【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 中國(guó)的裘皮行業(yè)已整裝待發(fā)，準(zhǔn)備迎接 2020 的中國(guó) “ 黃金年 ” 。 市場(chǎng)分析 2020 年，中國(guó)皮革行業(yè)繼續(xù)保持發(fā)展態(tài)勢(shì)，但增長(zhǎng)速度明顯回落。 2020 年上半年全部國(guó)有企業(yè)及年銷售收入 500 萬(wàn)元人民幣以上的非國(guó)有皮革、毛皮及制品企業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值同比增長(zhǎng) 20%，增幅比上年同期回落 7%。輕革產(chǎn)量 億平方米，同比增長(zhǎng) %，增幅比上年同期回落 %；皮鞋 億雙，同比增長(zhǎng) %，增幅比上年同期回落 3%；皮革服裝 903 萬(wàn)件，同比下降 %（上年同期為增長(zhǎng) 18%）；皮包 8 億只，同比增長(zhǎng) %，增幅比上年同期上升 %；毛皮服裝 28 萬(wàn)件，同比下降 %。 皮革工業(yè)主要商品及鞋類商品進(jìn)出口仍保持增長(zhǎng)，但出口增幅明顯回落。 表 12 2020年 15月份皮革工業(yè)主要商品出口量值表 金額單位：千美元 主要商品 計(jì)量單位 2020年 15月 比上年增減 (%) 數(shù)量 金額 數(shù)量 金額 皮面皮鞋 萬(wàn)雙 53,540 3,510,153 旅行用品及箱包 3,970,077 皮革服裝 萬(wàn)件 753 271,992 毛皮服裝 噸 346 43,384 皮革手套 萬(wàn)雙 30,119 293,746 足籃排球 萬(wàn)個(gè) 7,708 109,464 生皮 千噸 0 1,309 成品及半成品革 千噸 54 567,493 毛皮沖孔機(jī)的設(shè)計(jì) 4 靴鞋零件及類似品 千噸 86 416,817 皮革機(jī)械 千臺(tái) 23 22,908 總計(jì) 9,207,342 據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)皮革工業(yè)主要商品出口同比增長(zhǎng) %，增幅比上年同期回落 %；旅行用品及箱包出口 億美元，同比增長(zhǎng) %；皮革服裝出口金額 億美元，同比下降 %；毛皮服裝出口 2,514 萬(wàn)美元，同比下降 %；成品革出口 2 萬(wàn)噸，同比下降%，出口金額 億美元，同比下降 %。 鞋類商品出口 億雙，同比增長(zhǎng) %，比上年同期增長(zhǎng)幅度回落 %；出口 金額 億美元，同比增長(zhǎng) %，比上年同期增長(zhǎng)幅度回落 %。其中，皮面皮鞋出口 億雙，同比下降 %，出口金額 億美元，同比增長(zhǎng) %。 表 12 2020 年 15 月份皮革工業(yè)主要商品進(jìn)口量值表 金額單位：千美元 主要商品 計(jì)量單位 2020 年 15 月 比上年增減 (%) 數(shù)量 金額 數(shù)量 金額 生皮 千噸 399 626,955 成品及半成品革 千噸 468 1,815,211 靴鞋零件及類似品 千噸 12 124,151 皮革及制鞋機(jī)械 臺(tái) 2,767 21,939 皮革機(jī)械零件 噸 283 3,157 旅行用品及箱包 121,911 皮革服裝 千件 17 3,659 皮面皮鞋 萬(wàn)雙 379 100,939 皮革手套 千付 192 455 毛皮衣服 公斤 2,152 283 足籃排球 千個(gè) 1,080 1,286 總計(jì) 2,819,947 2020 年 13 月，皮機(jī)、靴鞋零件進(jìn)口下降，皮革服裝、皮面皮革、箱包等皮革制品進(jìn)口繼續(xù)大幅度增長(zhǎng)。 全國(guó)皮革工業(yè)主要商品進(jìn)口金額同比增長(zhǎng) %，增幅較上年同期上升 %；生皮（毛皮除外）進(jìn)口 萬(wàn)噸，同比增長(zhǎng) 9%，進(jìn)口金額 億美元，同比增長(zhǎng) %；成品革進(jìn)口 萬(wàn)噸，同比下降 6%，進(jìn)口金額為 億美元，同比增長(zhǎng) %；旅行用品及箱包進(jìn)口上海理工大學(xué)本科 生 畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 5 6,957 萬(wàn)美元，同比增長(zhǎng) %；皮革服裝進(jìn)口 萬(wàn)件，同比增長(zhǎng) %，進(jìn)口金額 251萬(wàn)美元，同比增長(zhǎng) %；毛皮服裝進(jìn)口 22 萬(wàn)美元，同比下降 %。 進(jìn)口的持續(xù)增加，反映出我國(guó)市場(chǎng)對(duì)國(guó)外優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的強(qiáng)勁需求，也反映出中國(guó)市場(chǎng)的開放度不斷增加。 課題研究的意義 目前，毛皮服飾從傳統(tǒng)的保暖為主的功能走向了裝飾為主的潮流，使用范圍在不斷擴(kuò)大，除了傳統(tǒng)的全部用毛皮制作的服裝外，毛皮與各種面料結(jié)合制作的時(shí)尚服裝也占較大比例，此外毛皮也進(jìn)入各種服飾以及家庭裝飾品的使用范疇，這將有望使毛皮產(chǎn)品由單一的冬季市場(chǎng)走向全年的市場(chǎng)，同時(shí)也會(huì)由寒冷地區(qū)走向更廣闊的時(shí)尚城 市。毛皮產(chǎn)品會(huì)隨著時(shí)尚的潮流不斷擴(kuò)大它的市場(chǎng)。 而且 隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的提高及人們對(duì)自然、自身認(rèn)識(shí)的深入，醫(yī)療保健和健康生活的觀念也在不斷更新和發(fā)展， “ 健康環(huán)?！背蔀樾蓍e服以及內(nèi)衣系列中的一大亮點(diǎn)，帶給我們?nèi)碌拇┮吕砟睢? 如圖 1所示的護(hù)肩、護(hù)兜、護(hù)膝等產(chǎn)品，由一塊毛皮 1和襯布 2以及放置在二者之間的藥袋 3 組成，其中毛皮塊形狀可裁制成圓形、方形、三角形等等。使用時(shí)，毛被貼身，這樣既達(dá)到保暖御寒的目的，同時(shí)通過藥效防病治病達(dá)到保健之目的。很顯然，要發(fā)揮最大藥效，藥力必須穿透皮板和毛被，才能被人體吸收。 圖 11 放置藥袋的制品 眾所周知，天然皮革具有透氣性，這主要是通過皮板中的纖維間隙、毛細(xì)管和毛孔來透氣。毛皮帶有毛被，無(wú)毛孔，因而透氣性較差。那么，要使藥力透過皮板充分發(fā)揮藥效，就必須在皮板上開孔而又要保持毛被的美觀。 隨著我國(guó)毛皮加工市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，對(duì) 毛皮加工的品質(zhì)和要求也不斷的提高，如何能夠提高在皮板上開孔的效率，在保持其質(zhì)量的同時(shí)又不妨礙其美觀程度，一直是各大毛皮加工廠商努力研究和追求的。 毛皮沖孔機(jī)的設(shè)計(jì) 6 本章小結(jié) 隨著毛皮制品市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，毛皮的加工工藝也在不斷改進(jìn)，由過去的手工型漸漸轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器自動(dòng)型。毛皮開孔工藝做為毛皮加工中重要的一部分，如何在解決毛皮上開孔而不傷毛被的問題的同時(shí)提高開孔的效率和開孔的質(zhì)量，這就是本課題所要研究的。 上海理工大學(xué)本科 生 畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 7 第二章 毛皮沖孔機(jī)方案設(shè)計(jì) 開孔方案及沖針設(shè)計(jì) 毛皮沖孔機(jī)的設(shè)計(jì)主要參數(shù)： （ 1）生產(chǎn)率為 1200 件 /小時(shí)； （ 2）產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的直徑為 200mm； （ 3）空間距 15mm，孔徑 2mm； （ 4）電熱功率 500～ 2020W。 在皮板上開孔，可采用三種方法 :(l)在毛皮蹂制前或鞭制過程中，通過特殊的化學(xué)處理，使皮板疏松形成縫隙； (2)蹂制后，采用化學(xué)腐蝕法開孔； (3)機(jī)械法沖孔。方法 (1)目前在生產(chǎn)工藝上還無(wú)法解決。方法 (2)的加工時(shí)間長(zhǎng)，工藝操作難度較大，而且容易破壞皮板傷及毛被。機(jī)械法是最常用的板料沖孔法 ,簡(jiǎn)單易行。 采用機(jī)械法在毛皮皮板上沖孔 ,必須考慮毛皮皮板材料的結(jié)構(gòu)特殊性和產(chǎn)品的功能要求 :(1)從產(chǎn)品的要求 來看 ,開孔的目的是使藥力能 透過皮板充分發(fā)揮藥效，因此，孔徑應(yīng)小而密布?？讖?2mm 以下 ,孔間距 15mm 左右； (2)毛皮皮板是一種具有彈性的纖維體，若在皮板上沖出直徑 2mm 以下的小孔，則因皮板纖維自然收縮復(fù)原，小孔眼就會(huì)消失。若沖掉一塊直徑較大的皮板 (帶毛 )，則破壞了毛被而影響美觀。同時(shí)還需要考慮不同毛皮皮板厚度、硬度、毛被密度等的差異 ,沖出符合產(chǎn)品功能要求的孔。 綜上分析可知 ,滿足要求的孔的理想形狀應(yīng)為圓錐形，據(jù)此，我設(shè)計(jì)了 3種沖頭 (如圖 2－ 1所示 )進(jìn)行對(duì)比試沖。圖中 (a)為圓柱底刃沖頭，用其沖孔后 ，破壞了毛被。 (b)為圓錐沖頭，用其沖孔后基本不傷毛被，但沖頭退出皮板后，皮板纖維即收縮復(fù)原，小孔眼消失。 (c)為圓錐軸向刃沖頭，在沖孔時(shí)可將皮板剪開 ,結(jié)果比用圓錐沖頭稍好，但效果仍不理想，同時(shí)，這種沖頭的制造也比較困難。 圖 2－ 1 沖頭 皮板是一種纖維交織材料 ,在一定溫度下 ,纖維燒灼而碳化。圓錐沖頭熱熨法就是根據(jù)此機(jī)理，把沖頭 (針 )加熱 ,然后刺穿皮板，熱熨擴(kuò)孔，圓滿地解決了在皮板上沖孔又不傷毛被的問題。 毛皮沖孔機(jī)的設(shè)計(jì) 8 機(jī)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圓錐沖頭直刺法 如圖 2－ 2 所示，主要由上壓腳 針孔板 加熱器 沖頭 針盤 5 等組成，沖頭 4 頭部置于加熱器 3 中。工作時(shí)，將毛皮肉面朝下鋪放在針孔板 2上，降下壓腳 1壓住皮板。針盤 5 由驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)由下向上運(yùn)動(dòng)，其上安裝的沖頭（已熱）刺入皮板，稍停頓，熱熨擴(kuò)孔。 圖 2－ 2 圓錐沖頭直刺熱熨開孔 圓盤回轉(zhuǎn)多工位直刺沖孔機(jī) 如圖 2－ 3 所示，主要由上壓腳裝置 六工位轉(zhuǎn)盤 2（安裝針孔板）、針盤裝置 機(jī)架 11（安裝加熱器）和傳動(dòng)裝置等組成。電動(dòng)機(jī) 7通過一對(duì)圓柱齒輪 6，使得主軸 5轉(zhuǎn)動(dòng)。主軸安裝的凸輪 4（ 4’）驅(qū)動(dòng)針盤裝置 3上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)；兩套壓腳裝置 1與支承芯軸13 組成挑擔(dān)式結(jié)構(gòu)，由主軸上安裝的凸輪 8 驅(qū)動(dòng)；六工位轉(zhuǎn)盤 2 同槽輪機(jī)構(gòu) 10 通過套筒12驅(qū)動(dòng)間歇轉(zhuǎn)位。 圖 2－ 3 方案草圖 上海理工大學(xué)本科 生 畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 9 安裝在轉(zhuǎn)盤上的針孔板按照待沖孔產(chǎn)品的要求（孔徑、孔間距等）加工制作。六工位轉(zhuǎn)盤上的六個(gè)工位分成兩組，如圖 2－ 4所示。其中 1和 4工位為放料工位， 2和 5工位為沖孔工位， 3 和 6工位為取料工位。工作時(shí)，把兩塊毛皮毛被朝上分別放在 4 工位的針孔上，轉(zhuǎn)盤帶著針孔板轉(zhuǎn)位到 2（ 5）工位進(jìn)行沖孔，沖孔結(jié)束后，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)位到 3（ 6）工位，取出毛皮。這樣，機(jī)器啟動(dòng)后，即可依次循環(huán)自動(dòng)完成沖孔工作。 圖 2－ 4 六工位圓盤 2. 3 傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案設(shè)計(jì) 考慮到機(jī)器體積不大，但是傳動(dòng)比要求大，故綜合蝸輪蝸桿和齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)，采用蝸輪蝸桿 齒輪二級(jí)傳動(dòng)。 蝸輪蝸桿傳動(dòng) 如圖 2－ 5 所示，蝸桿傳動(dòng)由蝸桿和蝸輪組成，常用于軸交錯(cuò)角為 90176。的兩軸間傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。一般蝸桿為主動(dòng)件，作減速運(yùn)動(dòng)。蝸桿傳動(dòng)的振動(dòng)、沖擊和噪聲均很小，工作較平穩(wěn)，能以單級(jí)傳動(dòng)獲得較大的傳動(dòng)比，結(jié)構(gòu)緊湊，可以自鎖。故使用蝸桿傳動(dòng)作為第一級(jí)傳動(dòng)。其中阿基米德圓柱蝸桿加工方便，應(yīng)用較廣泛，用于頭數(shù)較少、載荷較小、轉(zhuǎn)速較低或不太重要的傳動(dòng)。故選 用普通圓柱蝸桿傳動(dòng)。 圖 2－ 5 蝸輪蝸桿傳動(dòng) 毛皮沖孔機(jī)的設(shè)計(jì) 10 直齒輪傳動(dòng) 如圖 2－ 6 所示，漸開線圓柱齒輪的傳動(dòng)速度和功率范圍很大，傳動(dòng)效率高，一對(duì)齒輪可達(dá) ，對(duì)中心距的敏感性小，互換性好，裝配和維修方便，可以進(jìn)行變位切削及各種修行、修緣，從而提高傳動(dòng)質(zhì)量，易于進(jìn)行精密加工，是齒輪傳動(dòng)中應(yīng)用最廣泛的傳動(dòng)。故選用漸開線圓柱齒輪作為第二級(jí)傳動(dòng)。 圖 2－ 6 直齒輪傳動(dòng) 錐齒輪傳動(dòng) 如圖 2－ 7所示，因工作軸轉(zhuǎn)速均為 10r/min，故傳動(dòng)比為 1，考慮到裝配問題，采用圓錐齒輪傳動(dòng)。圓錐齒輪用于 相交兩軸之間的傳動(dòng)，其中應(yīng)用最廣泛的是兩軸交角為 90176。直齒圓錐齒輪，它比曲線齒錐齒輪的軸向力小，制造也比曲線齒錐齒輪容易。故采用直齒錐圓柱齒輪傳動(dòng)。 圖 2－ 7 錐齒輪傳動(dòng) 槽輪傳動(dòng) 設(shè)計(jì)要求生產(chǎn)率 Q=1200 件 /小時(shí)，故采用槽輪機(jī)構(gòu)這一間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)毛皮的放置，開孔，提取循環(huán)。如圖 2－ 8 所示，槽輪機(jī)構(gòu)由具有徑向槽的槽輪、帶有圓銷 A 的撥盤和機(jī)架組成。當(dāng)撥盤作等速連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，驅(qū)使槽輪作時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)停的間隙運(yùn)動(dòng)。撥盤上的圓銷 A尚未進(jìn)入槽輪的徑向槽時(shí)，由于槽輪的內(nèi)凹鎖止弧被撥盤的外凸圓弧 卡住，上海理工大學(xué)本科 生 畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 11 故槽輪靜止不動(dòng)。 圖 2－ 8 外槽輪機(jī)構(gòu) 槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠，在設(shè)計(jì)合理的情況下，撥銷進(jìn)入和退出嚙合時(shí)槽輪的運(yùn)動(dòng)較平穩(wěn)。采用外槽輪機(jī)構(gòu)，撥盤與槽輪轉(zhuǎn)向相反。 凸輪傳動(dòng) 凸輪機(jī)構(gòu)作為一種常用機(jī)構(gòu)，兼有傳動(dòng)、導(dǎo)向和控制功能，在自動(dòng)化和半自動(dòng)化機(jī)械中應(yīng)用非常廣泛。故針盤裝置采用平底直動(dòng)從動(dòng)件盤狀凸輪機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，考慮到機(jī)器工作速度比較低，所以從動(dòng)件運(yùn)動(dòng)規(guī)律采用比較簡(jiǎn)單的等速運(yùn)動(dòng)規(guī)律，如圖 2－ 9所示。 圖 2－ 9 凸輪機(jī)構(gòu) 本章小結(jié) 本章主要進(jìn)行毛皮沖孔機(jī)方案設(shè)計(jì)。提出了 3種開孔方案即 毛皮鞣制前化學(xué)處理，鞣制后化學(xué)腐蝕及機(jī)械法沖孔，選取機(jī)械法，運(yùn)用普遍，簡(jiǎn)單易行。進(jìn)行了沖針設(shè)計(jì)，考慮到藥效的發(fā)揮，皮板厚度、硬度、毛被密度等因素，設(shè)計(jì)成圓錐沖頭，考慮到皮板纖維能夠收縮復(fù)原，可將針頭加熱，然后刺穿皮板，熱熨擴(kuò)孔，圓滿解決了在皮板上沖孔又不傷毛被的問題。確定了傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案，考慮到機(jī)器體積不大，但傳動(dòng)比要求大，綜合蝸輪蝸桿和齒輪傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)，采用蝸輪蝸桿 齒輪二級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)。進(jìn)行主要工作機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，考慮到工作率要求，及毛皮的放置、針熨和提取，采用槽輪機(jī)構(gòu)這一間歇機(jī)構(gòu)，簡(jiǎn)單易行。結(jié)合上述已設(shè)計(jì)方案 ，確定了圓盤回轉(zhuǎn)多工位直刺沖孔機(jī)。 毛皮沖孔機(jī)的設(shè)計(jì) 12 第三章 毛皮沖孔機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 傳動(dòng)參數(shù)計(jì)算 電動(dòng)機(jī)的選擇 根據(jù)工作載荷，工作要求和工作環(huán)境等條件，選用 Y系列封閉式三相交流異步電動(dòng)機(jī)，主軸的功率 PW=。 查閱各傳動(dòng)部分效率： 聯(lián)軸器：η 1= 蝸桿傳動(dòng)：η 2= 齒輪傳動(dòng)：η 3= 滾動(dòng)軸承：η 4= 錐齒輪傳動(dòng) :η 5= 總效率計(jì)算所 需電動(dòng)機(jī)功率：η總 =η 1η 2η 3η 43