1.2 国内外的研究现状以及存在的问题

1.3 论文的主要研究内容

本课题的研究是在结合了需要现场钻孔的需求上，对金刚石钻孔机设备进行设计，主要工作内容有以下几点：

（1）确定金刚石钻孔机设备的总设计方案

     通过分析现在需要钻孔的环境，钻孔的大小以及需要钻孔表面的材料，选择合理的设计方案。并确定金刚石钻孔机的结构，尺寸和驱动。

（2）对金刚石钻孔机三维实体建模

      利用Soildworks软件对金刚石钻孔机设备进行建模，可以很形象的观察到金刚石钻孔机的外观造型，能够找到需要改进的地方，最后再把设备的零件进行装配，并检查尺寸的配合正确性。

 （3）对钻孔机进行运动仿真

     对金刚石钻孔机传动部位进行动画仿真。并且画出工程图，客观直观的表现出内部结构。

（4）对金刚石钻孔机应力分析

       对金刚石钻孔机设备中最容易发生变形的部件，立柱进行受力分析。并有限元分析，计算出立柱的最大应变与应力，并检查是否满足设计需要。 

第二章 金刚石钻孔机的方案设计

2.1 加工条件以及环境的确定

   单向式金刚石钻孔机使用范围很广泛，常常用于建筑的构造以及楼板面的钻孔，机械维修的机械表面钻孔，土石矿的钻孔等好多作业。这些所需要加工的表面，往往会存在一些问题。加工的表面质量差，加工尺寸难以控制，刀具的磨损严重，难以保证制品质量的一致性和可靠性，还有加工效率不高等一系列问题。而且往往需要的是现场加工，用普通机床加工是很不切实际的，所以我们研究了一种专门的设备来满足现场钻孔的需求。所以，现在我们需要一种具有无粉尘作业、效率高、孔壁光滑、尺寸精确的特点的钻孔机。加工孔需要上下移动，所以需要的是设计一个结构能够稳定的上下传动。并且要求所设计的钻孔机重量要尽可能的小，才能方便移动。达到顺利加工的目的。

    由于所需要加工的表面一般都是复杂情况，水泥地面，复合材料等等。通过分析材料的特征，能够知道加工表面有很高的脆性和硬度。所以，我们可以采取钻磨削加工。当然，在加工的过程中会有很大的振动，钻孔机也会承受很大的轴向反作用力和扭矩。所以对加工设备的强度和刚度有了要求，要满足加工条件。在钻孔机的结构设计和选择材料上研究，然后，需要选择能够满足要求的电动机，主轴的转速在2000r/min~3200r/min之间，选择的电机，要能够完成孔的加工。

还要考虑的问题是钻孔机的固定方式，考虑到工作的强度对加工者的影响，还有要保证加工空的质量，所以，应该选择一个安全，效率高，方便快速的固定方式。

综合上面考虑的问题，把金刚石钻孔机的技术指标如下设定：

2.2电动机的选择

   钻机受力状况及应满足的功能要求：

钻机轴向受力大于1000N.根据计算需要的转速和功率确定电动机型号。

Y系列电动机（摘自JB/T8680.1—1998）为全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，是按照国际电工委员会（IEC）标准设计的，具有国际互换性的特点。用于空气中不含易燃、易炸或腐蚀性气体的场所。适用于电源电压为无特殊要求的机械上，如机床、泵、风机、运输机、搅拌机、农业机械等。也用于某些需要高起动转矩的机器上，如压缩机。

表2-1 Y系列三相异步电动机的技术数据

电动机型号