陳沖鋒，潘 露

（1.蕪湖機(jī)械工程學(xué)校，安徽 蕪湖241200；2.安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，安徽 蕪湖241000）

0 引言

現(xiàn)代企業(yè)對(duì)自動(dòng)化的需求越來越高，小型批量制作的自動(dòng)化設(shè)備越來越多。本課題來源于一家規(guī)模制藥企業(yè)購(gòu)買的一批包裝袋打印專用設(shè)備，由于技術(shù)不成熟，打印底座極易磨損，給企業(yè)帶來了不必要的損失。在實(shí)際使用過程中，安裝打印字碼的底座由于上下底座采用V型槽配合夾緊，打印作業(yè)中V型壓板與V型槽長(zhǎng)時(shí)間配合，使兩者間的配合松動(dòng)致使打印底座3~5個(gè)月就會(huì)損壞使V型槽變形導(dǎo)致底座損壞現(xiàn)象。由于小型設(shè)備市場(chǎng)小，技術(shù)不成熟，生產(chǎn)廠家維修跟不上，制藥廠家機(jī)械方面專業(yè)人才有限，對(duì)設(shè)備的改造有心無力，給企業(yè)生產(chǎn)帶來了很大的不便[1]。

1 打印底座問題分析

打印底座的三維結(jié)構(gòu)圖如圖1（a）所示，實(shí)物圖如圖1（b）所示，打印底座與氣缸連接安裝必須先將上下底座拆開，使用螺釘連接，上下底座連接使用凸V型壓板、凹V型槽配合，四個(gè)螺釘壓緊。因打印底座使用頻繁，在使用過程中螺釘容易松動(dòng)，致使凸V型壓板、凹V型槽磨損加劇，間隙增大導(dǎo)致?lián)p壞[2-3]。打印底座的上底座僅僅設(shè)計(jì)了一面能夠安裝打印字碼，一旦松動(dòng)損壞必須更換，而該打印底座材料為黃銅，更換價(jià)格較高，且更換麻煩，給企業(yè)帶來了很大的經(jīng)濟(jì)損失。

圖1 打印底座結(jié)構(gòu)圖

2 打印底座優(yōu)化

為了解決企業(yè)打印底座的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、拆卸麻煩、使用壽命短等問題，分別從優(yōu)化底座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)化氣缸安裝與上底座固定方式和優(yōu)化上下底座的配合安裝三方面對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。

2.1 打印底座的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

原有底座采用凸V型壓板、凹V型槽配合，螺釘壓緊，長(zhǎng)時(shí)間使用和拆卸導(dǎo)致螺紋松動(dòng)，從而導(dǎo)致配合間隙增大損壞，磨損嚴(yán)重并影響打印底座使用壽命短，因此底座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上存在問題，本文針對(duì)上下底座的配合對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。通過改進(jìn)上下底座的配合方式，將原本凸V型壓板、凹V型槽配合改成上下T形槽配合，上下T型槽配合使上下底座面與面接觸，形成一個(gè)整體，解決了底座長(zhǎng)期使用上下底座的松動(dòng)的問題，提高了打印底座的使用壽命，如圖2（a）所示為優(yōu)化后的打印底座零件圖，圖2（b）所示為打印底座裝配圖。

圖2 優(yōu)化后的打印底座結(jié)構(gòu)和裝配圖

2.2 簡(jiǎn)化氣缸安裝與上底座固定

考慮到打印底座氣缸安裝復(fù)雜，且上下底座竄動(dòng)嚴(yán)重，將原本下底座與氣缸連接的四個(gè)螺絲孔改成下底座上的兩個(gè)對(duì)角通沉頭螺絲孔，避免與氣缸連接時(shí)拆卸氣缸，僅需直接將下底座放在氣缸上，使用螺釘連接即可，簡(jiǎn)單方便。同時(shí)為了更好的提高上底座的使用率，將上底座上下兩面均改成了T形槽，在提高上下底座的連接強(qiáng)度的同時(shí)，也提高了上底座的使用次數(shù)，大大提高了利用率。在下底座上加一個(gè)擋塊，控制了上底座的竄動(dòng)，減少了T型槽的竄動(dòng)磨損，提高了底座的使用壽命[4]，如圖3（a）所示為在圖2的基礎(chǔ)上優(yōu)化后的打印底座零件圖，圖3（b）所示為優(yōu)化后的打印底座裝配圖。

圖3 第二次優(yōu)化后的打印底座結(jié)構(gòu)和裝配圖

2.3 優(yōu)化上下底座的配合安裝

經(jīng)過兩次改進(jìn)的打印底座為企業(yè)大大降低了成本，創(chuàng)造了更大的價(jià)值，但是在實(shí)際應(yīng)用的過程中仍然存在上底座反方向竄動(dòng)，下底座的擋塊加工安裝不便的問題。針對(duì)以上問題，將下底座的寬厚的擋塊換成了薄的擋板，并在上底座上加入了鎖緊手柄，手柄與鎖緊桿加上彈簧與上底座配合，鎖緊桿前端彎曲，通過外界施壓帶動(dòng)彈簧的伸縮完成鎖緊桿的伸縮，完成上下底座的配合鎖緊，第三次優(yōu)化后的底座如圖4所示。當(dāng)上下底座配合到位時(shí)，只需轉(zhuǎn)動(dòng)手柄將上下底座連接成一個(gè)整體，通過這種設(shè)計(jì)完全解決了上下底座的竄動(dòng)問題，優(yōu)化了結(jié)構(gòu)，方便了安裝，實(shí)現(xiàn)了上下底座的完美結(jié)合。

圖4 第三次優(yōu)化后的打印底座裝配圖和實(shí)物圖

3 產(chǎn)品改進(jìn)前后使用壽命、維修時(shí)間和生產(chǎn)成本對(duì)比

改進(jìn)后的打印底座如圖4所示，在企業(yè)投入使用后有效解決了目前底座存在的問題及使用缺陷，其整體使用效果如圖5所示。

圖5 打印底座安裝后的包裝袋打印專用設(shè)備

改進(jìn)后的打印底座在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用已成功運(yùn)行了三年。現(xiàn)就原始底座和改進(jìn)后的底座使用壽命、維修時(shí)間及制作成本進(jìn)行對(duì)比。

表1所示為改進(jìn)后的底座與原有底座的使用壽命對(duì)比，其使用壽命由原有的3~6個(gè)月提高到12~24個(gè)月，使用壽命提高了300%.

表1 使用壽命對(duì)比

表2所示為改進(jìn)后的底座與原有底座的維修時(shí)間對(duì)比，維修時(shí)間由原有的1 h減少到0.2 h，工作效率提高了80%.

表2 維修時(shí)間對(duì)比

表3所示為改進(jìn)后的底座與原有底座的制作成本對(duì)比，成本由原有的一個(gè)1350元減少到一個(gè)850元，成本降低了40%.

表3 制作成本對(duì)比

4 結(jié)論

機(jī)械字碼打印底座通過優(yōu)化底座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)化氣缸安裝與上底座固定方式和優(yōu)化上下底座的配合安裝三方面的改進(jìn)，降低成本約40%，提高底座的安裝效率80%、提高使用壽命300%，大大提高了使用壽命及穩(wěn)定性，簡(jiǎn)化了底座的加工步驟，為企業(yè)節(jié)約了成本，提高了加工效率，創(chuàng)造了更高的價(jià)值。

目前該研究成果已經(jīng)申請(qǐng)專利，并已經(jīng)授權(quán)，專利號(hào)：ZL201520257587.4.