3.6　鉆床

3.6.1　鉆床加工的工藝范圍

鉆床主要是用鉆頭在工件上鉆削直徑不大、精度要求較低的內孔，同時還加工外形復雜、沒有對稱回轉軸線工件上的孔，如箱體、支架、杠桿等零件上的單孔或孔系。此外還可進行擴孔、鉸孔、攻螺紋等加工。在鉆床上加工時，工件一般固定不動，刀具旋轉形成主運動，同時沿軸向移動完成進給運動，鉆床的加工方法如圖3-48所示。

3.6.2　鉆床的類型

鉆床的進給量用主軸每轉一轉時，主軸的軸向移動量來表示， 鉆床的主要參數是最大鉆孔直徑。

常用鉆床的主要類型有臺式鉆床、立式鉆床、搖臂鉆床三種。

1.臺式鉆床

臺式鉆床（如圖3-49所示）簡稱臺鉆，是一種體積小巧，操作簡便，通常安裝在專用工作臺上使用的小型孔加工機床。臺式鉆床鉆孔直徑一般在13mm以下，最大不超過25mm。其主軸變速一般通過改變三角帶在塔型帶輪上的位置來實現，主軸進給靠手動操作。

臺式鉆床是一臺應用廣泛的臺鉆。電動機通過五級變速帶輪，使主軸可變五種轉速，頭架可在圓立柱上面上下移動，并可繞圓立柱中心轉到任意位置進加工，調整到適當位置后用手柄鎖緊。如頭架要放低進給，先把保險環調節到適當位置。用緊定螺釘把它鎖緊，然后放松手柄，靠頭架自重落到保險環境，再把手柄扳緊。工作臺可在圓立柱上下移動，并可繞立柱轉動到任意位置。當松開鎖緊螺釘時，工作臺在垂直平面還可左右傾斜45°，工件較小時，可放在工作臺上鉆孔，當工件較大時，可把工作臺轉開，直接放在鉆床底面上鉆孔。

這種臺鉆靈活性較大，轉速高，生產效率高，使用方便，因而是零件加工、裝配和修理工作中常用的設備之一。但是由于構造簡單，變速部分直接用帶輪變速，轉速較高，一般在400r/min 以上，所以有些特殊材料或工藝需用低速加工的不適用。

臺式鉆床主要用于中小型零件鉆孔、擴孔、絞孔、攻螺紋、刮平面等技工車間和機床修配車間，與國內外同類型機床比較，具有功率小、剛度高、精度高、剛性好、操作方便、易于維護的特點。把精密彈性夾頭的振動精度調節到0.01mm以下，就可以進行玻璃等材料1mm以下的精密孔加工。

2.立式鉆床

立式鉆床是應用較廣的一種鉆床，其特點是將主軸箱和工作臺安置在立柱上，主軸垂直布置，位置固定不變。在立式鉆床上加工完一個孔再鉆另一孔時，需要移動工件，使刀具與另一個孔對準。這對大而笨重的零件，控制很不方便。立式鉆床的自動化程度一般較低，立式鉆床僅適用于加工單件、小批生產中的中、小型零件，在大批大量生產中通常為組合鉆床所代替。多軸立式鉆床是立式鉆床的一種，可對孔進行不同內容的加工或同時加工多個孔，大大提高了生產效率。

圖3-50是立式鉆床的外形圖。主軸箱3中裝有主運動和進給運動變速機構、主軸部件以及操縱機構等。加工時，主軸箱固定不動，主軸隨同主軸套筒在主軸箱中作直線進給運動。利用裝在主軸箱上的進給操縱機構5，可以使主軸實現手動快速升降、手動進給和接通、斷開機動進給。被加工工件通過夾具或直接裝夾在工作臺上。工作臺和主軸箱都裝在方形立柱4的垂直導軌上，并可上下調整位置，以適應加工不同高度的工件。立式鉆床加工前，須先調整工件在工作臺上的位置，使被加工孔中心線對準刀具軸線。加工時，工件固定不動，主軸在套筒中旋轉并與套筒一起作軸向進給。工作臺和主軸箱可沿立柱導軌調整位置，以適應不同高度的工件。

立式鉆床作為鉆床的一種，也是比較常見的金屬切削機床，有著應用廣泛、精度高的特點。

（1）可實現立、臥銑兩種加工功能。

（2）立式主軸套筒具有手動和微動兩種進給。

（3）工作臺導軌副超音頻淬火后磨削。

（4）工作臺分三種機動進給方式：A型為三向；C型為單向；D型為兩向。

3.搖臂鉆床

搖臂鉆床（如圖3-51所示）是一種搖臂可繞立柱回轉和升降，主軸箱又可在搖臂上作水平移動的鉆床。 由此主軸很容易地被調整到所需的加工位置上，這就為在單件、小批生產中，加工大而重的工件上的孔帶來了很大的方便。

搖臂鉆床主要由底座、內立柱、外立柱、搖臂、主軸箱及工作臺等部分組成。內立柱固定在底座的一端，在它的外面套有外立柱，外立柱可繞內立柱回轉360°。搖臂的一端為套筒，它套裝在外立柱作上下移動。由于絲杠與外立柱連成一體，而升降螺母固定在搖臂上，因此搖臂不能繞外立柱轉動，只能與外立柱一起繞內立柱回轉。主軸箱是一個復合部件，由主傳動電動機、主軸和主軸傳動機構、進給和變速機構、機床的操作機構等部分組成。主軸箱安裝在搖臂的水平導軌上，可以通過手輪操作，使其在水平導軌上沿搖臂移動。

當進行加工時，由特殊的加緊裝置將主軸箱緊固在搖臂導軌上，而外立柱緊固在內立柱上，搖臂緊固在外立柱上，然后進行鉆削加工。鉆削加工時，鉆頭一邊進行旋轉切削，一邊進行縱向進給，其運動形式如下：

（1）搖臂鉆床的主運動為主軸的旋轉運動；

（2）進給運動為主軸的縱向進給；

（3）輔助運動有搖臂沿外立柱的垂直移動，主軸箱沿搖臂長度方向的移動，搖臂與外立柱一起繞內立柱的回轉運動。

搖臂鉆床操作方便、靈活，適用范圍廣，具有典型性，特別適用于單件或批量生產帶有多孔大型零件的孔加工。

3.6.3　Z3040型搖臂鉆床主要部件結構

1.主軸部件

圖3-52為Z3040型搖臂鉆床主軸部件結構。主軸1由深溝球軸承和推力球軸承支承在主軸套筒2內，并作旋轉主運動。套筒外圓的一側銑有齒條，由齒輪傳動，連同主軸一起作軸向進給運動。主軸的旋轉運動由主軸箱內的齒輪，經主軸尾部的花鍵傳入，而該傳動齒輪則由軸承直接支承在主軸箱箱體上，使主軸卸荷。這樣既可減少140主軸的彎曲變形，又可使主軸移動輕便。主軸的前端有4號莫氏錐孔，用于裝夾刀具，還有兩個扁尾孔，用于傳遞轉矩和卸下刀具。

鉆床的主軸部件是垂直安裝的，為了平衡其重力并使主軸升降輕便，故設有平衡裝置。所示的主軸部件采用彈簧凸輪平衡裝置。平衡裝置由凸輪9、壓力彈簧8和鏈條5等組成。當主軸部件上下移動時，彈簧8的壓縮量隨之改變，彈簧力也隨之變化。由于鏈條5繞在凸輪9上，凸輪曲線使鏈條對凸輪的拉力作用線位置發生相應變化，即力臂增長或減短，從而使主軸部件重力和彈簧力保持恒定的平衡力矩，所以，主軸部件在任何位置上都能處于平衡狀態。用螺釘11調整彈簧的壓縮量以調整平衡力大小。

2.立柱

Z3040型搖臂鉆床立柱（圖3-53），由圓柱形內外雙層立柱組成。內立柱5用螺釘緊固在底座1上，外立柱3上部由深溝球軸承6和推力球軸承7支承，下部內外立柱之間由滾柱鏈支承在內立柱上。搖臂4以其一端的套筒套在外立柱上，并用導鍵連接（圖3-53中未示出）。調整主軸位置時，松開夾緊機構，搖臂和外立柱一起繞內立柱轉動，同時，搖臂又可相對外立柱作升降運動，搖臂轉到所需位置后，夾緊機構產生的向下夾緊力迫使平板彈簧8變形，外立柱向下移動并壓緊在圓錐面A上，依靠錐面間的摩擦力將外立柱壓緊在內立柱上。