J1Z-06C型手电钻设计.doc

J1Z-06C 型手电钻设计 （工程技术学院，机械电子工程系，机械设计制造及其自动化专业 葛浩波） （学号：2000111006） 指导教师：王华权高级工程师、粱莉副教授、罗峰副教授 内容提要：手电钻是电动工具中最早出现在产品，其它的电动工具可以说是在手电钻的 基础上发展的。Pro/Engineer 可谓是个全方位的 3D 产品开发软件，集合了零件设计、产品 装配、模具开发、数控加工、钣金件设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自动量测、 机构仿真、应力分析、产品数据库管理等功能于一体，其模块众多，能将整个设计至生产过 程集成在一起。本设计 J1Z-06C 型手电钻也是通过 Pro/Engineer 进行三 D 建模、分析、制作 工程图等，完成整个设计工作。本文着重介绍设计的全过程。 关 键 词：手电钻 外壳 工程图 教师点评：本项设计任务由市场需求调查开始，直至原型机制作完成，是一项对学生产 品开发能力的训练课题。该生在这项训练中，认真对待每一个工作环节，深入研究，仔细推 敲，虚心向工厂的工程师们学习，通过设计实践掌握了 Pro/Engineer 3D 造型设计技术。通 过工程文件的编制，该生基本掌握了工程文件的编制方法，可以满足大多数企业的要求。 该生在工作中表现出优良的综合设计素质。从设计成果看来，该生已掌握了电动工具产 品开发的基本程序和基本方法，若继续从事结构设计工作并潜心积累设计经验，扩大视野， 注重与同行交流，有望成为优秀的设计师。（点评教师：王华权，高级工程师） 确定方案 电动工具被广泛地应用于机械制造，采矿，建筑、筑路和桥梁建设，森林采伐和木材 加工，农牧业及手工业等各个加工部门中。在国民建设中有较重要的地位。使用电动工具可 以保证加工质量，实现手工操作机械化减轻劳动强度，提高工作效果，一般可提高劳动生产 率二到十倍，有的可达十几倍甚至三、四十倍。电动工具结构轻巧，使用简单，便于携带， 深受劳动者的欢迎。电钻是各种电动工具中首先发展的品种，是切削组中的主要产品，也是 1  到目前为止产量最多、使用最普遍的一类，其他多种电动工具均由它派生而出。 面对国内市场上的各种各样手电钻，在确定设计型号时，我们先做了一个简单市场调 查。在调查中，我们发现，在非专业用途的消费上，有很大的发展空间，像家庭备用工具， 喜欢自己动手装修的个人选购等。而在这类人选购中，以小巧，轻便，实用，低价格为主导。 针对市场调查结果，设计方案定位在设计一个便于家庭式应用的手电钻。设计以轻便， 小巧为亮点。 设计流程 在深圳良明电动工具有限公司的工程师指导下及经过参考国内电动工具惯用的设计方 法，我对 J1Z-06C 型手电钻设计的总体思路是对比现有 6mm 手电钻进行参照设计，即不提 出新的结构形式，而是对现有产品的参数重新确定，包括主要参数的选择、电动机和开关的 选用、传动机构设计等。具体流程如下： 2  参数设计 部件选用 样机修改  市场调查 确定方案 非标零件设计 装配分析 样机试制 样机分析 产品生产  外形确定 外壳设计  设计流程的设计本身就是设计过程的一项工作。如果一项设计工作的设计流程有问题， 在整过设计过程中可能会走弯路或使得设计结果出错。这次设计工作证实了以上设计流程是 合理的。 手电钻的基本结构及其参数设计（选用） 电动工具的种类繁多，基型号命名已经规范化了。 J1Z-06C 型手电钻，表示的是金 属切削类手电钻，使用单相交流 50Hz 电源，最大切削直径为 6mm(45 号钢)，C 型手电钻。 为了适用不同的作业要求，手电钻有多种类型和规格，但总体结构基本相同。一般手电 钻均由电动机、减速装置、冷却系统、钻夹头、机壳及电源连接装置等组成。结构图如下： 3  图 1 1、挂钩 2、减速箱 3、电动机 4、开关 5、电磁抑制器 6、风扇 7、钻夹头 在设计中，电机可以选用有专业的厂家生产系列电机。这次选用的是高转速串励电机， 转速在 12000，额定功率为 300W。定子冲片规格为 Φ50.5。转子的冲片规格为 Φ28。铁心 长度为 28。在同样功率中，这样的电动机在体积上是很小的了，这样是为了在总体上做到 小巧。 碳刷和换向器的生产也已经规范化。在设计中也只是根据所选用的电机去选择合适的碳 刷和换向器。 碳刷的生产厂家除了生产碳刷外，往往还包括刷握、引线及弹簧。在 J1Z 型手电钻的设 计中，因为装配的原因，刷握是自主设计的。碳刷选用的是东莞市久隆电子磁材厂生产的。 规格为 8Х5Х13.5。参数见下表： 电阻率 (μ?.m) 硬度 (HRC) 电流密度 A.cm-2 允许圆周速度 m.s-1 使用压力 KPa  50  90 12  9