电锯机床
【活动目标】
- 1、认识生活中的各种工作机床。
- 2、学习并掌握加速装置。
- 3、动手搭建一个电锯机床。
【活动引入】
一、机床是制造业基石
机床是指用来制造机器的机器，又被称为 “工作母机”。机床的品种、质量和加工效率直接影响着其他机械产品的生产技术水平，因此，机床工业的现代化水平和规模是一个国家工业发达程度的重要标志之一。机床可分为金属切削机床和金属成形机床，其中占比最大的是金属切削机床。据睿工业，2022 年我国金属加工机床消费额 1815 亿元，其中 金属切削机床 1180 亿元，占比 65%；金属成形机床 635 亿元，占比 35%。
机床是制造业基石，广泛应用在航空航天、汽车、能源、消费电子等行业。据德国机床 制造商协会，2002-2019 年，全球机床行业产值从 345 亿欧元增长至 735 亿欧元，复合增 长率为 4.55%。2020 年，全球机床行业产值受疫情影响出现较大幅度下滑至 592 亿欧元， 2021 年复苏同比回升至 709 亿欧元。
从供给看，2021 年全球机床行业总产值为 709 亿欧元，其中我国产值为 218 亿欧元，占 据 31％的全球份额，位居首位；其次是德国、日本总产值分别达到 90、89 亿欧元，市 场份额均为 13％。全球各国机床产值 CR5 为 73％，行业集中在制造业强国，集中度较 高。 从需求看，2021 年全球机床行业总消费额为 703 亿欧元，其中我国消费额达 236 亿欧元， 以 34%的份额位居全球第一；其次是美国、德国消费额分别达到 91、45 亿欧元，市场份 额分别为 13％、6％。中、美、德三国占据全球约 53%需求。
既然机床工业的现代化水平的重要标志之一，那我们了解一下电锯机床的起源吧！
二、电锯机床的起源
电锯机床的起源可以追溯到19世纪末，当时人们开始使用电力来代替传统的手工操作。最早的电锯机床是由美国人Samuel Miller于1884年发明的，它使用电动马达带动锯片运转，从而实现了自动化的锯切作业。
随着时间的推移，电锯机床的设计和功能得到了不断改进和完善。在 20 世纪初期，出现了更加高效的环形电锯和链条电锯，使得木材加工效率大幅提升。此外，电锯机床还被广泛应用于建筑、家具制造、造船等行业中。
随着科技的不断进步，现代电锯机床也越来越智能化和高效率。例如，一些电锯机床配备了自动切割、数控操作等功能，可以大大提高生产效率和质量。
三、电锯机床是什么？
电锯机床是一种使用电力驱动的工作机床，用于切割和加工各种材料，例如木材、金属、塑料等。它们通过一个旋转的锯片来实现切割，通常由电动马达或气压驱动。
电锯机床通常有两种类型：手持电锯和台式电锯。手持电锯通常用于对小型工件进行切割和加工，而台式电锯可以处理更大和更重的材料。它们都具有可调节的锯片深度和角度，以便实现不同形状和尺寸的切割。
电锯机床在制造业中被广泛应用，特别是在木工行业和金属加工行业。它们可以高效地完成切割任务，提高生产效率并减少人力劳动成本。很多制造业都有不同的机床，下面为大家介绍，工作机床有哪些分类？
四、工作机床的分类
工作机床的分类非常多，根据其功能和特点，它们可以分为以下几类：
- 金属切削机床：包括车床、铣床、钻床、磨床、刨床等。
- 金属成形机床：包括折弯机、卷板机、冲床、剪床等。
- 焊接设备：包括手持电弧焊、气体保护焊、激光焊等。
- 木工机床：包括木工车床、木工铣床、木工刨床、木工锯床等。
- 塑料加工机床：包括注塑机、挤出机、吹塑机等。
- 其他机床：如数控机床、砂轮机、水切割机、电火花加工机等。
不同类型的工作机床有不同的用途和加工能力，它们都是现代制造业中非常重要的机械设备。
在进行一些高精度的工作时，工人为了让工作更加细致，更加精准。就会利用各种机床对物体进行加工。其中就有一种电锯机床，用来裁剪物体的长度。我们今天要搭建的就是电锯机床。
【活动准备】
乐高积木9686套装
本次所用零件：
| 梁 | 轴 | 销 | 轴套 | 齿轮 | 连接器 | 其它 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1*16蓝色镶嵌梁【2】 | 4轴【2】 | 黑色摩擦销【3】 | 灰色轴套【1】 | 8齿轮【1】 | 2号连接件【1】 | 电池盒【1】 |
| 蓝色“L”型角梁【2】 | 5轴【1】 | 灰色光滑销【4】 | 黄色半轴套【3】 | 40齿轮【2】 | 中型马达【1】 | |
| 3*7蓝色双角梁【2】 | 6轴【1】 | 黄色轴销【2】 | ||||
| 1*9白色的梁【1】 | 10轴【1】 | 黄色长销【2】 | ||||
| 1*15白色的梁【4】 | 红色套栓【5】 |
【活动过程】
步骤图
电锯机床通常由机床床身、电锯装置和锯台组成，我们也按照这样的组成来制作电锯机床。
- 制作电锯机床的床身。
- 制作电锯装置和锯台。
- 完成后，就可以组合成电锯机床了。
第一步
我们需要搭建一个机床的床身，主要由电池盒作为重量支撑。
使用的材料有：1* 15白色的梁2个、1* 16蓝色镶嵌梁2个、2号连接件1个、电池盒1个、红色套栓5个、黄色轴销2个、黑色摩擦销2个。
第二步
搭建一个电锯装置，用来裁剪物体。
使用的材料有：黑色摩擦销1个、10轴1个、中型马达1个、40齿轮2个、8齿轮1个、灰色轴套1个、5轴1个。
第三步
搭建一个来支撑物体的锯台。
使用的材料有：灰色光滑销4个、3* 7蓝色双角梁2个、1* 9白色的梁1个、4轴2个、黄色半轴套3个、黄色长销2个、1* 15白色的梁2个、6轴1个、蓝色“L”型角梁2个。
注意：保持梁与梁之间的平行。
第四步
把锯台和电锯装置组合起来，组合好后我们的电锯机床就做好啦！
【问题思考】
一. 提出问题
1、怎么调整电锯与物体的距离？
2、如何使电锯机床在工作时减少摇晃？
二. 问题回答
1、通过锯床调整高度。
2、在电锯机身的电池盒下面固定重物。
【科学知识】
加速装置
加速装置根据其结构和功能可以分为齿轮式、皮带式、链条式、液力式等几种类型。
大齿轮带动小齿轮是一种齿轮传动方式，是机械传动中常用的方法之一。大齿轮和小齿轮之间的传动比决定了输出转速和转矩的大小。
在加速装置中，通常需要将电机输出的低转速高扭矩转化为锯片所需的高转速小扭矩。因此，需要通过减速器将电机输出的低速大扭矩逐步转化为高速小扭矩。减速器中的齿轮组合就是用来实现这种转化的关键部件。
具体而言，电机驱动大齿轮旋转，大齿轮和小齿轮之间的齿轮传动将旋转方向和转速传递给小齿轮。由于小齿轮的直径要小于大齿轮，因此输出的转速会比输入的转速高，同时输出的扭矩也会比输入的扭矩小。
通过这样的齿轮传动方式，加速装置可以将电机输出的低速大扭矩转化为锯片所需的高速小扭矩，从而提高电锯机床的工作效率和切割速度。
【举一反三】
1、如何使电锯机床可以加工更大的物体？
2、如何将电动电锯机床切换成手动锯片机床？
