一、設計任務書
1、粒狀巧克力糖
被加工物件是呈圓臺形粒狀巧克力糖，如圖1所示。H=12mm，Ø1=30mm，Ø2=20mm。
2、包裝材料
巧克力糖包裝採用厚度0.008mm的銀色鋁箔捲筒紙。
3、機器的生產率
生產任務為每班產量570kg，約合自動機的正常生產率為120件/ min。考慮自動機工藝條件的變化，採用無級調速，使自動機的生產率為70～130件/min。
4、包裝質量要求
要求巧克力糖包裝後外形美觀、挺括、鋁箔紙無明顯損傷、撕裂、褶皺（如圖2所示）。
5、對自動機的基本要求
機械機構簡單，工作可靠、穩定，操作方便、安全，維修容易，造價低。
6、研製費用：
4萬元。
7、設計工作量：
1）巧克力糖包裝機裝配圖1張(A0)；
2）零件圖1～3張；
3）設計說明書一份。
二、粒狀巧克力糖包裝機的工藝確定
在廣泛調查研究的基礎上，對產品的包裝工藝進行詳細的分析。
一般來說，開始總是以模仿人工包裝的動作，作為自動機工藝設計的初步依據。但是作為高明的設計者，不能只侷限於模仿人工包裝動作。如大家熟悉的家用縫紉機，它的縫製工藝遠比手工縫製的完美，面線、底線同時完成。
因此，在開始設計自動機工藝時，首先應對人工包裝動作進行分析研究，並在此基礎上進行綜合、提高，使之更加完善，更能適合機械動作的要求。
1．產品特徵
粒裝巧克力糖呈圓臺形，輪廓清楚，但質地疏鬆，容易碰傷。因此，考慮機械動作時應適合它的特點，以保證產品的加工質量。例如產品夾緊力要適當；在進出料時避免碰撞而損傷產品；包裝速度應適中，過快會引起衝擊而可能損傷產品等。
包裝工藝首要的是要解決坯件的上料問題。顯然，像巧克力糖之類的產品，使用一般料斗上料方法是不適宜的。如果採用料倉式上料方法，則需要人工定時放料，每分鐘放120粒糖也夠緊張的。如果將自動機的進料系統直接與巧克力糖澆注成形機的出口相銜接，則比較容易解決巧克力糖的自動上料問題。
2．包裝材料
食品包裝材料應十分注重衛生。粒狀巧克力糖包裝紙採用厚度為0.008mm的金色鋁箔紙，它的特點是薄而脆，抗拉力較小，容易撕裂，也容易褶皺。因此，在設計供紙部件時對速度應十分注意。一般包裝的速度越高，紙張的拉力就越大。根據經驗，一般送紙速度應小於500mm/s。
在選擇供紙機結構時，主要依據下列兩點：
1）採用紙片供料或是採用捲筒紙供料。本機採用捲筒紙。
2）紙張送出時的空間位置時垂直置放的還是水平置放的。將紙片水平置放對包裝工藝有利。但捲筒紙水平輸送，只能採用間歇式剪下供紙方法。
3．包裝工藝方案擬定
圖3 包裝工序分解圖
圖3為最初的巧克力糖包裝工藝圖.根據人工包裝動作順序,針對產品包裝質量要求,該機包裝工藝如下:
1) 將90mm×90mm鋁箔紙覆蓋在巧克力糖Ø20小端正上方,如圖3(a)所示。
2) 使鋁箔紙沿糖塊錐面強迫成行如圖3(b)所示.
3)將餘下的鋁箔紙分成兩半,先後向Ø30大端中央折去,迫使包裝紙緊貼巧克力糖,如圖3(c),(d)所示.
上述包裝工藝只是一種設想,還須經過工藝實驗加以驗證.
4.巧克力糖包裝工藝的實驗
工廠的設計人員,根據初擬的包裝工藝方案,進行了工藝實驗.在第一次實驗時,採用剛性錐形模腔,迫使鋁箔紙緊貼在糖塊的圓臺錐面上.圖4為第一次工藝實驗的結構簡圖.
圖4 第一次工藝試驗結構圖
1-轉軸 2-巧克力糖 3-轉盤
4-頂糖杆 5-鋁箔紙 6-槽凸輪機構
如上圖所示,糖塊和包裝紙由頂糖杆4頂入轉盤上的錐形模腔,迫使鋁箔紙緊貼糖塊.實驗結果表明,基本符合要求,但還存在如下問題:由於巧克力糖在澆注成行時,外形尺寸誤差較大,而剛性模腔不能完全適應這種情況;又由於鋁箔紙又薄又脆,在強迫成行時,鋁箔紙有被拉破的現象,特別當糖塊與模腔之間間隙太小時,使鋁箔紙沒有足夠的變形間隙而被撕破;此外,在實驗中常常發生糖塊貼牢模腔不能自由落下的情況;有時在頂杆頂糖時發生損傷糖塊的現象等等.這說明第一次工藝實驗還很不完善.
在第二次工藝實驗時,將剛性錐形模腔改成具有一定彈性的鉗糖機械手.圖5為鉗糖機械手及巧克力糖包裝簡圖.
圖5 鉗糖機械手及巧克力糖包裝
1-轉軸 2-轉盤 3-彈簧 4-接糖杆 5-鉗糖機械手(共6組)
6-糖塊 7-頂糖杆 8-鋁箔紙 9-環行託板 10-折邊器
如上圖所示,機械手設計上是具有彈性的錐形模腔,這樣能適應巧克力糖外形尺寸的變化,解決第一次工藝實驗中存在的拉破鋁箔紙的現象.在機械手下面有圓環形託板,以防止糖塊下落。
第二次工藝實驗的過程如下:
當鉗糖機械手轉至裝糖未位置時,接糖杆4向下運動,頂糖杆7向上推糖塊6和包裝紙8,使糖塊和鋁箔紙夾在頂糖杆和接糖杆之間,然後它們同步上升,進入機械手5,迫使鋁箔紙成型如圖5(b)所示,接著折邊器10向左折邊,成圖5(c)狀,然後轉盤2帶機械手5作順時針方向轉動,途徑環行託板9,使鋁箔紙全部覆蓋在糖塊的大端面上,完成全部包裝工藝如圖5(d)所示.
第二次工藝實驗,獲初步成功.鋁箔紙沒有撕破現象,糖塊也沒有說明損傷.但是包裝紙表面還不夠光滑,有時還發生褶皺現象,還需要進一步改進.
又經過譏刺實驗,發現鋁箔紙只要用柔軟之物輕輕一抹,就很光滑平整地緊貼在糖塊表面上,達到預期的外觀包裝質量要求.因此增設了一個帶有錐形毛刷圈（軟性尼龍絲），在定糖過程中，先讓糖塊和鋁箔紙通過毛刷圈，然後再進入機械手成形，結果使包裝紙光滑、平整、美觀，完全達到包裝質量要求。
圖6是經過改進後的巧克力糖包裝成型機機構簡圖。
圖6 巧克力糖包裝成型機構
1-左抄板紙 2-鉗糖機械手 3-接糖杆 4-右抄板紙
5-錐形尼龍絲圈 &nb