手電鉆省力裝置設(shè)計(jì)【含CAD圖紙、SW三維、說(shuō)明書】

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Equipment Manufacturing Technology, 2009(3):43-4410. . 手電鉆機(jī)設(shè)計(jì)J. 裝工程, 2008, 29(9):102-10311. . 電手工電鉆fi 設(shè)計(jì)的機(jī)設(shè)計(jì)J. 裝工程, 2013, 34(16):50-5412 . 依工程學(xué)設(shè)計(jì)的手電鉆J. 電工具, 2004(2):12-1513 高 . 手電鉆鉆 J.電工具, 2002(3):69-6914 . 能手電鉆J . , 1999(5)15 手電鉆的一用J 機(jī)械工:冷 工, 2000(12) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 開 題 報(bào) 告 2本題要或解決的問(wèn)題 用的手 （ ）： 1.的問(wèn)題本題主要一手電鉆的省力裝置。裝置能在通風(fēng)工程的重復(fù) 鉆孔的工作中, 工的工作 力且提高工作效率。它將輕的,安裝在手電鉆上,將 手電鉆一樣 用,而且最 會(huì) 大手電鉆的空 。2.的 工 上實(shí)際 ,解用的, 目的的 設(shè)計(jì)。在網(wǎng)上或書 查 資料,解的, 須意的 。在理論上 設(shè)計(jì)的 , 出樣。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 開 題 報(bào) 告 指導(dǎo)教師意見(jiàn)：1對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的 ：文獻(xiàn)檢索充 。 2對(duì)本題的深 及工作量的意見(jiàn) 對(duì)設(shè)計(jì)（論文） 果的預(yù)測(cè)： 意繼續(xù)題。 3. 意開題： 意 意 指導(dǎo)教師： 2016 年 03 月 17 日所在專業(yè)審查意見(jiàn)： 意 負(fù)責(zé)： 2016 年 03 月 28 日畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）外 文 參 考 資 料 及 譯 文譯文題目： Hand-held drill leverage unit 手提電鉆的杠桿裝置（專利） 學(xué)生姓名：專業(yè)：所在學(xué)院：指導(dǎo)教師：職稱：譯文：摘 要手持電鉆杠桿裝置是用來(lái)支撐,定位,并利用杠桿來(lái)使電鉆工作。杠桿裝置有一個(gè)支撐點(diǎn)來(lái)支撐杠桿臂。杠桿臂的一端支撐著電鉆，相對(duì)的也就更長(zhǎng)，柄端的杠桿通過(guò)杠桿臂的操作來(lái)控制位置，并用桿件控制電鉆工作。用戶通常抓住鉆柄的一端，杠桿臂的末端在另一端。拉動(dòng)手柄的一端遠(yuǎn)離工件，用支撐件的底座緊貼工件背面，使工件大致上固定，拉動(dòng)手柄使鉆頭鉆入工件。那樣杠桿裝置就不需要被固定或到工件或其它支撐元件上，這樣使用者可以快速的移動(dòng)電鉆和杠桿裝置來(lái)鉆孔。使用者只需簡(jiǎn)單的停止拉動(dòng)手柄就可以使鉆頭遠(yuǎn)離工件，隨意的把底座從工件上拿開就可以將裝置在工件上移開。1、發(fā)明背景本發(fā)明的領(lǐng)域 這項(xiàng)發(fā)明是和手電鉆相關(guān)的，更準(zhǔn)確的說(shuō)，一個(gè)輕便的杠桿裝置來(lái)支撐和操縱手電鉆。2、本發(fā)明概要這項(xiàng)發(fā)明是和手電鉆相關(guān)的，更準(zhǔn)確的說(shuō)，一個(gè)輕便的杠桿裝置來(lái)支撐和操縱手持電動(dòng)工具。手持杠桿裝置給鉆頭提供額外的杠桿力，從而使得操作者在鉆工件時(shí)可以更加方便更加省力。該杠桿裝置包括杠桿臂的支點(diǎn)軸，支撐裝置包括底座固定工件的固定裝置和其他靠近工件的支撐組件。這個(gè)杠桿裝置包含調(diào)整機(jī)制使操作更方便。底部的收縮調(diào)整可以通過(guò)移動(dòng)底部支撐件來(lái)調(diào)節(jié)裝置。調(diào)節(jié)支撐長(zhǎng)度，移動(dòng)支點(diǎn)靠近工件，因此，調(diào)節(jié)支點(diǎn)可使鉆孔分成階段性步驟。這些調(diào)整可以由杠桿臂的末端來(lái)控制，這樣操作者就可以在操作過(guò)程中來(lái)完成這些調(diào)整。3、附圖說(shuō)明圖1是手持杠桿裝置的透視圖。圖2是圖一裝置的側(cè)視圖，其中支撐桿和腳幾乎完全伸直，雙頭箭頭表示桿件的可調(diào)整方向。圖3是裝置的側(cè)視圖，1和2，其中支撐桿是被固定在工件附近，支撐桿被幾種固定裝置縮短。圖4a是裝置的側(cè)視圖，1-3，說(shuō)明杠桿裝置可以微微傾斜，如果必要的話，當(dāng)鉆工件時(shí)可以保持垂直鉆入。圖4b是裝置的側(cè)視圖，1-4a，其中手柄被拉離工件使鉆頭鉆入工件。圖5是裝置的俯視圖，1-4b，說(shuō)明電鉆是可以360度旋轉(zhuǎn)的。圖6是裝置的側(cè)視圖，1-5，其中鉆頭和工件被通過(guò)調(diào)節(jié)裝置移動(dòng)遠(yuǎn)離底座。圖7a是裝置的側(cè)視圖，其中固定底座被定位在其他的工件上。圖7b是圖7a的頂視圖。4、產(chǎn)品優(yōu)化的體現(xiàn)這個(gè)杠桿裝置包括由手柄部分和電鉆部分組成的杠桿臂,和主桿上手柄與杠桿中間的支點(diǎn)裝置。力施加在手柄部分，主杠桿繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使鉆頭鉆入工件。通常情況下，杠桿裝置是當(dāng)操作人員控制功率單元促使鉆頭鉆入工件。鉆頭部分通常接受常規(guī)電鉆可以自由的旋轉(zhuǎn)，如此鉆頭可以360度旋轉(zhuǎn)，從而使產(chǎn)品可以適用于更多不同的工件使用戶更容易操作。支撐裝置由支撐桿和支撐底座組成，使操作人員可以再不停止轉(zhuǎn)動(dòng)的條件下手動(dòng)調(diào)整。此外，支撐底座可以穩(wěn)定杠桿裝置，其組成不一定要是工件；底座施于工件的力來(lái)自于手柄部分施加的驅(qū)動(dòng)力；因此，底座產(chǎn)生的支反力通過(guò)穩(wěn)定的支點(diǎn)，杠桿臂繞著支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)由于拉動(dòng)手柄遠(yuǎn)離工件。支撐點(diǎn)是可以通過(guò)支撐桿調(diào)節(jié)長(zhǎng)度，所以杠桿臂的旋轉(zhuǎn)軸可以接近或遠(yuǎn)離工件，這可以用于在工作前的調(diào)節(jié)。同時(shí)，這個(gè)調(diào)整系統(tǒng)可以在工作的同時(shí)使用，例如，通過(guò)調(diào)低支撐點(diǎn)那樣使用者通過(guò)搖動(dòng)桿件移動(dòng)到適合的鉆孔范圍，旋轉(zhuǎn)角度在70-120度，或者最佳的在80-110度。此外，支撐底座在位置上是可調(diào)節(jié)的，調(diào)節(jié)底座位置，那樣可以使鉆頭部分像是在工件上移動(dòng)。提及圖形，下面先看一下這個(gè)手持電鉆杠桿裝置，以下簡(jiǎn)稱杠桿裝置。如圖。1-7杠桿裝置100包括手柄部分15和電鉆部分40的杠桿臂150。杠桿臂150在圖紙中是直的，然而杠桿臂也可以是彎曲的或隨意的來(lái)使得空間更加緊湊。支撐裝置60是位于手柄15和鉆頭部分40中間，這樣杠桿臂150可以繞著支撐點(diǎn)60旋轉(zhuǎn)。力是施加在手柄部分15，這樣杠桿臂150可以繞著支撐點(diǎn)60旋轉(zhuǎn)，反過(guò)來(lái)使鉆頭部分60的鉆頭52在材料上鉆孔，并且鉆頭是否離開材料取決于施力方向。當(dāng)施力使手柄部分15遠(yuǎn)離工件W，鉆頭52就鉆入工件。常規(guī)電鉆適用于鉆頭部分用夾頭適配器46，電鉆是可以轉(zhuǎn)動(dòng)的，這樣杠桿裝置可以適用于不同的工件（例如，水平或垂直方向）。杠桿裝置100就不需要使用螺絲釘，螺栓，和其他的暫時(shí)或者永久的固定在工件上，所以杠桿裝置是便于移動(dòng)的，僅需要施力和杠桿就可以工作。鉆頭部分40由支架42連接到細(xì)桿17和手柄15，關(guān)鍵的42在手柄的另一端，一個(gè)卡盤適配器和可以旋轉(zhuǎn)的塊組成，其中卡盤適配器夾頭端48和桿端50組成。夾頭端48的具體配置鉆頭52和桿端50是接收卡盤端電力裝置。夾頭適配器46最好是可自由旋轉(zhuǎn)的塊44，怎樣當(dāng)電鉆安裝在軸端的卡盤適配器上可以轉(zhuǎn)360度；最好，鉆頭可以在任何位置旋轉(zhuǎn)，那樣用戶可以對(duì)動(dòng)力裝置和手柄360度方位的控制工作。支撐桿沿著杠桿臂手柄部分15就可以固定了。在另一個(gè)例子中，軸17和手柄和支撐桿和鉆頭可以制造成一個(gè)整體的杠桿臂。手柄部分一端為細(xì)桿和握持部分連接到桿上鉆頭部分一端。手柄部分上裝有驅(qū)動(dòng)裝置，底座驅(qū)動(dòng)20和支撐桿驅(qū)動(dòng)30，調(diào)整支點(diǎn)裝置60和杠桿裝置100.執(zhí)行單元很簡(jiǎn)單像一對(duì)自行車手柄每個(gè)都有一個(gè)纜繩。底座調(diào)整裝置包固定件22使底座和支撐桿驅(qū)動(dòng)固定在細(xì)長(zhǎng)軸上?？尚D(zhuǎn)裝置連接到固定裝置22和纜繩26沿著支撐桿鏈接到驅(qū)動(dòng)20和桿端78擺臂74.支撐桿驅(qū)動(dòng)由固定裝置32固定到支撐桿上。第二驅(qū)動(dòng)手柄34固定在細(xì)長(zhǎng)軸上，溝通過(guò)纜繩控制支撐裝置。這些單元的運(yùn)動(dòng)將在下面描述。支點(diǎn)單元60包括一個(gè)支點(diǎn)塊62接收和穩(wěn)定支腿64和支腳66。支點(diǎn)塊62安裝在可旋轉(zhuǎn)地主桿150的支撐塊上42近鉆頭部分40，由于最佳杠桿比例2-10，所以支點(diǎn)在杠桿臂1/3到1/11靠近鉆頭的一端。支點(diǎn)塊62在支撐桿64上可以縱向垂直于主臂運(yùn)動(dòng)。底座裝在支撐桿上可以通過(guò)螺釘?shù)仁侄握{(diào)節(jié)。底座上可能有個(gè)孔是鉆頭鉆通工件的位置。另外，底座上可以拆卸鏈接到其他的夾持元件上，例如鉤、吸盤或者其他元件。擺臂74是在定位塊和夾頭適配器與支點(diǎn)單元之間。擺臂的肩端78安裝在支點(diǎn)端76上。如圖二所示底座是安裝在支撐桿上的，按桿件68上的箭頭方向搖動(dòng)桿件，其中支撐桿64將搖動(dòng).沿桿68的角度方向搖動(dòng)支撐桿64,定位桿68將通過(guò)偏置彈簧72摩擦支撐桿使之固定.當(dāng)操作者推動(dòng)桿68朝向支點(diǎn)塊62，使桿68表面平行于支撐塊61并垂直于支桿64，桿64將被釋放使操作者可以縱向滑動(dòng)桿64和底座66.操作者將可以調(diào)節(jié)鉆頭52到底座66上工件的距離，把鉆頭靠近工件表面底座頂住另一面并開始鉆孔，手柄端低于支撐點(diǎn)桿的角度在70到80度之間。這樣調(diào)整可以使操作者在鉆孔過(guò)程中移動(dòng)最少的距離。例如，支撐桿和底座之間距離較大工件又比較薄，操作者要移動(dòng)很大的角度使得鉆頭靠近工件表面。那樣杠桿臂將達(dá)到極限并不可移動(dòng)了。當(dāng)長(zhǎng)度調(diào)整后彈簧72將使桿68恢復(fù)原位，桿68再次通過(guò)摩擦固定支桿64的位置。桿64的長(zhǎng)度縮減后可以使鉆頭接觸工件表面，杠桿臂可以在最佳的旋轉(zhuǎn)角度內(nèi)使鉆頭鉆孔。據(jù)了解最佳的鉆孔角度是手柄端的70度（最佳為80度）到最大角度120度（最佳為110度）。另外，支撐桿驅(qū)動(dòng)30被按動(dòng)時(shí)支撐桿和底座的就處在可調(diào)整狀態(tài).如圖三.當(dāng)操作者在鉆孔過(guò)程中發(fā)現(xiàn)他需要調(diào)整鉆頭到底座的距離時(shí),為了調(diào)整杠桿臂使之在工件上鉆孔處在最佳的角度A。操作者可以一手抓住電鉆200上部或者把手部分40，另一只手按住夾緊件34.夾緊件34受力將使纜繩收緊，因此桿70將沿箭頭方向從與塊62平行且與支撐桿64垂直的位置移動(dòng)到另一個(gè)相對(duì)位置。在這種情況下，杠桿摩擦著支撐桿使支撐桿向右移動(dòng)，這樣就能縮短底座與鉆頭的距離。當(dāng)施加的力被移除，彈簧72將推動(dòng)桿70回到原來(lái)與支撐桿64垂直的位置并鎖死。重復(fù)按動(dòng)把手34支撐桿將如圖3所示一樣向右移動(dòng)。然而首選的并不是棘輪系統(tǒng)，因?yàn)閳D中的支撐桿是光滑的，術(shù)語(yǔ)“棘輪”是用來(lái)表示讓把手30和桿70重復(fù)運(yùn)動(dòng)的步驟。其他調(diào)節(jié)支撐桿64高度的方法將在下面提及。如果上述方法調(diào)節(jié)不能適合操作，特別鉆孔需要很高的精度時(shí)可以使用下面的這種方法。當(dāng)杠桿系統(tǒng)100鉆頭部分40被轉(zhuǎn)向工件時(shí)，特別是杠桿臂不在適合的角度A內(nèi)時(shí)，會(huì)鉆出一個(gè)非90度的孔。因?yàn)楫?dāng)桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)電鉆部分相對(duì)于支桿將是以一定角度運(yùn)動(dòng)。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)鉆頭時(shí)將以偏向支撐桿的方向以非90度角傾斜鉆入。為了彌補(bǔ)這一點(diǎn)，使用者可以調(diào)整支撐點(diǎn)的高度，如上面所說(shuō)的做，或者操作者可以調(diào)整整個(gè)杠桿臂使之傾斜，那樣鉆頭相對(duì)于底座也會(huì)有一定的角度變化。那樣鉆頭就會(huì)垂直于工件。如圖四調(diào)節(jié)鉆頭將會(huì)垂直于工件。如果如圖4a的箭頭方向?qū)⒌鬃D(zhuǎn)百分之一英寸，那么鉆頭也會(huì)一樣垂直于工件。因此需要指出的是，底座或其他支撐元件并不是必要的，因此底座或支撐桿只要有一部分抵住工件就可以了?；蛘咂渌姆椒ㄒ彩强梢允褂玫?，比如調(diào)節(jié)電鉆部分到支撐點(diǎn)的長(zhǎng)度。以上兩種方法有時(shí)并不是必要的當(dāng)鉆孔不一定要垂直時(shí)或者鉆很薄的工件時(shí)，以上兩種方法有時(shí)并不是必要的。本發(fā)明在一些實(shí)例中被稱為，一個(gè)含有杠桿臂，用來(lái)抵住（不限于）工件的支撐裝置。其中杠桿臂的一端用來(lái)放置電鉆，另一端是使杠桿旋轉(zhuǎn)的單元。支撐點(diǎn)的元件如果用力按動(dòng)它，它將并不固定，因此它將是易于拆卸的。而且該裝置并不需要其他框架或繁重的結(jié)構(gòu)，來(lái)向鉆床一樣站立工作。此外，該裝置的固定不需要嵌入工件，只需要壓住或吸夾在工件上不破壞工件。盡管這項(xiàng)發(fā)明使用了上面說(shuō)的很多技術(shù)，但是實(shí)際上并不止這些，下面的聲明里也是包括的。畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）大 綱 設(shè)計(jì)(論文)題目： 手電鉆的省力裝置設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 專業(yè)： 所在學(xué)院： 指導(dǎo)教師： 職稱： 手電鉆省力裝置的設(shè)計(jì)第一章引言1.1現(xiàn)在電鉆的使用狀況1.2省力裝置設(shè)計(jì)的目的和意義1.3主要研究的內(nèi)容第二章整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1電鉆上固定裝置的設(shè)計(jì)2.2省力杠桿的具體位置3.3工件上固定裝置第三章裝置受力分析3.1材料的選擇3.2強(qiáng)度的校核第四章結(jié)束語(yǔ)第五章參考文獻(xiàn)1. 吳宗澤. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京: 高等教育出版社,2006: 21-23, 35.2. 成大先主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M.第四版第五卷.化學(xué)工業(yè)出版社,2004.3. 陳立德主編. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)M.高等教育出版社,2009.4. 陳立德主編. 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)M. 高等教育出版社,2009.5. 范欽珊 殷雅俊主編. 材料力學(xué)M.清華大學(xué)出版社,2008.6. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室編. 理論力學(xué)M.高等教育出版社,2009.7. 林志斌劉明輝. 手電鉆安裝夾具J. 機(jī)械工人:冷加工,2013,12期:8. 徐新. 使用手電鉆應(yīng)該注意的幾個(gè)問(wèn)題J.農(nóng)村百事通, 2006(1):55-55.9.王文志 汪通悅 卜云峰.多功能群體鉆夾具的設(shè)計(jì)J. Equipment Manufacturing Technology,2009(3):43-4410.張慧姝. 手電鉆人機(jī)設(shè)計(jì)研究J. 包裝工程,2008,29(9):102-10311.張久美. 電動(dòng)手工電鉆造型設(shè)計(jì)的人機(jī)設(shè)計(jì)研究J.包裝工程,2013,34(16):50-5412 束葦. 依人體工程學(xué)設(shè)計(jì)的手電鉆J. 電動(dòng)工具,2004(2):12-1513王賓雁 高靖 . 手電鉆鉆頭長(zhǎng)度不夠怎么辦J.電動(dòng)工具,2002(3):69-6914李有觀. 多功能手電鉆J .金屬世界,1999(5)15馬莉莉手電鉆的另一種用途J 機(jī)械工人:冷加工,2000(12)第六章致謝 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文） 設(shè)計(jì)(論文)題目： 手電鉆省力裝置設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 二級(jí)學(xué)院： 班級(jí)： 提交日期： 目錄目 錄目 錄II摘要AbstractV第一章緒 論11.1電鉆的原理及分類11.2現(xiàn)在電鉆的市場(chǎng)與使用情況31.3研究的目的及意義51.4國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品研究概況61.5國(guó)外同類產(chǎn)品研究概況71.6論文主要研究?jī)?nèi)容8第二章省力裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)92.1研究的思路92.2整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)122.2.1方案一122.2.2方案二16第三章 裝置的受力分析與校核243.1裝置一243.1.1裝置的受力分析243.1.2裝置的剛度的校核263.2裝置二283.2.1裝置的受力分析283.2.2裝置的剛度的校核29第四章總結(jié)與展望304.1研究?jī)?nèi)容特色與創(chuàng)新304.2研究前景32第五章參考文獻(xiàn)34第六章 致謝35附錄36III 摘要手電鉆省力裝置設(shè)計(jì)摘要電鉆進(jìn)給力主要靠人提供。為達(dá)到省力目的，目前的解決方案都是將電鉆固定在電鉆夾具上，形成一種小型鉆床，但也使電鉆失去了原有方便靈活的特性。本文設(shè)計(jì)了一類可安裝在手電鉆上并能靈活使用的裝置，該裝置使電鉆夾具成為電鉆的輔件。本裝置由電鉆固定模塊，省力機(jī)構(gòu)，進(jìn)給機(jī)構(gòu)，裝置固定模塊組成。根據(jù)裝置與工件之間不同的固定方式，通過(guò)對(duì)比分析得出對(duì)應(yīng)的最優(yōu)方案。方案一，只適用于鉆邊緣孔。電鉆固定模塊，采用環(huán)形件套住電鉆并緊固；省力機(jī)構(gòu)，采用杠桿原理；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；裝置的固定，采用卡爪直接扣住工件底面。省力機(jī)構(gòu)與進(jìn)給機(jī)構(gòu)復(fù)合，在曲柄與連桿連接處，延伸曲柄形成杠桿。方案二，只適用于平面鉆孔且工件粗糙度不能過(guò)大的場(chǎng)合。電鉆固定模塊，采用環(huán)形件套住電鉆并緊固；省力機(jī)構(gòu)，采用杠桿原理實(shí)現(xiàn)；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)；裝置的固定，采用負(fù)壓吸盤吸附于工件表面。省力機(jī)構(gòu)與進(jìn)給機(jī)構(gòu)復(fù)合，在曲柄與連桿連接處，延伸曲柄形成杠桿。以方案二思路的延伸,可以設(shè)計(jì)一種吸附于工件表面具有可移動(dòng)平臺(tái)的機(jī)床，這將是進(jìn)一步研究的方向。本論文提出的是一種可以裝在電鉆上的省力裝置，目的是減輕工人的操作負(fù)擔(dān)。具體的創(chuàng)新點(diǎn)如下：1、改變傳統(tǒng)方式下依靠人提供進(jìn)給力。2、在簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)下，達(dá)到設(shè)計(jì)要求，本身還能靈活使用。3、舍棄工作臺(tái)，將操作范圍擴(kuò)大。關(guān)鍵詞：電鉆，省力，簡(jiǎn)易Hand electric drill labor-saving device designAbstractElectric drill to force were raised, mainly by people. To achieve energy saving purpose, the current solution is to drill on the drill jig, forming a small drilling machine, but also make the electric drill lost the original characteristics of the convenient and flexible.This paper design a class can be installed in hand electric drill and flexible use of the device, the device makes a drill jig drill accessaries. This device by electric drill fixed module, save Labour institutions, feed mechanism, unit of fixed modules. According to the different fixed way of between device and artifacts, through the analysis of the corresponding optimal solution are obtained.Plan a, only applies to the edge of the hole. Electric drill fixed module, using the circular woolly live electric drill and fastening; Institutions, adopts lever principle; Feed movement, the use of slider-crank mechanism; Device is fixed, use the jaw buckle workpiece bottom directly. Energy institutions and compound feed mechanism, the crank and connecting rod joint, extension of crank lever. Plan b, ionly applicable to the surface of the drill and the workpiece roughness cannot too big occasions. Electric drill fixed module, using the circular woolly live electric drill and fastening; Institutions, adopts lever principle; Feed movement, using slider-crank mechanism; Device fixed, adsorbed on the surface using negative pressure suction cups. Energy institutions and compound feed mechanism, the crank and connecting rod joint, extension of crank lever. The extension based on the plan b, adsorbed on the surface can design a machine tool with mobile platforms, this will be the direction of further research.This paper presents a kind of labor-saving devices can be installed on the electric drill, the purpose is to reduce the burden of workers. Specific innovation points are as follows:1、Change the traditional way to rely on people in under force.2、Under the simple structure, meet the design requirements, itself can be used.3、Abandon the workbench, expanded the scope of operation.Keywords: electric drill ，energy, simple and easyVI 第一章 緒論第一章 緒 論本章節(jié)主要介紹現(xiàn)今電鉆的主要類型，展望電鉆附屬產(chǎn)品的應(yīng)用前景。明確電鉆省力裝置設(shè)計(jì)的現(xiàn)實(shí)意義，同時(shí)對(duì)比分析了同類型產(chǎn)品的國(guó)內(nèi)外研究狀況。1.1電鉆的原理及分類現(xiàn)今電鉆的工作原理大同小異，電磁旋轉(zhuǎn)式或電磁往復(fù)式小容量電動(dòng)機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)子做磁場(chǎng)切割做功運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)驅(qū)動(dòng)作業(yè)裝置，帶動(dòng)齒輪加大鉆頭旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力，從而使得鉆頭刮削物體表面，使鉆頭更好的洞穿物體。現(xiàn)有的電鉆可以分成三類：手電鉆、沖擊鉆、錘鉆。圖1.1手電鉆手電鉆：其功率最小，它的使用范圍僅限于鉆木或當(dāng)個(gè)電動(dòng)改錐用，但部分手電鉆可以根據(jù)其用途改成專門工具，因此其用途及型號(hào)較多。圖1.2沖擊鉆沖擊鉆：現(xiàn)今的沖擊電鉆其沖擊機(jī)構(gòu)有犬牙式與滾珠式這兩種滾珠式的沖擊電鉆其主要由動(dòng)盤、定盤、鋼球等其他零件構(gòu)成。它的動(dòng)盤帶有十二個(gè)鋼球，是用螺紋使之與主軸相連；其定盤帶有四個(gè)鋼球，是用銷釘使之固定在機(jī)殼上，其在推力的作用下，十二個(gè)鋼球沿著四個(gè)鋼球滾動(dòng)，從而使鉆頭產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)沖擊運(yùn)動(dòng)，那樣就能在磚塊，石頭或混凝土等性能較脆的材料上鉆孔。若脫開銷釘?shù)脑挘ūP將與動(dòng)盤一起轉(zhuǎn)動(dòng)，從而不會(huì)產(chǎn)生沖擊，這樣講可以作為普通電鉆使用。圖1.3錘鉆錘鉆：可以在多種性能較硬的材料上鉆孔，從而它的使用范圍也就更加廣泛。以上三種電鉆的價(jià)格是由低到高進(jìn)行排列的，與之相應(yīng)，他們的功能也是隨之增加的，所以在選用上具體得要結(jié)合自身的適用范圍和使用上的要求。1.2現(xiàn)在電鉆的市場(chǎng)與使用情況圖1：手電鉆近年百度搜索指數(shù)走勢(shì)圖圖2：電鉆行業(yè)市場(chǎng)增長(zhǎng)速度分析（單位：千元）圖3：市場(chǎng)規(guī)?，F(xiàn)狀與預(yù)測(cè)（單位：億元）結(jié)合圖1與圖2不難看出，過(guò)去幾年電鉆行業(yè)的市場(chǎng)在持續(xù)的增長(zhǎng)，未來(lái)的需求也將變大。圖3是基于14年-18年電鉆市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告得出的數(shù)據(jù)，充分顯示了電鉆行業(yè)未來(lái)市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。既然市場(chǎng)的需求仍是巨大的，那么在此行業(yè)上繼續(xù)的拓展也仍是可行的。在上面介紹三種電鉆類型時(shí)，附上三種電鉆的插圖中不難發(fā)現(xiàn)，三種類型的電鉆使用時(shí)，鉆孔所需要的進(jìn)給力是靠人提供的。在沖擊鉆與錘鉆的圖中更是突出，直接加了一個(gè)把手，讓操作者可以雙手握持，更方便提供切削進(jìn)給力。這樣的結(jié)構(gòu)增加了操作者的使用負(fù)擔(dān)，有待改進(jìn)?；谑袌?chǎng)數(shù)據(jù)，此方面的研究是有前景的。1.3研究的目的及意義電鉆的主要分類有三種，它的適用范圍更是寬廣，涉及許多行業(yè)8。但是現(xiàn)今電鉆使用上，鉆削作業(yè)時(shí)進(jìn)給力依舊全部靠操作者提供。在大量的重復(fù)性的操作中其缺點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，其工作量對(duì)操作者而言十分繁重，所以輔助進(jìn)給裝置的出現(xiàn)是必然的。對(duì)于使用者而言省力機(jī)構(gòu)的出現(xiàn)將減少工作負(fù)擔(dān)，并且能極大地提高工作效率。省力裝置或者其他輔助夾具的設(shè)計(jì)，必須要具備兩個(gè)重要因素。一：實(shí)現(xiàn)裝置與手電鉆的固定。裝置與手電鉆固定才能推動(dòng)電鉆，提供切削工件所需進(jìn)給力進(jìn)行切削。二：實(shí)現(xiàn)裝置與工件之間的固定。只有當(dāng)輔助裝置相對(duì)于工件位置固定時(shí)，在進(jìn)給力的反作用力下，輔助裝置與工件不產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)上述需求中裝置與手電鉆固定，所采用的方式是比較通用與簡(jiǎn)單的。其原理雖簡(jiǎn)單，但很實(shí)用。用簡(jiǎn)單的環(huán)形套件套住電鉆，再使用螺釘緊固?，F(xiàn)在所采用實(shí)現(xiàn)工件與輔助裝置與工件之間固定的方式是有局限的?，F(xiàn)有的輔助裝置都是仿照大型機(jī)床設(shè)置底座作為工作臺(tái)，將需要加工的工件放置于工作臺(tái)上。這樣設(shè)計(jì)確實(shí)簡(jiǎn)單方便，但同時(shí)也被限制。這樣的裝置加工范圍受上部電鉆可移動(dòng)范圍的影響，與小型鉆床已經(jīng)沒(méi)有區(qū)別。所以設(shè)計(jì)一類可安裝在手電鉆上并能靈活使用的裝置是有必要的。本次研究主要解決省力裝置的實(shí)現(xiàn)與輔助裝置與工件的固定這兩個(gè)問(wèn)題。本裝置將減小操作者的工作量，提高工作效率。在工件固定的情況下，移動(dòng)電鉆到適當(dāng)位置鉆孔，電鉆本身靈活移動(dòng)的特性得以保持，將極大地拓展這種裝置的適用性。1.4國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品研究概況裝置1裝置2手電鉆在很多行業(yè)中使用，從而衍生出許多輔助裝置7?，F(xiàn)在用來(lái)鉆垂直孔的裝置，如上圖改裝后當(dāng)立式鉆床使用。省力方面，現(xiàn)在的手電鉆支架都能做到，它們也可以解決重復(fù)勞作中極大工作負(fù)擔(dān)的問(wèn)題。但它們都存在一個(gè)缺陷，不能像手電鉆本身那樣能靈活的運(yùn)用。裝置一、裝置二上部與電鉆相連的設(shè)計(jì)是采用了相同的原理，使用環(huán)形裝置加螺釘擰緊。他們的底座設(shè)計(jì)也是相同的，都是將工件放置在工作臺(tái)上。其余部位支撐桿高度調(diào)節(jié)都是相似的。唯一的不同就是省力機(jī)構(gòu)的選用。裝置一中采用的是曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的變形。裝置二中采用了齒輪與齒條嚙合，增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)力臂來(lái)達(dá)到省力效果。但是它們的加工范圍還是受到電鉆鉆頭與支撐桿距離的限制。1.5國(guó)外同類產(chǎn)品研究概況裝置3國(guó)外的產(chǎn)品裝置三也是一種輔助電鉆鉆孔的裝置16。此裝置中66為底座，64為支撐桿，46為電鉆，19為把手。圖中把手20與把手30是調(diào)節(jié)支撐桿高度的，使此裝置能加工不同厚度的工件。46處的緊固機(jī)構(gòu)也是如國(guó)內(nèi)產(chǎn)品環(huán)狀套件加螺釘緊固。此項(xiàng)裝置它的省力原理完全就是杠桿結(jié)構(gòu)，這同時(shí)也帶來(lái)了相應(yīng)的缺點(diǎn)。電鉆相對(duì)于支點(diǎn)中心是做圓弧運(yùn)動(dòng)9，雖然調(diào)節(jié)支點(diǎn)兩端力臂的長(zhǎng)度和計(jì)算出最佳的旋轉(zhuǎn)角度，能最大限度的使所鉆孔成垂直狀態(tài)，但是仍是存在一定誤差的。圖1.4裝置三相比于裝置一與二的優(yōu)化在它的底座不是固定的，底座與支撐桿之間類似于銷鏈接，這樣的情況下底座是可以旋轉(zhuǎn)的17。在此種情況下裝置三的適用范圍立馬提高了一大截，它的適用范圍將不受支撐桿的限制，在工件表面無(wú)論多大表面，無(wú)論任何位置都可以鉆孔,只要在底座處施加力。它的使用范圍將是所有的面上鉆孔，只要能將底座固定，甚至斜面也是可以的。當(dāng)然在適用性增加的同時(shí)，它的缺點(diǎn)也暴露出來(lái)，而且是致命的。它的底座是不穩(wěn)定的，只能靠施加外力來(lái)固定。在鉆直徑為10以上的孔時(shí)，所需的進(jìn)給力是很大的，這樣也就要求底座處的力也將很大。而且在切削過(guò)程中，工件產(chǎn)生的反作用力與震動(dòng)將會(huì)使底座發(fā)生偏移，在這種情況下，鉆孔的位置也會(huì)發(fā)生偏移，影響鉆孔的精度。所以此裝置是優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)并存的351.6論文主要研究?jī)?nèi)容本論文研究的裝置是用于手電鉆上的省力機(jī)構(gòu)。機(jī)構(gòu)的本身要達(dá)到省力這最基本的要求，應(yīng)該是一種簡(jiǎn)易裝置。在滿足基本要求的條件下，盡可能實(shí)現(xiàn)其余的需求如取代工作臺(tái)，盡可能適用于大部分的情況。本論文主要研究的是，裝置與工件之間的固定?，F(xiàn)今做此類設(shè)計(jì)，裝置與工件的固定多是靠工作臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)，但觀察后能發(fā)現(xiàn)工作臺(tái)的存在限制了鉆頭的水平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)，最好能舍棄工作臺(tái)的存在。該裝置最后成型時(shí)，結(jié)構(gòu)必須精簡(jiǎn)，鉆孔時(shí)最好能是垂直孔。 第二章 省力裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)第二章省力裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)本章節(jié)首先提出設(shè)計(jì)研究思路和幾種可行方案，其次通過(guò)比較確立了符合設(shè)計(jì)要求的最優(yōu)方案。最后根據(jù)裝置各模塊的功能要求，設(shè)計(jì)了具體的機(jī)械結(jié)構(gòu)。 2.1研究的思路省力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，必須要具備兩個(gè)重要因素。其一：實(shí)現(xiàn)裝置與手電鉆固定。只有與手電鉆固定才能推動(dòng)電鉆，才能提供切削工件所需的進(jìn)給力。二：實(shí)現(xiàn)裝置與工件的固定。只有輔助裝置相對(duì)于工件位置固定，并在進(jìn)給力的反作用力，輔助裝置緊固工件的部位才能與工件不產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。對(duì)于因素一，本文不再在原來(lái)的基礎(chǔ)上做改變。因?yàn)閵A持裝置本身就很實(shí)用11，結(jié)構(gòu)上也很緊湊，在此方面做文章完全沒(méi)有必要的。本文重研究的的重點(diǎn)在因素二上。本文摒棄了傳統(tǒng)的設(shè)置工作臺(tái)的方法，而是想辦法將裝置固定或者是吸附到工件上，這樣能解決進(jìn)給力的反作用力，同時(shí)工作范圍也將不受到工作臺(tái)的限制。提出如下幾種解決方案:一、利用機(jī)械結(jié)構(gòu)緊扣工件。工件的形狀是不確定的，純機(jī)械結(jié)構(gòu)的使用，是不可能適用于所有的狀況，此種方法不行。但是在否定方案之前注意到，在比較特別的工作情況下，鉆孔有時(shí)只限于工件的邊緣，提出使用鉤子勾住工件底面。圖2.1卡爪原理圖二、利用磁鐵吸附力扣緊工件。在機(jī)床上磁性表座是很常見(jiàn)的，采用磁鐵本身產(chǎn)生的磁場(chǎng)來(lái)吸附于金屬工件。磁性表座的原理通過(guò)控制磁鐵的磁場(chǎng)，來(lái)控制表座對(duì)金屬的吸附力大小。在本設(shè)計(jì)中到反作用力將很大，若采用本種方案，最終裝置的體積將比較大，而且自身重量會(huì)較重。因此舍棄本種方案。圖2.2磁性表坐原理圖圖2.3磁性表坐 三、利用電磁鐵扣緊工件。通電螺線管會(huì)將管內(nèi)鐵芯磁化產(chǎn)生磁場(chǎng)，從而吸附于工件表面。按此種方案設(shè)計(jì)，裝置將與電源連接形成一個(gè)完整的電路，與設(shè)計(jì)的初衷簡(jiǎn)易相違背，所以放棄。圖2.4電磁鐵原理圖圖2.5簡(jiǎn)易電磁鐵四、利用吸盤吸附工件。由于吸盤內(nèi)的空氣被擠壓，吸盤表面與外界產(chǎn)生氣壓差，從而產(chǎn)生吸附力使吸盤吸附于工件表面。此種方案相比于二與三易于實(shí)現(xiàn)，并且吸附的工件材料將不限于金屬，相比之下適用性更加廣泛。圖2.6真空吸盤2.2整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.2.1方案一圖2.7方案一裝配圖本設(shè)計(jì)采用的思路是將機(jī)構(gòu)夾緊在工件上，但是工件的外形尺寸是不盡相同的，想要在不同外形的工件上都能適用，所以此機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)必定是比較偏門的。采用卡爪扣住工件底面，是所能作到的比較通用的形式了。本裝置功用較為單一，只有在需要鉆邊緣孔時(shí)有使用價(jià)值。但本裝置的優(yōu)勢(shì)在于其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，功能實(shí)現(xiàn)較全面10。在機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面,要達(dá)到省力的要求,那么施力處的力臂就要大于受力處的力臂。在實(shí)際應(yīng)用中使用較多的還是杠桿，齒輪，滑輪這些機(jī)構(gòu)，但在設(shè)計(jì)的過(guò)程中還是選取了杠桿機(jī)構(gòu)。因?yàn)楦軛U制造簡(jiǎn)單成本相對(duì)較低。若使用齒輪，它的加工工藝復(fù)雜，齒輪的配合所需精度也較高，成本上相應(yīng)也會(huì)大為提高。而滑輪機(jī)構(gòu)比較占空間，在工件的邊緣處，空間上有時(shí)是會(huì)有限制的，所以沒(méi)有加以考慮。本設(shè)計(jì)原定位為簡(jiǎn)易機(jī)構(gòu)，在考慮制造的方便，與成本的情況下還是選用了杠桿機(jī)構(gòu)。圖2.8杠桿而在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)上，單純的杠桿運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡是弧線的，在鉆孔過(guò)程中若想忽略弧度的存在，那么它的旋轉(zhuǎn)角度與鉆孔的深度將深受限制。所以此處的設(shè)計(jì)必須要再做修改。而簡(jiǎn)單曲柄滑塊機(jī)構(gòu)卻是可以實(shí)現(xiàn)滑塊部位的直線運(yùn)動(dòng)。因此在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將杠桿與曲柄滑塊機(jī)構(gòu)3復(fù)合，形成下面圖2.9的結(jié)構(gòu)。圖示機(jī)構(gòu)的原理是變異的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，在鉆孔的過(guò)程中裝置能達(dá)到省力的效果，且做到鉆垂直孔。上支架2是通過(guò)環(huán)形件套住電鉆1并通過(guò)兩個(gè)螺栓就可以?shī)A住電鉆，在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中相當(dāng)于固定的支座。這種機(jī)構(gòu)比較常見(jiàn)，但是非常的適用。并且可以在環(huán)形機(jī)構(gòu)內(nèi)加上橡膠墊圈，因?yàn)榇蟛糠质蛛娿@外殼是塑料的，可以在夾緊的過(guò)程中一定上保護(hù)電鉆的外殼。杠桿3一端是通過(guò)銷鏈接在固定在上支架上，并且通過(guò)連桿4連接到滑塊6上?；瑝K6是通過(guò)其上的四個(gè)定位孔與上支架相連，上支架延伸出的四根較長(zhǎng)的桿是滑塊的移動(dòng)導(dǎo)桿。其中杠桿2是此裝置中的曲柄。在杠桿2上施加向上的力，杠桿受力向上轉(zhuǎn)動(dòng)?；瑝K通過(guò)連桿4與杠桿2相連，所以當(dāng)杠桿向上運(yùn)動(dòng)時(shí)拉動(dòng)滑塊6，滑塊6受力沿著上支架的移動(dòng)導(dǎo)桿向上移動(dòng)。因?yàn)樯现Ъ?的移動(dòng)導(dǎo)桿是豎直的，所以上支架6相對(duì)滑塊4是做豎直向下的直線運(yùn)動(dòng)。圖2.9變曲柄滑塊機(jī)構(gòu)并且此裝置鉆孔的深度，在一定程度上也是可以控制的。在上支架2其中兩個(gè)外露的移動(dòng)導(dǎo)桿上是有螺紋的。在圖中可以看見(jiàn)在一根移動(dòng)導(dǎo)桿上分別裝了兩個(gè)螺母，它們的作用是相似的。下部螺母的存在是為了防止滑塊6在移動(dòng)導(dǎo)桿上脫落，它的位置是定死的。然而上部的螺母是可以在整個(gè)移動(dòng)導(dǎo)桿上旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的，這樣就會(huì)限制滑塊的移動(dòng)距離，從而達(dá)到控制鉆孔的深度。將下端螺母的位置定死，滑塊同時(shí)也移動(dòng)到最下端。此時(shí)以滑塊的上表面為原點(diǎn)，沿著移動(dòng)導(dǎo)桿標(biāo)上尺寸。在實(shí)際操作的過(guò)程中，滑塊6會(huì)因?yàn)橹亓ψ詣?dòng)滑落到下端的螺母處，根據(jù)所鉆孔的深度調(diào)節(jié)上部螺母的位置。在此裝置的操作過(guò)程中，將可以在一定程度上控制鉆孔的深度。圖2.10卡爪部位在此機(jī)構(gòu)中，裝置的固定是靠卡爪直接扣住工件下表面來(lái)實(shí)現(xiàn)的。卡爪是通過(guò)緊固螺母與滑塊連接的，滑塊受力向上運(yùn)動(dòng)，所以在鉆孔的過(guò)程中，卡爪相對(duì)于上支架是做向上的直線運(yùn)動(dòng)。然而在鉆孔的過(guò)程中，反作用力、震動(dòng)和不對(duì)稱轉(zhuǎn)矩會(huì)讓卡爪在一定程度上偏移原來(lái)的位置，但考慮到鉆此類孔大都過(guò)程是及其快速的，所以采取折中的方法，在卡爪的上表面可以加上橡膠墊。在不同的使用環(huán)境中，工件的厚度或鉆頭的長(zhǎng)度是不確定的。那么卡爪的伸出長(zhǎng)度也要是可調(diào)節(jié)的。所以滑塊與卡爪是分成了兩個(gè)不同的部位，它們是通過(guò)空心套管實(shí)現(xiàn)伸縮，在調(diào)節(jié)好距離后通過(guò)緊固螺母來(lái)固定位置13。在這樣操作下，就可以調(diào)節(jié)鉆頭到工件的距離，以適應(yīng)不同的操作環(huán)境。圖2.11裝置一爆炸圖此裝置在鉆邊緣孔的特殊場(chǎng)合下使用的。它能大量的重復(fù)性工作中，減少操作者的工作負(fù)擔(dān)，且提高工作效率12。杠桿的長(zhǎng)度也是可以在不同的適用場(chǎng)合做出延伸，省力效果更佳。2.2.2方案二圖2.12裝置二裝配圖本設(shè)計(jì)采用的思路是將裝置吸附在工件的表面。許多工件的光滑度是達(dá)到吸盤吸附要求的，而且采用吸盤就可以忽略工件的材質(zhì)，這樣裝置在大部分的平面中都是適用的14。此裝置適用于大多數(shù)的平面工件鉆孔。使用較大的力在工件表面鉆孔時(shí)，鉆頭的位置會(huì)因?yàn)榉醋饔昧驼饎?dòng)發(fā)生偏移4，而本裝置不會(huì)發(fā)生此類狀況。此裝置集省力機(jī)構(gòu)與定位機(jī)構(gòu)集于一體，在使用的過(guò)程中，減小操作負(fù)擔(dān)，提高工作效率，保證一定的位置精度。在機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方面,要達(dá)到省力的要求,那么施力處的力臂就要大于受力處的力臂。在實(shí)際應(yīng)用中使用較多的還是杠桿，齒輪，滑輪這些機(jī)構(gòu)，但在設(shè)計(jì)的過(guò)程中還是選取了杠桿機(jī)構(gòu)。因?yàn)楦軛U制造簡(jiǎn)單成本相對(duì)較低。若使用齒輪，它的加工工藝復(fù)雜，齒輪的配合所需精度也較高，成本上相應(yīng)也會(huì)大為提高。而滑輪機(jī)構(gòu)比較占空間，在工件的邊緣處，空間上有時(shí)是會(huì)有限制的，所以沒(méi)有加以考慮。本設(shè)計(jì)原定位為簡(jiǎn)易機(jī)構(gòu)，在考慮制造的方便，與成本的情況下還是選用了杠桿機(jī)構(gòu)。圖2.13杠桿而在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)上，單純的杠桿運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)軌跡是弧線的，在鉆孔過(guò)程中若想忽略弧度的存在，那么它的旋轉(zhuǎn)角度與鉆孔的深度將深受限制。所以此處的設(shè)計(jì)必須要再做修改。而簡(jiǎn)單曲柄滑塊機(jī)構(gòu)卻是可以實(shí)現(xiàn)滑塊部位的直線運(yùn)動(dòng)。因此在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將杠桿與曲柄滑塊機(jī)構(gòu)復(fù)合，形成下面圖2.9的結(jié)構(gòu)。圖示機(jī)構(gòu)的原理是變異的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，在鉆孔的過(guò)程中裝置能達(dá)到省力的效果，且做到鉆垂直孔。上支架2是通過(guò)環(huán)形件套住電鉆1并通過(guò)兩個(gè)螺栓就可以?shī)A住電鉆，在曲柄滑塊機(jī)構(gòu)中相當(dāng)于固定的支座。這種機(jī)構(gòu)比較常見(jiàn)，但是非常的適用。并且可以在環(huán)形機(jī)構(gòu)內(nèi)加上橡膠墊圈，因?yàn)榇蟛糠质蛛娿@外殼是塑料的，可以在夾緊的過(guò)程中一定上保護(hù)電鉆的外殼。杠桿3一端是通過(guò)銷鏈接在固定在上支架上，并且通過(guò)連桿4連接到滑塊6上。滑塊6是通過(guò)其上的四個(gè)定位孔與上支架相連，上支架延伸出的四根較長(zhǎng)的桿是滑塊的移動(dòng)導(dǎo)桿。其中杠桿2是此裝置中的曲柄。在杠桿2上施加向上的力，杠桿受力向上轉(zhuǎn)動(dòng)?；瑝K通過(guò)連桿4與杠桿2相連，所以當(dāng)杠桿向上運(yùn)動(dòng)時(shí)拉動(dòng)滑塊6，滑塊6受力沿著上支架的移動(dòng)導(dǎo)桿向上移動(dòng)。因?yàn)樯现Ъ?的移動(dòng)導(dǎo)桿是豎直的，所以上支架6相對(duì)滑塊4是做豎直向下的直線運(yùn)動(dòng)。圖2.14變曲柄滑塊機(jī)構(gòu)并且此裝置鉆孔的深度，在一定程度上也是可以控制的。在上支架2其中兩個(gè)外露的移動(dòng)導(dǎo)桿上是有螺紋的。在圖中可以看見(jiàn)在一根移動(dòng)導(dǎo)桿上分別裝了兩個(gè)螺母，它們的作用是相似的。下部螺母的存在是為了防止滑塊6在移動(dòng)導(dǎo)桿上脫落，它的位置是定死的。然而上部的螺母是可以在整個(gè)移動(dòng)導(dǎo)桿上旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的，這樣就會(huì)限制滑塊的移動(dòng)距離，從而達(dá)到控制鉆孔的深度。將下端螺母的位置定死，滑塊同時(shí)也移動(dòng)到最下端。此時(shí)以滑塊的上表面為原點(diǎn)，沿著移動(dòng)導(dǎo)桿標(biāo)上尺寸。在實(shí)際操作的過(guò)程中，滑塊6會(huì)因?yàn)橹亓ψ詣?dòng)滑落到下端的螺母處，根據(jù)所鉆孔的深度調(diào)節(jié)上部螺母的位置。在此裝置的操作過(guò)程中，將可以在一定程度上控制鉆孔的深度。圖2.15深度控制圖2.16裝置下部結(jié)構(gòu)此裝置設(shè)計(jì)的重點(diǎn)就在下部吸附固定機(jī)構(gòu)。此處采用的原理是吸盤表面產(chǎn)生的氣壓差來(lái)固定位置的。然而普通吸盤的吸附力有限，因此采用負(fù)壓吸盤，負(fù)壓的產(chǎn)生則靠繩拉動(dòng)活塞。同時(shí)要需要設(shè)計(jì)一種機(jī)械結(jié)構(gòu)，使拉力能夠?qū)崿F(xiàn)，并能保持住一段時(shí)間，因此采用了定向自鎖棘輪的結(jié)構(gòu)。同時(shí)滑塊與工件上表面的距離也要是可以調(diào)節(jié)的13。圖2.17高度調(diào)節(jié)原理圖此部位的實(shí)現(xiàn)最復(fù)雜的細(xì)節(jié)如上圖所示，為底架與滑塊之間的連接。在功能上,底座要與滑塊連接同時(shí)能在一定程度上調(diào)整距離,且底座的氣缸里要加滑輪裝置。圖2.18滑輪安裝部位在底架的設(shè)計(jì)上,在滿足設(shè)計(jì)原理的同時(shí)，考慮到了制造的問(wèn)題，上下連接的細(xì)節(jié)如上圖2.18所示?；啺惭b模塊與底架事先是分離的，在底架的氣缸頂部原為豎直圓柱，在圓柱處去除部分材料，用來(lái)安裝滑輪固定模塊，氣缸上部切螺紋用以實(shí)現(xiàn)與滑塊的鏈接。汽缸壁的粗糙度是要達(dá)到一定的精度才能形成密閉的空間，所以在加工汽缸壁時(shí)氣缸內(nèi)應(yīng)該為中空的。倘若滑輪安裝模塊與氣缸為一體，那么氣缸內(nèi)壁是不好加工的，而且后期還要加入活塞與彈簧。因此滑輪安裝模塊是在氣缸內(nèi)壁加工完成，且放入活塞與彈簧后沿著去除部分的縫隙插在氣缸壁上并固定。圖2.19裝置下部原理圖該裝置的吸附部分是靠吸盤完成的，普通吸盤的吸附力難以達(dá)到要求，所以此處加上了抽取負(fù)壓的結(jié)構(gòu)。在抽取負(fù)壓的過(guò)程中所需的拉力也是很大的，所以在抽負(fù)壓的過(guò)程中也必須使用到省力裝置。并且在吸附力達(dá)到要求后在鉆孔完成前，要保證吸附力的存在，所以該裝置還需用到自鎖機(jī)構(gòu)。將上述兩種要求考慮后設(shè)計(jì)出如上圖所示的機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)通過(guò)三芯線分別與三個(gè)活塞連接固定，然后通過(guò)滑輪轉(zhuǎn)向于一處匯聚，另一端則固定在棘輪上。順時(shí)針搖動(dòng)搖桿，三芯線以相同的長(zhǎng)度收縮，并形成相同大小的吸附力吸附在工件上。棘輪處存在單向自鎖的機(jī)構(gòu)，當(dāng)達(dá)到一定負(fù)壓時(shí)自鎖。裝置需要脫離時(shí)，按動(dòng)卡爪，活塞會(huì)在負(fù)壓與彈簧的作用下自動(dòng)返回氣缸底部。圖2.20線的走向圖該處的省力機(jī)構(gòu)的設(shè)置也是比較精巧的。繩的始端并不連接在活塞上，繩的始端固定在滑輪安裝模塊上，這樣做不僅可以省下一半的拉力，同時(shí)考慮到繩在長(zhǎng)期使用后會(huì)產(chǎn)生拉伸，導(dǎo)致三處繩的長(zhǎng)度出現(xiàn)不同，這樣會(huì)使三個(gè)不同吸盤處的吸附力產(chǎn)生差異。而將繩的始端放置于滑輪安裝模塊上，這樣繩的長(zhǎng)度便于調(diào)節(jié)，可以消除這方面的影響。順時(shí)針搖動(dòng)搖桿，三芯線以相同的長(zhǎng)度收縮，活塞向上移動(dòng)，自鎖裝置處棘輪與卡爪的弧線部分?jǐn)D壓，使卡爪向上彈起。在達(dá)到所需吸附力時(shí)，卡爪的平面部位與棘輪相合，是棘輪不能反向轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)卡爪向上彈起時(shí)，負(fù)壓使活塞主動(dòng)向下滑動(dòng)，棘輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。但考慮到吸盤會(huì)有一定程度的漏氣，會(huì)使活塞不能完全回到底部，此時(shí)氣缸內(nèi)的彈簧起到作用，會(huì)將活塞主動(dòng)頂?shù)降撞俊亩瓿烧w的循環(huán)。圖2.21自鎖裝置圖2.22裝置二爆炸圖此裝置在操作上并不是特別的復(fù)雜。在使用時(shí)，將鉆頭的頂部抵在所需鉆孔的位置，同時(shí)將吸盤位置調(diào)整定位，底架上的孔就是留給操作者觀察用的。調(diào)節(jié)緊固螺母調(diào)整鉆頭的高度。若鉆孔有深度要求，那就調(diào)節(jié)移動(dòng)導(dǎo)桿上螺母的位置。搖動(dòng)搖桿，使繩收縮，吸盤將緊緊地吸附于工件上，達(dá)到所需吸附力時(shí)停止，機(jī)構(gòu)自鎖。此時(shí)向上拉動(dòng)杠桿，上支架受力帶動(dòng)電鉆豎直向下運(yùn)動(dòng)。達(dá)到鉆孔深度后停止拉動(dòng)杠桿，返回原來(lái)位置，按動(dòng)卡爪，棘輪反向轉(zhuǎn)動(dòng)，吸盤處吸附力消失，裝置整體處于可移動(dòng)狀態(tài)。移動(dòng)裝置，重復(fù)上述的過(guò)程，就能實(shí)現(xiàn)在不同位置鉆孔。 第三章 裝置的受力分析與校核第三章 裝置的受力分析與校核本章節(jié)主要對(duì)機(jī)構(gòu)中危險(xiǎn)部位進(jìn)行受力分析，并對(duì)其進(jìn)行校核。3.1裝置一裝置的材料為45調(diào)質(zhì)鋼1。3.1.1裝置的受力分析裝置的杠桿：該結(jié)構(gòu)是桿件的變形2圖3.1圖中的杠桿圖3.2受力分析圖 受力分析6設(shè)圖中的AB=3AC以A 為支點(diǎn) (1)以C為支點(diǎn) (2) (3)上支架A處所受的力滑塊D處所受的力當(dāng)在杠桿上提供拉力為時(shí)所得的總進(jìn)給力為在實(shí)際過(guò)程中與的值是變化的。在實(shí)際的配合中的值為2.5-4在實(shí)際的操作中AB的距離可以延伸而AC的距離定死綜上該結(jié)構(gòu)的達(dá)到省力的效果3.1.2裝置的剛度的校核在理想狀態(tài)下的最危險(xiǎn)的桿的校核5(1)確定約束力在上圖所示的杠桿中，可以將其理想化。在理想化過(guò)程中，其強(qiáng)度較低的方位不能改變，但上圖零件完全可理想的看為一根直桿，那么(2)畫彎矩圖，判斷可能的危險(xiǎn)截面圖3.3彎矩圖設(shè)=150N=300N=450NC截面： N/m (4)(3)計(jì)算危險(xiǎn)截面上的最大正應(yīng)力 計(jì)算慣性矩 I=bh3/12=4.2*10-6 m4 (5) 計(jì)算危險(xiǎn)截面上的最大正應(yīng)力 =Mmax yI=(15*0.025)/4.2*10-6=8.9*104Pa (6)最大正應(yīng)力遠(yuǎn)小于許用應(yīng)力250MPa3.2裝置二裝置的材料為45調(diào)制鋼3.2.1裝置的受力分析1裝置的杠桿：該結(jié)構(gòu)是桿件的變形圖3.5杠桿圖此處計(jì)算與上3.1.1相同省略2吸附力的大小圖3.6下部吸盤在此裝置中采用的是三個(gè)直徑為2cm的吸盤當(dāng)抽取為真空時(shí)： F=P*S=100000*0.012*3=94.2N (7)取安全裕度F=60N時(shí) 人提供的拉力為20N獲得的100N進(jìn)給力在手電鉆中吸盤尺寸極限可以達(dá)到直徑為4CM最大進(jìn)給力理論可達(dá)到600N3搖桿處所需要的力F=60/2/7=4.3N3.2.2裝置的剛度的校核此處的校核與前文3.1.2相同故省略 第四章 總結(jié)與展望第四章總結(jié)與展望本章節(jié)是對(duì)所設(shè)計(jì)的兩個(gè)裝置的優(yōu)缺點(diǎn)的總結(jié)，并根據(jù)兩個(gè)裝置的研究思路進(jìn)一步設(shè)計(jì)，做出了一個(gè)大概的裝置，給出后續(xù)研究的方向。4.1研究?jī)?nèi)容特色與創(chuàng)新圖4.1裝置一裝配圖圖4.2裝置二裝配圖本課題所設(shè)計(jì)的兩個(gè)裝置各有適用范圍，但是在各自的使用范圍內(nèi)都是可行的。這兩個(gè)裝置的設(shè)計(jì)理念是相似的，所使用的機(jī)械結(jié)構(gòu)也比較類似。這兩個(gè)裝置完全摒棄了先前其他設(shè)計(jì)中所固有的工作臺(tái)，因?yàn)橐坏┯辛斯ぷ髋_(tái)，工件的擺放位置與鉆頭可運(yùn)動(dòng)范圍就會(huì)受到限制。當(dāng)擯棄工作臺(tái)后，該簡(jiǎn)易機(jī)構(gòu)就可以隨著電鉆運(yùn)動(dòng)，又不會(huì)占有太大的空間。該裝置不僅適用于手電鉆上，只要將尺寸更改，在其他的電鉆上使用也是還無(wú)障礙的。這兩種裝置在使用時(shí),都將減少操作者的工作負(fù)擔(dān),在單一重復(fù)的操作上能提高工作效率。裝置一是盡可能的在保留設(shè)計(jì)所需達(dá)到的目標(biāo)情況下，簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)。而裝置二在理論上也做到是可行的，但在實(shí)際的制造與使用中還是有待改進(jìn)的。4.2研究前景圖4.3裝置三裝配圖本次設(shè)計(jì)的主體理念雖然是簡(jiǎn)易的省力機(jī)構(gòu)，但在兩個(gè)裝置中其實(shí)還是有另一個(gè)理念的存在，那就是取消工作臺(tái)。現(xiàn)在的機(jī)床因?yàn)樵O(shè)置了工作臺(tái)，那么這臺(tái)機(jī)床它的加工范圍就是能放在工作臺(tái)上的工件。工作臺(tái)的存在加大機(jī)床自身的重量，使機(jī)床更加平穩(wěn)，但是工作臺(tái)的存在是否可以嘗試取消掉呢。在裝置二中我們可以看到，裝置是可以吸附在工件上，那么我們是不是可以創(chuàng)造出一種機(jī)床可以吸附在工件上呢。若在裝置二上加上移動(dòng)平臺(tái)，那么是否就可以實(shí)現(xiàn)一種可以自由移動(dòng)的機(jī)床呢。圖4.3所示的裝置，為在此思想上的一種簡(jiǎn)易實(shí)現(xiàn)。但他的主體創(chuàng)新理念其實(shí)只有兩個(gè)，那就是裝置的固定，與鉆孔位置的定位。在裝置的固定上，使用的仍然是吸盤吸附，吸盤1的個(gè)數(shù)是可以增加或減少的。通過(guò)氣孔2連接到真空機(jī)上，真空機(jī)抽取真空，機(jī)架的主體自然也就吸附在工件上。鉆孔位置的定位，裝置的安裝是不能保證位置度，那么定位也不能依靠裝置安裝來(lái)實(shí)現(xiàn)。所以另在主體電機(jī)8的鉆頭上部，固定不動(dòng)的位置上裝三個(gè)感應(yīng)器，且在工件的表面做定位標(biāo)示來(lái)實(shí)現(xiàn)定位。按上圖的設(shè)計(jì)，裝置可以在工作空間里任意移動(dòng)。因此，只要將三軸上運(yùn)動(dòng)的精度控制加以提高，還是能解決鉆和銑的工作要求15。當(dāng)然在進(jìn)一步程度改造電機(jī)8部位的話，那么實(shí)現(xiàn)鏜孔的功能也是可能的。本設(shè)計(jì)在理論上有一定的可行性，但是在實(shí)際的情況先仍是有許多的缺點(diǎn)，比如材料上，裝置自身重量上（可嘗試將裝置做成可拆分式），定位的精度上等等仍然考慮不足的，所以只能作為一種理想狀態(tài)。 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)1. 吳宗澤. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京: 高等教育出版社,2006: 21-23, 35.2. 成大先主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M.第四版第五卷.化學(xué)工業(yè)出版社,2004.3. 陳立德主編. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)M.高等教育出版社,2009.4. 陳立德主編. 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)M. 高等教育出版社,2009.5. 范欽珊 殷雅俊主編. 材料力學(xué)M.清華大學(xué)出版社,2008.6. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室編. 理論力學(xué)M.高等教育出版社,2009.7. 林志斌劉明輝. 手電鉆安裝夾具J. 機(jī)械工人:冷加工,2013,12期:8. 徐新. 使用手電鉆應(yīng)該注意的幾個(gè)問(wèn)題J.農(nóng)村百事通, 2006(1):55-55.9.王文志 汪通悅 卜云峰.多功能群體鉆夾具的設(shè)計(jì)J. 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