鋁加工專用多孔鉆床的研發(fā)

劉著界

摘 要：簡要的敘述了鋁加工專用多孔鉆床的工作原理和其中部分的設(shè)計(jì)計(jì)算。在以往的施工中，對電解鋁工程中的鋁母線鉆孔通常時(shí)用普通鉆床進(jìn)行鉆孔的加工方法，其鉆孔速度慢、效率低下，始終困擾著我們。

關(guān)鍵詞：鋁加工；多孔鉆床

1.研制目的

針對在進(jìn)行鋁電解槽鋁母線鉆孔施工過程中，只能使用普通的鉆床這一問題，一個(gè)孔一個(gè)孔的鉆，不僅效率底，尺寸精度難以保證，而且浪費(fèi)人力，增加了施工成本。

為了降低成本，提高電解槽鋁母線鉆孔速度，增強(qiáng)我單位在鋁電解市場的技術(shù)能力及水平，實(shí)現(xiàn)施工現(xiàn)場機(jī)械化制作，有我?guī)ш?duì)組建研發(fā)課題組，對多功能液壓數(shù)控剪切機(jī)進(jìn)行了設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、制造。

2.方案選擇及設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)之前，我們進(jìn)行了多方考察論證，發(fā)現(xiàn)市場上的鉆床不適合我公司需要之處，比如：鉆孔大小、切削速度、進(jìn)給速度等設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù)與我公司需使用的鉆床技術(shù)參數(shù)不符合，針對此種情況，我們經(jīng)過反復(fù)研究計(jì)算，對鋁加工專用多孔鉆床進(jìn)行了較多的改良，整體結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)都進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)，研制出了鋁加工專用多孔鉆床。

3.概述

鋁加工專用多孔鉆床是針對生產(chǎn)需要設(shè)計(jì)的專用設(shè)備，用于施工現(xiàn)場鋁電解槽鋁母線的鉆孔，在滿足使用要求的前提下，功能及結(jié)構(gòu)盡可能的精簡，具有結(jié)構(gòu)緊湊小巧，安裝方便，專用性強(qiáng)，便于維修保養(yǎng)，切削速度快，成形美觀等優(yōu)點(diǎn)。

4.部分設(shè)計(jì)

4.1工藝分析

工藝分析是設(shè)計(jì)多孔鉆最重要的一步，必須認(rèn)真分析被加工零件的工藝過程。深入現(xiàn)場全面了解被加工零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加工部位，夾緊方式，工藝方法和加工過程所用的刀具，切削用量及生產(chǎn)率等。

選擇單工位，單面組合機(jī)床，使機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單，工件可靠，更符合多，快，好，省的要求。

4.2上座進(jìn)刀減速箱齒輪設(shè)計(jì)

4.2.1上座進(jìn)刀減速箱的電機(jī)為轉(zhuǎn)速1460r/min，功率2.2KW的三相異步電動(dòng)機(jī)

4.2.2齒輪1設(shè)計(jì)計(jì)算

4.2.2.1設(shè)計(jì)參數(shù)

傳遞功率 （kW） ， 傳遞轉(zhuǎn)矩 （N.m）

齒輪1轉(zhuǎn)速 （r/min） 齒輪2轉(zhuǎn)速 （r/min）

傳動(dòng)比

原動(dòng)機(jī)載荷特性 SF=輕微振動(dòng)，工作機(jī)載荷特性 WF=均勻平穩(wěn)

預(yù)定壽命 （小時(shí)）

4.2.2.2 選擇齒輪材料及精度等級

二級小齒輪軸選用 表面淬火，硬度 ；齒輪1選用 調(diào)質(zhì)，硬度 。因?yàn)槭瞧胀p速器，由表10.21選7級精度。

4.2.2.3 按齒輪面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)

因兩齒輪均為鋼質(zhì)齒輪，可應(yīng)用式（10.22）求出 值。確定有關(guān)參數(shù)與系數(shù)：

轉(zhuǎn)矩

②載荷系數(shù)K， 查表10.11取

③由表10.20選取

④許用接觸應(yīng)力 ，由圖10.24查得

4.2.3齒輪2設(shè)計(jì)計(jì)算

4.2.3.1 設(shè)計(jì)參數(shù)

4.2.3.2 選擇齒輪材料及精度等級

二級級大齒輪軸 表面淬火，硬度 ；齒輪2選用 調(diào)質(zhì)，硬度 HBS=255，由表10.21選7級精度。

4.3電器系統(tǒng)

4.3.1變頻器的選用其調(diào)試參數(shù)

此次設(shè)計(jì)的工作臺行走方式采取變頻調(diào)速形式，使其能在一定范圍內(nèi)根據(jù)實(shí)際需要得到相應(yīng)的速度。變頻調(diào)速的基本原理是根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)速與工作電源輸入頻率成正比的關(guān)系： n =60 f（1-s）/p，（式中n、f、s、p分別表示轉(zhuǎn)速、輸入頻率、電機(jī)轉(zhuǎn)差率、電機(jī)磁極對數(shù)）；通過改變電動(dòng)機(jī)工作電源頻率達(dá)到改變電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。此次設(shè)計(jì)鉆床進(jìn)刀機(jī)構(gòu)的行走速度范圍為：100r/min-1000r/min。變頻器主要調(diào)試參數(shù)：

P00.00→1 P02.07→17 P00.01→2 P02.08→17 P00.02→70 （后調(diào)）

P02.09→17 P00.03→0 P02.14→0 P00.04→70 P02.15→3.5

P00.05→0 P02.16→10 P00.10→5 P02.17→35 P00.11→5

P03.03→1 P00.12→70 P03.04→70 P00.13→0 P03.05→2

P00.14→1 P03.06→20 P01.07→5 P03.08→0 P02.00→32

P03.09→35 P02.01→33 P03.10→2 P02.02→1

5.結(jié)語

經(jīng)過課題組的共同努力，終于完成了“鋁加工專用多孔鉆床”的研發(fā)任務(wù)，經(jīng)過試用，鋁母線鉆孔速度、精度、效率都有了極大的提升。此次產(chǎn)品的研制成功是一項(xiàng)技術(shù)性的突破，提高了產(chǎn)品的市場競爭力，為公司將來拓展市場打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.5版.北京：化工工業(yè)出版社，2008.3