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11 4 Vol.11 No.4 第 卷 第 期 洛阳工业高等专科学校学报 200 1 12 Journal of Luoyang Technology College Dec. 2001 年 月 利用慧鱼教具及创意组合模型设计自动立式钻铣床 田小军，任宏涛 （洛阳工业高等专科学校机械工程系，河南洛阳 471003 ） 摘 要：介绍了慧鱼创意组合模型模拟机床设计及控制的思想，并且通过制作自动立式钻铣床的具 体实例阐明了设计过程。经实践，该机床模型功能完善，动作可靠，可以满足教学及科研需要。 PLC 关键词：慧鱼； ；自动立式钻铣床 TH12 B 1008-8814(2001)04-0018-03 中图分类号： 文献标识码： 文章编号： 1 引言 台可以横向进给、纵向进给、回转工作台可以回 “慧鱼教具及创意组合模型”，又称为“工程 转。因此须将钻床主轴设计成可以自动上下移动 积木”，“智慧魔方”，简称“慧鱼”。它集教 的，以实现机床的自动进给。另外，要控制工作台 具和仿真模型于一身，是科技知识启蒙、创造性思 能够实现工作台的横向、纵向和回转工作台的回转 维训练及创造力开发的最佳载体。“慧鱼教具及创 运动。 意组合模型”是由德国发明家Artur Fischer 博士于 2.2 机械传动系统设计 1964年发明的。“慧鱼”有各种型号和规格的零件 钻铣床的运动主要有工作台的横向进给、纵向 近千种，一般工程机械制造所需要的零部件如连 进给、回转工作台的回转运动，主轴沿立柱的进给 杆、齿轮、马达、涡轮，以及汽缸、压缩机、发动 运动以及主轴自身的旋转运动。因为主轴的旋转运 ( ) 机、离合器，甚至热 光、触、磁 敏传感器、信号 动只需电机带动即可，因此在设计传动系统时主要 转换开关、计算机接口等等，在“慧鱼”中都可以 考虑前两者的运动。其中工作台的运动是这样考虑 找到。因此，“慧鱼教具及创意组合模型”零部 M1 的：动力来源是由电机 提供的，电机又通过两 件的仿真度，几乎能够实现任何复杂技术过程和大 级齿轮减速机构来带动蜗杆传动，蜗杆又带动蜗轮 型设计的模型，使之真实地“再现”。作者通过慧 传动，工作台是直接连 鱼教具在自动立式钻铣床设计方面的应用举例来简 在蜗轮上的。因此，齿 单介绍如何将慧鱼教具引入学校的实验教学的。 轮和蜗轮蜗杆构成了圆 利用慧鱼配套的各种零件、如齿轮、圆盘、立 工作台的传动系统，其 柱、蜗轮、蜗杆、微型电机、行程开关以及各种接 1 结构如图 所示。自动进 插件，紧固件等按设计要求可组装成立式钻床的模 给机构采用的是齿轮齿 型。这些零件大都是由工程塑料制成，有相当的强 条传动，它的动力来源 度与硬度，而且加工尺寸标准、精度很高，因而组 M2 M2 由电机 提供。电机 图 自动立式钻床圆 装起来配合精密、模型牢固稳定。 通过一个五级减速机构 1 工作台