管多数为圆形，其加工及切割技术已经较为成熟，圆纸管虽然加工简便，但在使用储存及运输过程中均存在很多不便，而方形纸管在这些方面则有较大优势，因此，方形纸管日益受到人们的青睐。

方形纸管不是回转体，在加工难度上比圆形纸管大，纸管的切割是纸管加工过程中必不可少的工序之，其生产效率加工精度生产成本以及自动化程度的高低都将对整个生产过程产生直接的影响。

根据调查显示，在中国和其他国家有很多生产圆形切管机设备的厂家，而且样式也有很多不同，但还没有专门制造方管的切管机，在需要切割方形纸筒的时候大都采用圆形纸筒切管机代替，所以，使用中存在很多问题，许多厂家也在努力的解决，但至今还没有研究出理想的产品。

生产现状切深不均工件方纸管在旋转时，刀具的移动相对滞后，使角部吃刀量比平面处大。

刀片对工件表面正压力随工件的转动呈周期性波动，在平面时正压力最小为，在角部时正压力最大为。

推动刀片的弹簧为线性弹簧，在工件转动至角部时，弹簧的压缩量最大，其作用给工件的力也最大，转至平面位置时弹簧压缩量逐渐变小，其作用给工件的力也变小二〇〇九年六月二十三日星期二刀具和芯轴的使用寿命短由于在切割过程中，刀具与芯轴始终受到周期波动的切削力作用，使刀具产生磨损不均匀现象。

并且在角部已经切断的情况下，平面处尚未切断，必须继续进行切割这样必然会对角部的芯轴产生破坏，并额外增加刀具的工作量，造成二者使用寿命过短。

芯轴刚度不足原有纸管切割机般为单侧刀切割，使芯轴受到很大的径向力，当芯轴呈细长状时，显得刚度明显不足。

生产效率低下人工操作完成。

对小截面方形纸管每上料卸料次只能切割段。

解决方案切深不均的解决方案方管切割与圆管切割主要的不同之处在于方管不是回转体，在回转运动时其与刀具接触点随角度变化而产生周期性的相对的径向移动，本设计采用了凸轮仿形结构，从而可以使工件回转时，刀具的同步进退，能有效解决切深不均问题以及刀具和芯轴使用寿命短问题。

仿形块与芯轴通过齿轮以的传动比联系在起。

刀具进给与返回仿形块带动气缸在滑轨上来回滑动，气缸再带动刀具，气缸与刀具均由仿形块带动，靠气缸自身的伸缩实现刀具的进给与返回。

各工艺过程的连锁动作设有手自动转换，可实现手动与自动自由转换。

自动工作时，在装完毛料后，按下启动按钮，此后包括停止在内的所有动作均由机器自动完成。

工作过程如下将纸管套装在芯轴之上，按启动按钮，电机启动，工件开始旋转，同时电磁阀动作，汽缸通气，气缸带动刀具进给将道具压在纸管上，弹簧伸缩，使刀具对纸管的压力接近要求压力此压力由纸管厚度及经验确定，到达要求压力后，开始切割，时间继电器到达调定的合适时间后此时间根据试验及经验确定，电磁阀换向，气缸带动刀具返回原位，电机停止，手工卸料，个工作循环完成。

在以上解决方案解决中，用凸轮机构解决切深不均的问题，并使刀具对纸管的压力恒二〇〇九年六月二十三日星期二定，同时缓解了刀具与芯轴的磨损情况，同时也实现了仿形的功能。

道具的进给用气缸控制，这样能实现道具频繁的换向和自动进给，而且还能用气缸保护刀具切割时的过载。

立题意义本课题的意义在于研究种操作简单方便生产成本低高精度高效率的方形纸筒切管机，这个题目的成功研制将会提高纸制品的生产效率加工精度以及降低生产成本具有重要意义。

本文主要内容本文对方纸管的切割现状进行了分析，有针对性进行了功能元分解与设计，选用些经济实用同时对部分主要零部件进行了计算与校核，最后对本产品开发设计的社会与经济效益进行了分析，对设计进行了总结。

二〇〇九年六月二十三日星期二第章设计说明概述本产品由驱动系统传动系统横向行走机构对切刀架总成尾座总成控制系统机架等几部分组成，详见总装配图纸筒切管机。

本产品专门用于切割方形纸管下称纸管，并能够通过更换仿形凸轮达到切割多种规格纸管的目的。

功能元分解驱动系统减速机是种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩。

它的种类繁多，型号各异，不同种类有不同的用途。

减速器的种类繁多，按照传动类型可分为齿轮减速器蜗杆减速器和行星齿轮减速器按照传动级数不同可分为单级和多级减速器按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器圆锥齿轮减速器和圆锥圆柱齿轮减速器按照传动的布置形式又可分为展开式分流式和同轴式减速器。

以下是常用的减速机分类摆线针轮是减速器硬齿面减速机圆柱齿轮减速机行星齿轮减速机三环减速机起重机减速机蜗杆减速机轴装式硬齿面减速机无级变速器蜗轮蜗杆减速机的主要特点是具有反向自锁功能，可以有较大的减速比，输入轴和输出轴不在同轴线上，也不在同平面上。

但是般体积较大，传动效率不高，精度不高。

谐波减速机的谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动力的，体积不大精度很高，但缺点是柔轮寿命有限不耐冲击，刚性与金属件相比较差。

输入转速不能太高。

行星减速机其优点是结构比较紧凑，回程间隙小精度较高，使用寿命很长，额定输出扭矩可以做的很大。

但价格略贵。

为了使切管机结构紧凑，在这里选择的驱动系统由电机及摆线针轮减速器组成，为传动机构中两根轴的转动提供动力源。

传动系统传动系统由变速器纸管芯轴仿形轴仿形凸轮等组成，由于变速器的作用，使纸二〇〇九年六月二十三日星期二管芯轴管路各种控制阀及电气元件组成，电器元件包括通电开关断电开关继电器通断电源组成。

刀架下端插装在平车机构中台面板上的导槽中且可沿导槽移动。

在平车车轮的轮轴上通过牵引绳索连接有重锤。

限位装置直接装在刀架上，由螺母调整进退刀行程，控制不同管径管厚的切割深度。

图主视图图俯视图二〇〇九年六月二十三日星期二图侧视图多刀切割纸管机纸管切割是生产纸管必不可少的工序，现在所用的纸管是单切割机每次只能切割根管子，效率低操作烦琐，每切件两断都需留有定的加工余量，再进行加工才能达到要求，工序长材料消耗大纸张利用率低，随着纸管生产量的增大以及对纸张利用的控制，单管切割机已经日趋显示出生产能力的不足，急待解决这类关键的设备，以提高生产率和纸张利用等。

本机就是要克服现有技术中之不足，而提供种多管切割的管与管之见不留再加工余量的而次成形的每个切削头能在切深和切长调节上进行的调整方便自如切割过程全自动化的多刀切割纸管机。

本机的目的可以通过以下措施来达到设计的机器床身内有动力源部分的电动机电动机皮带轮。

电动推杆控制摆臂的动作，以便于装卸待加工的纸管及加工后的纸管并支撑心轴以便于切割。

另只电动推杆控制大刀架抬起及落下的切割动作。

电动推杆与摆臂及大刀架用铰链联结，摆臂用支点铰链支撑。

机器床身的上面设置有床头箱皮带轮大刀架大刀架支撑大刀架铰链。

床头箱上装有心轴，其上套装待加工的纸管，大刀架上装有多哥可调整的小刀架，小刀架上装有调整螺钉，刀头刀片等。

附图的图面说明如下图是切管机正面示意图图是切管机剖视示意图图正面示意图二〇〇九年六月二十三日星期二图剖视示意图本机的目的还可以通过以下措施来达到大刀架上设置的小刀架数量是个每个小刀架口可以单独进行刀片切割深度及纸管切割长度的调整，采用的电动推杆及电动推杆支撑是二个。

采用的电动机电动机皮带轮床头箱，自动完成全过程。

本机对比现有技术具有如下优点采用多刀切割，次可完成多根纸管的生产，不需要加工，保证了质量，提高了生产率，是现有技术所不能达到的。

多刀切割，加工质量高，纸管两端不需再留加工余量，减少了纸管的消耗，提高了纸张的利用率，利用系数可达。

按台设备年产万支管计，可节省万支纸管用料。

本机下面将结合实施例作进步详述如图图所示床身内设置有电动机电动机皮带轮，电动推杆控制的动作，电动推杆支架支撑着电动推杆，通过支点铰链支撑着摆臂。

床身上设置有床头箱皮带轮大刀架大刀架支架大刀架铰链心轴，缎卡装在床头箱上，另端由摆臂支撑大刀架上有个可调整的小刀架，小刀架上有调整螺钉可调整刀头上的刀片的切割深度，小刀架可沿大刀架左右移动，以调整切割纸管的不同长度，所有电气控制由电控箱来完成摆臂大刀架与电动推杆的连结用铰链将待切割的纸管套装在心轴上，先启动摆臂的电动推杆使其右行，此时即可安装整根纸管，然后使电动杆左行，摆臂顶住心轴，控制了心轴中心位置，并承受切割力当心轴转动后，启动大刀架控制电动推杆调整好，切割长度也控制好大刀架大刀架下降可进行切割，切割完毕后，大刀架电动推杆反向行程，无齿刀片抬起，小刀架也随之抬起，脱离纸管，停止电动机，松开摆臂，反向摆臂的电动推杆，使摆臂到图示虚线位置，取下已切割完成的纸管，个工序循环完成依此次序再进行循环动作，完成切割纸管生产工序所有机器的工作循环，只需按动自动按钮，机器动作即自动进行，操作者只需将整根纸二〇〇九年六月二十三日星期二管套上，动作在延时候又自动启动，直至切割完毕，摆臂自动右行，再经延时取管装管，动作又自动进行机器为适应调整需要，同时设有手动系统经济效益本设计中设备驱动系统采用市场现有的摆线针轮减速机，通用性好，价格便宜，本设备所选减速机型号市场售价在元左右传动系统的变速箱体采用焊接结构，其齿轮仿形轴等零件均采用极为常用的结构钢做为材料，整个系统材料及加工成本在元左右刀架中气缸采用双轴复动型气缸，每只成本元，对切刀架总成材料及加工成本合计约元左右，横向行走机构全套材料及加工成本在元左右尾座总成的材料及加工成本合计约元左右其它附件及附加费用按计算，则该设备成本元，如果批量生产，成本还可以降低。

根据目前市场情况，每台设备售价按元计算，则利润为元。

如果每年售出台，则可赢利元该设备投资少见效快，加工简便，对设备情况要求较低，所有零件均可以用通用设备加工，般小型加工厂完全有能力进行生产，产品的收益也是比较可观的。

社会效益上文已经说过，本产品在国内尚属首例，因此，该设备的出现无疑会对方形纸管加工带来新的面貌，其社会效益将会是十分明显的，主要体现在以下几个方面使用简便，提高了效率，可以节省人力。

由于切割时刀具与工件的冲击小，增加了刀具和芯轴的耐用度，运行成本低安全节能噪音低无污染。

提高了产品加工质量。

本章小结本章主要介绍了本设计所参考的机型，分别对双刀自动切管机和多刀切割纸管机的特点进行了说明。

从缺点引出本设计的目的，进而通过与其他同类产品的对比中得出本设计的优点。

使本设计的合理性和可用性得到了证明。

本章同时对本设计的经济效益和社会效益做了陈述，从经济性上得出了本设计的