數控鉆床和數控鉆床工作臺的設計

郝寶珠+王巖

摘 要：數控是當今加工中最常談的詞語，是機械行業中高質量、高精度、高效率的加工方法，鉆床也向著數控化轉化，數控鉆床是通過普通鉆床衍生而來的，數控鉆床和數控機床一樣是分為控制系統和機床本體，它的優點就是實現鉆孔的自動化，但對于數控鉆床的工作臺也要隨之改變，在硬件上實現整個設備的更新，實現加工連續性，加工精度高。

關鍵詞：數控鉆床；控制系統；工作臺設計

1 數控鉆床

數控鉆床的種類有很多，分類也不同，形式上也有區分，在加工上可以實現鉆、擴、鉸等工序，對孔類加工的精度也高，工作臺可以實現左右、上下移動，主軸在加工時候也可以實現自動和非自動，在設計上實現數控和非數控。

在對數控鉆床的設計上可以通過以下幾個方面進行分析：

（1）機床臺面的設計，在數控鉆床的臺面設計上，要保證它的穩定性和一定的剛性，要避免鉆床在進行鉆削時候由于鉆削力對床身造成的震動，所以在床身的設計中有些設計者，選用大理石作為床身。

（2）轉軸的速度，在鉆床的刀具中，有些對合金零件進行鉆削時候，刀具也相對于一般刀具比較硬，這樣的刀具不合適替換，所以對于這樣的刀具要保護，不能因為鉆削速度使刀具損壞，所以鉆床的轉軸速度要保證鉆削的速度，同時也要不能浪費資源。

（3）鉆床的移動精度，數控鉆床的主要加工目的就是加工孔，所以在加工時候保證兩孔之間的位置公差是非常重要的，所以數控鉆床的移動精度要非常高。

（4）刀具管理，數控機床中的刀具夾現在可以達到幾十，有的還可以達到上百，所以在對數控鉆床的設計時候，為了使鉆床的加工范圍廣，盡量設計的刀具夾多一些，選取100刀具夾比較合理一些。

2 控制系統

數控鉆床的控制系統和其他數控機床相差不多，控制系統也是可以分為開環控制系統，半閉環控制系統和閉環控制系統。

開環控制系統是數控鉆床直接控制機床的主軸和工作臺，沒有任何監控裝置，而在這個控制系統中一般是選用步進電機來作為執行件，帶動絲杠使工作臺運動，控制的原理圖如圖1。

半閉環控制系統是添加了對數控鉆床監控的裝置，在電機的前端安裝檢測裝置，在絲杠的端部安裝檢測裝置，具體的原理圖如圖2。

閉環控制系統和半閉環控制系統有些相似，不同的是位置檢測裝置是在工作臺上和電機前端，閉環控制系統比半閉環控制系統更精確，如圖3。

3 工作臺設計

在工作臺設計上，一般工作臺式分回轉工作臺和分度工作臺，這兩種工作臺是有著不同的功能的，回轉工作臺的功能包含分度工作臺的，所以工作臺設計為回轉的。

在對數控鉆床工作臺設計上，選取滾珠絲杠螺母機構時候，對絲杠的導程進行計算，計算公式如下：

選取滾珠絲杠螺母機構是對整個工作臺的運動起到一個平穩的作用，它能保證工作臺在加工時候的高精度，高可靠性，同時滾動絲杠螺母機構的壽命比較長，降低對數控機床元件的更換頻率，耐用性特別強，對于主軸和工作臺之間的聯系和反饋同步性起到了關鍵的作用。

滾動絲杠螺母機構是將電動機的旋轉運動轉化為工作臺的直線運動，內部是由螺桿、螺母、滾珠組成，螺母固定在工作臺上，滾珠鑲嵌在螺母和絲杠中，使螺母能沿著絲杠旋轉做運動。

伺服系統是控制電動機的，而數控鉆床的工作臺設計上，電動機是它的一個重要部件，是工作臺的動力元件，選取交流伺服電機作為工作臺的動力裝置，這種電動機的速度低，但轉矩大，對工作臺及工作臺上的零件都可以使其運動。

在工作臺的軸承是對絲杠支撐的作用，而軸承安裝的位置需要軸承座，軸承座是將內圓與軸承的外圓配合，同時軸承座的端面還要對軸承定位的作用。

4 結束語

現代企業中還是用普通鉆床加工零件的居多，一個在思想上的原因，另一個是加工上的原因，對于一些高精密加工企業，是必須要選擇數控鉆床進行加工的，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鉆床發展，還要不斷地對數控鉆床機構進行性能提升，使數控鉆床更優良，加工更效率，不斷更新工藝，盡快掌握國內先進的知識，更好地設計出高性能的數控鉆床。

參考文獻

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