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以下就是关于湘大毕业学子总结的关于“专用丝印机设计”方面的问题，希望可以给后续报读成考的学子提供毕业论文写作上的帮助。

湘大成考毕业论文（设计）任务书

一、主要内容及基本要求

中国网印及制像协会与中国统计信息咨询中心曾合作，访问了3400家丝网印刷工厂。调查显示，全国用于丝网印刷的油墨年用量约2万多吨，其中约54%为进口产品；全国丝网年用量约1000万米，其中62%为进口丝网；业内人士预测，未来世界丝网印刷在印刷生产总产值中所占比例将从80年代的5%上升到10%。毫无疑问，中国网印业正在孕育更大的发展空间和潜在市场

二、重要研究的问题

1、丝印未来发展趋势

2、专用丝印机机电一体化设计

3、整机装配实验

三、进度安排

序号	各阶段完成的内容	完成时间
1	选题	2012.2.10
2	开题	2012.2.15
3	初稿	2012.2.18
4	修改	2012.2.27
5	定稿	2012.3.2

 

四、应收集的资料及主要参考献

注：胥宏：《机械设计基础》科学出版社2006版，第101页

注：SMC公司：《SMC气动元件设计选用》MC公司出版2007版，第1页-第4页

目录

摘要…………………………………………………………………………………………………………2

1客户要求分析和资料准备…………………………………………………………………………………4

1.1客户产品尺寸方面要求…………………………………………………………………………………4

1.2料浆性能分析……………………………………………………………………………………………4

1.3丝印网板的分析…………………………………………………………………………………………5

2产品夹具设计………………………………………………………………………………………………6

2.1定位方案分析……………………………………………………………………………………………6

2.2计算定位误差……………………………………………………………………………………………6

2.3夹紧方案分析……………………………………………………………………………………………7

3机械动作部分设计…………………………………………………………………………………………8

3.1夹具X、Y方向移动及角度转动…………………………………………………………………………9

3.2网板定位设计……………………………………………………………………………………………11

4电路部分设计………………………………………………………………………………………………12

5总体组装……………………………………………………………………………………………………13

总结……………………………………………………………………………………………………………14

参考文献………………………………………………………………………………………………………15

专用丝印机设计

摘要：中国网印及制像协会与中国统计信息咨询中心曾合作，访问了3400家丝网印刷工厂。调查显示，全国用于丝网印刷的油墨年用量约2万多吨，其中约54%为进口产品；全国丝网年用量约1000万米，其中62%为进口丝网；全国感光胶年用量约4300多吨，其中57%为进口产品。业内人士预测，未来世界丝网印刷在印刷生产总产值中所占比例将从80年代的5%上升到10%。毫无疑问，中国网印业正在孕育更大的发展空间和潜在市场。

丝网印刷是将丝织物、合成纤维织物或金属丝网绷在网框上，采用手工刻漆膜或光化学制版的方法制作丝网印版。现代丝网印刷技术，则是利用感光材料通过照相制版的方法制作丝网印版(使丝网印版上图文部分的丝网孔为通孔，而非图文部分的丝网孔被堵住)。印刷时通过刮板的挤压，使油墨通过图文部分的网孔转移到承印物上，形成与原稿一样的图文。丝网印刷设备简单、操作方便，印刷、制版简易且成本低廉，适应性强。丝网印刷应用范围广常见的印刷品有：彩色油画、招贴画、名片、装帧封面、商品标牌、导电层以及印染纺织品等。

为了将油墨通过丝印网板均匀准确的印制在产品上，这就需要有丝印机和产品夹具。在中国，丝网印刷企业仍以手工和半自动机为主，使用全自动机的厂家较少，他们多属于瓷用花纸和包装行业。当今社会，竞争日益激烈。相对于生产产家而言，只有尽可能提高丝印产品的精度及效率，还有快速应对客户多变要求的能力，才能立足于社会高速发展的潮流之中。

关键词：丝印网板；油墨；丝印机

Specialscreenprintingmachinedesign

Abstract：TheChinesenetprintandmakestobelikeassociationandChinatostatisticsaninformationconsultationandthecenteroncecooperatedandvisitted3400silkscreenprintingfactories.Investigateamanifestation,thewholecountryusestheprintinginkyeardosageofWusilkscreenprintingaboutmorethan20,000tons,amongthemabout54%isimportingproduct;Thenationalsilkscreenyeardosageisabout10,000,000metersandamongthem,62%isanimportingsilkscreen;Wholecountry'sexposedingtolightgumdosageisaboutmorethan4300tonsforyear,amongthem57%isimportingproduct.Theindustryinsiderpredictthatinthefutureworldsilkscreenprintingthecomparisonhavewillrisetofrom5%in80'sintheprintingtheproductionthetotalproductionvalue10%.Beyondalldoubt,Chinesenet'sprintinganindustryisconceivelargerdevelopmentspacewithlatentmarket.

Thesilkscreenprintingstretchestightsilkfabric,syntheticfiberfabricormetalssilkscreenonthenetframeandthemethodcreationsilkscreenwhichadoptshandicrafttoengravepaintfilmorphotochemistrysystemversionprintsaversion.Modernsilkscreenprintingtechnique,thentheexploitationexposedtolightmaterialtopasstotakeapicturemethodcreationsilkscreenofmaketheversiontoprintaversion.(makethesilkscreenprinttheversiontopdiagramtextthesilkscreenboreofthepartisabore,ratherthandiagramtextthesilkscreenboreofthepartbeblockup)Passtopareoffknotholetosqueezewhileprint,maketheprintinginkpassadiagramtextthemeshoftheparttotransfertoaccepttoprintupthething,becomeandthemanuscriptsimilardiagramtext.Thesilkscreenprintingequipmentsissimpleandoperateconvenience,printing,makeaversionsimpleandthecostbecheap,theadaptabilityisstrong.Thewidelyfamiliarhandoutofthesilkscreenprintingapplicationhave:Colorfuloilpainting,recruittostickapainting,namecard,packacover,merchandisemarkcardandconductelectricityalayerandprinttodyeatextileproductetc.

Forpassingprintinginksilktoprintnetplankevenaccuratelyprinttomakeontheproduct,thisneedsthesilktoprintmachineandproducttongs.AtChina,thesilkscreenprintingbusinessenterprisestillregardsthehandicraftandthehalfautomachineasprinciple,uselessinthefactoryhouseoffull-automaticmachineandtheybelongtoporcelainmoretouseflowerpaperandpackprofession.Socialnowadays,thecompetitionisvigorousdaybyday.Oppositeproducehousebutspeechattheproduction,onlyraiseaccuracyandefficiencythatthesilkprintsaproductpossibly,alsohavetoquicklyreplycustomertomuchchangetheabilityforrequest,thencanbehaveafootholdinthecurrentofsocialhigh-speeddevelopmentin.

Keyword：Silkprinting;Printingink;Silkprintingmachine

1客户要求分析

1.1客户产品尺寸方面要求

客户是一家外资企业，从事于超声马达方面的研发与生产。由于最近世界原材料成本上扬等各方面的原因，客户为了减少成本，选择将一部分零件的生产转到了成本相对低廉中国内地厂家，来增加产品竞争力。

客户需要的零件为压电陶瓷块，具体产品尺寸如图(一)示。

如上图所示，产品基体是30X7.5X3mm的陶瓷块。上面覆有四块银电极。其公差要求如图示均为±0.076mm，电极厚度要为12～16μm。但由于输入产品本身的公差为±0.035mm，各边的平行度垂直度均为0.02，这就需要丝印时夹具和丝印网板异常精密。从理论上讲，由于丝印是用外力将浆料挤过丝网，承印在产品基体上，然后通过烧制成型的工艺。其中影响烧结成型后图案精度的因素主要由浆料的性能、网板、产品本身的精度、丝印机的精度组成。

1.2料浆性能分析

1.本次客户产品的丝印图案需要有良好的接触电阻，所以我们选用了银浆，它是由高纯度的(99.9%)金属银的微粒、粘合剂、溶剂、助剂所组成的一种机械混和物的粘稠状的浆料。在具体应用中，银浆中银微粒含量既要考虑到稳定的阻值，还要受固化特性、粘接强度、经济性等因素制约，如银微粒含量过高，被连结树脂所裹覆的几率低，固化成膜后银导体的粘接力下降，有银粒脱落的危险。故此，我们选择的银浆中的银的含量在70%左右。

2.银微粒的大小与银浆的导电性能有关。在相同的体积下，微粒大，微粒间的接触几率偏低，并留有较大的空间，被非导体的树脂所占据，从而对导体微粒形成阻隔，导电性能下降。反之，细小微粒的接触几率提高，导电性能得到改善。微粒的大小对导电性的影响，从上述情况来看，只是一种相对的关系。由于受加工条件和丝网印刷方式的影响，既要满足微粒顺利通过丝网的网孔，又要符合银微粒加工的条件，我们选用银颗粒的粒度在3～5μm，这样的粒度仅相当于250目普通丝网网径的1/10～1/5，能使导电微粒顺利通过网孔，密集地沉积在承印物上，构成饱满的导电图形。

3.银微粒的形状与导电性能的关系十分密切。从一般的印象出发，都只是把微粒理解为球状或近似球状的颗粒。而用于制作导电印料的导电微粒以呈片状、扁平状、针状的为好，其中尤以片状微粒更为上乘。圆形的微粒相互间是点的接触，而片状微粒就可以形成面与面的接触，印刷后，片状的微粒在一定的厚度时相互呈鱼鳞状重叠，从而显示了更好的导电性能。

1.3丝印网板的分析

在丝网印刷中，银层厚度对产品质量影响大，尤其是在印刷电路、厚膜集成电路、电阻等时，精确的银层厚度是提供可靠的电性能参数的保证。影响墨层厚度的因素很多，概括起来主要有两个大的方面：一是静态因素，它包括丝网延伸、丝网回弹、图像和网框尺寸、丝网厚度等；另一个是动态因素，它包括刮刀硬度、刮印速度、刮印角、银浆粘度及温湿度等。

1.产生和保持一个持久的高度静态张力的目的是要克服在动态过程和不断平衡膜厚度过程中所引起的一些变化因素，静态和动态张力息息相关，随着静态张力的提高，动态张力呈下降趋势。而另一方面，增加静态张力可以降低动态张力的变化给印品表面带来的消极影响。在丝网中央，油墨沉积非常清晰、干净、套印精准而且无瑕。当图像离开丝网中心时，油墨的沉淀会变得越来越难控制，尤其是对半色调图像更是如此，网点扩大现象在图像靠近网框边缘的区域最为严重。从网框的内边到达图像边缘的距离被称为丝网的无网目区域（freemesharea）。无网目的区域越小，外边对图像的控制就越困难。由于丝网是固定在网框上的，因此在粘连处就不会有弹力。刮墨板离网框的边缘越远，张力的变化也就越快越大。因此我们同网板供应商进行计算，选用了如图（二）所示的网框：

此网板采用最新的电脑绘图扫描，贴水菲林方法制成。膜厚为15μm，网孔目数为230目，拉网角度为22.5˚，丝印张力为1.5N/mm.

2.动态因素,考虑这个问题的另一种方式是把高的网目张力看作一种阻力，当刮刀施压时，丝网被拉紧产生阻力。如果丝网是拉紧的，刮刀就会把压力传递给网目，也就增加了储存在网线上的动力。当阻力（存储的动力）达到银浆的屈服点时（屈服值），银浆就会开始转移并达到理想的印刷效果。结合实际产品特性，选用65˚刮刀。刮印速度为20mm/s,刮印角度为65˚。

2产品夹具设计

在银浆和网板都定下来之后，下一步就是要设计怎样安放产品。在夹持过程中需要做到速度快、夹持重复定位高、不夹伤产品（由于产品是硬度非常高和非常脆的陶瓷，且长方体四个角无倒角，轻微碰撞即产生崩损和刮伤），所以在夹具设计中与产品接触的部分尽量选用比较软的材料。

2.1定位方案分析

从丝印要求考虑，在其中一个表面丝印十字形电极，除印电极的这个面不需要定位外，其它五个面都需要定位，如下图（三）示。

如图（三）所示，产品以A面做主要定位面，用支承板限制X、Y、方向的转动和Z方向的移动。其它四个面B、C、D、E面用来限制X、Y方向的移动和Z方向的移动，并选用C、D面为固定面。

2.2计算定位误差

采用如图（三）所示的定位方案，工序基准为A面，定位基准面A面和产品四边的公差均影响定位误差。当考虑A面为定位基准是，基准重合，ΔB=0；基准位移误差。ΔY=0；因此定位误差ΔD1=0；当考虑以其它四个面为基准时，基准不重合，基准不重合误差为A相对于四个面的平行度误差，即ΔB=0.02mm；由于四个面存在最大配合间隙Xmax，会引起产品绕Z轴的角度偏差±Δa。取配合长度为30mm，长边为30±0.035,短边为7.5±0.035,则定位单边转角偏差

tgΔa=Xmax/2X30=0.035+0.035/60=0.00117

此偏差将引起侧面对A面的偏斜，由于长边为30mm，所以

ΔY=2X30X0.00117=0.07

因工序基准与定位基准无相关公共变量，所以

ΔD2=ΔY+ΔB=0.07+0.02=0.09mm

定位误差为0.09，小于产品要求的0.152。故此装夹方案的定位精度足够。

2.3夹紧方案分析

前面已经提到，用A、C、D面为固定基准面，考虑取放产品，用B、E面移动夹紧面，具体方案见下图（四）。

F1和F2方向上的压紧装在THK品牌精密线性导轨上，有可调速气缸控制其压紧块的动行。为确保产品在压紧过程中不发生崩损和划伤，压紧块采用铁弗龙（PTFE）这种材料制成，压紧速度控制在1mm/s。为确保产品在夹持后不发生起跳，在夹具和产品底部连接处装有真空吸附装置。由于产品非常小，重量也仅仅5g。我选用的SMC微型Φ6mm气缸在0.5Mpa的气压下，推力为F=(R/20)*(R/20)*3.14*5=1.45N，大于产品所需要的推力。另外，为了控制气缸移动速度，在这种弹簧压回的气缸进气口安装一个调速阀，使气缸的速度得到良好控制。同样的原理，导轨也选用现在市面上最小型号的导轨，也足已满足要求。具体见下图（五）：

3机械动作部分设计

3.1夹具X、Y方向移动及角度转动

由于输入产品本身的公差为±0.035mm，为了确保产品与网板之间能快速准确的定位，我选用了米思米（MISUMI）公司的XY移动滑台及转动平台，将夹具用螺母固定在平台上。其原理如理图如下图（六）

夹具移动平台原理图（六）

输入产品本身的公差为±0.035mm这就决定了在选用平台一定要高精度。同时为了保证产品在刷印过程中不会因为外力作用而移动，这也要求XY平台在定好位后不能用位移。而米思米（MISUMI）公司的XY移动滑台及转动平台在移动过程中有预压力，保证螺纹紧密配合不松动，符合设计要求。这款产品的移动精度为0.005mm，也满足产品要求。转动平台的转动精度为±0.05度，平台摆动量相对于产品7.5X30mm的移动量为±0.005mm,也满足产品要求。具体实物图见下图（七）

3.2网板定位设计

装放产品的夹具能够自动在XY方向上精密移动，所以我将网板固定，只能让其在上下方向移动，便于控制。网板用夹紧气缸夹紧在网板框里，网板框由行程为200mm的气缸控制上下，网板由2根线性导轨控制动行方向。在网板框下面，有缓冲气缸和精密定位螺钉来实行定位，另配一个精密百分表，来精密控制下降的高度（即网板与产品这间的距离）。导轨和气缸都装在精密三角座上，以确保垂直度。在网板的前端设立一个摆动气缸，用于在网板压下时压住网板，起固定作用。

3.2.1直线导轨选用

在直线传动领域中，直线导轨副一直是关键性的产品，目前已成为各种机床、数控加工中心、精密电子机械中不可缺少的重要功能部件。通常，直线导轨副的选用必须根据使用条件、负载能力、和预期寿命选用。所谓使用条件主要是指应用何种设备、精度要求、刚性要求、负荷方式、行程、运行速度、使用频率、使用环境等因素。根据条件选择对应的合适产品系列。各个直线导轨的生产厂家都对其产品进行了合适的系列划分。我这台设备使用导轨的参数如下：

行程：200mm;负荷：1Kg；运行速度：100mm/s；精度要求为精密级；预压等级为轻预压；预压间隙为0-0.003mm；

根据以上参数，对照THK牌导轨目录，选定型号为RSR7WMUU-300LPMII型直线导轨。其径向负荷为40N-m,远大于20N的负荷。满足要求。

3.2.2气缸选用

在直线导轨定下来后，就需要将网板上下移动提供动力，经考虑。气缸运动平稳，噪音小，而这台设备的负载不大，定位由底部缓冲气缸控制。

现有参数：负载：1Kg；速度：100mm/s；行程：200mm；气源压力：0.5Mpa;

根据SMC选型资料介绍，负载在1Kg左右时一般选用直径25mm缸径的气缸，计算额定负载为：F=(R/20)*(R/20)*3.14*5=24.1N，大于负载要求。所以选用型号为：CDJ25-200

4电路部分设计

首先从工艺要求考虑，在产品放入夹具后，夹具的两个推块在气缸的控制下，将产品推到位，然后开启真空吸，再将两个推块松开再压紧，保证产品充分接触夹具底面。在夹好产品后，网板就在气缸的推动下，向下运动，首先接触缓冲气缸，将网板下降速度降低后，再接触止动螺栓，网板定位完毕。再启动旋转摆动气缸，将网板另一端也固定。这样就将整个定位完成。具体PLC梯形图见下图（九），接线图见图（十）。

具体工作原理如下：SB1为急停开关、SB2为启动开关、SB3为完成开关、Y001为夹紧气缸开关、T1为延时继电器、Y002为真空吸附开关、T2为延时继电器、Y003为网板向下压开关。当按下SB2时，Y001通电并自保，产品被夹持，T1延时继电器通电。当延时时间5S到时，Y002通电，真空开启，同时T3记时。当记时时间1S到达时，Y003被接通，网板向下动作。全部动作完成后，按下SB3停止按钮，Y003断电，网板向上回复原位，同时触发断电延时M0，T2时间和M1继电器通电，延时1S到达时，断开Y001，夹持气缸松开；同时启动T4时间继电器，在延时时间1S到达后，真空开关关闭。所有动作完成。用镊子取出产品既可。

具体步骤：

产品夹持——真空开——网板下移——开始刷银——完成刷银——网板上行——产品夹持松开——真空关闭——完成

5总体组装

在机械部分和电路部分完成后，进行装配。具体见图（十一）

总结

时光荏苒，2012年很快就要过去了，回首过去的三年，内心不禁感慨万千。在学校老师辛勤的教导下，如今即将毕业。这三年的风雨里，虽然我在有了一定的进步，可我仍然存在不少缺点，还有很多需要改进的问题。通过这次毕业设计，我认识到这是一次对我以前所学知识的一次总结和融合。在设计中，我发现在知识面上和对问题的理解还做得不够，希望在以后的工作中多努力。总之，我要发扬优点，改正缺点，不能再浪费一分一秒，拓宽自己的知识面和增加看问题的深度。

参考文献

[1]胥宏.械设计基础.科学出版社，2006，（101）

[2]SMC公司.气动元件设计选用.SMC公司出版，2007,(1～4）

[3]成大先.机械设计手册(1-15分册).化学工业出版社，2004，（7～11）

[4]吴宗泽.机械设计实用手册.化学工业出版社，2003,(25～118)

[5]郑德海等.丝网印刷工艺.印刷工业出版社，2001,(12～226)

[6]张利平.液压与气动技术.化学工业出版社，2001，（1～177）

[7]罗良陆.电器与控制.重庆大学出版社，2004，(23～215）

[8]肖继德.夹具设计.机械工业出版社，2000,(105～166)

[9]王阿根.电器可编程原理与应用.清华大学出版社，2000,(5～36)

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文章标题：湘大毕业论文赏析：专用丝印机设计



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