機(jī)械加工機(jī)床工具箱的改進(jìn)設(shè)計(jì)探析

胡 軍

（常德煙草機(jī)械有限責(zé)任公司，湖南 常德 415000）

0 引言

從以往機(jī)械加工機(jī)床工具箱設(shè)計(jì)來看，大多數(shù)工具箱都存在外部結(jié)構(gòu)與內(nèi)部分層不合理的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致在工具箱日常使用中存在諸多問題。在工具箱臺面上所放置的工具常常會不經(jīng)意間被觸碰掉，從而損壞了精密的刀具、量具等；不合理的分層導(dǎo)致各種工具沒有指定的擺放位置，因此，常常出現(xiàn)胡亂放置的現(xiàn)象；工具箱笨重，沒有代步工具，在移動上也存在較大難度。因此，如何設(shè)計(jì)出一種新型工具箱，對上述問題進(jìn)行改進(jìn)就成為本文研究的主要目標(biāo)。

1 機(jī)械加工機(jī)床工具箱改進(jìn)設(shè)計(jì)方案

機(jī)械加工工具箱改進(jìn)設(shè)計(jì)背景：工具箱主要是為了存放各種工具，也是工具的一種集合。將工具集中到同一個(gè)位置，才有利于管理和拿放。在機(jī)械加工機(jī)床中，每一臺機(jī)床都配備有工具箱，因此，如何設(shè)計(jì)方便、適用的工具箱，就成為設(shè)計(jì)人員的關(guān)注焦點(diǎn)［1］?？紤]到原有的工具箱設(shè)計(jì)在生產(chǎn)中給工人帶來的諸多不便，因此制定一個(gè)妥善的改進(jìn)方案：（1）不合理的工具箱上層臺面設(shè)計(jì)，放置在臺面上的精密工具容易被觸碰掉，從而損壞工具，因此，需要改進(jìn)工具箱上層臺面；（2）改進(jìn)工具箱的分層，才能夠使工具、刀具等有序放置；（3）考慮到機(jī)械機(jī)床加工旁的工具箱較重，移動較為困難，所以，應(yīng)對其4個(gè)腳進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)。

2 新型工具箱設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容

2.1 工具箱的裝配分析

在工具箱的設(shè)計(jì)和裝配階段，可以根據(jù)裝置的二維實(shí)體建模和一維平面結(jié)構(gòu)圖，了解工具箱的各個(gè)環(huán)節(jié)和部位的裝配關(guān)系和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并且可以根據(jù)具體的比例切換，得出每一個(gè)零件的大概尺寸，有助于工具箱的裝配實(shí)踐。

工具箱的主體部分也即裝配的重點(diǎn)部位是工具箱的基本框架以及箱頂、箱底部位，所以在裝配工作中，工作人員應(yīng)首先做好基本框架的裝配，保證其角度和整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定，然后再進(jìn)行箱頂和箱底以及工具門的裝配，完成工具箱的主體結(jié)構(gòu)。根據(jù)上文中筆者對于工具箱的設(shè)計(jì)方案的調(diào)整和改進(jìn)，工具箱的基本框架應(yīng)該是圓筒狀，其框架的連接是通過板材焊接的方式完成的。此外，在箱底和箱頂?shù)脑O(shè)計(jì)上，還增設(shè)了兩個(gè)圓門槽，以使其能夠同箱門的圓形結(jié)構(gòu)相對應(yīng)。與此同時(shí)，把兩扇圓筒狀門分別裝在相對應(yīng)的槽里面，門和槽之間采用間隙配合，以便工作人員根據(jù)操作需要可旋轉(zhuǎn)移動打開。工具箱的上蓋和箱底是采用焊接的方式和箱內(nèi)部框架連接固定在一起的。最后，工具箱底部的4個(gè)萬向腳輪和固定支撐是通過焊接的方式固定連接在箱底上的，萬向腳輪的作用是可以任意方向移動工具箱，而固定支撐則可以根據(jù)需要將其固定在現(xiàn)有位置上，防止接觸過程中的工具箱移動。

2.2 工具箱具體設(shè)計(jì)分析

將工具箱整體分為4層，第1層可以放置部分輕型物品；第2層放置加力杠、扳手等物品；第3層放置中心鉆、頂尖等重型物品；第4層則可以放置操作人員的手套、工作服等日常用品。在底部安裝4個(gè)代步輪子，便于工具箱的移動。

（1）上箱門的改進(jìn)設(shè)計(jì)。工具箱的上箱門，也可代替第一層的蓋子，并且在上箱門的表面應(yīng)設(shè)計(jì)凹槽，方便上箱門的開關(guān)（充當(dāng)手柄使用）。另外，在上箱門的背面兩邊，也可安裝一個(gè)彈性壓條，用于固定機(jī)械加工中所需觀察的圖紙，這樣就方便機(jī)床操作人員隨時(shí)觀察圖紙數(shù)據(jù)，進(jìn)行合理調(diào)整。

（2）前箱門的改進(jìn)設(shè)計(jì)。機(jī)械加工機(jī)床工具箱主要由上箱門、前箱門以及箱體3個(gè)部分組成。箱體主要分為4層，除了第1層之外，其余3層都可以分成3個(gè)小部分。每一個(gè)部分都可以用作不同物品的放置，例如：工件、工具、日用品（手套、工作服）等。一般來說，前箱門采用折頁門的形式，這樣方便操作者隨時(shí)取用、放置工件、量具等。安全是前箱門主要的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)操作人員拿出工具后，箱門不會自動打開，人員在附近走動也不會觸碰到箱門，這樣對人身也是一種保護(hù)［2］。

（3）工具箱實(shí)際案例。1）框架的設(shè)計(jì)與建模成型。針對以上闡述，我們設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)際的工具箱，以便大家能更加直觀地了解到工具箱的構(gòu)造：工具箱整體框架的高度定為0.9 m，總寬度0.35 m，總長0.4 m?？蚣芸傮w分為4個(gè)層次，從上至下，第1層的高度為0.15 m；第2層到第4層各為0.25 m。根據(jù)工具箱技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)范，需要采用砂輪對焊縫處進(jìn)行打磨，之后再用砂紙打磨表面，將一層膩?zhàn)庸卧诒砻嫔希僭诒砻嫔暇鶆虻赝磕ǚ冷P漆。具體框架樣式如圖1所示。2）底板設(shè)計(jì)與建模成型。圖2為工具箱中每一層的底板，尺寸要求：長0.4 m，寬0.35 m，厚0.005 m。根據(jù)工具箱技術(shù)設(shè)計(jì)要求，應(yīng)先刮一層膩?zhàn)釉趯拥妆砻妫倬鶆虻赝磕ǚ冷P漆。

圖1 框架的實(shí)體圖

圖2 每層底板的實(shí)體圖

（4）萬向腳輪的尺寸與選擇。由于萬向腳輪屬于標(biāo)準(zhǔn)件，可以在市場上購買到。萬向腳輪是車輪安裝在具有偏心距的支架上，該支架能自由地繞鉛垂幾何軸線轉(zhuǎn)動。工業(yè)腳輪具體見WP13B-50×20，GB/T14688。

2.3 材料的選擇及零件間的配合

（1）材料的選擇。根據(jù)力學(xué)的要求以及實(shí)際設(shè)計(jì)中遇到的情況，最終選擇45鋼來制作工具箱的兩扇門，工具箱的箱蓋、內(nèi)部框架、箱底、固定支撐等均采用Q235。（2）零件間的配合連接。箱底層和萬向腳輪可以進(jìn)行固定支撐之間的配合調(diào)整。這3個(gè)零件需要通過焊接的方式連接在一起，框架與箱底層、層板和框架之間、框架與層擋板之間也是采用焊接方式。在頂層板、內(nèi)門、外門以及箱底層之間都需要留出一定的間隙，用做門的旋轉(zhuǎn)和打開。

2.4 新型機(jī)械加工機(jī)床工具箱的設(shè)計(jì)與原來工具箱的區(qū)別

從工具門上來看，之前是開放式的方形門，現(xiàn)在采用的是推拉門；從工具箱腳來看，原來采用的是固定腿，現(xiàn)在使用的是4個(gè)代步輪；從層板來看，原先平板是方形，現(xiàn)在采用的是凹槽狀板。

3 機(jī)械加工機(jī)床工具箱設(shè)計(jì)的價(jià)值

工具箱設(shè)計(jì)的完成，不僅可保障機(jī)床操作人員的人身安全，避免以往設(shè)計(jì)中工件、器具掉落對人員的傷害；另外，新型工具箱可方便地隨意移動，大幅提升了工具箱的使用效率，從而更好地為提升了為機(jī)械加工機(jī)床服務(wù)的效率，逐漸地轉(zhuǎn)變?yōu)橹苯咏?jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

總之，為了更好地滿足機(jī)械機(jī)床加工的要求，新型工具箱就要考慮到以下幾方面技術(shù)：（1）工具箱主要由上箱門、前箱門、箱體這3個(gè)部分組成；（2）整體分成4層，每一層分為3個(gè)小部分，以便工具位置的明確；（3）安裝腳輪不僅可固定擺放，也可隨意移動箱體。如此的改進(jìn)設(shè)計(jì)，不僅可避免以往的工具箱設(shè)計(jì)為機(jī)械加工機(jī)床操作帶來的不便，也能維護(hù)人身安全，更好地為機(jī)械加工服務(wù)。

［1］劉建輝.淺析機(jī)械設(shè)備管理中存在的問題及提高機(jī)械管理水平的有效方法［J］.廣東科技，2011（6）：112～114

［2］劉一芳，岳鵬.機(jī)械設(shè)備管理中存在的問題及改進(jìn)措施分析［J］.機(jī)電信息，2011（21）：56～57