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研究生:王惠民
研究生(外文):Hui-Min Wang
論文名稱:模內切製杯機之設計與開發
論文名稱(外文):Design of the manufacturing internal cutting cups mold machine
指導教授:王金樹王金樹引用關係
口試委員:林水泉李石頓
口試日期:2012-07-03
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:機電整合研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:80
中文關鍵詞:凸輪模內切凸輪曲線機構設計
外文關鍵詞:camthe cutting internal moldcam curvemechanism design
相關次數:
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在以往的塑膠模製杯機幾乎都是先以抽氣成型製成杯子以後再送到裁切機做裁切的動作,整個機台的體積會相對的比較大,同時過程也相對的比較久一點;為了使杯子更有效率的製作出來,我們希望在模子內部抽氣的時候同時可以做裁切的動作,要達成這個動作就需要有可以做變化加速度的能力。因此本文之設計重點在於可變化加速度的凸輪,在最少輸入動力的情況下可以完成模子內部裁切的目的。
  本論文主要是利用機構設計的向量迴路再加上所選定的凸輪路徑,配合運動學中的位置分析來找出凸輪的輪廓,以及牛頓定律來找出各桿件的內應力,並且將整個機台作模組化的動作,改變任一桿件長度可得到不同的凸輪輪廓但是不影響其模具的運動,這樣可以減少在電腦設計部分的改圖、量測的時間,並且可以將專用機台系統化,讓使用者可以依照個人需求來選擇機台大小的變化。最後我們將設計好的機台創新變形,讓機台變得更多元性,不同的變形有不同的運動方式。整個設計流程讓機台製作系統化、機台設計完整化、機台的使用多元化。


In general, a plastic cup runs exhaust molding with plastic molded cup machines prior to cutting with a cutting machine. Consequently, the process is relatively long and volume of the whole system is relatively large. To be more efficient, the improved process combines exhaust and cutting into a single machine which can be done by varying acceleration with time. In this thesis, we propose a design of an accelerating cam to accomplish cutting inside the mold with minimum power consumption.
The profile of the cams is determined with a selected cam curve and position analysis. It is calculated by the vector loop from mechanical design. Newton''s law is then applied to find out the internal stress of each bar. When the machine is modularized, giving different bar length can have corresponding cam profile without affecting mold movement. As a result, the machine is highly customizable for variant user needs. It speeds up the diagram modification and simulation in computer design In addition, we innovate a machine transformation which gives it diverse motion. In conclusion, our design process supports the systematic machine production, the integrated machine design, the diversified use of the machine.


目錄
摘要 i
Abstract ii
誌謝 iii
目錄 iv
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 製杯機原理 4
1.3 研究目的 6
1.4 文獻回顧 7
第二章 凸輪機構的設計流程與運動學分析 9
2.1 模具上下運動與翻轉運動之確定要求 9
2.2 製杯專用機之機構分析 11
2.3 模內切製杯機之運動學分析 14
2.3.1 模內切製杯機各桿件之位置分析 14
2.3.2 模內切製杯機各桿件之速度分析 19
2.3.3 模內切製杯機各桿件之加速度分析 19
2.4 模具之上升與翻轉的控制曲線設計及選用 19
2.4.1 裁切組凸輪 20
2.4.2 翻轉組凸輪 21
2.5 設計兩組凸輪輪廓曲線 22
2.5.1 裁切與翻轉之主凸輪輪廓設計 22
2.5.2 裁切與翻轉之後凸輪輪廓設計 23
第三章 機構之動力學分析 24
3.1 動力學分析之質心加速度 24
3.2 各桿件之質心運動方程式 27
3.3 製杯專用機各桿件之內應力分析 28
第四章 EES模擬軟體介紹 31
4.1 EES人機介面 31
4.2 EES通用參數公式 34
第五章 結果與討論 36
5.1 計算凸輪控制曲線及特徵 36
5.2 計算運動學與動力學 41
5.3 計算桿件和鍵安全係數與扭矩和馬達功率 44
5.4 改變參數與參考值之比較 49
5.4.1 Case 1改變下模上升(DR)之影響 49
5.4.2 Case 2改變下降角度(DD)之影響 52
5.4.3 Case 3改變裁切裁切深度(hc) 55
5.4.4 Case 4改變凸輪中心位置 59
5.5 模內切製杯機3D繪圖 62
5.6 機台比較 63
第六章 機構變形理論 64
6.1 模內切製杯機之機構 64
6.2 縮圖與鄰點數求法 66
6.3 鄰點數串列與鄰接矩陣求法 68
6.4 構造碼與可變形種類 69
6.4.1 構造碼 69
6.4.2 可變形種類 70
6.5 變形結果 71
第七章 結論與未來展望 72
7.1 結論 72
7.2 未來展望 72
參考文獻 73
符號彙整 75


參考文獻
[1] 機構學 (Mechanisms),顏鴻森、吳隆庸著,東華書局出版,初版,台北,2006,
ISBN:987-957-483-394-8。
[2] Design Of Machinery,Robert L、Norton著, McGraw-Hill出版,New York,
三版,2004,ISBN:007-123671-6。
[3] 運動學與機構設計,蘇鍾河、C W. Radcliffe著,科技圖書出版,台北,1980,
ISBN:446-103-8864-68955。
[4] 創造性機構設計學,許正和著,高立圖書出版,初版,台北,2006,
ISBN:986-412-411-0。
[5] 複雜機械系統快速創新設計,王玉新著,科學出版社出版,初版,北京,2006,
ISBN:7-03-016812-7。
[6] 材料力學 (Mechanics of Materials),John T.DeWolf著,高立圖書出版,四版,
台北,2006,ISBN:0-07-298090-7。
[7] 工具機簡單凸輪設計,金屬工業發展中心編譯,經濟部國貿局出版,台北,
1986。
[8] Mechanical Engineering Design,Joseph E. Shigley著,McGraw-Hill,New York,
出版,六版,2004,ISBN:007-123270-2。
[9] 機械設計手冊、機械設計手冊單行本,成大先著,化學工業出版,五版,上海
2004,ISBN:7-5025-4950-1。
[10] http://www.cheng-mei.com.tw/ 承美機械有限公司。
[11] http://www.honghua.com/ 浙江宏準機械塑膠有限公司。
[12] http://www.fast-bearing.com/product4.html 法斯特精工有限公司。
[13] http://www.hyii.com.tw/ 鴻翊精密股份有限公司。
[14] http://www.sparkfix.com.br/din/DIN%20Sparkfix/6885b1.htm 方鍵規格。
[15] http://www.vfkhead.com/
[16] http://www.gabler-maschinenbau.de/de/index.html
[17] http://www.brown-machine.com/brown-machine.html
[18]Engineering Equation Solver, EES,Commercial and Professional Versions,2002
[19]Design of Machine Element,M.F.Spotts著,淡江書局,台北,1978。
[20]機械材料,機械材料編輯委員會編著,高立圖書出版,台北,2005,
ISBN:957-584-085-2。
[21] http://ndltd.ncl.edu.tw/cgi-bin/gs32/gsweb.cgi/login?o=dwebmge


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