数控钻床

数控钻床
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数控钻床简介
数控钻床是数字控制的以钻削为主的孔加工机床，由于加工中心的发展，绝大多数数控钻床已被加工中心取代。但有些以钻削为主要加工工序的零件仍需应用数控钻床来加工，如加工印刷电路板等，故数控钻床还有一定的需要量。
大多数数控钻床用点位控制，同时沿两轴或三轴移动以减少定位时间。
此外，在三坐标数控立式钻床的基础上增加转塔式刀库及自动换刀机构可构成钻削加工中心（钻削中心）。钻削中心不仅可进行钻、扩、铰、锪、攻丝等孔加工工序，而且可以完成具有直线和圆弧插补的轮廓控制铣削加工。钻削中心主要用于电气及机械行业中小型零件的加工。如图1：立式钻削中心图所示 
数控钻床类型
数控钻床按其布局型式及功能特点可划分为数控立式钻床、钻削中心、印刷线路板数控钻床、数控深孔钻床及其它大型数控钻床等。
数控立式钻床
数控立式钻床是在普通立式钻床的基础上发展起来的。可以完成钻、扩、铰、攻丝等多道工序，适用于孔间距离有一定精度要求的零件的中、小批量生产。
数控立式钻床一般多带有两坐标数控“十”字型工作台。被加工零件装夹在工作台上可进行两坐标移动（工作台左右移动为x坐标、工作台前后移动为y坐标），带有刀具的主轴或主轴箱的垂直移动（Z坐标）可以是数控的，也可以是非数控的。前者采用3坐标数控系统，而后者可以采用更为简单的2坐标数控系统。主轴变速与更换刀具与普通立式钻床无大区别，多为手动。适合于加工孔距精度有要求但不太高的多孔零件。其数控系统一般是点位控制系统（也有直线控制数控系统），属于经济型数控，价格便宜。
钻削中心
钻削中心是在3坐标数控立式钻床的基础上增加转塔式刀库及自动换刀机构而成的，采用无级调速的主轴电动机，可实现自动变换主轴转速，可以进行钻、扩、铰、锪、攻丝等孔加工工序，而且可以完成具有直线和圆弧插补的轮廓控制铣削。
由于一般中小零件大多需要几把刀具来加工（10把刀具以内），故增加自动换刀装置并同时自动变换主轴转速，可减轻劳动强度。减少换刀时间，既提高了机床的自动化程度，又提高了劳动生产率。
由于用轮廓控制数控系统代替了点位控制数控系统，可进行具有直线和圆弧插补功能的铣削加工，更适合于钻铣联合加工的零件。
根据换刀原理及机床结构的不同，目前钻削中心分为单主轴式与多主轴式两种。多主轴式的换刀方式是在转塔中径向布置6或8根主轴，由转塔回转实现主轴转换及自动换刀。
由于转塔中须布置多根主轴，并有主传动、分度、定位等机构，故转塔头结构复杂，加工较难，且由于尺寸限制，主轴刚性受到一定影响，各主轴间的位置重复精度也不理想。
因为多主轴式钻削中心存在上述一些问题，所以很多生产厂家开发了单主轴式钻削中心。它是在同一根主轴上自动换装带有各种刀具的刀柄实现自动换刀，并采用转塔式刀库，克服了多主轴式的缺点。下图是国产单主轴式钻削中心。
印刷线路板数控钻床
印刷线路板数控钻床是一种专门用来加工印刷线路板的专用钻孔机床。由于印刷线路板上孔的直径很小，数量很多，故一般都带有两个、三个或更多个高速钻削头。主轴转数可达2万转以上。适用于双面及多层板的钻孔加工。
其它大型数控钻床
对于某些大型零件，如锅炉、化工容器、管板等零件，在一般数控立式钻床、钻削中心上无法加工。零件外形尺寸可达数平方米，其孔有的达2千余个，应采用摇钻式数控钻床或龙门式或立柱移动式大型数控钻床来加工。 
特点
1、各坐标移动均采用伺服电机驱动，操作方便，灵活，精度稳定。
2、基本布局为：滑座在床身上全长贯穿移动，单边敞开式，结构简单方便，便于工件的上下安装和下班后卫生的清理，便于维护，占地面积小，适于长工件的加工与生产。
3、滑座上的立柱和普通摇臂钻床一样采用圆柱形立柱，摇臂可以上下升降，便于不同高度的工件的加工。
4、主轴16级变速，切削扭矩扩大数十倍，为莫氏锥孔，可以直接安装钻头。
5、床身为铸件结构，可多节加长，用户可以自行选择或定做。
6、X轴即滑座运动采用德国进口减速器，齿轮，齿条，确保运动时的刚度及运动精度。
7、床身导轨没有防护拉板，保证齿条，光栅尺和机电电器开关不受外界污染。
8、X轴采用进口原装光栅尺，保证X轴定位精度。
9、采用西门子802D数控系统，交流伺服及稀土永磁电机，性能卓越，可靠性高，安全耐用。
10、超薄液晶显示器，防油污键盘，外观精美大方。
技术参数
项目
参数
最大钻孔直径
Φ40mm
最大立铣直径
Φ25mm
最大端铣直径
Φ80mm
主轴孔锥度
MT4
主轴最大行程
200mm
工作台面距主轴端面最大距离
445mm
主轴转速范围
67-1780r/min
主轴转速级数
12级
主轴定位精度
0.025mm
主轴重复定位精度
0.015mm
工作台行程
500mm×290mm×360mm
工作台面尺寸( 长×宽)
800mm×250mm
工作台最大载重（置中）
100kg
主电机功率
2.2/2.8 KW
三轴快速位移
5000mm/min
机床外形尺寸( 长×宽×高)
1180×1100×2400 mm
净重
1000Kg
操作规程
1、工作前认真检查电网电压、油泵、润滑、油量是否正常，检查压力、冷却、油管、刀具、工装夹具是否完好，并作好机床的定期保养工作。
2、机床通电启动后，先进行机械回零操作，然后试运转5分钟，确认机械、刀具、夹具、工件、数控参数等正确无误后，方能开始正常工作。
3、认真查验程序编制、参数设置、动作排序、刀具干涉、工件装夹、开关保护等环节是否完全无误，以免循环加工时造成事故、损坏刀具及相关部件。严格按操作流程进行试切对刀，调试完成后要做好程序保护工作。
4、自动循环加工时，应关好防护拉门，在主轴旋转同时需要进行手动操作时，一定要使自己的身体和衣物远离旋转及运动部件，以免将衣物卷入造成事故。
5、主轴或刀塔刀库装刀操作一定要在机械运动停止状态下进行，并注意和协作人员间的配合，以免出现事故。在手动换刀或自动换刀时，要注意刀塔、刀库、机械手臂转动及刀具等的安装位置，身体和头部要远离刀具回转部位，以免碰伤。对加工中心机床，还应注意检查刀库刀套号与刀具号间的对应关系，以防止刀库刀号混乱造成换刀干涉或加工撞刀事故。
6、工件装夹时要夹牢，以免工件飞出造成事故，完成装夹后，要注意将卡盘扳手及其它调整工具取出拿开，以免主轴旋转后甩出造成事故。
7、机床操作者应能够处理一般性报警故障，若出现严重故障、应迅速断电、并保护现场，及时上报，并做好记录。
8、工作完毕后，应将机床导轨、工作台擦干净，并认真填写工作日志。
维护检修
目的
延长元器件的寿命和零部件的磨损周期，预防各种故障，提高数控钻床的平均无故障工作时间和使用寿命。
数控钻床使用中应注意的问题
1．数控钻床的使用环境：对于数控钻床最好使其置于有恒温的环境和远离震动较大的设备（如冲床）和有电磁干扰的设备；
2．电源要求；
3．数控钻床应有操作规程：进行定期的维护、保养，出现故障注意记录保护现场等；
4．数控钻床不宜长期封存；
5．注意培训和配备操作人员、维修人员及编程人员。
数控系统的维护
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数控钻床运行温机程序；
7．备用电路板的维护。
机械部件的维护
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定期调整主轴驱动带的松紧程度；
②防止各种杂质进入油箱。每年更换一次润滑油；
③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；
④要及时调整配重。
气动系统的维护
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。