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題目：手搖式刨筆機(jī)的設(shè)計(jì),姓名： 余孟淮 學(xué)號： 20101147 指導(dǎo)老師： 段武茂 班級： 機(jī)制104班,主要內(nèi)容,鉛筆刨實(shí)物圖 鉛筆刨的工作原理 鉛筆刨的零件種類及材料表 各主要零件的裝配關(guān)系 總體裝配圖 刨筆機(jī)分解圖 致謝,鉛筆刨的實(shí)物圖,鉛筆刨的工作原理,鉛筆刨的工作原理：當(dāng)使用者需要刨削鉛筆時(shí)，將活動(dòng)蓋板拉動(dòng)適當(dāng)距離，按下按鈕是夾板松開，這個(gè) 時(shí)候把鉛筆深入蓋板孔內(nèi)，直至頂住阻擋塊，放松按鈕使其復(fù)位，在彈性鋼絲的作用下使夾板將鉛筆夾 緊，這個(gè)時(shí)候就可以轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，在行星輪的作用下，刀具和刀架同時(shí)繞軸線旋轉(zhuǎn)，對鉛筆進(jìn)行切削，為 了是切削的鉛筆美觀實(shí)用，使主蓋板通過彈簧產(chǎn)生作用力拉動(dòng)鉛筆進(jìn)行水平直線運(yùn)動(dòng)，在適當(dāng)位置增加 阻擋塊，防止鉛筆切削過量而造成不必要的浪費(fèi)，刀具和刀架的下方是承料盒，接受由切削鉛筆過程所 造成的廢屑，并集中起來處理從而避免污染環(huán)境，最后當(dāng)手柄空轉(zhuǎn)的時(shí)候就表示鉛筆加工完成，這個(gè)時(shí) 候按下按鈕取出鉛筆就可以使用了。相比較與老式鉛筆刨，手搖式刨筆機(jī)有幾處有點(diǎn)，第一，整體美觀 使用，型號品種可以自己設(shè)定。第二，切削過程安全可靠，不會發(fā)生意外而使使用者受到意外傷害。大 三，廢料收集方便，不會對環(huán)境產(chǎn)生污染破壞?？偠灾?，手搖式刨筆機(jī)有很大需求量，同時(shí)技術(shù)門檻 較低，易于生產(chǎn)。,手搖式刨筆機(jī)工作原理圖,手搖是刨筆機(jī)傳動(dòng)部分為行星輪結(jié)構(gòu)，齒數(shù)比為2：1，為了便于滾刀對鉛筆的完全切削，刀具在主視方向與鉛筆形成10度夾角，在俯視方向與鉛筆成12度夾角。,將前蓋拉出一定距離后即會自動(dòng)固定在使用位置拉上前蓋鎖鈕，插入鉛筆即可轉(zhuǎn)削；至空轉(zhuǎn)時(shí)表示鉛筆已削完成，按下鎖鈕即可取出使用,鉛筆刨的零件種類及材料表,手搖式刨筆機(jī)共有19種零件，標(biāo)準(zhǔn)件有3種。分別是彈簧，螺釘，以及固定銷。,主要零件的裝配關(guān)系,活動(dòng)蓋板與夾板及夾板轉(zhuǎn)動(dòng)板的裝配關(guān)系,活動(dòng)蓋板的主要作用就是配合夾具轉(zhuǎn)動(dòng)板，并安裝夾板，和按鈕，通過彈簧是夾板反生夾緊與松開的運(yùn)動(dòng)。,彈性鋼絲與活動(dòng)后蓋的組合，由于彈性鋼絲在與夾具轉(zhuǎn)動(dòng)板安裝中要扭曲插入夾具孔，不易表達(dá),刀具與刀架的裝配,滾刀旋轉(zhuǎn)軸和刀架之間的配合為H7/m6.,手柄手輪的裝配關(guān)系,手柄和手輪通過固定銷進(jìn)行連接，其配合精度為H8/f9。 手柄上端有M12螺紋，用于連接刀架。,活動(dòng)蓋板與蓋板的裝配,,活動(dòng)蓋板與蓋板之間通過卡口過盈配合裝配，這種方式大大方便了零件之間的拆裝。使其能保證不被損壞而多次安裝，蓋板上方插入阻擋條，使拉開活動(dòng)蓋板的時(shí)候能夠在適當(dāng)位置鎖定。,主體殼與主蓋板,這是主蓋板與主殼體安裝，也是采用卡口過盈裝配。 上方通孔是為了使阻擋條深入殼內(nèi)，阻擋條在卡住活動(dòng)蓋板后，旋轉(zhuǎn)手柄時(shí)，旋轉(zhuǎn)的刀具會將阻擋條頂上去，使活動(dòng)蓋板在彈簧的作用力下拉動(dòng)鉛筆做水平直線運(yùn)動(dòng)。,刨筆機(jī)的零件分解圖,這是刨筆機(jī)的總裝圖，19種，共23個(gè)零件組合而成，大量使用聚丙烯塑料結(jié)構(gòu)，整體質(zhì)量較輕，塑料件的裝配精度為0.5mm.,致謝,經(jīng)過近兩個(gè)月的努力，終于如期把畢業(yè)設(shè)計(jì)完成，雖然過程比較繁瑣，但是也學(xué)到了很多東西，在機(jī)械設(shè)計(jì)這個(gè)領(lǐng)域類，熟練的使用各種專業(yè)軟件非常重要，這段時(shí)間，主要使用了PRO-E和CAD這兩款繪圖軟件，分別對應(yīng)了三維設(shè)計(jì)和二維設(shè)計(jì)，而且都有相應(yīng)的要求和操作習(xí)慣，因此，必須要熟練的掌握這寫軟件。這次設(shè)計(jì)繪制了很多類型的圖紙，對于圖形的表達(dá)能力也有了一次提升。特別是細(xì)節(jié)的方面經(jīng)常會有出入，不夠嚴(yán)謹(jǐn)，以后要更加注意。 非常感謝段武茂老師對我的支持和幫助，使我能夠順利完成此次畢業(yè)設(shè)計(jì)。今天即將走出校門，也要感謝在座的各位老師，謝謝你們一路以來的呵護(hù)與幫助，再一次表達(dá)我衷心的謝意，真心感謝農(nóng)大每一位老師。謝謝，師恩難忘?。?！,
JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY
本 科 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)）
題目： 手搖式刨筆機(jī)的設(shè)計(jì)
學(xué) 院： 工學(xué)院
姓 名： 余孟淮
學(xué) 號： 20101147
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
年 級： 機(jī)制104
指導(dǎo)教師： 段武茂 職 稱：副教授
二0一四 年 五 月
1
目錄
摘要 I
Abstract II
1 總體要求 1
2 設(shè)計(jì)方案的評價(jià) 1
3 手搖式刨筆機(jī)的工作原理 2
4 手搖式刨筆機(jī)的外形 3
5 手搖式刨筆機(jī)的零件材料分析 4
5.1 滾刀旋轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 5
5.2 彈簧的設(shè)計(jì) 6
6 鉛筆刨的裝配方式 7
6.1 卡口過盈 7
6.2 螺紋鏈接 7
6.3 鑲嵌注塑 8
7 零件結(jié)構(gòu)及其分析 8
7.1箱蓋類零件。有三個(gè)，分別是主外殼，承料盒?；顒?dòng)蓋板 9
7.3 沖壓類零件 13
7.4 軸套類零件的設(shè)計(jì) 14
7.5 刀架的設(shè)計(jì) 15
7.6 刀具部件 16
7.7 標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 17
8 裝配圖 17
總結(jié) 18
參考文獻(xiàn) 19
致謝.........................................................................20
摘要
鉛筆刨，是將鉛筆削尖的工具。筆刨有分電動(dòng)和手動(dòng)的。手動(dòng)的鉛筆刨中，又分有手搖和沒有的。在筆刨發(fā)明前，人們都是使用刀具來刨筆。鉛筆刨內(nèi)通常有約2.5厘米的刀片。用者將鉛筆頭插入筆刨的孔內(nèi)，轉(zhuǎn)動(dòng)鉛筆或筆刨。若是手搖筆刨，則轉(zhuǎn)動(dòng)手柄即可，這樣的設(shè)計(jì)可令刨筆的過程更快。有些筆刨是封閉的，鉛筆碎不易四散，手搖筆刨下方放有器皿裝著鉛筆碎屑，此外，一些手搖或電動(dòng)式的削鉛筆機(jī)，附有可以調(diào)整刀片間距的機(jī)構(gòu)，因此可以利用間距的設(shè)定而刨出尖銳度不同的筆尖.
鉛筆刨具有2個(gè)世紀(jì)的歷史，鉛筆大量用于人們的生活學(xué)習(xí)中，傳統(tǒng)的鉛筆刨雖然小巧但是由于沒有盛料裝置容易對生活環(huán)境產(chǎn)生影響，當(dāng)采用手搖式刨筆機(jī)可以有效解決這一問題，同時(shí)使刨筆更加高效便捷，省力，刨出的鉛筆更加美觀，通過刀具的角度可以刨出不同圓弧度筆尖，以配合不同用筆者的需求。該結(jié)構(gòu)采用行行輪機(jī)構(gòu)，避免傳統(tǒng)方式的低效，動(dòng)力來源于用筆者或另加電動(dòng)機(jī)構(gòu)，同時(shí)添加牽引機(jī)構(gòu)，使得刀具在切削的過程中能夠牽引筆向前運(yùn)動(dòng)，完成整個(gè)切削過程。整個(gè)裝置大量使用聚合材料，加工技術(shù)要求較低，大量降低成本。
關(guān)鍵詞：刨筆機(jī)，行星輪，聚合材料
I
Abstract
Pencil sharpener, pencil is sharpened tools. Pencil Sharpener partakers electric and manual. Manual pencil sharpener, and then divided into hand and do not have. Before Sharpener invention, it is to dig pen knife. Usually within about 2.5 cm blade sharpener. Users will head into a pencil sharpener hole, turn the pencil or pen planing. If Sharpener hand, you can turn the handle, this is designed to make the process quicker planing pen. Some Pencil Sharpener is closed, scattered easily broken pencil, hand pencil sharpeners more containers filled with crushed beneath the pen, in addition, some of the hand-cranked or electric pencil sharpeners, you can adjust the blade pitch with institutions, so spacing can dig sharpness setting different nib of a pen to suit different needspencil sharpeners have two centuries of history, a pencil, a large number of used in the study of people's lives, the traditional plane pen tool although small but because there is no material basket easy impact on the living environment, when using manual planing machine can effectively solve the problem, at the same time make a plane pen more efficient, energy saving, dig out a pencil, more beautiful, by the Angle of the cutter can dig out the different tip arc degree, to meet the needs of the different with the author. The structure line wheel mechanism is adopted to avoid the inefficiency of traditional way, power comes from the author or plus electric, add traction institutions at the same time, makes the cutting tool in cutting process to move forward, complete the whole cutting process. Extensive use of polymer materials。
Keywords: planing machine, planetary wheel, traction, polymeric material
1 總體要求
手搖式刨筆機(jī)，主要包括旋轉(zhuǎn)刀具的構(gòu)成，和牽引部分的構(gòu)成，為實(shí)現(xiàn)切削的完整先擬定幾個(gè)方案。
刀具動(dòng)力來源：1，采用小型電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)刀具的旋轉(zhuǎn)切削。2，采用手輪傳動(dòng)，動(dòng)力來源為用筆者，本裝置無動(dòng)力裝置
牽引部分：1，使用導(dǎo)向銷,導(dǎo)向銷與蓋板分離，卡緊為卡槽卡緊。2，導(dǎo)向型與蓋板一體化，整體為沖壓件。
裝配方式：1.使用緊定螺釘鏈接，整體難以拆卸。2.使用卡槽裝配，整體拆卸方便
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，總共有2*2*2=8種符合組合方案。
2 設(shè)計(jì)方案的評價(jià)
針對上述各種設(shè)計(jì)方案，現(xiàn)給予一些簡要評價(jià)，刀具動(dòng)力來源，由于是小型刨筆用途，使用電動(dòng)機(jī)的畫不僅加大了材料費(fèi)用，而且需要經(jīng)常更換電池，比較麻煩，而使用手搖不僅節(jié)約材料費(fèi)用，而且使用維護(hù)更加方便，做到隨取隨用，因此根據(jù)實(shí)際需要來說使用手搖式獲取動(dòng)力最為簡單高效。在牽引部分，考慮到加工過程的復(fù)雜程度，若導(dǎo)向銷和蓋板分離的畫，不利于整體得穩(wěn)定，因此有必要使其一體化，是牽引更加穩(wěn)定。而裝配的選擇上，由于大部分結(jié)構(gòu)為塑件，使用卡槽裝配最為有效，且便于裝卸，使用更加方便。
基于上述原因，刨筆機(jī)應(yīng)采用行星輪結(jié)構(gòu)傳遞動(dòng)力，動(dòng)力為人通過手柄提供，整體結(jié)構(gòu)裝配為卡槽裝配。行星輪機(jī)構(gòu)為直齒圓柱內(nèi)嚙合齒輪。手柄帶動(dòng)外面大的齒盤，大的齒盤和里邊的小齒輪嚙合，小齒輪上帶著滾刀，滾刀斜著放置一定角度，并且滾刀被固定在刀加上，刀架上有個(gè)錐孔用于插鉛筆當(dāng)手柄轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，手柄轉(zhuǎn)動(dòng)外面的大齒輪，大齒輪帶動(dòng)小齒輪，小齒輪帶動(dòng)滾刀，從而把插入的鉛筆刨好。
3 手搖式刨筆機(jī)的工作原理
鉛筆刨的工作原理：當(dāng)使用者需要刨削鉛筆時(shí)，將活動(dòng)蓋板拉動(dòng)適當(dāng)距離，按下按鈕是夾板松開，這個(gè)時(shí)候把鉛筆深入蓋板孔內(nèi)，直至頂住阻擋塊，放松按鈕使其復(fù)位，在彈性鋼絲的作用下使夾板將鉛筆夾緊，這個(gè)時(shí)候就可以轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，在行星輪的作用下，刀具和刀架同時(shí)繞軸線旋轉(zhuǎn)，對鉛筆進(jìn)行切削，為了是切削的鉛筆美觀實(shí)用，使主蓋板通過彈簧產(chǎn)生作用力拉動(dòng)鉛筆進(jìn)行水平直線運(yùn)動(dòng)，在適當(dāng)位置增加阻擋塊，防止鉛筆切削過量而造成不必要的浪費(fèi)，刀具和刀架的下方是承料盒，接受由切削鉛筆過程所造成的廢屑，并集中起來處理從而避免污染環(huán)境，最后當(dāng)手柄空轉(zhuǎn)的時(shí)候就表示鉛筆加工完成，這個(gè)時(shí)候按下按鈕取出鉛筆就可以使用了。相比較與老式鉛筆刨，手搖式刨筆機(jī)有幾處有點(diǎn)，第一，整體美觀使用，型號品種可以自己設(shè)定。第二，切削過程安全可靠，不會發(fā)生意外而使使用者受到意外傷害。大三，廢料收集方便，不會對環(huán)境產(chǎn)生污染破壞?？偠灾?，手搖式刨筆機(jī)有很大需求量，同時(shí)技術(shù)門檻較低，易于生產(chǎn)。
手搖式刨筆機(jī)的主要運(yùn)動(dòng)包括三個(gè)部分：
（1）夾具的裝夾與松開
（2）活動(dòng)蓋板的水平直線拔出與合攏
（3）手柄、刀架與滾刀的同步旋轉(zhuǎn)切削運(yùn)動(dòng)。
手搖式刨筆機(jī)最主要的設(shè)計(jì)是刀具和刀架的設(shè)計(jì)，刀架本身是鑄鐵結(jié)構(gòu)，
圖1
手柄帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，滾刀與刀架有一定夾角，刀具圍繞刀架旋轉(zhuǎn)同時(shí)切削鉛筆，
圖2
圖2為鉛筆刨的外形設(shè)計(jì)。前蓋能拉出，并且前蓋上有個(gè)三角夾盤和一個(gè)孔，此孔為插鉛筆的夾孔。
1. 將前蓋拉出一定距離后阻擋條會自動(dòng)固定在使用位置。
2.拉上前蓋鎖鈕，插入鉛筆即可轉(zhuǎn)削；直到空轉(zhuǎn)時(shí)表示鉛筆已削完成，打開鎖鈕后就可取出使用。
3.需要經(jīng)常清理屑盒。
4 手搖式刨筆機(jī)的外形
圖3
圖3是市場上所看到的各種手搖式刨筆機(jī)，隨著時(shí)代的進(jìn)步，以及目標(biāo)需求的改變，手搖式刨筆機(jī)已經(jīng)能夠做到更加精巧別致，在外觀上更加能夠吸引顧客。
圖4
圖4為刨筆機(jī)的整體設(shè)計(jì)，及其外觀。
5 手搖式刨筆機(jī)的零件材料分析
手搖式刨筆機(jī)共有19種部件，詳細(xì)見下表格
序號
名稱
數(shù)量
材料
備注
1
主外殼
1
聚丙烯PP
2
承料盒
1
聚丙烯PP
3
活動(dòng)蓋板
1
聚丙烯PP
4
夾具轉(zhuǎn)動(dòng)板
1
20
5
彈性鋼絲
1
65
6
牙板
3
20
7
主蓋板
1
聚丙烯PP
8
按鈕
1
聚丙烯PP
9
滾刀旋轉(zhuǎn)軸
1
Q195
10
滾刀
1
18鉻剛
11
刀架
1
HT
12
齒圈
1
聚丙烯PP
13
彈簧
2
65
14
手柄
1
聚丙烯PP
15
手輪
1
聚丙烯PP
16
固定銷
1
Q195
17
螺釘
2
標(biāo)準(zhǔn)件
18
阻擋條
1
20
19
蓋板
1
20
表1
5.1 滾刀旋轉(zhuǎn)軸設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核
滾刀旋轉(zhuǎn)軸選用的材料為45號鋼，調(diào)質(zhì)處理，由機(jī)械設(shè)計(jì)技術(shù)手冊可以查得，σ=650mpa，用插值表11-3可知[σ]=60mpa。
查閱機(jī)械基礎(chǔ)：
從圖中右端的直徑最小為11mm，由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)11-2可知
由機(jī)械基礎(chǔ)P209得c=118，因此取
軸徑與軸長
將左端軸徑作為d1=2mm，與輪盤配合處軸徑d2=4mm，各段軸長L1=38mm，L2=4mm，
軸的強(qiáng)度校核
對軸的強(qiáng)度進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大當(dāng)量彎矩的強(qiáng)度。由經(jīng)驗(yàn)公式及上面計(jì)算出的數(shù)值可得出。
公式：
式中：—軸的抗彎截面系數(shù)，
—軸的許用應(yīng)力，。按軸實(shí)際所受彎曲應(yīng)力的循環(huán)特性，在、、中選取其相應(yīng)的數(shù)值，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》可以得出。
按《機(jī)械設(shè)計(jì)》書中查得，對于的45號鋼，許用彎曲應(yīng)力
5.2 彈簧的設(shè)計(jì)
彈簧材料的選擇，應(yīng)根據(jù)彈簧承受載荷的性質(zhì)、應(yīng)力狀態(tài)、應(yīng)力大小、工作溫度、環(huán)境介質(zhì)、使用壽命、工藝性能、材料來源和價(jià)格等因素確定。在確定材料截面形狀和尺寸時(shí)，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選用國家標(biāo)準(zhǔn)的彈簧。常用普通彈簧一般選擇70#鋼或65Mn,這里我選擇65Mn。
2、 確定最小線徑
曲度系數(shù)：K=4C-1/(4C-4)+0.615/C
K=23/20+(0.615/6)=1.2525
確定最小線徑；
3、 確定彈簧有效圈數(shù)
彈簧剛度：k=F/y=280*9.8/1000*5=0.5488N/mm
線徑d=0.2mm，中徑D2=4mm
查表：材料切變模量(材料彈性系數(shù))：G=80000N/mm2
有效圈數(shù)：n=G*d4/8*D23*k=80000*0.84/8*133*0.5488=40總?cè)?shù)N=40
6 鉛筆刨的裝配方式
6.1 卡口過盈
手搖式刨筆機(jī)的大部分部件是通過卡口來裝配在一起的，例如蓋板與活動(dòng)蓋板之間的裝配以及主蓋板與主殼體之間的裝配就是利用到了這種裝配方式。這種裝配方式可以使手搖式刨筆機(jī)在不被損壞的情況下進(jìn)行拆裝。便于鉛筆刨得大量生產(chǎn)和節(jié)約成本。
圖5
圖6是活動(dòng)蓋板與蓋板的裝配圖，采用卡口過盈來進(jìn)行裝配，易于拆卸裝配。同時(shí)降低生產(chǎn)技術(shù)難度。
6.2 螺紋鏈接
手搖式刨筆機(jī)同時(shí)用到了螺紋鏈接，在整合結(jié)構(gòu)中有兩兩處，第一個(gè)是手柄與刀架的鏈接，第二處，是蓋板與螺釘?shù)逆溄?，符合工作時(shí)的強(qiáng)度。
圖6
圖6是手柄與刀架的螺紋連接示意圖
6.3：鑲嵌注塑
手搖式刨筆機(jī)使用到了一種比較特殊的裝配方式，也是一種比較特殊的零件加工方式，由于裝配的是和刀架進(jìn)行嚙合，因此必須是金屬部件，在塑料零件注塑之前將金屬部分鑲嵌入模具，注塑后金屬固定在塑料零件內(nèi)部，這被作為一個(gè)整體對待，是不可拆卸的。
圖7
圖7所示的就是齒圈與金屬片的配合。
7 零件結(jié)構(gòu)及其分析
手搖式刨筆機(jī)零件有幾類，分為箱蓋類零件，盤蓋類零件，沖壓類零件，以及軸套類零件，叉架零件，彈性類部件，刀具部件，以及標(biāo)準(zhǔn)件，共有7種。下面就逐一介紹這八種零件，及其對各零件的技術(shù)要求。
7.1箱蓋類零件。有三個(gè)，分別是主外殼，承料盒?；顒?dòng)蓋板
由于主外殼是一個(gè)比較重要的部件，是構(gòu)成外形的主體，主要起支承、包容和保護(hù)內(nèi)部部件的作用。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)形狀比較復(fù)雜，內(nèi)外有各種大小形狀不一的孔、凸臺等等。需要詳細(xì)的表達(dá)其各項(xiàng)尺寸要求有一定的難度，結(jié)合三維視圖和2維視圖來表達(dá)。其中2維CAD視圖要進(jìn)行多處剖視圖的表達(dá)。
主殼體長60mm,寬56mm，高100mm,底座墊高0.5mm,整體為聚丙烯塑件，有兩個(gè)導(dǎo)向銷插孔。以及一個(gè)固定板的插孔，中間加有格板，以便于承料槽和蓋板的安裝。其裝配關(guān)系為過盈配合。
圖8
圖10是主殼體的三維視圖表達(dá)。
圖9
圖10
承料盒同主殼體一樣，使用的是聚丙烯，作用是承接廢料，
圖11
活動(dòng)蓋板，整體也是聚丙烯塑件。
技術(shù)要求：由于上述3個(gè)零件是構(gòu)成外觀的主要部分，因此，要求其外觀光滑，塑性好，強(qiáng)度高，不易變形，同時(shí)易于裝配。選擇材料為聚丙烯，聚丙烯是無毒、無臭、無味的乳白色結(jié)晶聚合物，密度只有0. 90-0. 91g/cm3，是目前所有塑料中最輕的品種之一。而且它對水特別穩(wěn)定，在水中的吸水率僅為0. 01%，分子量為8萬一15萬。成型性好，但由于收縮率大(為1%~2.5%）.厚壁制品容易凹陷，對一些尺寸精度較高零件，很難達(dá)到要求，制品表面光澤好，易于著色。聚丙烯的結(jié)晶度高，結(jié)構(gòu)規(guī)整，因而具有優(yōu)良的力學(xué)性能。聚丙烯力學(xué)性能的絕對值高于聚乙烯，但在塑料材料中仍屬于偏低的品種，其拉伸強(qiáng)度僅可達(dá)到30 MPa或稍高的水平。等規(guī)指數(shù)較大的聚丙烯具有相對較高的拉伸強(qiáng)度，但隨等規(guī)指數(shù)的提高，材料的沖擊強(qiáng)度有所下降，但下降至某一數(shù)值后保持一定。
溫度和加載速率對聚丙烯的韌性影響非常大。當(dāng)溫度高于玻璃化溫度時(shí)，沖擊破壞呈韌性斷裂，低于玻璃化溫度則呈脆性斷裂，且沖擊強(qiáng)度值大幅度下降。提高加載速率，可使韌性斷裂向脆性斷裂轉(zhuǎn)變的溫度上升。聚丙烯具有優(yōu)異的抗彎曲疲勞性，其制品在常溫下甚至可彎折106次而不損壞。
但在室溫和低溫下，由于本身的分子結(jié)構(gòu)規(guī)整度高，所以抗沖擊強(qiáng)度較差。聚丙烯最突出的性能就是抗彎曲疲勞性，俗稱百折膠。
7.2 盤蓋類零件：
屬于盤蓋類的有主蓋板和手柄，其中手柄負(fù)責(zé)由使用者提供切削動(dòng)力來源，主蓋板負(fù)責(zé)對鉛筆進(jìn)行導(dǎo)向和定位作用，使?jié)L刀能夠順利切削。
圖12
技術(shù)要求：由于主蓋板對鉛筆起支承與定位的作用，因此要求其強(qiáng)度高，塑性好，同時(shí)表面也要光滑。另外還要注意其與主外殼之間的裝配尺寸，不能出現(xiàn)裝配尺寸不足或干涉的情況。材料也是聚丙烯。
圖13
手柄結(jié)構(gòu)的示意圖。
7.3 沖壓類零件
手搖式刨筆機(jī)雖然大部分為塑料制件，但是其中也包涵不少的金屬部件，其中大部分為沖壓零件，夾具轉(zhuǎn)動(dòng)板和蓋板，阻擋條屬于沖壓零件。沖壓件與鑄件、鍛件相比，具有薄、勻、輕、強(qiáng)的特點(diǎn)。沖壓可制出其他方法難于制造的帶有加強(qiáng)筋、肋、起伏或翻邊的工件，以提高其剛性。由于采用精密模具，工件精度可達(dá)微米級，且重復(fù)精度高、規(guī)格一致，可以沖壓出孔窩、凸臺等。冷沖壓件一般不再經(jīng)切削加工，或僅需要少量的切削加工。熱沖壓件精度和表面狀態(tài)低于冷沖壓件，但仍優(yōu)于鑄件、鍛件，切削加工量少。
沖壓是高效的生產(chǎn)方法，采用復(fù)合模，尤其是多工位級進(jìn)模，可在一臺壓力機(jī)上完成多道沖壓工序，實(shí)現(xiàn)由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動(dòng)生 產(chǎn)。生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)條件好，生產(chǎn)成本低，一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件。沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序亦稱沖裁，目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時(shí)保證分離斷面的質(zhì)量要求。沖壓用板料的表面和內(nèi)在性能對沖壓成品的質(zhì)量影響很大，要求沖壓材料厚度精確、均勻；表面光潔，無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋；屈服強(qiáng)度均勻，無明顯方向性；均勻延伸率高；屈強(qiáng)比低；加工硬化性低。
圖14
夾具轉(zhuǎn)動(dòng)板的作用通過其使夾板能夠在彈性鋼絲的作用下能夠張開和閉合從而出入鉛筆和夾緊鉛筆，蓋板的作用是壓緊活動(dòng)外殼，通過尾部螺紋連接螺釘壓緊彈簧產(chǎn)生預(yù)緊力。從而在切削鉛筆的時(shí)候產(chǎn)生拉力。
圖15
7.4 軸套類零件的設(shè)計(jì)
刨筆機(jī)中屬于軸套類的零件有：手輪，齒圈，滾刀旋轉(zhuǎn)軸，它們分別用來傳遞動(dòng)力，以及使刀具能夠圍繞軸線旋轉(zhuǎn)切削鉛筆。手輪的作用是讓使用者通過握緊它，對其施加一個(gè)旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力，從而帶動(dòng)手柄及刀架等部件一起產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。它屬于軸套類部件，形狀比較簡單，以回轉(zhuǎn)體為主個(gè)旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力。而齒圈的作用是和刀具部分組成行星輪的結(jié)構(gòu)，從而使動(dòng)力在傳遞到刀架時(shí)候可以使刀架和刀具共同圍繞鉛筆回轉(zhuǎn)切削，能夠完整的切削出可以使用的鉛筆。滾刀旋轉(zhuǎn)軸的作用就是將滾刀固定在刀架上面，是滾刀能順利回轉(zhuǎn)。齒圈內(nèi)有鑲嵌注塑的36個(gè)滾齒，齒高2mm,分度圓直徑23mm.下面就主要給出齒圈的CAD零件圖。
圖16
7.5 刀架的設(shè)計(jì)
刀架的主要作用是用來固定滾刀，形狀比較復(fù)雜，由于其精度要求不高，所以材料使用灰鑄鐵，成本低，價(jià)格低廉，應(yīng)用廣泛。主要應(yīng)用機(jī)床床身、齒輪箱、皮帶輪、底座、缸體、蓋、手輪等受力不大、耐磨、減震零件?；诣T鐵有一定的強(qiáng)度，但塑性和韌性很低，這種性能特點(diǎn)與石墨本身的性能及其在鑄鐵組織中的存在形態(tài)有關(guān)。有良好的減震性，用灰鑄鐵制作機(jī)器設(shè)備上的底座或機(jī)架等零件時(shí)，能有效地吸收機(jī)器震動(dòng)的能量；有良好的潤滑性能；還有良好的導(dǎo)熱性能，這是因石墨是熱的良好導(dǎo)體；此外其熔煉也比較方便，并且還有良好的鑄造性能。其流動(dòng)性能良好，線收縮率和體收縮率較小，鑄件不易產(chǎn)生開裂，因此適宜于鑄造結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件和薄壁鑄件。尺寸加工精度相對較低，可取IT14級。
圖17
鉛筆從左側(cè)孔深入刀架，直到不能前進(jìn)，刀架圍繞軸線旋轉(zhuǎn)。該刀架為了便于安裝刀具，使兩個(gè)安裝孔成10度夾角，為了防止切削過量，在刀架身上加有阻擋塊，從而保證不會過量切削鉛筆。
7.6 刀具部件
經(jīng)對新型手搖式刨筆機(jī)進(jìn)行分析后，發(fā)現(xiàn)滾刀屬于刀具部件。 新型手搖式刨筆機(jī)的滾刀造型與平頭銑刀相似，經(jīng)過查閱相關(guān)資料手冊，結(jié)合刨筆機(jī)的實(shí)際尺寸要求和工作強(qiáng)度，其切削部分由12條螺旋齒條所組成，與手動(dòng)刨筆器的薄刀片相比它顯得更銳利。在主視方向滾刀與鉛筆形成10度的夾角，在俯視方向滾刀與鉛筆形成12度的夾角，這樣的設(shè)計(jì)使手搖式刨筆機(jī)切削起來顯得更加輕松、省力與耐用。
圖18
這是滾刀和刀架的裝配關(guān)系圖，比較清晰的可以看出其裝配關(guān)系，必要的讓刀具與刀架產(chǎn)生夾角可以方便切削。主視方向滾刀與鉛筆成10度夾角，俯視方向滾刀與鉛筆成12度夾角。
圖19
7.7 標(biāo)準(zhǔn)件的選擇
刨筆機(jī)中的標(biāo)準(zhǔn)件，有螺釘，固定銷，以及彈簧。其中螺釘?shù)膱?zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)是，GB5782-86-M4x2,固定銷的標(biāo)準(zhǔn)代號為：GB6B-1985-M3x2，彈簧的為YAx0.2x4x40-GB1973.2-89-D-Zn
8 裝配圖
新型手搖式刨筆機(jī)只有一條左右方向裝配線，而且前后基本對稱。建議主視圖通過前后對稱平面取全剖視圖。這樣不但表達(dá)了裝配線上各部部件（活動(dòng)蓋板、彈性鋼絲、夾具轉(zhuǎn)動(dòng)板、牙板、蓋板，主蓋板，主外殼、刀架、齒圈、手柄、手輪、固定銷等等）之間的裝配關(guān)系、相對位置，而且將主外殼、承料盒等部件閥帽的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也表達(dá)出來，同時(shí)使新型手搖式刨筆機(jī)的工作原理也一目了然。
總結(jié)
經(jīng)過近兩個(gè)月的努力，終于如期把畢業(yè)設(shè)計(jì)完成，雖然過程比較繁瑣，但是也學(xué)到了很多東西，在機(jī)械設(shè)計(jì)這個(gè)領(lǐng)域類，熟練的使用各種專業(yè)軟件非常重要，這段時(shí)間，主要使用了PRO-E和CAD這兩款繪圖軟件，分別對應(yīng)了三維設(shè)計(jì)和二維設(shè)計(jì)，而且都有相應(yīng)的要求和操作習(xí)慣，因此，必須要熟練的掌握這寫軟件。這次設(shè)計(jì)繪制了很多類型的圖紙，對于圖形的表達(dá)能力也有了一次提升。特別是細(xì)節(jié)的方面經(jīng)常會有出入，不夠嚴(yán)謹(jǐn)，以后要更加注意。
通過這次刨筆機(jī)的設(shè)計(jì)，使我對刨筆機(jī)的認(rèn)識又加深了一些，雖然構(gòu)造比較簡單，但是如果要準(zhǔn)確的表達(dá)出來各種尺寸還需要一些努力，同時(shí)，我也懂得了如何去查閱相關(guān)資料和標(biāo)準(zhǔn)，而不只是單單的從書本獲取知識，在這過程中，請教了老師一些自己不明白的東西，對過去的知識也取得了很好的溫習(xí)。當(dāng)然也離不開長輩的提醒和建議。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)相信會讓自己有一個(gè)提升，對自己以后的工作和學(xué)習(xí)一定有幫助。
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[11]軟件版 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》機(jī)械工業(yè)出版社
致謝
這次得以順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，首先要感謝我的知道老師段武茂教授，沒有段老師的悉心指導(dǎo)，我是不可能能夠完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的，在機(jī)械設(shè)計(jì)方面，段老師非常具有經(jīng)驗(yàn)，這是大大超出書本知識的，使我能夠順利完成刨筆機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)。
同時(shí)，在這次設(shè)計(jì)過程中，有很多同學(xué)指出我的錯(cuò)誤，讓我有機(jī)會得到更正，完善了自己的機(jī)械設(shè)計(jì)，而且，對于軟件的操作也不是很熟練，也要感謝他們對我的指導(dǎo)幫助。
當(dāng)然，更應(yīng)該感謝的是我的母校，謝謝學(xué)校能夠提供一個(gè)平臺讓我們有機(jī)會學(xué)到更多知識，沒有學(xué)校提供完善的資料是無法完成設(shè)計(jì)的。在即將畢業(yè)之際，能夠再一次獲得實(shí)質(zhì)性提升表示衷心的感謝。
感謝你們的幫助指導(dǎo)，再一次的表示感謝
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