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1、 扬州大学广陵学院本科生毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目超声波热熔裁剪机设计题目来源公司课题题目类型结合生产实际指导教师李鹭扬学生姓名谢友洪学 号100007134专 业机械设计制造及其自动化开题报告内容：（调研资料的准备与总结，研究目的、要求、思路与预期成果；任务完成的阶段、 内容及时间安排；完成毕业设计（论文）所具备的条件因素等。）文 献 综 述1.1前言不久前在美国进行了一次问卷调查，题目是：什么东西是您生活必需的。在被询问者的答案中，牙刷将汽车和电脑远远抛在了后面。第一个将牙刷生产工业化的人是英国的威廉艾利斯。牙刷的功能：一是为了去除造成龋齿、牙周病的牙垢，清楚牙齿表面的牙菌膜
2、；二是为了对牙龈进行生理按摩。1.2主题（一）、牙刷考古资料表明，世界上最早的植毛牙刷是中国人发明的。1954年，辽宁省赤峰市大营子村一号辽代驸马墓中出土了两把骨制牙刷，这是辽代应历九年(959年)的遗物，距今已有1000多年。此牙刷柄长19厘米，植毛部分为扁平长方形，有8个植毛孔，分为两排，每排4孔。说明最迟在公元959年，中国人已经发明并使用了牙刷。宋代开始出现了用马尾制作的牙刷，当然其时没有现代的牙膏，而是以皂角、生姜、地黄、槐实、细辛、荷叶与青盐等研成细末洁齿。宋代的牙刷使用尚不普及，牙刷常作为珍贵礼品馈赠亲友。元代仍是如此，元人郭玉的诗中写道：南州牙刷寄来日，去腻涤烦一金直。明代以后
3、牙刷才逐渐普及成为日常生活的必备品。国外牙刷起源的年代为1770年，至少比中国迟了800多年。其时美国的一位囚徒威廉阿迪斯在一块长而扁平的骨头上钻了几排小孔，用猪鬃嵌入小孔中制成牙刷。牙刷从来没有停止发展的脚步。1938年，杜邦公司用尼龙材料替代猪毛，制成了现代牙刷。1960年，第一把电动牙刷在美国诞生。1987年，第一把家用旋转电动牙刷诞生。1992年，电动声波振动牙刷在美国推出。最近35年间共取得整整3000项和牙刷有关的发明专利。当前可以把牙刷分为：传统牙刷、电动牙刷、声波牙刷、超声波牙刷、负离子牙刷等几大类。当然随着科技的进步和新材料的应用，新的牙刷品种也会随之出现。人们总是希望有一款
4、牙刷既可以拥有各种牙刷的功能，又不是奇特的形状，在需要时这种功能体现出来 ，不需要时又不占用空间。那么，可换头的牙刷就成了未来牙刷的主角。牙刷的改良方案：牙刷头：根据美国牙科协会的规定，牙刷头的长度应为2.53厘米，宽度为0.81厘米，有24排刷毛，每排512束刷毛，牙刷头前端应为圆钝形。 在可换头牙刷套装中，已有两个标准牙刷头，一个单头牙刷头，一个牙缝刷头。（二）、牙刷植毛机伴随着牙刷的发展，生产牙刷的工艺流程也在不停地发展，牙刷生产的机器由半自动植毛机变为全自动植毛机。生产一支牙刷的设备包括：注塑机、植毛机、磨毛机、清洗机、甩干机。这里我着重介绍一下牙刷植毛机。植毛机构主要完成刷丝 传送、
5、 铁片传 送、 铁片剪切、 刷丝与铁片合成、 植入刷板等动作。其工作原理是: 启动主轴电机, 带动主轴旋转, 安装在主轴上 的 3 只互成 一定角度的 凸轮启动。第一凸轮驱动一换向装置, 带动拉毛梭芯在梭壳中来回拉丝, 从而不断将牙刷丝送入植毛嘴中; 同时另一凸轮带动送铁片机构,将铁片送入切片刀盒; 此时连杆机构带动刀片切出1.6mm *1 mm *0.4 mm 的薄片, 并与梭芯拉入的刷丝一起送入植毛嘴中, 由步进电机驱动的装有刷板的工作台移到植毛嘴下, 将一束刷丝连同铁片植入当前刷板孔中,完成一次循环。如此反复, 机器将不停地生产出牙刷, 平均每支牙刷植毛时间为 5-7 s。运动平台这是一
6、套精度较高的两轴定位系统, 主要完成牙刷取板, 刷板定位, X 、 Y 方向移位,牙刷出板等一系列动作。因此, 这部分精度如何影响到整机性能及牙刷植毛质量, 要求运动平稳、 移位速度快、 到位精度高。通常刷板孔径在1.6mm 左右, 要能准确地将毛丝及铁片植入刷板每孔中心, 给运动平台提出了较高要求。其设计原理是: 由微电脑控制步进电机, 来驱动X轴与Y轴,而X轴和Y轴采用定制精密滚珠丝杠, 丝杠导程为9.6mm, 步距为0.04 mm。工作台的平移运动, 由 X 、Y 轴运动基座加装导杆, 并在导杆上安装立线轴承, 以消除晃动及步距误差, 夹板装置安装固定在运动平台上, 由电磁气动阀完成刷板
7、的夹紧及弹出。（三） 、现状和发展趋势 从世界上一些大的公司厂商来看,牙刷生产的自动化程度越来越高,牙刷已从简单向复杂发展。从牙刷柄的设计、模压、植毛、剪毛、磨毛全都是自动化一条龙生产,牙刷柄的设计越来越科学,观越来越漂亮,刷毛的材料从普通尼龙丝,到尼龙b1o、尼龙b12,直到最近杜邦(加卯ut)公司推出的耐力丝(1加lex)更加经久耐用,不开花、不倒毛。 产品趋势：全世界的牙刷市场已从“一个大码适合一切需求”的产品观念,发展为高度细分化的牙刷产品市场。具体表现在: 牙刷的手柄已从单一的塑料材料发展到橡塑复合的双重材料,更符合人手的握姿和更富有弹性； 刷毛的排列更科学,前后内外刷毛材料、丝径不
8、一样,更适合口腔和牙齿所需要的柔和性和清洁性； 刷毛的颜色因材料的不同而不同,外观更美观,同时出现了彩色牙刷,约占市场的30%，更注重以鲜艳的色彩吸引人； 产品从装饰性逐步向注重功能性、临床效果方向发展,设计更科学； 刷毛材质不断更新,丝光状况千变万化。 江苏扬州的中国牙刷城杭集工业园的牙刷产量占中国牙刷产量的80%，年产量达30亿支。牙刷设备的生产厂家过去大都用相同品牌的单片机控制系统和伺服电机电控系统其中伺服系统大多选用日本进口产品。近年台达伺服产品凭借优异的性能和具有竞争力的价格优势在高速牙刷植毛机行业份额逐年递增。目前市场要求毛刷品种、花色多样化，因此，应用微电脑对植毛机进行改造，使之
9、能适应小批量、多品种生产的需要，并提高产品质量与生产率，降低成本。植毛机的功能也日益更新，由过去的半自动化到现在的全自动；由单色植毛到双色植毛再到现在的三色毛，当然以双色为主流。日本、欧美等国家已经基本上实现了从原材料到成品包装的一套完整的全自动流水线，中间过程完全不需要人工参与，而且自动化的水平已经达到了一个很高的水平。1.3总结近期阅读了一些关于牙刷的资料和自己到工厂参观、实习的经历，了解了牙刷生产的全过程，每一个环节的机器。牙刷虽小，却是一个人人需要，消费巨大，市场成熟的大商品。多少年来，几乎所有国产品牌的牙刷都只是在刷毛的软硬程度上做区分，产品设计单调，毫无创意。在外资品牌进入中国市场
10、、带来了新的设计、新的理念之后，国产品牌才匆匆扮演了市场跟随者的角色。针对这一问题，我们的制造企业必须找准差异点。无论从产品的性能、设计、包装等发现突破性的差异点，就很容易把消费者的眼球吸引过来。现在我国牙刷生产现状：劳动密集型，工艺流程中每道工序之间是相互独立的，每道工序之间都存在半成品要人工上料和下料的问题，且每道工序之间半成品流动运输、周转都导致生产效率低、同时半成品占据厂房空间大，质量不稳定、工人劳动强度大、工作环境噪声、橡塑气味都影响工人身体健康。1.4 参考文献1 钱善寿. HJ-1型全自动牙刷植毛机系统介绍 .舰船电子对抗，2000年03期. 2 解 刚. 基于台达伺服解决方案的
11、高速牙刷植毛机 . 伺服控制，2009年01期. 3 周一染. 中国牙刷之都 . 城乡致富 ,2005年11期.4 赵双战 赵林娟.中国古代健齿与牙刷发展 . 文博 ,2005年03期.5 谢德琼. 牙刷及其质量控制 . 口腔护理用品工业 ,2011年03期.6 林静； 邹慧娟； 杨湘云. 产业集群与区域经济发展研究扬州杭集牙刷产业的实证. 经营管理者，2009年11期.7 朱英明.产业集群与特色经济发展研究以江苏扬州杭集牙刷产业集群为例. 工业技术经济，2005年03期.8 唐莹. 牙刷品牌之争与中国制造业. 今日湖北，2004年07期.9 莫晚芳. 应该重视牙刷牙刷市场的发展前景与探讨.
12、牙膏工业，1998年01期.10 杨枝丽； 林向美.中国牙刷行业与市场分析 . 现代商业，2012年29期.11 范士忠. 牙刷史话.初中生学习(高)，2013年Z2期.12 Wickert, Jonathan. An introduction to mechanical engineering . 西安交通大学出版社.13 李绍炎.自动机与自动线. 清华大学出版社.14 齐彬 译. 带传动与精确传动实用设计 .日本带传动专业技术委员会，化学工业出版社.15 邹慧君 张青.广义机构设计与应用创新.机械工业出版社. 2、本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：2.1研究的问题： 牙刷
13、植毛机是如何进行自动植毛的，以及传递运动的，这是研究的关键。2.2研究手段： 先到车间去观察植毛机的工作情况，有疑问直接请教工人师傅，这样会看的比较明白，具体的内部结构可以请教那里的工程师或者自己的老师。再到图书馆或网上搜集一些关于这方面的资料，要搞清楚里面的互相关系和原理，再和同学或老师交流。然后去测绘要研究的部分，在电脑上进行三维造型。通过计算求出我们要研究的内容。2.3实施计划： 2014.02.172014.02.25 完成外文资料翻译 2014.02.262014.03.04 搜集资料，了解国内外相关产品的开发现状，写出文献综述； 2014.03.052014.03.25 到车间实习，测绘出零件的三维模型； 2014.03.262014.04.01 总体方案设计； 2014.04.022014.04.22 电动机的选型； 2014.04.232014.05.13 传动设计；学生签名： 指导教师审核签名： 日期： 2014.05.142014.05.27 调试、试验； 2014.05.282014.06.15 撰写毕业论文、准备答辩学生签名：陈沛东 指导教师审核签名： 日期：
