GDX2硬盒包裝機白卡紙虛線刀更換工裝設計

許強，喬建軍

（河南中煙工業有限責任公司黃金葉生產制造中心，河南鄭州450000）

GDX2硬盒包裝機白卡紙虛線刀更換工裝設計

許強，喬建軍

（河南中煙工業有限責任公司黃金葉生產制造中心，河南鄭州450000）

GDX2白卡紙虛線刀由兩付刀組成，其位置既有軸向要求，又有周向要求，并需要兩付刀具位置一致，每次更換需要反復對位，維修難度較大。使用工裝后，在進行虛線刀更換時，可以快速、準確確定新刀各位置，減少調整步驟。

白卡紙；虛線刀；調整；工裝設計

1 立項原因

GDX2白卡紙虛線刀由兩付刀組成，其位置既有軸向要求，也有周向要求，同時需要兩付刀具位置一致。每次更換需要反復對位，維修難度較大。

1.1 內框紙成型

單張內框紙是由內框紙帶經過折痕、切割后，再進行最后裁切而成型的。圖1左面是經過折痕切割的內框紙帶，中間兩條折痕線是由虛線切割X和U形切割Y交替組合而成的，進行包裝時就在此處折彎，兩側的微量折痕是紙的外邊略微向下傾斜，便于以后包裝過程中內框紙的輸送以及煙包翻蓋能順利的合上，不會因內框紙而受阻。

1.2 內框紙成型原理

內框紙帶的輸送動力及折痕切割均包含在折痕切割箱體內（圖2），內框紙折痕切割箱體由折痕切割輥對、切割輸送輥對、偏心調節輪、調整齒輪、鎖緊螺釘、傳動齒輪和軸等主要零件組成，傳遞動力是由內框紙傳動箱中的槽輪機構，其運動由槽輪結構控制實現內框紙輸送、裁切的間歇運動，即每向前輸送一張內框紙的距離即停頓一次，便于內框紙的最后切割。

1.3 內框紙的調整

（1）調整要求。白卡紙在調整時，虛線中U形切割段與裁切端面有要求，如圖3所示，切割完成后，U形虛線段與切割端面間距y=22 mm，兩虛線間距54 mm。

圖1 白卡紙虛線切割圖

圖2 虛線刀切割裝置圖

（2）調整方法（圖4）。U形虛線段與切割端面間距y的調整：①擰松螺釘和螺母。②轉動割痕輥，直至滿足y＝22 mm的要求。③鎖定螺柱和螺母，調節雙齒輪，以消除齒輪側隙。

2 現狀分析

2.1 更換白卡紙虛線刀精度不易控制

因白卡紙的調整即用周向精度要求，又有軸向精度要求。在更換新刀時需要脫開主傳動，當新刀安裝后其位置發生變化，對其安裝精度就會產生較大影響。即使在更換前做好記號或測量位置，也不易保證其精度與更換前一致。如果刀具與原刀具有差異，其精度控制更加困難。

圖3 白卡紙成型圖

2.2 更換白卡紙虛線刀時間較長

更換該刀時，需取下該總成，虛線刀安裝調整后，要將總成安裝至設備上驗證調整精度，為保證調整要求需要反復多次拆卸安裝，耗時較多（每次更換需2～3 h），維修效率偏低。

3 設計思路和使用方法

3.1 設計目標和思路

（1）目標。根據白卡紙虛線刀的安裝結構和組成原理，擬設計一套對刀裝置，實現虛線刀更換快速、可靠。

（2）思路。根據傳動齒輪結構設計一個定位套，作為虛線刀對刀工裝限位。制作一套虛線刀定位工裝，配合基準定位套，確定虛線刀與基準周向位置。制作一個定位塊，配合虛線刀定位工裝，確定兩把虛線刀間距。

3.2 使用方法

（1）在更換虛線刀前，使用基準定位套固定傳動周向位置，用原虛線刀確定定位工裝位置，用定位塊確定兩虛線刀間距，然后用螺釘緊固工裝各位置。

（2）拆卸舊刀，安裝新刀，然后用已固定位置的工裝來確定虛線刀各位置，這樣就可以保證新刀與舊刀位置一致。

4 工裝設計

4.1 工裝的組成

虛線刀工裝由基準定位套、定位刀固定架和定位刀等3部分組成。

（1）基準定位套設計。基準定位套是確定虛線刀周向位置既相位的裝置，由齒輪套和固定板組成。定位套根據白卡紙虛線壓痕組成主傳動齒輪結構設計，根據主傳動齒輪結構特點和工作原理設計如圖5所示，左邊為齒輪套，右邊為固定板。

（2）定位刀固定架。定位刀固定架主要由支撐架（圖6）、限位板（圖7）和定位塊（圖8）等3部分組成。支撐架是用于安放在虛線刀架上，確定定位刀安裝的載體；限位塊是確定定位刀高低位置的，兩者組合后可以確定定位刀；定位塊用于確定兩虛線刀間距。

（3）定位刀。定位刀主要作用是用于確定虛線刀周向位置（圖9）。定位安裝后其刀刃置于虛線刀間隔縫中，用于約束虛線刀周向轉動。

4.2 工裝使用

（1）基準定位套使用。使用時基準定位套安裝在白卡紙傳動主齒輪上，定位套上設有與連接齒輪平鍵相適配的開口，以使定位套套裝于齒輪上且與平鍵相卡，然后接用固定板使之固定。

（2）定位刀使用。待基準定位套固定完畢，使定位刀固定架固定到白卡紙傳動機構機架上，并安裝定位刀，使刀刃與白卡紙虛線刀缺口吻合，并調整鎖緊限位板，使定位刀位置確定，然后調整定位塊，使之兩側與虛線刀刃口對齊后鎖緊。

（3）更換新刀。使用工裝后該白卡紙虛線刀周向、軸向位置均確定，更換新刀時松開基準定位套壓板，卸下定位套，并拿下已鎖緊的定位刀組件，按照要求更換新刀后，再重新按照基準定位套并用壓板壓緊，把已鎖緊定位的定位刀組件安裝在機架上，使新刀缺口與定位刀刃口吻合，并調整新刀軸向位置使兩虛線刀間距與定位塊兩側對齊后鎖緊各緊固螺釘，即可保證新刀周向和軸向位置與原刀一致。

圖4 白卡紙調整結構圖

圖5 基準定位套組件

圖6 支撐架

圖7 限位板

圖8 限位塊

圖9 定位刀

5 效果

使用工裝后，進行虛線刀更換時，可以快速、準確確定新刀各位置，減少調整步驟。實現精準對位，節省維修時間，減少調整錯誤。每次安裝調整節省工時2 h以上，按照每個工時100元計算，卷包車間共28組，每年更換2次，直接經濟效益1.12萬元。2 h可生產80件卷煙，1年則可多生產8960件，按照每天產量4000箱計算，可少用0.448 d，每年可產生間接經濟效益8.96萬元（每生產1 d費用20萬元）。該項目可產生經濟效益為10.08萬元。

［1］汪家駒，周培清，黃德良，等.卷煙包裝設備[M].北京：北京工業出版社，2001.

［2］成大先.機械設計手冊（2）（第五版）[M].化學工業出版社，2008.

［3］機械設計手冊編委會.機械設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2008.

〔編輯 凌瑞〕

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10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.03.28