在許多機(jī)械零件中,孔系加工時最常見的加工工藝,多種形式的孔系加工,都離不開一種傳統(tǒng)的機(jī)床——鉆床。
鉆床是一種孔加工設(shè)備,可以用來鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、攻螺紋及修刮端面等多種形式的加工。按用途和結(jié)構(gòu)分類,鉆床可以分為立式鉆床、臺式鉆床、多孔鉆床、搖臂鉆床及其他專用鉆床等。
立式鉆床由底座1、床身2、主軸變速箱3、電動機(jī)4、主軸5、進(jìn)給變速箱6和工作臺7等主要部分組成。床身2垂直地固定在底座1上,主軸變速箱3固定在床身的頂部。進(jìn)給變速箱6裝在床身導(dǎo)軌上,并可沿導(dǎo)軌上下移動。床身上用鏈條掛有重塊,鏈條的另一端繞過滑輪與主軸套筒相連,用以平衡主軸的重量,使操作輕便。工作臺7裝在床身導(dǎo)軌前方,也可沿導(dǎo)軌做上下移動,以適應(yīng)鉆削不同高度的工件。
立式鉆床一般都裝有冷卻裝置,加工時由冷卻泵供應(yīng)冷卻液。冷卻液儲存于底座的空腔內(nèi),冷卻泵直接裝在底座上。
立式鉆床的主運(yùn)動一般采用單速電動機(jī)經(jīng)齒輪分級變速機(jī)構(gòu)傳動,也有采用機(jī)械無級變速器傳動的,主軸旋轉(zhuǎn)方向的變換靠電動機(jī)正反轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)。鉆床的進(jìn)給量用主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)(1r)時,主軸的軸向移動量來表示,另外,攻螺紋時進(jìn)給運(yùn)動和主運(yùn)動之間也是需要保持一定關(guān)系的,因此,立式鉆床進(jìn)給運(yùn)動由主軸傳出,與主運(yùn)動共用一個動力源。進(jìn)給運(yùn)動傳動鏈中的換置機(jī)構(gòu)(uf)通常為滑移齒輪變速機(jī)構(gòu)。立式鉆床主要用于加工工件的內(nèi)表面,如插銷內(nèi)孔中的鍵槽、平面或成形表面等。
搖臂鉆床就是主軸箱可在搖臂上移動,并隨搖臂繞立柱回轉(zhuǎn)的鉆床。搖臂還可沿立柱上下移動,以適應(yīng)加工不同髙度的工件。較小的工件可安裝在工作臺上,較大的工件可直接放在機(jī)床底座或地面上。搖臂鉆床廣泛應(yīng)用于單件和中小批生產(chǎn)中,加工體積和重量較大的工件的孔。搖臂鉆床加工范圍廣,可用來鉆削大型工件的各種螺釘孔、螺紋底孔和油孔等。
搖臂鉆床主要由底座、立柱、搖臂、主軸箱及工作臺等部分組成。立柱分為內(nèi)立柱和外立柱,內(nèi)立柱固定在底座內(nèi),外立柱套在內(nèi)立柱上,工作臺固定在內(nèi)立柱上,并可繞內(nèi)立柱圓周旋轉(zhuǎn)。搖臂的一端套在外立柱上,搖臂與外立柱一起可繞固定不動的內(nèi)立柱做360°的回轉(zhuǎn)運(yùn)動。主軸箱由主傳動電動機(jī)、主軸和主軸傳動機(jī)構(gòu)、進(jìn)給和變速機(jī)構(gòu)、機(jī)床的操作機(jī)構(gòu)等部分組成。主軸箱安裝在搖臂的水平導(dǎo)軌上,可以通過手輪操作,使其在水平導(dǎo)軌上沿?fù)u臂移動。為了能夠加工不同高度的零件,搖臂可在手柄的作用下沿外立柱上下運(yùn)動。
工件加工時,主軸旋轉(zhuǎn)為主運(yùn)動,主軸的豎向運(yùn)動為進(jìn)給運(yùn)動,輔助運(yùn)動有搖臂沿外立柱的豎直移動、主軸箱沿?fù)u臂長度方向的移動、搖臂與外立柱一起繞內(nèi)立柱的回轉(zhuǎn)運(yùn)動。
Z3010型搖臂鉆床整個系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)主軸旋轉(zhuǎn)、主軸進(jìn)給、搖臂升降及主軸箱在搖臂上移動等功能。
(1)主軸旋轉(zhuǎn)。主軸的旋轉(zhuǎn)有正、反轉(zhuǎn)及停止,由手柄操縱。當(dāng)手柄向左扳動,主軸正轉(zhuǎn),面板上指示燈顯示旋向;當(dāng)手柄在中間位置時主軸停止,指示燈熄滅;當(dāng)手柄向右扳動,主軸反轉(zhuǎn),面板上另一指示燈亮。轉(zhuǎn)動手輪即可得到12種轉(zhuǎn)速,手輪上設(shè)有0位,用以校調(diào)和對刀。變速時必須使手柄處于中間位置以停止電動機(jī)旋轉(zhuǎn),否則會造成有關(guān)齒輪在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下進(jìn)行切換,而發(fā)生意外。
主軸電動機(jī)帶動刀具做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,可進(jìn)行鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、平面和攻螺紋。
(2)主軸進(jìn)給。主要是調(diào)整主軸電動機(jī)帶動刀具的進(jìn)給。該進(jìn)給有三種形式:快速移動或手動進(jìn)給;機(jī)動進(jìn)給;微動進(jìn)給。
(3)搖臂升降及主軸箱在搖臂上移動。主要是調(diào)整主軸電動機(jī)帶動刀具與加工工件的位置,以便在工件上加工出相應(yīng)的深度。
(4)移位運(yùn)動部件的夾緊與放松。搖臂鉆床的三種對刀移位裝置對應(yīng)三套夾緊與放松裝置,對刀移動時,需要將裝置放松,機(jī)加工過程中,需要將裝置夾緊。三套夾緊裝置分別為:搖臂夾緊(搖臂與外立柱之間);主軸箱夾緊(主軸箱與搖臂導(dǎo)軌之間);立柱夾緊(外立柱和內(nèi)立柱之間)。通常主軸箱和立柱的夾緊與放松同時進(jìn)行。搖臂的夾緊與放松則要與搖臂升降運(yùn)動結(jié)合進(jìn)行。當(dāng)鉆床進(jìn)行加工時,由特殊的夾緊裝置將主軸箱緊固在搖臂導(dǎo)軌上,搖臂緊固在外立柱上,而外立柱緊固在內(nèi)立柱上,然后進(jìn)行鉆削加工。鉆削加工時,鉆頭一邊進(jìn)行旋轉(zhuǎn)切削,一邊進(jìn)行縱向進(jìn)給。
立式鉆床與搖臂鉆床最主要的區(qū)別是在結(jié)構(gòu)上。立式鉆床的主軸箱固定在床身頂部,主軸的中心位置不能做前后左右的移動,只適宜在工件上加工單一的孔。在比較大的工件上鉆削很多孔時,當(dāng)鉆完一個孔,再鉆另外一個孔,必須移動工件,使鉆孔位置對正孔中心才能繼續(xù)鉆孔。搖臂鉆床的主軸箱安裝在搖臂上,搖臂安裝在立柱上,搖臂可在立柱上面上下移動和轉(zhuǎn)動,搖臂可以回轉(zhuǎn)360°角,主軸箱能夠在搖臂上做大范圍移動,很容易把鉆軸的中心對準(zhǔn)工件上孔的中心。在鉆削大型和重型的多孔工件時,就可以不用搬移工件而直接移動搖臂和主軸箱進(jìn)行加工,提高了工作效率。