摇臂钻床操作使用细则

摇臂钻床安全管理制度

一、摇臂钻床故障分析

摇臂钻床故障实验故障的设置，都是用开关操作。并都集中组装在实验台的柜内，设置比较稳秘，操作简单方便。设置故障时只需打开柜门，便可操作故障开关。在实验中可以由指导老师设置故障，由学生来检测、测试。在实验台前面的面板上的原理图中，开关的连接处都有测试点，同学们可以通过这些测试点，以及接触器的常开、常闭触点来检测。

故障分析：

1、控制冷却泵电机不转

2、控制主轴电机不运转

3、控制摇臂电机（正反）不运转

4、控制液压泵电机不转

5、控制变压器失电,按任意开关无反应

6、故障点控制主控电路失电,任何动作不能起动

7、KM1不能启动

8、KM1能启动,其它都不能启动

9、缓吸时间继电器线圈失电缓吸断开,缓吸闭合不能启动

10、KM2、KM3、KM4都不能启动

11、KM5不能启动

12、YA不能启动

二、新型万向摇臂钻床的几个优点：

1、钻孔位置调整方便：钻孔位置调整时不需要摇手把使主轴箱沿摇臂导轨移动，而只需要轻松推拉摇臂上一特定部位,即可使主轴方便、快捷地到达新的加工位置。

2、一机多用：一台电机即可驱动主轴旋转，又可控制摇臂升降，而且这两种运动分别进行，主轴旋转时摇臂不升降，摇臂升降时主轴不旋转，这样设计结构简单，操作方便，省时省力。

3、加工范围大：传统的万向摇臂钻床加工范围实际上受到很大局限，例如：当主轴转到水平位置时，除非主轴箱处于摇臂最外端，否则由于摇臂与主轴平行且离的过近，而使工件无法置于钻头轴向移动范围之内（即无法加工工件）。而这种新型钻床则完全克服了上述缺点，因为其特殊结构，使得主轴无论转到何种角度，主轴始终处于最外端，这就不会因摇臂的干涉而使加工受到丝毫影响。

4、外形美观大方：传统的万向摇臂钻床由于有不可缺少、却又无法隐蔽而不得不裸露的花键轴，裸露花键轴的存在既不安全，又显得布局零乱。而新型钻床取消了花键轴，除主轴"部分在箱外、部分在箱内"外，其余运动部件都装在简单整齐的齿轮箱（摇臂）内，这样设计，使得整体造型线条明快、新颖独特、美观大方。

5、成本低：由于彻底摒弃了传统的万向摇臂钻床的设计格局，在

完全保留原有功能的前提下进行功能重组，结构优化，使得零部件大大减少，因而降低了成本。

三、 ZQ3035摇臂钻床摇臂与立柱的拼装及调整应注意以下问题：（1）将外立柱带键槽的一面回转到底座工作面的一边，清除键槽中的毛刺并保持立柱外圆表面的清洁。

（2）将摇臂套在外立柱上，安装立柱和摇臂夹紧机构、升降机构以及其它零件。摇臂夹紧后，其孔与外立柱表面配合应均匀紧密，用0.03mm塞尺不应塞入。内外立柱夹紧后施加摇臂端部的力不应低于2000N，保证无松动回转现象。摇臂升降应轻快、无冲击现象。（3）摇臂升降应轻快、无冲击现象。

（4）摇臂的夹紧机构如果过松，可将补偿垫圈加于螺母的下面，其厚度为0.1mm，调整时必须在摇臂夹紧状态下进行。

（5）在立柱部件初次安装调整的基础上，装好摇臂及其升降机构零件后，可在摇臂中间位置上吊一相当于主轴箱全部重量的配置重物（约650kg），使外立柱在负荷情况下进行调整。吊装时需垫置橡胶或其它保护层，防止摇臂导轨面被碰伤或拉毛。

（6）将摇臂回转到机床的纵平面内，使摇臂和主轴箱（即配重）分别位于立柱和摇臂中间位置，夹紧立柱和摇臂。在底座工作面上放一平行平尺，用框式水平仪分别在乎行平尺上和外立柱侧母线上，测量外立柱与底座工作面的垂直度误差。将平行平尺转动90°，再用框

式水平仪分别在平行平尺上和外立柱侧母线上测量外立柱与底座工作面另一方向上的垂直度误差。

（7）根据上述相互垂直的两个方向的超差情况，扳动四个调节螺栓，调节外立柱相互垂直的两个方向对底座工作面的垂直度误差达到验收要求。

（8）垂直度误差调节合格后，可用内卡钳在外立柱和内立柱的空间进行测量。然后用千分尺测量内卡钳实际数据（或者用内径千分尺直接量得），其最大值与最小值差值的一半就是偏心值。

（9）偏心套按所测量的偏心量数值仍需加大0.03mm，作为车削偏心套时的偏心值，借以消除装配后的轴承间隙。

四、摇臂钻床加工件孔径偏大故障及措施

（1）主轴套筒与箱体导向轴套配合间隙太大。应修整套筒，更换导向轴套。

（2）主轴轴向窜动太大。应调整主轴上背母，减少轴向间隙，保证在0.01mm之内。

（3）主轴锥孔与钻头锥柄配合不好。应用铸铁莫氏锥捧研磨锥孔，保证与标准检验心棒的接触面积不少于70％。

（4）工件装夹过紧或夹紧部位不当，造成工件变形。应合理选择夹紧部位，正确夹紧工件。

（5）夹紧部位重复精度差及夹紧不牢固。应重新调整夹紧部件，保

证重复定位精度和夹紧牢固。

（6）主轴锥孔内有毛刺或研伤，造成钻头倾斜。应用刮刀修刮内锥孔毛刺或研仿部位，保证锥孔轴心线的径向圆跳动误差靠主轴端小于0.02mm。

（7）钻头主切削刃长短不一。应重新正确刃磨钻头，保证主切削刃长短一致，刃口对称及锋利。

五、摇臂钻床操作规范：

1、严禁戴手套操作，严禁用加力杆打孔；

2、工作前将摇臂、主轴箱调到需要位置，各部件要夹紧，严禁主轴箱和内外柱未夹紧而工作；

3、正确安装刀柱，锥套须符合标准，使用配套模具；

4、钻孔时，工件必须牢固可靠，用压铁板压住；

5、卸钻卡具时要用标准斜铁，并用铁捶轻打取出钻具；

6、主轴变速时必须要在停车后进行，钻头未退出孔不能停车，反转时必须等主轴停止后进行；

7、升降摇臂时，一定要松开夹紧部位，切断电源；

8、各传动部位要定期添加润滑油；

六、摇臂钻PLC的选择

1、确定I/O点数

在改造中尽可能保留系统原有的控制功能，以便能达到摇臂钻

最好的工作效果，发挥其最大的工作效率，根据原有的控制电路来计算I/O点数。其中：按钮6个（考虑节约点数，有两个未进入PLC），行程开关4个，即实际输入点数为8个；接触器5个（考虑节约点数，有一个未进入PLC），中间继电器1个，即实际输出点数为5个。

2、I/O地址分配及接线图

表一 I/O分配表

序号地址功能说明

1 IO.O 摇臂松开

2 IO.1 摇臂夹紧

3 IO.2 大臂上升

4 IO.3 大臂下降

5 IO.4 摇臂松开限位

6 IO.5 摇臂夹紧限位

7 IO.6 大臂松开限位

8 IO.7 大臂夹紧限位

9 QO.O 油泵正转

10 QO.1 油泵反转

11 QO.2 上升动作

12 QO.3 下降动作

13 QO.4 换向阀

14 QO.5

根据表一设计I/O接线图，如图1。其中接触器和中间继电器的电压等级都进行了调整，都更换了新的电气元件，电压等级均为AC220V，电压等级统一，便于日常维护。

3、改造中必须要注意的几个问题

（1）选择PLC机型时，要考虑低价格，高性能。

（2）原有继电器控制电路比较复杂，如线路老化后，故障点太多，不便查询，而利用PLC控制时，不但大大提高了摇臂钻床电气控制系统的可靠性和抗干扰能力，而且大大简化和减少了维修维护的工作量，使用效果良好。

七、摇臂钻床部分项目维修：

主轴箱部分维修：

1、更换整机轴承及损坏零配件

2、主轴内键研磨达精度要求

机身部分维修：

1、精磨底座方箱工作台面,调整主轴与工作台面的垂直度

2、精磨伸出臂导轨面（X轴）,配刮机头导轨副，更换传动轴承1套

3、升降导轨（Z轴）部分检修：各部分锁紧装置维修

4、更换Z轴传动丝杆及丝母1套

5、各部分间隙调整,油路疏通润滑

6、整机电路、液压部分、冷却水泵检修

7、外观部分翻新:整机床补灰油漆。

精度要求：

1、主轴轴向圆跳动l0.02mm

2、主轴与工作台垂直度l0.05mm（300*120mm2）

3、横梁导轨与工作台平面度l0.05mm（全长）

八、摇臂钻床不能升降的故障分析

一、摇臂钻床产品概述：

臂钻床的一端为套筒，套装在外立柱上，借助外立柱上丝杆的正反转可沿外立柱做上下移动，由于该丝杆与外立柱连成一体，且升降螺母固定在摇臂上，所以摇臂不能绕外立柱转动，只能与外立柱一起绕内力柱回转。

二、摇臂钻床不能升降的故障分析：

由摇臂上升或下降的动作过程可知，摇臂移动的前提是摇臂完全松开，此时活塞杆通过弹簧片压下行程开关ST2，电动机M3停止运

转，电动机M2启动运转，带动摇臂上升或下降。若ST2的安装位置不当或发生偏移，这样摇臂虽然完全松开，活塞杆仍压不上行程开关ST2，致使摇臂不能移动；有时电动机M1的电源相序接反，此时按下摇臂上升或下降按钮，电动机M3反转，使摇臂夹紧，更压不上行程开关ST2了，摇臂也不能上升或下降。

有时也会出现因液压系统发生故障，使摇臂没有完全松开，活塞杆压不上行程开关ST2。如果ST2在摇臂松开后已动作，而摇臂不能上升或下降，则有可能是一下原因引起的:按钮SB3、SB4的常闭触点损坏或接线脱落；接触器KM2、KM3线圈损坏或接线脱落；KM2、KM3的触点损坏或接线脱落；应根据具体情况逐项检查，直到故障排除。

九、摇臂钻的上升与下降具体过程：

1、摇臂上升时，按下按钮SB3，时间继电器KT1通电闭合，继而接触器KM4通电闭合，液压泵电动机M3正转，供给机床正向液压油松开摇臂。摇臂松开后，行程开关ST2被压下，行程开关ST3被复位闭合，继而接触器KM4断开，液压泵电动机M3停转，接触器KM2通电闭合，摇臂升降电动机M2正转，带动摇臂上升。

当摇臂上升到一定高度时，松开按钮SB3，接触器KM2、时间继电器KT1失电释放，摇臂升降电动机M2停转，接触器KM5通电闭合，液压泵电动机M3反转供给机床反向压力油夹紧摇臂。摇臂夹紧后，行程开关ST2复位，ST3断开，液压泵电动机M3停止反转，完成摇

臂上升的控制过程。当需要摇臂下降时，按下按钮SB4，时间继电器KT1通电闭合，继而接触器KM4通电闭合，液压泵电动机M3正转，供给机床正向液压油松开摇臂。

2、摇臂松开后，行程开关ST2被压下，行程开关ST3被复位闭合，继而接触器KM4断开，液压泵电动机M3停转，接触器KM3通电闭合，摇臂升降电动机M2反转，带动摇臂下降。

当摇臂下降到一定高度时，松开按钮SB4，接触器KM3、时间继电器KT1失电释放，摇臂升降电动机M2停转，接触器KM5通电闭合，液压泵电动机M3反转供给机床反向压力油夹紧摇臂。摇臂夹紧后，行程开关ST2复位，ST3断开，液压泵电动机M3停止反转，完成摇臂下降的控制过程

十、摇臂钻床传动故障之转速图诊断法：

利用转速图诊断法的原理是:首先记录下所有发生故障的转数，再分别以这些转数为起点，在转速图上逆推上去，并逐档标上箭头。然后再根据箭头的归结点来确定传动链故障发生在哪一对或几对传动齿轮上。由此寻找传动元件发生故障的最终原因是什么。

不仅适用于Z3040摇臂钻床主传动和进给传动系统，亦可用于该系列其它机床的传动链故障诊断。这种方法为快速分析、排除故障，缩短停机修理时间提供了方便。

Z3040摇臂钻床是我国自行设计摇臂钻床系列的产品。该机床主

轴正、反转、空档、制动以及主轴转速和进给量变换均由液压操纵实现。主传动和进给传动变速齿轮都采用了轴中心提拉式结构，变速油缸设在滑移齿轮所在轴的顶部，各传动齿轮与传动轴全封闭于主轴箱内。传动系统一旦发生故障，其故障原因分析比较麻烦。

因机床主轴传动和进给传动的变速均由液压与机械联合实现。机床在工作中如出现若干档转速突然没有，某几档转速也会停顿等故障，这涉及到液压与机械两个方面。

一般情况下，故障如果是若干档转速没有，则可能是油路、油缸故障，致使滑移齿轮不移动或齿轮移动受卡等原因引起。如果是某几档转速变停，则可能是滑移齿轮定位不可靠或变速完成之后，通往油缸下腔的油路没有完全切断等原因，使传动链慢慢脱开，引起断链。前述例子，便属于这种情况。

这两种情况反映在转速图上，会归结于某一档变速齿轮上。若是乱档，则是由于预选阀（用于控制各变速油缸活塞位置并协调动作）串油或错位而使油路发生变化。这种情况反映在转速图上，箭头不会归结于某个档位。

十一、摇臂钻床电气原理：

一、主电路设计（2～7区）

三相电源L1 L2 L3由电源开关QS控制，熔断器FU1实现对全电路的短路保护（1区）。从2区开始就是主电路。主电路有4台电动

机。

1、M4（2区）是冷却泵电动机，带动冷却泵供给工件冷却液。由于M4容量较小，因此不需要过载保护，由转换开关QS2直接控制。M4直接起动，单向旋转。

2、M1（3区）是主轴电动机，带动主轴的旋转运动和垂直运动，是主运动和进给运动电动机。它由KM1的主触点控制，其控制线圈在13区。热继电器FR1做过载保护，其常闭触点在13区。M1直接起动，单向旋转。主轴的正反转由液压系统和正反转摩擦离合器来实现，空档，制动及变速也由液压系统来实现。

3、M2（4～5区）是摇臂升降电动机，带动摇臂沿立柱的上下移动。它由KM2,KM3的主触点控制正反转，其控制线圈分别在15，16区。电动机M2是短时运行，因此不需要过载保护。

4、M3（6～7区）是液压泵电动机，带动液压泵送出压力油以实现摇臂的松开，夹紧和主轴箱的松开，夹紧控制。它由KM4,KM5的主触点控制其正反转,控制线圈分别在17，18区。热继电器FR2作过载保护。其常闭触点在17区。熔断器FU2作摇臂升降电动机M2，液压电动机M3和控制电路的短路保护。

二、控制电路的设计（13～19控制电区）

控制电路由控制变压器TC（8区）将380V交流电源降为127V. 1、主轴电动机M1的控制电路（13区）。主轴电动机M1的控制电

路是典型的电动机单向连续控制电路。SB1,SB2分别为砂轮电动机M1的停止和启动按钮。

2、摇臂升降的控制电路（14～19区）。摇臂升降由摇臂升降电动机M2作动力，按钮SB3,SB4分别为摇臂上升，下降的点动按钮，和KM3,KM2组成接触器按钮双重连锁的正反转点动控制电路（15～16区）。

十二、摇臂钻床的控制要求

（1）摇臂钻床运动部件较多，为了简化传动装置，采用多台电动机拖动。

（2）为了适应多种形式的加工要求，摇臂钻床主轴的旋转及进给运动有较大的调速范围，一般情况下多由机械变速机构实现。主轴变速机构与进给变速机构均装在主轴箱内。

（3）摇臂钻床的主运动和进给运动均为主轴的运动，为此这两项运动有一台主轴电动机拖动，分别经主轴传动机构，进给传动机构实现主轴的旋转和进给。、电气m机械装置，电气m液压或电气m液压m 机械等控制方法实现。若采用液压装置，则备有液压泵电机，拖动液压泵提供压力油来实现，液压泵电机要求能正反向旋转，并根据要求采用点动控制。

（4）摇臂的移动严格按照摇臂松开r移动r摇臂夹紧的程序进行。因此摇臂的夹紧与摇臂升降按自动控制进行。

（5）在加工螺纹时，要求主轴能正反转，摇臂钻床主轴正反转一般采用机械方法实现，因此主轴电动机仅需要单向旋转。

（6）内外主轴的夹紧与放松、主轴与摇臂的夹紧与放松可用机械操作

（7）摇臂升降电动机要求能正反向旋转。

（8）具有连锁与保护环节以及安全照明、信号指示电路。

（9）冷却泵电动机带动冷却泵提供冷却液，只要求单向旋转。

十三、钻床的几点操作规程：

1、操作前要穿紧身防护服，袖口扣紧，上衣下摆不能敞开，严禁戴手套，不得在开动的机床旁穿、脱换衣服，或围布于身上，防止机器绞伤。必须戴好安全帽，辫子应放入帽内，不得穿裙子、拖鞋

2、开车前应检查机床传动是否正常、工具、电气、安全防护装置，冷却液挡水板是否完好，钻床上保险块，挡块不准拆除，并按加工情况调整使用

3、摇臂钻床在校夹或校正工件时，摇臂必须移离工件并升高，刹好车，必须用压板压紧或夹住工作物，以免回转甩出伤人

4、钻床床面上不要放其他东西，换钻头、夹具及装卸工件时须停车进行。带有毛刺和不清洁的锥柄，不允许装入主轴锥孔，装卸钻头要用楔铁，严禁用手锤敲打

5、钻小的工件时，要用台虎钳，钳紧后再钻。严禁用手去停住转

动着的钻头

6、薄板、大型或长形的工件竖着钻孔时，必须压牢，严禁用手扶着加工，工件钻通孔时应减压慢速，防止损伤平台

7、机床开动后，严禁戴手套操作，清除铁屑要用刷子，禁止用嘴吹

8、钻床及摇臂转动范围内，不准堆放物品，应保持清洁

9、工作完毕后，应切断电源，卸下钻头，主轴箱必须靠近端，将横臂下降到立柱的下部边端，并刹好车，以防止发生意外。同时清理工具，做好机床保养工作

十四、摇臂钻床产品概述

主轴箱可在摇臂上移动，并随摇臂绕立柱回转的钻床（见图）。摇臂还可沿立柱上下移动，以适应加工不同高度的工件。较小的工件可安装在工作台上，较大的工件可直接放在机床底座或地面上。摇臂钻床广泛应用于单件和中小批生产中，加工体积和重量较大的工件的孔。

摇臂钻床的主要变型有滑座式和万向式两种。滑座式摇臂钻床是将基型摇臂钻床的底座改成滑座而成，滑座可沿床身导轨移动，以扩大加工范围，适用于锅炉、桥梁、机车车辆和造船等行业。万向摇臂钻床的摇臂除可作垂直和回转运动外,并可作水平移动,主轴箱可在摇臂上作倾斜调整，以适应工件各部位的加工。此外，还有车式、壁

式和数字控制摇臂钻床等。

钻床是一种孔加工设备，可以用来钻孔、扩孔、铰孔、攻丝及修刮端面等多种形式的加工。按用途和结构分类，钻床可以分为立式钻床、台式钻床、多孔钻床、摇臂钻床及其他专用钻床等。在各类钻床中，摇臂钻床操作方便、灵活，适用范围广，具有典型性，特别适用于单件或批量生产带有多孔大型零件的孔加工，是一般机械加工车间常见的机床

十五、摇臂钻床的日常保养：

1、清洗机床外表及死角，拆洗各罩盖，要求内外清洁、无锈蚀、无黄袍，漆见本色铁见光。清洗导轨面及清除工作台面毛刺。检查补齐螺钉、手球、手板，检查各手柄灵活可靠性。

2、摇臂钻床主轴进刀箱保养：检查油质，保持良好，油量符合要求。清除主轴锥孔毛刺。清洗液压变速系统、滤油网，调整油压。

3、摇臂钻床摇臂及升降夹紧机构检查：检查调整升降机构和夹紧机构达到灵敏可靠。

4、摇臂钻床润滑系统检查：清洗油毡，要求油杯齐全、油路畅通，油窗明亮。

5、摇臂钻床冷却系统检查：清洗冷却泵、过滤器及冷却液槽。检查冷却液管路，要求无漏水现象。

6、摇臂钻床电器系统检查：清扫电机及电器箱内外尘土。关闭电

源,打开电器门盖,检查电器接头和电器元件是否有松动、老化。检查限位开关是否工作正常。开门断电是否起到作用。检查液压系统是否正常，有无漏油现象。各电器控制开关是否正常。

北京123456有限责任公司

2009年8月22日