豐志明 馮荷飛

摘要：本文設(shè)計(jì)了一種雙軌跡偏心裝置，改善了市場(chǎng)上同軸同心類(lèi)拋光機(jī)使用費(fèi)力復(fù)雜，且工作負(fù)荷直接作用于電機(jī)上，容易引起電機(jī)燒毀的缺點(diǎn)。同時(shí)擴(kuò)展了功能，使得角向磨光機(jī)不僅擁有打磨和切割功能，還擁有拋光機(jī)功能。

關(guān)鍵詞：雙軌跡；拋光機(jī)；電動(dòng)工具；設(shè)計(jì)

1 引言

市場(chǎng)上同軸同心類(lèi)拋光機(jī)使用復(fù)雜、功能單一，需要專(zhuān)業(yè)人員才能使用，設(shè)備利用率不高，通過(guò)設(shè)計(jì)一種雙軌跡偏心裝置，能夠使角向磨光機(jī)不僅擁有打磨和切割功能，還擁有拋光機(jī)功能。通過(guò)功能的疊加，大幅度節(jié)約了成本，使角向磨光機(jī)成為了一款多功能產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用，并且提升設(shè)備使用壽命。

2 總體設(shè)計(jì)

2.1 機(jī)械設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)了一種雙軌跡偏心結(jié)構(gòu)拋光機(jī)，機(jī)體內(nèi)設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接輸出軸，包括偏心塊（帶配重塊）、滾動(dòng)軸承、偏心軸和拋光盤(pán)。所述偏心塊上部設(shè)有與輸出軸配合的上孔，偏心塊下部設(shè)有與偏心軸配合的下孔，上孔與下孔不同心；偏心軸包括軸身和下端頭，下端頭直徑大于軸身直徑，滾動(dòng)軸承內(nèi)圈安裝在軸身上，軸身上端安裝有軸用彈性擋圈，滾動(dòng)軸承外圈通過(guò)螺釘固定在偏心塊上。偏心軸與拋光盤(pán)固定連接，其特征在于：其還包括有拋光罩，本文所述拋光罩與機(jī)體卡接，偏心塊位于拋光罩內(nèi)。此外，其還包括有可選連接機(jī)體的角磨組件。角磨組件自上而下包括砂輪罩、下壓板、砂輪片和上壓板，砂輪罩與機(jī)體卡接，下壓板卡到輸出軸上，砂輪片裝到下壓板，上壓板具有螺紋內(nèi)孔，輸出軸上也有外螺紋，上壓板與輸出軸之間螺紋連接。

2.2 功能設(shè)計(jì)

通過(guò)更換不同的兩套組件實(shí)現(xiàn)角向磨光機(jī)和雙軌跡偏心拋光機(jī)的功能切換，參考圖1。將設(shè)備裝上快換砂輪罩（1），快換砂輪罩（1）采用快速鎖緊的方式，夾持在設(shè)備前蓋上；裝上下壓板（2），下壓板（2）通過(guò)內(nèi)孔和扁方連接在輸出軸上；裝上砂輪片（3），砂輪片（3）通過(guò)內(nèi)孔套在下壓板（2）上；裝上上壓板（4），上壓板（4）上帶螺紋內(nèi)孔，通過(guò)這個(gè)螺紋內(nèi)孔，擰緊在輸出軸上，并壓緊下壓板（2）、砂輪片（3）、上壓板（4）。將以上裝配過(guò)程，反順序拆下，裝上快換拋光罩（5），快換拋光罩（5）采用快速鎖緊的方式，夾持在設(shè)備前蓋上；裝上偏心塊組件（6），偏心塊組件（6）上設(shè)計(jì)有聯(lián)體或分體的偏心塊，用于匹配不同的拋光盤(pán)，偏心塊組件（6）通過(guò)一個(gè)螺紋內(nèi)孔，直接擰緊在輸出軸上；裝上拋光盤(pán)（7），拋光盤(pán)（7）是通過(guò)螺紋擰緊在偏心軸上的，拋光盤(pán)（7）可以換裝多種尺寸規(guī)格。

3 三維建模仿真

UG NX是集CAD/CAE/CAM于一體的三維參數(shù)化軟件，是面向制造行業(yè)的CAID/CAD/CAE/CAM高端軟件，是當(dāng)今最先進(jìn)、最流行的工業(yè)設(shè)計(jì)軟件之一。它集合了概念設(shè)計(jì)、工程設(shè)計(jì)、分析與加工制造的功能，實(shí)現(xiàn)了優(yōu)化設(shè)計(jì)與產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程的組合。被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車(chē)、航空行體、家電及化工等各個(gè)行業(yè)。我們使用UG NX設(shè)計(jì)了角向磨光機(jī)圖2和雙軌跡偏心拋光機(jī)圖3，雙軌跡偏心裝置為的核心零部件三維結(jié)構(gòu)如圖4 所示。在圖1中的偏心塊組件（6）上，安裝拋光盤(pán)（7）的偏心軸（6-E）（圖4）與輸出軸不同心、不同軸，采用偏心且不接觸的設(shè)計(jì)。

使用UG NX進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真，從運(yùn)行效果來(lái)看符合預(yù)期效果。設(shè)計(jì)的雙軌跡偏心結(jié)構(gòu)的拋光機(jī)如圖4、5所示，雙軌跡偏心拋光機(jī)的裝配結(jié)構(gòu)是，將2個(gè)深溝球軸承（6-C）裝入偏心軸（6-E），卡上軸用彈性擋圈（6-B），將裝好深溝球軸承（6-C）和卡上軸用彈性擋圈（6-B）的偏心軸部件，壓入偏心塊6-A）中；擰上2個(gè)大頭螺釘（6-D），壓緊深溝球軸承（6-C）；最后，將拋光盤(pán)（7），通過(guò)螺紋擰緊在偏心軸上。拋光盤(pán)（7）可以換裝多種尺寸規(guī)格，通過(guò)在偏心塊（6-A）上增加，偏心配重塊實(shí)現(xiàn)。

4 運(yùn)動(dòng)方式和運(yùn)動(dòng)軌跡分析

雙軌跡偏心拋光機(jī)運(yùn)動(dòng)方式和軌跡，可以根據(jù)圖5和圖6進(jìn)行分析和說(shuō)明。在圖4中，拋光盤(pán)（7）是采用螺紋方式，聯(lián)接在偏心塊組件（6）上的，在圖6中，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)中心O2假設(shè)為固定聯(lián)接的情況下，由于拋光盤(pán)（7）在偏心塊組件（6）上的偏心布置，輸出軸的O1轉(zhuǎn)動(dòng)中心，轉(zhuǎn)動(dòng)后，帶動(dòng)拋光盤(pán)（7）做一個(gè)圓形的運(yùn)動(dòng)軌跡，這個(gè)形成的運(yùn)動(dòng)軌跡是雙軌跡拋光機(jī)的第一條軌跡；當(dāng)然，實(shí)際設(shè)計(jì)上，轉(zhuǎn)動(dòng)中心O2是采用2個(gè)深溝球軸承（6-C）聯(lián)接的，在輸出軸的O1轉(zhuǎn)動(dòng)中心，轉(zhuǎn)動(dòng)后，由于離心力的作用下，拋光盤(pán)（7）會(huì)在轉(zhuǎn)動(dòng)中心O2自轉(zhuǎn)，形成了雙軌跡偏心拋光機(jī)的第二條軌跡。

5 結(jié)語(yǔ)

從市場(chǎng)上現(xiàn)有拋光機(jī)的缺點(diǎn)出發(fā)，設(shè)計(jì)了一種全新的雙軌跡偏心拋光機(jī)，驅(qū)動(dòng)部分和工作部分的扭矩傳遞依靠慣性離心力，可以避免負(fù)載過(guò)大時(shí)，剛性傳遞扭矩導(dǎo)致電機(jī)堵轉(zhuǎn)燒機(jī)。雙軌跡偏心拋光機(jī)采用兩條旋轉(zhuǎn)軌跡相互作用，不存在單軌跡單向旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生單向力，使拋光工作變得十分簡(jiǎn)單，所以不需要專(zhuān)業(yè)人員就可以拋光。研究從市場(chǎng)上普遍的角向磨光機(jī)出發(fā)，設(shè)計(jì)了一款能和其相互切換的多功能產(chǎn)品，既能實(shí)現(xiàn)角磨功能，也能實(shí)現(xiàn)拋光機(jī)功能，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，節(jié)約了能源。

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