張瀟+劉+磊+張二吻+蘭小剛

摘 要：隨著我國金融業(yè)的不斷發(fā)展和對辦公自動化要求的不斷提高，市場對文件打孔設(shè)備的需求不斷增大，同時對打孔機(jī)的性能提出了更高的要求，為更好地應(yīng)對此狀況，設(shè)計(jì)了一種精密打孔機(jī)。文章對打孔機(jī)的底座部分、刀具機(jī)構(gòu)和電磁吸合機(jī)構(gòu)等進(jìn)行了詳細(xì)的分析與介紹，可以發(fā)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的精密打孔機(jī)能夠達(dá)到穩(wěn)定高效的工作效果，顯著地提高實(shí)際應(yīng)用效率。

關(guān)鍵詞：打孔機(jī)；電磁機(jī)構(gòu)；刀具；刻度線；單片機(jī)控制板

1 概述

進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著市場經(jīng)濟(jì)的繁榮，對商業(yè)活動提出了更高的效率的要求，作為經(jīng)濟(jì)生活主要舞臺和社會生活重要樞紐的金融業(yè)所承擔(dān)的業(yè)務(wù)量也隨之空前提高，各種新型支付方式的規(guī)范和完善使各種票據(jù)的使用量不斷上升，票據(jù)裝訂工作已經(jīng)由一個輔助工序轉(zhuǎn)變成一個重要步驟，這項(xiàng)任務(wù)完成的效率會直接影響金融活動的效率，同樣，此項(xiàng)工作的質(zhì)量也會影響金融活動的質(zhì)量，從而進(jìn)一步影響金融機(jī)構(gòu)在市場中的信譽(yù)。所以傳統(tǒng)的手工裝訂方式已經(jīng)不再適應(yīng)這種優(yōu)質(zhì)高效的工作要求，應(yīng)被淘汰[1-4]。正是基于上述需求，本文介紹一種基于電磁機(jī)構(gòu)的精密打孔機(jī)。

2 打孔機(jī)設(shè)計(jì)

文件打孔機(jī)需要滿足以下幾個方面要求[5-9]：

（1）低故障率，可靠工作時間長。

（2）使用壽命長，保修期限內(nèi)低返修率。

（3）超過打孔機(jī)規(guī)定厚度30mm時，仍保持著良好的打孔質(zhì)量。

（4）打孔刀具耐磨損，有效工作壽命長。

（5）自動化程度高。

（6）工作效率高，性能穩(wěn)定。

在進(jìn)行打孔機(jī)設(shè)計(jì)時，要充分考慮上述要求，做到最優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.1 總體設(shè)計(jì)

總體設(shè)計(jì)即對打孔機(jī)的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，圖1為精密打孔機(jī)的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為精密打孔機(jī)的左視圖。

打孔機(jī)的底座作為支撐臂，設(shè)置于底座基體上；電磁吸合機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了上下線性運(yùn)動，設(shè)置于支撐臂上；支架用于限制電磁吸合機(jī)構(gòu)的非線性運(yùn)動，設(shè)置于電磁吸合機(jī)構(gòu)，用于限制電磁吸合機(jī)構(gòu)的非線性運(yùn)動；刀具機(jī)構(gòu)固連于電磁吸合機(jī)構(gòu)，并隨電磁吸合機(jī)構(gòu)上下運(yùn)動進(jìn)行文件打孔作業(yè)。

2.2 各部分設(shè)計(jì)

（1）底座部分。底座部分作用是放置文件與連接支撐臂，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。

底座部分包括：底座基體、支撐片、下刻度、擋板、緊固螺釘。底座基體中間部分開有橫向卡槽，擋板設(shè)置于底座上，用于文件的位置限制。緊固螺釘設(shè)置于擋板一端，用于擋板與底座的緊固。支撐片設(shè)置于底座基體卡槽中，用于承受刀具軸向力。下刻度設(shè)置于底座基體上表面靠近卡槽一側(cè)，用于支撐片的橫向定位。

（2）刀具機(jī)構(gòu)。刀具機(jī)構(gòu)由刀具與滑塊兩部分組成?；瑝K與刀具的連接方式為螺紋連接，此種連接方式可以實(shí)現(xiàn)快速更換刀具的要求，圖4為刀具機(jī)構(gòu)的示意圖。

（3）電磁吸和機(jī)構(gòu)。如圖6所示，電磁吸和的結(jié)構(gòu)包括：角鐵、線軸承、滑槽、啟動按鈕、停止按鈕、橫梁、上刻度、銜鐵、導(dǎo)磁體、電磁線圈。

角鐵設(shè)置于導(dǎo)磁體左右兩側(cè)，并設(shè)有孔洞；光軸豎直安裝于角鐵上；線軸承設(shè)置于光軸上，可沿光軸線性運(yùn)動；橫梁，設(shè)置于光軸上端，與光軸固連；按鈕，設(shè)置于橫梁上；滑槽設(shè)置在銜鐵上，與銜鐵固連，側(cè)面帶有刻度；滑塊可與滑槽配合，側(cè)面設(shè)有刻度，底部設(shè)有螺紋孔。

整個電磁吸和結(jié)構(gòu)由單片機(jī)控制電路板控制。單片機(jī)控制電路板得電后即控制電磁吸合結(jié)構(gòu)的中電磁線圈的得電，如接到光電傳感器反饋信號即控制電磁線圈的失電，延時10秒后，重新使電磁吸合結(jié)構(gòu)的中電磁線圈的得電。

3 工作過程

此精密打孔機(jī)的工作過程如下：

當(dāng)使用者按下啟動按鈕啟動文件打孔機(jī)時，控制電路板得電，控制電路板使電磁線圈帶電產(chǎn)生磁力吸引銜鐵沿著光軸向下移動，此時與銜鐵固連的滑槽帶動滑塊和刀具一起同步向下運(yùn)動，并使彈簧壓縮，當(dāng)光電傳感器檢測到銜鐵下端時，刀具下端已經(jīng)穿透文件進(jìn)入支撐片的孔洞內(nèi)，此時光電傳感器反饋一電信號至控制電路板，控制電路板控制電磁線圈失電，磁力消失，此時銜鐵、刀具、滑塊和滑槽沿著光軸在彈簧的作用下向上運(yùn)動至初始位置。

4 結(jié)束語

本文對精密打孔機(jī)的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對精密打孔機(jī)的工作與操作過程也給予總結(jié)，本設(shè)計(jì)解決了現(xiàn)有設(shè)備不能連續(xù)高效穩(wěn)定打孔的問題，且有可調(diào)整孔數(shù)、孔距、孔徑的優(yōu)點(diǎn)。作為一個特殊的設(shè)備來進(jìn)行裝訂，精密打孔機(jī)是一種很有前途的辦公設(shè)備，隨著辦公自動化的要求的進(jìn)一步提高，可以設(shè)計(jì)更加智能化和人性化的專有設(shè)備，此外在未來的研究方向?qū)⒏幼⒅厝詣踊腿藱C(jī)控制方面的研究。例如，自動整理零亂的文件，實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動定位打孔與裝訂功能，使其具有高度適應(yīng)性。

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