钻床

钻床
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在工件上加工孔的机床
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发展简史
20世纪70年代初，钻床在世界上还是采用普通继电器控制的。如70年代-80年代进入中国的美国的ELDORADO公司的MEGA50，德国TBT公司的T30-3-250，NAGEL公司的B4-H30-C/L，日本神崎高级精工制作所的DEG型等钻床都是采用继电器控制的。80年代后期由于数控技术的出现才逐渐开始在深孔钻床上得到应用，特别是90年以后这种先进技术才得到推广。如TBT公司90年代初上市的ML系列深孔钻床除进给系统由机械无级变速器改为采用交流伺服电机驱动滚珠丝杠副，进给用滑台导轨采用滚动直线导轨以外，钻杆箱传动为了保证高速旋转、精度平稳，由交换皮带轮及皮带，和双速电机驱动的有级传动变为无级调速的变频电机到电主轴驱动，为钻削小孔深孔钻床和提高深孔钻床的水平质量创造了有利条件。
为了加工某些零件上的相互交叉或任意角度、或与加工零件中心线成一定角度的斜孔，垂直孔或平行孔等需要，各个国家而专门开发研制多种专用深孔钻床。例如专门为了加工曲轴上的油孔，连杆上的斜油孔，平行孔和饲料机械上料模的多个径向出料孔等。特别适用于大中型卡车曲轴油孔的BW250-KW深孔钻床，它们均具有X、Y、Z、W四轴数控。为了客户需要，在一条生产线上可以加工多种不同品种的曲轴油孔，于2000年设计制造了第一台柔性曲轴加工中心，可以加工2～12缸不同曲轴上所有的油孔。MOLLART公司生产制造的专为加工颗粒挤出模具而开发的具有六等分六根主轴同时加工同一工件上六个孔的专用深孔钻床。该工件孔数量多达36000个。全都是数控系统控制的。
实际作用
钻床是具有广泛用途的通用性机床，可对零件进行钻孔、扩孔、铰孔、锪平面和攻螺纹等加工。在钻床上配有工艺装备时，还可以进行镗孔，在钻床上配万能工作台还能进行钻孔、扩孔、铰孔。
基本分类
钻床主要用钻头在工件上加工孔（如钻孔、扩孔、铰孔、攻丝、锪孔等）的机床。机械制造和各种修配工厂必不可少的设备。根据用途和结构主要分为以下几类
立式
工作台和主轴箱可以在立柱上垂直移动，用于加工中小型工件。
台式
简称台钻。一种小型立式钻床，最大钻孔直径为12～15毫米，安装在钳工台上使用，多为手动进钻，常用来加工小型工件的小孔等。
摇臂式
主轴箱能在摇臂上移动，摇臂能回转和升降，工件固定不动，适用于加工大而重和多孔的工件，广泛应用于机械制造中。
深孔钻床
用深孔钻钻削深度比直径大得多的孔（如枪管、炮筒和机床主轴等零件的深孔）的专门化机床，为便于除切屑及避免机床过于高大，一般为卧式布局，常备有冷却液输送装置（由刀具内部输入冷却液至切削部位）及周期退刀排屑装置等。
中心孔钻床
用于加工轴类零件两端的中心孔。
铣钻床
工作台可纵横向移动，钻轴垂直布置，能进行铣削的钻床。
卧式钻床
主轴水平布置，主轴箱可垂直移动的钻床。一般比立式钻床加工效率高，可多面同时加工。
技术参数
随着家电市场销售量增大，塑料制品增长速度加快，塑料模具制造业蓬勃发展，钻床为了满足模具上的水孔、射销孔等孔系的深孔加工。由过去的单一坐标轴的深孔钻床加工发展到需要加工坐标孔系的多孔加工而开发的三坐标数控深孔钻床近些年来发展很快。为了满足模具制造业发展的需要，又开发了除了钻削深孔以外，还可以进行铣削、攻丝等多功能的ZXK2103深孔钻铣中心和三坐标数控ZK2103A、ZKA2102型深孔钻床。不仅有三坐标（三轴数控轴）深孔钻床，而且数控轴已发展到四轴、五轴，有的已到六轴的全自动六轴数控枪钻加工中心或数控铣钻中心，它们都有自动换刀装置。前几年存储刀具的刀库只有12把或24把，而且自动换刀装置不包括细长的枪钻，不但刀具库存储数量增加，而且枪钻也自动更换之列，这是一个很大的发展。德国IXI0N公司的TLF1004型四轴数控（X、Y、Z、B）深孔钻床刀具刀库存储24把，TBT公司的T30/320－1050KT，FTS深孔钻削中心，滚筒式刀具库24把（其中8种不同直径、每种三件），它们的枪钻都不包括在自动换刀之列在的英国MOLLART公司的FMC系列全自动六轴数控枪钻加工中心、钻孔直径范围：φ5～φ50mm最大钻孔深度1350mm，除了钻削以外还有铣削、攻丝功能。当刚性攻丝M30满足不了时，还可以用标准铣刀及螺旋铣削方式通过数控插补功能来加工大螺纹，它的自动换刀装置具有90把刀，其中包括长度达到1500mm枪钻的自动更换，其独到之处是对这长钻头的特殊辅助支承，在加工过程能自动就位和撤回，该机床还有用户化编程软件GE.FANUC数控系统。
可编程参数：主轴进给速度、钻孔深度、及对加工工程中进行监控。为了扩大机床加工规格范围，有的深孔钻床既具有枪钻法钻削深孔、铣削平面、刚性攻丝的功能，又具有内排屑钻削（BTA法）钻孔的功能，以便钻削大孔及加大机床柔性。德国IX10N公司的1A5TL－1600－5重型深孔钻铣复合加工中心，五轴数控其主要技术参数：钻孔直径范围：φ3～φ36（65）mm，其中大于φ35mm的孔径可用BTA法进行钻削。一次钻削深度1600mm，最大钻削深度2100mm，铣削能力250（400）cm3/min，主轴转速300（75）～6000r/min，五轴数控：W、X、Y、Z、B、A（-25°～+15°），按“A”其中W－钻铣单元水平移动；X－工作台横向移动；Y－钻铣单元垂直移动；Z－立柱纵向移动；B－工作台旋转；A－钻铣单元摆动。MD30-KW深孔钻铣床，其主要技术参数：钻孔范围：φ4～φ25mm，最大钻削深度1000mm，铣削能力350cm3/min，麻花钻钻孔最大φ30mm，攻丝M24X3，数控轴数：X、Y、Z、W、B、A还有C轴，此机床具有很大的柔性，除了加工垂直于平面上的和斜面上钻削深孔以外，还可以利用“C”轴对曲轴上任何位置上的油孔进行钻削。除深孔钻床有很大发展以外，深孔钻枪本身也有很大变化。过去枪钻规格一般为φ2～φ30mm左右，已发展到φ0.9～φ40mm甚至到50mm.。枪钻规格已标准化到φ0.9～φ50mm，特别是其中大于φ18mm的钻头可用机夹刀头，它是一种不重磨钻头，刀刃磨损后转位、刀片磨损后更换刀片或导向垫，不会伤害或废弃刀杆、刀柄等。
操作规程
1．工作前必须全面检查各部操作机构是否正常，将摇臂导轨用细棉纱擦拭干净并按润滑油牌号注油。
2．摇臂和主轴箱各部锁紧后，方能进行操作。
3．摇臂回转范围内不得有障碍物。
4．开钻前，钻床的工作台、工件、夹具、刃具，必须找正，紧固。
5．正确选用主轴转速、进刀量，不得超载使用。
6．超出工作台进行钻孔，工件必须平稳。
7．机床在运转及自动进刀时，不许变紧固换速度，若变速只能待主轴完全停止，才能进行。
8．装卸刃具及测量工件，必须在停机中进行，不许直接用手拿工件钻削、不得戴手套操作。
9．工作中发现有不正常的响声，必须立即停车检查排除故障。
包装储运
钻床多采用木箱包装，各木箱生产厂家在制造木箱时，依据GB7284-98《框架木箱》，GB/T13384-92《机电产品包装通用技术条件》及相关标准。上述标准对包装箱的材质、结构、含水率等项目做了具体规定。包装箱检验抽样判定时还须参照SN/T0275-93《出口商品运输包装木箱检验规程》。箱内机床应进行有效的固定和衬垫，其电器及加工未涂漆表面应做防锈防潮处理，其防锈有效期为两年。在存放及滞港期间机床类产品应库内保管，暂时露天存放时应垫高并加苫盖防止雨淋、水浸。箱面重心、防雨、勿倒置、轻放等标识应齐全，以保证运输时产品完好，安全的运抵目的地。
生产及订购注意事项
金属切削机床已实施出口产品质量许可制度。未取得出口产品质量许可证的产品，不准出口。订货时除明确通用技术要求外，对机床参数、公英制、电源及电器元件、使用电压和周波、随机附件、机床颜色均须有明确规定。
检验标准
钻床相关标准与其他金属切削机床相关标准大体相同，其专用标准有：GB6477.4-86《金属切削机床术语钻床》，GB2815-89、JB/T5763-91《钻床联接尺寸标准》，GB9461-88、JB/Z108-89《摇臂钻床参数及系列型谱标准》，GB4017-97、JB/T6335-92《摇臂钻床精度及技术条件》，《滑座摇臂钻床精度及技术条件》，JB4242.1～JB4242.3-86、JB/T6336-92《万向摇臂钻床精度及技术条件》，GB2813-89、JB/Z13689《台式钻床参数及系列型谱》，JB5756-91《台式钻床主轴端部》，JB/T5764-91《台式钻床主轴技术条件》，JB5246-91《台式钻床精度》，JB/T3061-92《台式钻床技术条件》，GB2814-89、JB/Z125-89《立式钻床参数及系列型谱》，GB4019-97、JB/T3769-93《方柱立式钻床精度及技术条件》，GB4018-83、JB/T3768-93《圆柱立式钻床及技术条件》，JB3756-84《轻型圆柱立式钻床精度》，JB4148-85《十字工作台立式钻床精度》等，出口产品不得低于一等品。
检验项目
除按相关标准和相应标准检验外，其专业标准的主要检验项目有：
①底座工作台面的平面度。
②工作台面的平面度（摇臂钻无此项）。
③工作台跳动（摇臂钻无此项）。
④主轴锥孔轴线的径向跳动。
⑤主轴回转轴线的径向跳动。
⑥主轴回转轴线对底座工作面垂直度。
⑦主轴套筒垂直移动对底座工作面垂直度。
⑧主轴在主轴轴向力作用下主轴轴线对工作台面垂直度的变化。
此外，摇臂钻床还应检验：
①摇臂转动对底座工作面平行度。
②夹紧立柱和主轴箱时主轴轴线的位移量。精度检验时必须参照JB2670-82《金属切削机床精度检验通则》进行。
维护检修
目的
延长钻床元器件的寿命和零部件的磨损周期，预防各种故障，提高钻床的平均无故障工作时间和使用寿命。
维护周期
日常维护在每次工作中或工作后，由钻床操作人员进行。定期检修由专业的维修人员定期进行，一年一次或半年一次。
维护
1．钻床应有操作规程：进行定期的维护、保养，出现故障注意记录保护现场等；
2．电源要求；
3．钻床在不使用时应该油封保存，外面覆盖密封薄膜；
4．培训和配备相应的操作人员、维修人员及编程人员。
钻床清洁
1．擦拭钻台，床身、导轨，丝杆及操作手柄。保持床身及周边清洁，无油污；
2．清除导轨面毛刺及丝杆钻渣杂质；
3．拆卸清洗油毛毡；
4．去除钻床各部锈迹，保护喷漆面。
数控维护
1．严格遵守操作规程和日常维护制度；
2．防止灰尘进入数控装置内：漂浮的灰尘和金属粉末容易引起元器件间绝缘电阻下降，从而出现故障甚至损坏元器件；
3．定时清扫数控柜的散热通风系统；
4．经常监视数控系统的电网电压：电网电压范围在额定值的85%～110%；
5．定期更换存储器用电池；
6．数控系统长期不用时的维护：经常给数控系统通电或使钻床运行温机程序；
7．备用电路板的维护。
部件维护
1．丝杠和导轨的维护
①定期检查、调整丝杠螺母的轴向间隙，保证反向传动精度和轴向刚度；
②定期检查丝杠支撑与床身的连接是否松动以及支撑轴承是否损坏。如有以上问题要及时紧固松动部位，更换支撑轴承；
③采用润滑脂的滚珠丝杠，每半年清洗一次丝杠上的旧油脂，更换新油脂。用润滑油润滑的滚珠丝杠，每天机床工作前加油一次；
④注意避免硬质灰尘或切屑进入丝杠防护罩和工作过程中碰击防护罩，防护装置一有损坏要及时更换。
2．主动轴的维护
①定期调整主轴箱及主轴驱动带的松紧程度；
②检查主轴有无轴向窜动；
③检查、调整主轴隙；
④防止各种杂质进入油箱。每年更换一次润滑油；
⑤保持主轴与刀柄连接部位的清洁。需及时调整液压缸和活塞的位移量。
气动维护
1．清除压缩空气的杂质和水分；
2.．检查系统中油雾器的供油量；
3．保持系统的密封性；
4．注意调节工作压力；
5．清洗或更换气动元件、滤芯。
切削液供应检修
1．定期清洗水泵，过滤器，切削液箱；
2．检查切削液管道、喷嘴是否畅通，有无泄漏；
3．定期更换切削液；
4．定期检查切削液的浓度和酸碱度。
多轴钻床
一种运用于机械领域钻孔设备20世纪80年代日本人最早使用其设备，后经台湾传入大陆。距今已有二十几年的历史。
一台普通的多轴钻床一次能把几个乃至十几二十个孔或螺纹加工出来。如配上油压或数控装置，可自动进行快进、工进（工退）、快退、停止。多轴钻床也称群钻，可用来钻孔或攻牙，一般型号可同时钻2-16孔，提升效率，固定机种轴数不拘，钻轴形式，尺寸大小可依客户之需进行设计加工。多轴钻床广泛应用于机械行业多孔零部件的钻孔及攻丝加工。如汽车、摩托车多孔零部件：发动机箱体、铝铸件壳体、制动鼓、刹车盘、转向器、轮毂、差速壳、轴头、半轴、车桥等，泵类、阀类、液压元件、太阳能配件等等。多轴钻床可分为可调式和固定式两种规格，可调式多轴钻床在其加工范围内，其主轴的数量、主轴间的距离，相对可以任意调整，一次进给同时加工数孔。在其配合液压机床工作时，可自动进行快进、工进（工退）、快退、停止.同单轴钻（攻丝）比较，工件加工精度高、工效快，可有效的节约投资方的人力、物力、财力。尤其机床的自动化大大减轻操作者的劳动强度。固定式多轴钻床采用单件（加工件）专机的设计方案，根据其加工件加工频率高、量大之原因，专门量身定制一件一机的设备，在其工作中勿须担心尺寸跑偏而伤脑筋。除用到常规的产品外，还可根据客户的特殊要求进行专项设计。