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便攜式小型零件多（duō）方位加工鑽床（chuáng）的設計研究

2019-1-15 來源：齊齊哈爾大學機電工程學院作者（zhě）：張華錦，李明，方子（zǐ）文，周鑫磊，楊帆

摘要：文章研究了某便攜式小型零件多方位鑽（zuàn）床的結構特點、功能及原理。該小型鑽床在工作中能夠較好地保護工件，同時能夠實現（xiàn）多方位的加工（gōng）。通過CAD軟件（jiàn）對小型鑽床進行二維三維繪（huì）製及建（jiàn）模，為後續鑽床有限（xiàn）元分析（xī）和實體加工（gōng）製造做好鋪墊性工作。該鑽床結構簡單，操作方便，加工效率高，成本低，對（duì）家庭和小型工廠這樣的小型單位非常適合。這次（cì）設計將學生課題學（xué）過的機械製造工藝與裝備、公差與配合、機械製圖、工程材料與熱處（chù）理工藝等知識很好（hǎo）地串聯起來，將課程應用於實際研究操（cāo）作。首先是對工件機械加工工藝規程的製定，工件機械加工工（gōng）藝（yì）規程的製定是至關重要的。設計零件（jiàn）的工藝規程以及對（duì）鑽床進行結構（gòu）分析。

關鍵詞：小（xiǎo）型鑽床；多方位加工；便攜式

本研究對象是鑽床零部件（jiàn）的加工工藝規程的設計，以（yǐ）介紹設計（jì）研究方法為宗旨，著（zhe）重實踐，力圖做（zuò）到內容完整、詳實，研究方法可使用性強。鑽床是一種通過（guò）鑽杆在工（gōng）件上加工孔的機床，是機械製造和各種修配工廠必不可少（shǎo）的機械設（shè）備。目前，我國市場（chǎng）上還沒有一種鑽床具備一次裝夾便可多方位加工的優（yōu）點，大多數存在的是功能單一（yī），保護性能較差的普通鑽（zuàn）床。目前的鑽床體積較大，笨重不便於攜帶，而（ér）且操作時（shí）需要一定的（de）專業技能，不適用於家庭生活。隨著人們生活水平的（de）提高，幾乎每家都會製備一些修理工具，便於進行一些簡單的（de）修理工（gōng）作。因此，一種易於操作與攜帶的鑽床是（shì）十分必要的。在考慮到經濟成本和精度要求一般的情況下，我們初步（bù）設計出（chū）一種便攜式小型零件多（duō）方位（wèi）加工鑽床來

改善人們的生活。

1 、結構特性

該便攜式小型零件（jiàn）多方位加工鑽（zuàn）床（chuáng）具有普通鑽床的全部功（gōng）能，結構簡（jiǎn）單，操作簡便靈活，能實現多方位加工。小型鑽床主（zhǔ）要包括支撐架、工件安置架、工件固定（dìng）杆、工件固定搖（yáo）把、活（huó）動支撐杆、垂直（zhí）推杆、電機和（hé）鑽頭等部件。該小型鑽床的主體是一個前後相通的（de）正方體外殼（可根據實際要求，來調節設計（jì）尺寸）外形尺寸在450×450× 450 mm

3。孔直徑在14 mm以內。主軸（zhóu）轉速（sù）在4 000 r/min以內，屬於單軸設計。鑽床的結構如圖1~2所示。

2 、功能特性及創新點

2.1 實（shí）現多方位的加工

鑽床在工作時，鑽床的工件托板可以通過搖把左（zuǒ）右調節位置，同（tóng）時（shí）工件（jiàn）夾片可以前後調節位置，進（jìn）而裝有鑽頭的電動機可以通過它（tā）上方的活動板來達到二維上的多方位運動。同時電動機下方（fāng）的U型槽的設計可以使被夾工件進行前後的移動。鑽床底部添加的滾輪也可以在一（yī）定限度上進行前（qián）後的移動。U型槽兩處的轉動板上裝有類似車床（chuáng）上夾（jiá）取工件的（de）定位裝（zhuāng）置，可使工（gōng）件完成沿水平軸的360°旋轉，旋轉分度（dù）裝（zhuāng）置具（jù）有自鎖性，每次旋轉運動完成都能自鎖。通過這些部件來使鑽床達到多方位加（jiā）工工（gōng）件（jiàn）的目的。

2.2 對工件保護性（xìng）能的創新

小型鑽床裝夾工件的地方（fāng）下端有一個支撐板，它可以大大減（jiǎn）輕U型槽滾輪（lún）在電動機（jī）工作時受到的壓力（lì）。普通鑽床裝夾部分設有控製夾緊力（lì）功能，U型槽的兩側設計了兩個轉動板，根據螺旋測微計（jì）中棘輪的原（yuán）理，當夾取工件時（shí）的夾緊力達到預定值（zhí）時，繼續轉動夾緊螺旋手柄，手柄會發出聲響進（jìn）行報警（jǐng），這時可通過調節（jiē）活動塊（kuài）上部的螺栓來控（kòng）製預調夾緊力，兩夾板可根據不同形狀、硬度的工件更換，當（dāng）兩個工件（jiàn）夾片夾住（zhù）加工工（gōng）件時，加工工件下方兩個工件托（tuō）板之間會存在一定（dìng）的（de）間隔，這樣可在最大程度上保護被夾工件。同時該鑽床不需要通（tōng）過鬆（sōng）開固定裝置轉換工（gōng）件的放置角（jiǎo）度來變換加工角度，這樣可以有效提高加工效率，同時可（kě）避免在不斷變化固定位置的時候造成工件的（de）損壞。

3 、工作步驟和原（yuán）理

當需要對工件進行鑽孔加工時，將（jiāng）固定螺母鬆開，將工件安置架向內推（tuī）到（dào）滑槽的末（mò）端並（bìng）擰緊固定螺母，此時工件位於支（zhī）撐架的（de）垂（chuí）直部分內，通過調整水平活動塊在活動支撐杆上的位置，可以將鑽（zuàn）頭對準待加工位（wèi）置，固定第二鎖緊螺紋鈕（niǔ）後可以（yǐ）通過（guò）轉動轉向盤帶動垂（chuí）直推杆向下運動，垂直推杆通過滾珠軸承推動支撐（chēng）杆架板（bǎn）帶動活動（dòng）支撐杆向下運動，啟動（dòng）電機後，繼續下壓就（jiù）可以完成鑽孔，鬆開第一鎖緊螺紋鈕可以通過（guò）轉動件調（diào）整工件需要加工的角度。這樣的設置能夠穩定地對工件進行（háng）鑽孔，在鑽杆底端通過套筒安裝有一個激光筆，激光筆可在加工工件上顯示出鑽孔點，這樣以便於加工通孔和進行校準；通過轉動轉盤調節螺杆位置從而控製鑽杆（gǎn）的（de）升降，螺杆側壁的立麵繪製有（yǒu）刻度（dù）線，在加工

盲孔時，便於輔助（zhù）控（kòng）製盲孔深度，便於（yú）定位加工。

4 、結語

該便攜式小型零件（jiàn）多方（fāng）位加工鑽床選材均為國標型材和標準件，材料價格便宜，易於加工（gōng）製造，整體造（zào）價（jià）低（dī）廉，市場（chǎng）應用性和推廣性極強，非常適用於家庭和（hé）小型工廠。在完善加工方法和合理選擇材料的基礎上，易於批量生產，市場應用前景廣闊，能產生巨大的（de）經濟應（yīng）用價值。綜（zōng）合而言，本項目對地區經濟具有明顯的積極推進作用。

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