现了完全自动化，在中心十字架旋转一周的过程中就完成了四个鞋套的缝制，效率更高。原理简图见图5所示。y缝纫直线第一个工位:折会与剪切图5原理简图3折叠机构设计及应力分析3. 1折叠方案的确定折叠机构具体功能要求：在将布用夹具夹紧之前要将布折叠起来，以便在后面工序中配合锁边机缝纫。折叠的大小根据厂家生产的鞋套要求设置为折后为两层350*17Omm的矩形。设计单独用于折叠的机构，折叠方式为先将长布的一端夹住，两根可伸缩的滑杆在布被夹住位置的后方沿着一个凸轮槽向上同时又向前运动，拖着布将其折进夹具里。如图6所示。此方案的特点是将旋转的折叠方式转化为两个方向上的线性运动，所占空间小，速度快且均衡，方便控制、效率高、稳定性好、可行性高等优点，因此采用此方案。3.2折叠机构结构设计图7折叠机构的三维示图分为三个动作部位：在折叠前将布料的前端由夹紧的装置夹持；伸缩滑杆;在折叠过程中托架沿凸轮导槽运动带动伸缩滑杆的将不折叠的装置即成为折叠架；3.2.1折叠机构-伸缩滑杆功能：伸缩滑杆伸张后，随着托架沿凸轮槽轨迹运动可将前端夹紧的布折进夹具里，因夹具前端留有做够的空间给滑杆，夹具可在还未退出伸缩滑杆的情况下将折好的布夹紧，然后伸缩滑杆缩回，即可随着托架回复到原来的位置,而不被夹具卡着。其具体结构与安装方式如下图所示：图8折叠机构-伸缩滑杆部件如图所示，伸缩滑杆的伸张与缩回是靠摩擦轮与滑杆之间的摩擦力带动的,两个摩擦轮的旋转分别由两个步进电机控制。当内部电机反传外部电机正转时,伸缩杆将会被摩擦轮带着往中间伸张，相反则伸缩杆会往外缩回。3.2.2折叠机构-夹紧装置功能：在折叠前将布的前端夹紧，直到将布折好夹紧后松开，夹具将布带着往前进给一小段距离后，再将布夹紧，即为夹住的下一段布的前端，为下一次折叠准备。其具体结构与安装方式如图9所示。图9折叠机构-夹紧装置如图9所示，步进电机输出轴经过第一级齿轮传动，实现减速