钻床和镗床

钻床的主要类型有：台式钻床、立式钻床、 摇臂钻床、深孔钻床和中心孔钻床等。钻 床的主参数一般为最大钻孔直径。 镗床的主要类型有：立式镗床、卧式铣镗 床、坐标镗床等。镗床的主参数根据机床 的类型不同，由镗轴直径、工作台宽度或 最大镗孔直径来表示。
第二节 Z3040型摇臂钻床
一、主要组成部件 图5-1所示为Z3040型摇臂钻床的外形图， 其主要组成部件为：底座、立柱、摇臂、 主轴箱等。工件和夹具可安装在底座1或工 作台8上。立柱为双层结构，内立柱2安装 于底座上，外立柱3可绕立柱2转动，并可 带着夹紧在其上的摇臂5摆动。主轴箱6可 在摇臂水平导轨上移动。
6
9
8
7
图5-10 机床润滑系统原理图
1-油泵；2-密封圈；3-扣压式B型高压管； 4-扩口三通管接口；5-Z向导轨润滑点； 6-Z向丝杠润滑点；7-X丝杠润滑点； 8-Y向丝杠润滑点；9-X、Y向导轨润滑点
3．气动回路
机床的主轴变速、刀具的松开和夹紧均由 气动系统来控制。
主轴变速 1 2
刀具放松
镗床主要用于加工尺寸较大、精度要求较 高的孔，特别适用于加工分布在不同位置 上的孔，且孔距精度、相互位置精度要求 很严格的孔系。除镗孔外，镗床还可以完 成钻孔、扩孔、铰孔等工作，大部分镗床 还具有铣削的功能。 镗床在加工时，以刀具的旋转为主运动， 而进给运动则根据机床类型和加工情况由 刀具或由工件来完成。
平旋盘 z164 z72
空心主轴
z16 丝杠 P=12mm
no
z22 z21
半螺母
z18 (nL)
}
Z23(nR)
z16
z16
z20
z20
z18
图 5-6 平旋盘刀溜板径向进给原理
第四节 ZK7640型立式数控镗铣钻床
ZK7640型立式数控镗铣钻床具有X轴、Y 轴、Z轴三个控制轴，采用开环、点位数控 系统控制。数控系统型号可根据用户要求 选配，工件在一次装夹后，可自动完成铣、 镗、钻、功螺纹等多种工序的加工，因此 在加工时不需要钻镗模具即可直接钻镗孔， 且能保证孔距精度，节省了工艺装备，缩 短了生产周期，从而降低了成本，提高了 生产效益。
4 3
5
2 1
图5-7 ZK7640型数控立式镗铣钻床外观图
1-床身; 2-工作台; 3-主轴箱; 4-控制箱; 5-操作面板
一、机床的主要技术参数
机床的主要技术参数见表5-1所示。
二、机床的ZK7640型立式数控镗铣钻床 ZK的传动系统图。 交流调速电动机1通过轴Ⅰ、轴Ⅱ、轴Ⅲ间 的齿轮传动，可得高、低两档的无及变速 主运动。 X轴、Y轴进给（纵、横向）运动由 110BYG550C型步进电动机3、4直接通过 联轴器带动滚珠丝杠轴Ⅳ、轴Ⅴ来实现。Z 轴进给（垂向）由110BYG550C型步进电 动机2通过齿轮带动滚珠丝杠轴Ⅳ来实现。
一、主要组成部件及其运动
TP619型卧式铣镗床由床身1、主轴箱9、 工作台5、平旋盘7和前后立柱8、2等组成 （见图5-4）。主轴箱9安装在前立柱垂直 导轨上，可沿导轨上下移动。
8 2 6 7 9
3
4
5
1
图 5-4 TP619 型卧式铣镗床外形图
1-床身; 2-后立柱; 3-下滑座; 4-上滑座;5-工作台;6-主轴;7-平旋盘;8-前立柱;9-主轴箱
三、主轴部件结构
摇臂钻床的主轴在加工时既作旋转主运动 又作轴向进给运动，所以，它的主轴部件 结构不同于通用车床和铣床的主轴部件。 如图5-3所示，主轴1由深沟球轴承和推力 轴承支承在主轴套筒2内，而主轴套筒则安 装在箱体的镶套中。
3 5
6
7 2 8 4
1
10
9
11
图 5-3 z3040 型摇臂钻床主轴件
44
41 16 48 22 m=3 77
35 41
M
4
T=6mm
M 5 2 ⅩⅢ A 20 ⅩⅤ 主轴套筒齿条 35 m=2 13 ⅩⅣ 2 M6 77 C B
图5-2 Z3040型摇臂传动系统图
1、主运动
主电动机由轴Ⅰ经齿轮副35/55传至轴Ⅱ， 并经轴Ⅱ上的双向多片式摩擦离合器M1， 使运动由37/42或36/36×36/58传至轴Ⅲ， 从而控制主轴正转或反转。
5
6
3
4
1
2
气源
图5-11 机床的气动原理图
1-过滤器；2-开关型压力表；3-二位五通双电控电磁阀；4-二位五通单电控电磁阀；5、6-单向节流阀
主轴前端有一4号莫氏锥孔，用以安装和紧 固刀具。在这部位还开有两个横向扁尾孔， 上面一个可与刀柄相配，以传递扭矩，并 可用专用的卸刀扳手插人孔中旋转，从而 卸下刀具；下面的一个用于在特殊加工方 式下固定刀具，如倒刮端面时，需将楔块 穿过扁尾孔将刀具锁紧，以防止刀具在向 下切削力作用下从主轴孔中掉下。
4
功率P/kW
2.91
1.04 0 63 243\345 970 1333 3000 5333
转速/（r/min） 图5-9 主轴的转速和功率特性
2．润滑系统
机床的主轴轴承由润滑脂润滑，主轴箱内 的齿轮通过摆线泵进行润滑。X、Y、Z轴 滚珠丝杠、各滑动导轨通过自动润滑泵进 行润滑。
5 4 3 2 1
二、平旋盘刀具溜板的径向进给
利用平旋盘车大端面及较大内外环形槽时， 需要刀具一面随平旋盘绕主轴轴线旋转， 一面随刀具溜板做径向进给。
平旋盘由安装在其上的齿轮Z72带动旋转， 其本身又可通过两条传动路线，经合成机 构合成后，由合成机构输出轴左端齿轮Z20 传动空套在平旋盘上的大齿轮Z164。这两 条传动路线分别为：一条由齿轮Z72经进给 传动链，最后由齿轮Z21传至合成机构输入 轴及右中心轮Z23；另一条由齿轮Z72经合 成机构壳体上的齿轮Z20，传至合成机构。
1.1kW 1500r/min
3kW 1440r/min
42 20 16 54
Ⅰ 35 M2 36 37 M1
Ⅱ
55
Ⅲ
20
Ⅳ 50 B
Ⅴ 20
Ⅵ 20 80 M3 61 34 37
Ⅶ
Ⅷ 18 30
Ⅸ Ⅹ 24 36 16
Ⅺ 31
Ⅻ 25 40 16 16 41
42 29
3947 31
22 39
A 38 4422 C 36 38
2、进给运动
主轴的旋转运动由齿轮副37/48×22/41传 至轴Ⅷ，再经轴Ⅷ-Ⅻ间四组双联滑移齿轮 变速组传至轴Ⅻ。轴Ⅻ经安全离合器M5 （常合），内齿式离合器M4，将运动传至 轴ⅩⅢ，然后经蜗杆蜗轮副2/77、离合器 M6使空心轴ⅩⅣ上的Z=13小齿轮传动齿条， 从而使主轴套筒连同主轴一起实现轴向进 给运动。
三、机床的典型机构
1．主轴部件 主轴由4KW交流电动机可以在20~6000r/min范围 内通过变频进行无级调速。动力从交流主轴电动 机经二级齿轮变速传到主轴，主轴转速有两档： 低速和高速，低速档通过齿轮Z25和齿轮Z76啮 合，转速范围为63~1333r/min，恒扭矩输出；高 速档通过齿轮Z56和齿轮Z36啮合，转速范围为 1333~3000r/min，恒功率输出。低速档和高速档 的转换由气动控制回路实现。
8-弹簧； 9-凸轮； 10-齿轮； 11-套； 12-螺钉
钻床加工时，主轴承受较大的轴向力，但 径向力并不大，且对旋转精度要求不高， 因此，主轴的前支承采用两个深沟球轴承 和一个推力轴承，分别承受径向力和向上 的轴向力；主轴后端的推力球轴承主要承 受空转时主轴的重量或某些加工方法中产 生的向下的切削力。
大齿轮Z164经安装在平旋盘上的齿轮Z16、 圆锥齿轮副16/16、齿轮副6/16、丝杠及安 装在刀具溜板上的半螺母与刀具溜板保持 传动联系。如果大齿轮Z164的转速及转向 与齿轮Z72相同，即大齿轮Z164相对于平 旋盘不转动，则Z16小齿轮不转动。如果大 齿轮Z164相对于平旋盘运动，并使Z16小 齿轮做自转，从而通过圆锥齿轮副16/16及 丝杠螺母副使刀具溜板做径向进给。
第五章钻床和镗床
第一节 概 述
钻床和镗床都是用途广泛的孔加工机床。 钻床可以用钻头直接加工出精度要求不太 高的孔，也可以通过钻孔——扩孔——铰 孔的工艺手段加工精度要求较高的孔，利 用夹具还可以加工要求一定相互位置精度 的孔系。另外，钻床还可以进行螺纹加工， 锪孔和锪端面等工作。 钻床在加工时，工件一般不动，刀具则一 面作旋转主运动，一面作轴向进给运动。
第三节 TP619型卧式铣镗床
卧式铣镗床的工艺范围十分广泛，除镗孔 外，还可钻孔、扩孔和铰孔；可铣削平面、 成形面及各种沟槽；还可在平旋盘上安装 车刀车削平面、短圆柱面、内外环形槽及 内外螺纹等。因此，工件安装在卧式铣镗 床上，往往可完成大部分，甚至于全部加 工工序。
TP619型卧式铣镗床的主参数为镗轴直径， 直径值为90mm，工作台工作面积为 1100mm × 950mm，主轴最大行程 630mm,平旋盘径向刀架最大行程为 160mm。
由此可见，卧式铣镗床可根据加工情况， 作以下工作运动：镗轴和平旋盘的旋转主 运动，镗轴的轴向进给运动，平旋盘刀具 溜板的径向运动，主轴箱的垂直进给运动， 工作台纵、横向进给运动等。机床还可以 做以下辅助运动：工作台的纵、横向及主 轴箱垂直方向的调位移动，工作台转位， 后立柱的纵向及后支承架的垂直方向的调 位移动。
4 5
6 3 2 1 8 7
图5-1 Z3040型摇臂钻床外形图
1-底座；2-内立柱；3-外立柱； 4-摇臂升降丝杠；5-摇臂；6-主轴箱； 7-主轴；8-工作台
二、机床的传动系统
摇臂钻床具有主轴旋转、主轴轴向进给、 主轴箱沿导轨的移动、摇臂的摆动及摇臂 沿立柱的升降等五个运动。前两个运动为 表面成形运动，后三个运动为调整位置的 辅助运动，图5-2所示为Z3040型摇臂钻床 的传动系统图。
为了防止主轴因自重下落，以及使操纵升降轻便， 在摇臂钻床内设有一圆柱弹簧凸轮平衡机构（见 图5-3）。该装置主要由弹簧8、链轮6、链条5、 平板凸轮9及齿轮10、4等组成。弹簧8的弹力通 过套11、链条5、凸轮9、齿轮10、 4作用在主轴 套筒2上，与主轴的重量相平衡。主轴上下移动 时，改变弹簧8的压缩量，使弹簧力改变了，也 改变了链条至凸轮9的力臂，从而使力矩保持不 变。例如主轴上下移动时，齿轮10及凸轮9顺时 针转动，通过链条5使弹簧8缩短，从而加大了弹 力，但同时，由于链条5与凸轮9回转中心靠近而 缩小了力臂，从而使平衡力矩保持不变。平衡力 大小可通过螺钉12调整弹簧压缩量来调节。
n轴
n盘 n盘
f1 (a)
f3 (b)
f3 (c) f4 f4
f2 n轴 n盘 n盘
(d) (e)
(f)
图 5-5 卧式铣镗床的典型加工工序
(a) 用镗轴上的刀杆镗孔; (b) 用后支架支承长刀杆镗削两同轴孔; (c) 用平旋盘上的刀杆镗大直径孔; (d) 用镗轴上的端面铣刀铣端面; (e) 用平旋盘刀具溜板上的车刀车内沟槽; (f) 用平旋盘刀具溜板上的车刀车端面
ห้องสมุดไป่ตู้ 1
z=36 m=5 z=72 m=5 z=32 m=2.5 z=65 m=2.5 z=36 z=25 z=76 D=32 D=32 m=2.5 m=2.5 m=2.5 P=6 P=6 3
Ⅵ
Ⅳ Ⅴ D=32 P=6 4
图5-8 机床的传动系统图
1-交流调速主电动机; 2-Z方向步进电动机; 3-X方向步进电动机; 4- Y方向步进电动机