订书机的功能结构分析

订书机的功能结构分析

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专业：机械设计制造及其自动化学院：

一、黑箱分析

装订好的纸张Array

图一、黑箱功能

二、总功能分析、细化

图二、订书机功能

每个功能按其实现步骤又可以分为一些子功能。其中装针功能可以分为开盖功能即打开端盖功能、装针功能、固定针功能及合盖功能；订针功能也可以细分为进书功能、半自动进针功能、装订功能、自动退顶子功能、自动回弹功能和退书功能；改变针头装订形状功能可分为顶出针头模具功能、更换针头模具形状功能、回程固定针头模具功能和定位针头模具功能；防滑和防噪功能；商标展示功能。

图三、订书机子功能

三、观察、分析实物的每个部件

1、零件与零件之间的联结方式和特点

订书机的主要零件有端盖、端盖弹片、顶子、端盖弹簧、支座、联接销、推程弹簧、中央支架、垫片、弹片、卡具、定位轴、钉子顶子、模具、固定弹簧、顶力轴、商标、底座。

零件与零件之间的联接方式主要有端盖与中央支架的销联接、端盖与顶子的焊接、端盖弹片与中央支架的销联接、卡具与中央支架的销联接、定位轴与卡具的焊接、定位轴与推程弹簧的焊接、推程弹簧与钉子顶子的焊接、中央支架与支座的销联接、垫片与支座的销联接、支座与底座的过盈配合、商标与支座的过盈配合、模具与顶力轴的焊接、顶立轴与固定弹簧的约束和模具与底座的约束。

将零件与零件的联接方式统计，主要联接方式有销联接、焊接、过盈配合和约束。

销联接的主要特点是销孔需要铰制，多次装卸后会降低定位的精度和联接的紧固性，只能传递不大的载荷，直径公差带有m6(A型)、h8(B型)、h11(C型)和u8(D型)四种，以满足不同的配合要求。订书机中的销联接又有两种，一种是定位销，另一种则是联接销。定位销联接是中央支架与弹片、底座和垫片的联接，联接销则是中央支架与端盖、端盖弹片和卡具的联接。

焊接的主要特点有⑴焊接结构的应力集中变化范围比铆接结构大。⑵焊接结构有较大的焊接应力和变形。⑶焊接接头具有较大的性能不均匀性。⑷焊接接头中存在一定数量缺陷。焊接与螺钉连接、铆接、铸件及锻件相比有以下优点。⑴节省了金属材料，减轻结构重量，且经济效益好。（焊接结构比铆接结构重量可减轻15%～20%，比铸件轻30%～40%，比锻件轻30%）。⑵简化了加工与装配的工序，生产周期短，生产效率高。⑶结构强度高，接头密封性好，⑷为结构设计提高较大的灵活性。⑸焊接过程易实现机械化和自动化。

过盈配合联接的特点是过盈联接结构简单，定心性好，承载能力高，加工方便，但不宜多次拆卸，过盈配合联接的被包容件多为套类,受力不大,过盈量较小，可采用的装配方法主要为压入法装配和胀缩法装配。订书机中的底座与支座、支座与商标的过盈配合联接都为压入法装配法。

约束联接的特点是可以实现一定的约束能力，限制零件一定方向的运动，可以承受一定的力的作用，但不能实现绝对的固定作用，有一定的滑动位移。

2、主要零件所选用材料的依据

底座选用材料为工程塑料。依据为工程塑料具有一定的韧性和塑性，可以实现底座与支座过盈配合，且在一定次数的拆装下还可以保持零件的完整性和精度。其次工程塑料可以增加底座与桌面的摩擦，同时还可以避免与桌面的尖锐刮擦。

支座与端盖选用的铸铁。依据为铸铁拥有比钢材更好的铸造加工性能，而且拥有良好的强度和减震性能。

端盖弹簧、推程弹簧、顶力弹簧和弹片选用的是弹簧刚。依据为弹簧钢作为制造弹簧和弹性元件的刚，它拥有优良的综合性能，如力学性能(特别是弹性极限、强度极限、屈强比)、抗弹减性能(即抗弹性减退性能，又称抗松弛性能)、疲劳性能、淬透性、物理化学性能(耐热、耐低温、抗氧化、耐腐蚀等)。

卡具、顶子、端盖弹片、中央支座、模具、顶力轴、商标、垫片、钉子顶子、商标和定位轴采用的不锈钢。不锈钢除了拥有良好的综合力学性能外，作为一种用途广泛的钢，具有良好的耐蚀性、耐热性，低温强度和机械特性，冲压、弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象。其良好的耐蚀性是订书机众多零件选用次材料的主要原因。