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臺式鉆床調(diào)速的設(shè)計(jì)改進(jìn)
2019-1-15  來源： 無錫工藝職業(yè)技術(shù)學(xué)院  作者： 裴紅蕾 劉剛 李亞璇



  
       摘 要:本文設(shè)計(jì)研究一種可以無極調(diào)速的臺式鉆床，調(diào)速時不需要停止臺鉆轉(zhuǎn)動，可以實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速; 在加工工件的操作中根據(jù)需要可隨時調(diào)整轉(zhuǎn)速，調(diào)速安全，不存在任何操作危險(xiǎn)，調(diào)速快捷方便，使生產(chǎn)效率大幅度提高。擴(kuò)大了普通臺鉆的使用范圍，滿足生產(chǎn)上的需要。大幅度減輕了勞動強(qiáng)度，制造成本低。
  
      關(guān)鍵詞:調(diào)速 臺式鉆床 模型仿真

  
      1、前 言
  
     現(xiàn)有的臺式鉆床，其動力靠皮帶輪傳遞，轉(zhuǎn)速的大小同樣是靠皮帶輪調(diào)整的，目前在國內(nèi)外市場上制造銷售使用的皮帶輪式各種臺鉆，均系用塔型皮帶輪調(diào)整轉(zhuǎn)速。而臺式鉆床的操作過程是在需要調(diào)換轉(zhuǎn)速的時候，先將工作中的臺式鉆床停止，然后將皮帶罩給打開，松開電機(jī)和皮帶。為了實(shí)現(xiàn)臺式鉆床降速或者升速的目的，要將皮帶從一個槽轉(zhuǎn)移到另一個槽里。
  
     然后固定好電機(jī)，將皮帶張緊，最后將皮帶罩蓋好，調(diào)速就完成了。這種調(diào)速的過程操作復(fù)雜，生產(chǎn)效率低，并且極不安全。根據(jù)車間現(xiàn)有的臺式鉆床進(jìn)行改造使其可以實(shí)現(xiàn)無極調(diào)速，從而提高工作效率，保障學(xué)生操作時的安全系數(shù)，使車間工作井然有序。

     2、 結(jié)構(gòu)改進(jìn)及工作原理
  
     為了能夠把可調(diào)速電機(jī)準(zhǔn)確固定在帶罩里，本設(shè)計(jì)做了一塊支撐板。鉆頭旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動，鉆頭的軸向移動為進(jìn)給運(yùn)動，和其它鉆床比較來說，加工精度較低。此次經(jīng)改造的鉆床工作原理是通過齒輪變速箱里面齒輪的變速將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換為齒條的直線運(yùn)動。

     主要就是電機(jī)在做動力，最后再通過用皮帶傳動來帶動變速箱，在鉆床的套筒上有齒條，主軸就是裝在套筒里面，從而做到變速箱由齒輪經(jīng)過多級變速之后將它的動力傳遞給主軸從而作為旋轉(zhuǎn)動力來轉(zhuǎn)動。

     3 、建立模型和仿真以及加工組裝
  
    3． 1 臺鉆實(shí)體的繪制選用 PＲO / E 繪圖軟件，用 CAXA 來進(jìn)行仿真

    如圖 1 所示，這是臺鉆沒有改動時候的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，只有一個塔型帶輪，是要進(jìn)行改造的，換成同步帶輪。顯然這個保護(hù)罩是無法支撐一個電機(jī)的，所以選擇增加一個支撐板
。為調(diào)速器和電機(jī)的安裝提供合適的位置。

  
  
圖 1 帶罩內(nèi)部結(jié)構(gòu)                 圖 2 底座示意圖

  
     3． 2 機(jī)座的實(shí)體造型
  
     圖 2 的底座示意圖，首先打開 Pro/E 這個軟件，進(jìn)入界面之后按“ctrl + N”快速創(chuàng)建，選擇“零件”，然后選擇“實(shí)體”進(jìn) 入 繪 圖 界 面。第 一 步 選 擇“拉伸”，通過“放置”“定義”來選擇基準(zhǔn)平面，繪制一個 293 × 185 的矩形，拉伸高度為 41mm，然后上面的倒角為 35，下面的兩個倒角為 16，為了讓他看起來效果好一些，分別給它們倒圓角，圓角尺寸為 3。接下來是“拉伸”，拉伸的位置是固定件周圍的區(qū)域。“抽殼”這個當(dāng)然是面對的底部。

    然后是“拉伸”，那個圓柱小凸臺，在圓柱小凸臺上面畫一個小圓，實(shí)行陣列，在畫圖的過程中用的最多的就是拉伸、抽殼、陣列、反向拉伸、倒角。． 3 主軸箱的實(shí)體造型與改造

   
   
圖 3 主軸箱造型                  圖 4 加裝支架圖
  
     主軸箱如圖 3 所示，這里改變的地方有兩個，如圖 4 所示的是裝了一個小的支撐板，用來支撐調(diào)速器，因?yàn)橄旅嬖静辉趺雌秸跃褪謩佑娩S刀把它磨平，之后用手槍鉆在上面打了兩個直徑 6mm 的孔，然后手動攻螺紋。

    小的支撐板剛開始也是自己做了一個，后來發(fā)現(xiàn)原料有點(diǎn)太軟，會影響使用，所以之后又換了一塊。如圖 5 所示，從圖中主軸箱可以看出，正在切除的地方，原本是固定電機(jī)的，但是現(xiàn)在不需要了，把調(diào)速器放在這里，因?yàn)檫@兩個多余的在工作中帶來不便，在允許的情況下進(jìn)行切除處理。
 
 
  
圖 5 去除材料                     圖 6 進(jìn)行鉆孔加工

  
     3． 4 同步帶輪的實(shí)體造型與安裝

    如圖 6 所示，這里用普車進(jìn)行的鉆孔加工，同步輪正在進(jìn)行孔加工，鉆頭一開始選用的是 20MM 的，不至于孔太大，然后用鉸刀進(jìn)行擴(kuò)孔，兩個孔都是同樣的方法加工出來的 。因?yàn)殡姍C(jī)的軸徑和主軸軸徑不一樣，電機(jī)軸徑是22mm，主軸的軸徑是 27mm，而且兩個同步輪的外徑也是不一樣的，我選擇的40mm 和 60mm 的。因?yàn)橐@得更高轉(zhuǎn)速比，裝在電機(jī)上面的同步輪，我選擇裝 60mm 的。這樣可以提升速度。如圖 7 所示，可以看出同步輪上的孔，這個是用來固定同步輪的。

    這個孔在加工的時候是在臺式鉆床上加工的，比較方便一些，加工的是一個通孔。孔加工，用的手用絲錐來進(jìn)行的螺紋加工。小螺絲自己也是有些小改變，原本是十字的螺絲，這里用角向機(jī)把它的頭部去掉，然后調(diào)整合適的長度，然后開了個一字槽，這里真的有點(diǎn)難控制，用角向機(jī)做的一字槽，安裝后如圖 8所示。
 
 
  
  圖 7 同步輪安裝                      圖 8 安裝后效果圖


    4 、結(jié) 語
  
    改造后裝置具有成本地、結(jié)構(gòu)簡單、對工人技術(shù)要求不高、無噪聲等特點(diǎn)，在現(xiàn)有機(jī)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)的一種創(chuàng)新機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，所改造機(jī)器能廣泛的應(yīng)用于學(xué)校車間和企業(yè)實(shí)際加工，具有很大的前景。裝置能夠?qū)崿F(xiàn)自動化，而且操作簡便、安全。
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