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數控鑽床和數控鑽床工作台的設計

2018-11-29 來源：中捷機床有限公司作者：郝寶珠王岩

摘要：數控是當今加（jiā）工（gōng）中最常談（tán）的詞語，是機械行業中高質量、高精度、高效率的（de）加工方法，鑽床也向著數（shù）控化轉化，數控鑽床是通（tōng）過普通鑽床衍生而（ér）來的，數控鑽床和數控機床一樣是分為控製係統和機（jī）床本（běn）體，它的優（yōu）點就是實現鑽孔的自動化，但對於數控鑽床的工作台也（yě）要隨之改（gǎi）變，在硬件上（shàng）實現整個設備的更新，實現加工（gōng）連續性，加工精度高。

關鍵詞：數控鑽床；控製係統；工作台設計

1 、數控鑽床

數（shù）控鑽床的種類有很多，分類也不同，形式上也有區分，在加工上可以實現鑽、擴、鉸等工序，對孔類加工的精度也高，工作台（tái）可以實現左右（yòu）、上（shàng）下移動，主軸在加（jiā）工時候也可以實現（xiàn）自動和非自動，在設計上實現數控和非數（shù）控。

在對數控鑽床的設計上可以通過（guò）以下幾個方（fāng）麵進行分析：

（1）機床台麵的設計，在數（shù）控鑽床的台麵設計上，要保證它（tā）的穩定性和一定的剛性，要避免鑽床在進行鑽削時候由於鑽削力對床身造成的震動，所以在床（chuáng）身的設計中有（yǒu）些設計者，選用大理石作為床身。

（2）轉軸的速度，在鑽床的刀具（jù）中，有些對合金零件（jiàn）進行（háng）鑽削時候，刀具也相對於一（yī）般刀具比較硬，這樣的刀具（jù）不合適替換，所以（yǐ）對於這樣的刀具（jù）要保護，不能因為鑽削速度使刀具損壞，所以鑽床的（de）轉軸速度要（yào）保證鑽削的速（sù）度，同時也要不能浪費資源。

（3）鑽床的移動精度，數控鑽（zuàn）床的主要加工目的就是加（jiā）工孔，所（suǒ）以在加工時（shí）候保證兩孔之間的位置（zhì）公差是非常重要的，所以數控鑽床的移動（dòng）精度要非常高。

（4）刀具管理，數控機床中（zhōng）的刀具夾現在可以達到幾十，有的還可以達到上百，所以在對數控鑽床的設計時候，為了使鑽床的加工範圍廣，盡量設計的刀具夾多一些，選（xuǎn）取（qǔ） 100 刀具夾比較合理一些。

2 、控（kòng）製係統

數控鑽床的控製係統和其他數（shù）控機床（chuáng）相差不多，控製係統也（yě）是可以分為開環控製係統，半閉環控製係統和閉環控（kòng）製係統。

開環控製係統是數控鑽床直接控製機床的主軸和工作台，沒有任何監控裝置，而在（zài）這個（gè）控製係統中一般是選用步進（jìn）電機來作為執行件，帶動絲杠使工（gōng）作台運動，控製的原理圖（tú）如圖 1。

圖 1 開環控製係統示意圖

半閉環控製係統是添加了對數控鑽床監控的裝置，在電機的前端安裝檢測（cè）裝置，在絲杠的端部安裝檢（jiǎn）測裝置，具體的原理圖如圖2。

圖 2 半閉環控製係統示意圖

閉環控製係統和半閉環控製係統有些相似，不同的是位置檢測裝置是（shì）在（zài）工作台上和電機前端，閉環控製係統比半閉環控製係統更精確，如圖 3。

3 、工作台設計

圖 3 閉環控製係（xì）統示意圖

在工作台設計上，一般工作台式分回轉工作台和分度工作台，這兩種工作台是（shì）有著不同的功能（néng）的，回轉工作台的功能包含分度工作台的，所（suǒ）以工作台設計為回轉的。

在對數控鑽床工作台設計上，選取滾珠絲杠螺母機構時候，對絲杠的導程（chéng）進（jìn）行（háng）計（jì）算，計算公式如下（xià）：

選取滾珠絲杠螺母機構是對整（zhěng）個工作台（tái）的運動起到一個平穩的作用，它能保證工作台在加工時候的高精度，高可靠性，同時滾動絲（sī）杠（gàng）螺母機（jī）構的壽命比較長，降低對數控機床元件的（de）更換頻（pín）率，耐用性特別強，對於主軸和工作台之間的聯係和反饋同步性起到了關鍵（jiàn）的作用。

滾動絲杠螺母機構是將電動機的旋（xuán）轉運動轉化為工作台（tái）的直線運（yùn）動，內部是由螺杆、螺母、滾珠組成，螺母（mǔ）固定（dìng）在工作台上，滾珠鑲嵌在螺母和絲杠中，使螺母能沿著絲杠旋轉做運動。

伺服係統是（shì）控製電動機的，而數控鑽床的工作台（tái）設計上，電動機是它的一（yī）個重要部件，是（shì）工作台的動力元件，選取交流伺服電機作為工作台的動力裝置，這種電動機的速度低，但轉矩大，對（duì）工作台及工作台上的（de）零件都可以使其（qí）運動。

在工作台的軸承是對絲杠支撐的作用，而軸承安裝的位（wèi）置需要軸承座，軸承座是將內（nèi）圓與軸承的外圓配合，同時軸（zhóu）承（chéng）座的端麵還要對軸承定位（wèi）的作用（yòng）。

4 、結束語

現代企（qǐ）業中還是用普通（tōng）鑽床加工零件的居（jū）多，一個在思想上的原因，另一個是加工上（shàng）的（de）原因，對於一些高精密加工企業，是必須（xū）要選擇數控鑽床進行加工的（de），對整個孔的精度是一個保證，所以設計者們不能滿足現狀數控鑽床發展，還要不斷地對（duì）數控鑽床機（jī）構進行（háng）性能提升，使數控鑽床更優良，加工更效（xiào）率，不斷更新工藝，盡快掌握國內（nèi）先進的知識，更好地設計出高性能的數控鑽床（chuáng）。

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