铝加工专用多孔钻床的研发

刘著界

摘 要：简要的叙述了铝加工专用多孔钻床的工作原理和其中部分的设计计算。在以往的施工中，对电解铝工程中的铝母线钻孔通常时用普通钻床进行钻孔的加工方法，其钻孔速度慢、效率低下，始终困扰着我们。

关键词：铝加工；多孔钻床

1.研制目的

针对在进行铝电解槽铝母线钻孔施工过程中，只能使用普通的钻床这一问题，一个孔一个孔的钻，不仅效率底，尺寸精度难以保证，而且浪费人力，增加了施工成本。

为了降低成本，提高电解槽铝母线钻孔速度，增强我单位在铝电解市场的技术能力及水平，实现施工现场机械化制作，有我带队组建研发课题组，对多功能液压数控剪切机进行了设计、试验、制造。

2.方案选择及设计

在设计之前，我们进行了多方考察论证，发现市场上的钻床不适合我公司需要之处，比如：钻孔大小、切削速度、进给速度等设计的技术参数与我公司需使用的钻床技术参数不符合，针对此种情况，我们经过反复研究计算，对铝加工专用多孔钻床进行了较多的改良，整体结构、传动系统及控制系统都进行了重新设计，研制出了铝加工专用多孔钻床。

3.概述

铝加工专用多孔钻床是针对生产需要设计的专用设备，用于施工现场铝电解槽铝母线的钻孔，在满足使用要求的前提下，功能及结构尽可能的精简，具有结构紧凑小巧，安装方便，专用性强，便于维修保养，切削速度快，成形美观等优点。

4.部分设计

4.1工艺分析

工艺分析是设计多孔钻最重要的一步，必须认真分析被加工零件的工艺过程。深入现场全面了解被加工零件的结构特点，加工部位，夹紧方式，工艺方法和加工过程所用的刀具，切削用量及生产率等。

选择单工位，单面组合机床，使机床结构简单，工件可靠，更符合多，快，好，省的要求。

4.2上座进刀减速箱齿轮设计

4.2.1上座进刀减速箱的电机为转速1460r/min，功率2.2KW的三相异步电动机

4.2.2齿轮1设计计算

4.2.2.1设计参数

传递功率 （kW） ， 传递转矩 （N.m）

齿轮1转速 （r/min） 齿轮2转速 （r/min）

传动比

原动机载荷特性 SF=轻微振动，工作机载荷特性 WF=均匀平稳

预定寿命 （小时）

4.2.2.2 选择齿轮材料及精度等级

二级小齿轮轴选用 表面淬火，硬度 ；齿轮1选用 调质，硬度 。因为是普通减速器，由表10.21选7级精度。

4.2.2.3 按齿轮面接触疲劳强度设计

因两齿轮均为钢质齿轮，可应用式（10.22）求出 值。确定有关参数与系数：

转矩

②载荷系数K， 查表10.11取

③由表10.20选取

④许用接触应力 ，由图10.24查得

4.2.3齿轮2设计计算

4.2.3.1 设计参数

4.2.3.2 选择齿轮材料及精度等级

二级级大齿轮轴 表面淬火，硬度 ；齿轮2选用 调质，硬度 HBS=255，由表10.21选7级精度。

4.3电器系统

4.3.1变频器的选用其调试参数

此次设计的工作台行走方式采取变频调速形式，使其能在一定范围内根据实际需要得到相应的速度。变频调速的基本原理是根据电机转速与工作电源输入频率成正比的关系： n =60 f（1-s）/p，（式中n、f、s、p分别表示转速、输入频率、电机转差率、电机磁极对数）；通过改变电动机工作电源频率达到改变电机转速的目的。此次设计钻床进刀机构的行走速度范围为：100r/min-1000r/min。变频器主要调试参数：

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

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.结语

经过课题组的共同努力，终于完成了“铝加工专用多孔钻床”的研发任务，经过试用，铝母线钻孔速度、精度、效率都有了极大的提升。此次产品的研制成功是一项技术性的突破，提高了产品的市场竞争力，为公司将来拓展市场打下坚实基础。

参考文献：

[1]成大先主编.机械设计手册.5版.北京：化工工业出版社，2008.3