项目一电钻结构设计任务一电动工具结构设计综述1．1电动工具用途和分类1．1．1电动工具用途电动工具是一种运用小容量电动机或电磁铁，通过传动机构驱动工作头的手持式或可移式的机械化工具。

电动工具品种繁多，目前世界上的电动工具已经有近500多个品种；他们共同的特点是：结构轻巧，携带使用方便。

比手动工具可提高劳动生产率数倍到数十倍；比风动工具效率高，费用低，振动小并且易于控制。

1.1.2电动工具分类（一）电动工具按照不同的应用领域，有如下几个类型：31〕机械工业中：禁锢或拆卸螺丝的电动扳手；去除金属工件上的披锋毛刺以及锈蚀的角向磨光机；钻孔和攻丝的电钻，切割金属板的电剪，电锯等等。

2〕建筑及矿山开采中：凿岩开石的重型电锤；混凝土捣实的振动机；云石切割机；墙壁开槽机等等。

3)木材加工中：曲线锯；台锯；斜切锯；电刨；开榫机；修边机；电木铣；砂光机等等。

4)农牧业中：电动羊毛剪。

5)林业中：伐木用的电链锯。

6)工艺美术中：雕刻机。

（二）从电力来源区分电动工具有有绳电动工具（图1.2）和充电（无绳）（图1.3）电动工具两类。

从电力来源区分电动工具有充电电动工具和有绳电动工具两类。

通过外接电缆线提供电力到工具内部电机的电动工具称为有绳电动工具。

通常这类工具采用交流马达，体型较大，动力强劲，可持续长时间工作。

但是电源线和插头的规格在不同的国家和地区会有所区别，并且操作的灵活性会受电源线长度和电源所在位置的影响。

通过工具自身配备的电池提供电力到工具内部电机的电动工具称为充电电动工具或无绳电动工具。

通常这类工具采用直流马达，体型较小，动力性有限，可持续工作时间视电池容量而定。

由于没有电源线，所以充电器是必不可少的。

但操作的灵活性不会受电源线长度和电源所在位置的影响。

（三）从产品使用者的角度讲专业工具和家用工具从产品使用对象的角度讲，电动工具通常可分为专业电动工具和家用电动工具。

图1.2图1.34这两种工具最明显区别在于使用寿命。

专业电动工具可能每一天被使用4～6个小时，并且每天都可能被使用。

而家用工具可能一个月才使用一次，甚至一年一次。

更为重要的是，专业人员依靠专业工具谋生，工具的失效就意味着时间或金钱的损失。

在欧洲市场上，博世公司有两个系列产品，博世篮为专业电动工具；博世绿为家用电动工具。

从下图（图1.4）可以看出，这个去除硬质表面污物的电铲有两个不同版本。

尽管从造型上没有区别，但是，在专业版电铲的整个背部覆盖有软胶，长期使用会感觉更舒适；考虑到工具的跌落是经常发生的，尤其专业电动工具，专业电铲的整个前端为金属结构，使工具更加结实耐用。

（四）电动工具的另外一些分类方式1）金工工具和木工工具从产品操作对象的角度讲，电动工具又可分为金工电动工具和木工电动工具。

如打磨金属的角向磨光机（图1.5），切割铁板的电剪（图1.6），,以及往复锯（图1.7）。

图1.4图1.5图1.6图1.7打磨木器的砂光机（图1.8），修整边缘或雕刻木器的电木铣（图1.9），等等都属于木工机械。

这种分类方式并不严谨，一些工具在设计时可以更换不同的工作部件实现一机多用。

上图为百得手电据，当安装了木工锯片时（图1.10），可以切割木材；当安装了金工锯片时（图1.11），就可以切割金属了。

2）园林工具除了上述几种分类以外，还有不同种类的园林工具也叫户外工具。

如割草机（图1.12），剪枝机（图1.13）、电链锯（图1.14）、碎枝机等等。

图1.8图1.9图1.10图1.11…1.1.3电动工具型号（例1）最大钻孔直径为26MM的电锤，使用电源为单相交流50HZ，该产品由上海日立电动工具（代号：SD）有限公司第41次设计。

型号为：回Z 1 C — SD 41 — 26回：双重绝缘代号；1：大类代号；Z：建筑道路类2：电源类别代号；1：单相交流50HZ3：品名代号；C：电锤4：设计单位代号；SD：上海日立电动工具有限公司5：设计序号，以阿拉伯数字表示；第41次设计6：规格代号，以阿拉伯数字表示；最大钻孔直径为26MM（例2）最大钻孔直径为6mm的C型（轻型）电钻，使用电源为单相交流50HZ，该产品由上海日立电动工具（代号：SD）有限公司第6次设计。

型号为：回J 1 Z — SD 06 — 6C回：双重绝缘代号；1：大类代号；J：金属切削类2：电源类别代号；1：单相交流50HZ3：品名代号；C：电钻4：设计单位代号；SD：上海日立电动工具有限公司5：设计序号，以阿拉伯数字表示；第06次设计6：规格代号，以阿拉伯数字表示；最大钻孔直径为06MM(例3) 砂盘直径为100MM的角向磨光机，使用电源为单相交流50HZ，该产品由上海锋利电动工具厂（代号：SF）第1次设计。

型号为：回S 1 M — SF 1 — 100回：双重绝缘代号；1：大类代号；J：砂磨类2：电源类别代号；1：单相交流50HZ3：品名代号；C：角向磨光机4：设计单位代号；SF：上海锋利电动工具厂5：设计序号，以阿拉伯数字表示；第1次设计6：规格代号，以阿拉伯数字表示；砂盘直径为100MM（例4）刨刀宽度为80MM，最大刨削深度为2MM的电刨，使用电源为单相交流50HZ，由＊＊公司自行设计。

该规格是该单位第三次设计的产品。

型号为：M 1 B —＊＊03 — 80＊21：大类代号；M：林木类2：电源类别代号；1：单相交流50HZ3：品名代号；B：电刨4：设计单位代号；＊＊：＊＊设计单位5：设计序号，以阿拉伯数字表示；03：第3次设计6：规格代号，以阿拉伯数字表示；80＊2：刨刀宽度为80MM，最大刨削深度为2MM1．2 电动工具基本结构组成电动工具由电动机、传动机构、工作头、电源开关等电器组件、机壳组成。

1．钻夹头；2．传动机构；3．开关；4．机壳；5．电缆线；6．内部导线；7．电动机1.3电动工具发展情况近5 年电动工具产品的年进出口数量和金额近5 年各种类电动工具产品的出口数量和金额近5 年电动工具产品出口区域及数量、金额我国电动工具的出口量已占世界电动工具销售量的70～80%，已成为世界上主要的电动工具制造国和产品出口国。

1.4 电动工具质量保证电动工具不同与一般的电器产品, 电动工具是一种电气器具，使用的特点是：电力驱动、手持操作。

电动工具的使用不当会给操作者带来了生命、健康、财产安全的危险隐患，电动工具中带换向器电动机的运行火花发射的杂散、有害的电磁波对环境带来污染。

国际上，尤其是工业国家对电动工具比较早就采用制定技术标准来控制危险隐患和电磁环境污染。

1.4.1电动工具的标准1.4.2电动工具的产品认证1.4.3电动工具的检验1.5本课程的学习任务二《J1Z-100A电钻设计开发计划书》制订电动工具的产品开发来源于市场需求与技术进步，其流程如下图所示：公司销售部门、技术部门、生产部门可根据市场反馈、技术创新、生产工艺革新，为满足市场需求、提高电动工具质量、降低成本，亦可应客户要求或接受OEM订单，通过上述渠道，各部门向公司总经理提出《电动工具开发项目建议书》，总经理批准后下达《设计开发任务书》给技术部门，而总经理亦可综合各方面信息直接下达《设计开发任务书》。

设计部接受《设计开发任务书》，技术部长根据上述项目来源与特点，确定项目负责人，并将《设计开发任务书》及时转化为《设计开发计划书》。

计划书内容包括：a）设计开发的输入、输出、评审、验证、确认等各阶段的划分和主要工作内容；b）各阶段人员职责和权限、进度要求和配合单位；c）资源配置需求，如人员、信息、设备、资金保证等及其他相关内容。

2.1《J1Z-100A电钻设计开发任务书》本项目的为《J1Z-100A电钻设计的开发》，其项目来自市场客户要求，由销售部门提供的项目建议如下表所示。

项目建议书（所列各项，可另加页叙述）设计开发任务书序号2.2确定《J1Z-100A电钻设计开发计划书》2.2.1电钻结构与性能电钻是一种在金属、塑料及类似材料上钻孔的工具，是电动工具中较早开发的产品，品种多、规格齐、产量大的广泛使用的工具。

电钻换上专用砂轮可切割砖、石等建筑材料；换上圆盘钢丝刷可砂光金属表面并除锈，换上抛轮可抛光各种材料的表面。

电钻的基本结构组成如下图所示：由电机、减速箱、手柄、电源开关、夹头装置等组成。

2.2.2电钻的技术要求1、电钻的规格电钻规格是指电钻钻销钢材时所用允许的最大外头直径，同一直径，可分A、B、C型。

A型电钻，主要用于普通钢材的钻孔，具有较高的切销效率，通用性强，适用于一般负载下使用，规格齐全。

B型电钻主要用于优质钢材的钻孔，适用长时间连续使用与较高的切销容量，额定输出功率与转矩比A型的大。

C型电钻主要用于有色金属、塑料等材料的钻孔，具有轻便、结构简单的特点，钻孔时不能施加强力，额定输出功率小，以一级变速为玉，转速高。

下面是单相串励电钻与三相工频电钻系列的性能参数。

2.电钻的标准额定空载转速：制造厂对工具规定的在额定电压或额定电压范围上限时的空载转速。

基本绝缘：用来对带电部分提供防止触电的基本保护的绝缘附加绝缘：为了在基本绝缘损坏时防止触电而在基本绝缘之外又设置的独立绝缘。

双重绝缘：由基本绝缘和附加绝缘组成的绝缘加强绝缘：指用于带电部分的单一绝缘系统。

它在本标准规定的条件下，对防止触电具有双重绝缘相当的防护程度。

爬电距离：指两个导电零件之间或导电零件与工具界面之间，沿绝缘材料表面量得的最短路径。

电气间隙：指两个导电零件之间或导电零件与工具界面之间穿过空气量得的最短距离。

引用标准:规范性引用文件(GB/T7442-2007)EN60745-1，EN60745-2-3，GB 3883.1，GB 3883.3电钻的型号按GB/T9088规定:本项目设计的型号:J1Z-10A2.2.4确定设计开发计划书1、J1Z-10A型电钻主要技术参数的确定根据串激电钻钻削试验得知，一般钻4 毫米孔，需要施加压力20～25 公斤左右；钻6 毫米孔，需压力30 公斤左右；钻10 毫米孔，需压力45～50 公斤左右。

从实际操作测得，一般轻体力劳动者施加20 公斤压力是轻易的，施加30 公斤的压力是一般的，施加40～45 公斤压力则往往要全力以赴。

从提高钻削生产效率情况看，当电钻钻速较低时，增加轴向压力对提高劳动生产率并不显著，但劳动强度却要大大增加；而电钻由低速提高到高速时，效果就较显著。

如6 毫米电钻有850 转/分提高到1400 转/分时，施加压力为30 公斤不变，劳动生产率则提高50％。

但是高转速又受到钻头寿命的限制。

根据上海工具厂1972 年11 月制定的钻头切削规范看，在施加冷却液情况下，钻头的极限线速度为35 米/分。

由于串激电钻使用时是不加冷却液的，根据上海工具厂的建议，钻头的线速度应控制在27 米/分以下为佳。