维修工常用设备——钻床和手电钻

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一、钻床概述
      钻床是维修工最常用的孔加工机床设备之一。常用的钻床有台式钻床（简称台钻）、立式钻床（简称立钻）、摇臂钻床等三种；此外，随着数控技术的不断发展，数控钻床的应用也越来越广泛。
钻床类、组、系划分见表9-1。

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​二、台钻
      台式钻床简称台钻，是一种小型钻床，放在台子上使用。一般用来钻削直径为13mm以下的孔，且为手动进给。台钻的主要特点是结构简单、体积小、操作方便灵活，常用作小型零件上钻、扩616mm以下的小孔。台式钻床型号与技术参数见表9-2。

​图9-1所示就是一台应用广泛的台钻。

​      这种台钻灵活性较大，可适应各种情况钻孔的需要。它的电动机6通过五级V带可使主轴得到五种转速；其头架本体5可在立柱10上上下移动，并可绕立柱中心转移到任何位置，将其调整到适当位置后用手柄7锁紧；9是保险环。如果头架要放低一点，可靠它把保险环放到适当位置，再扳螺丝8把它锁紧，然后略放松手柄7，靠头架自重落到保险环上，再把手柄7扳紧；工作台3也可在立柱上上下移动，并可绕立柱转动到任意位置；11是工作台锁紧手柄，当松开锁紧螺钉2时，工作台在垂直平面内还可左右倾斜45°。
      工件较小时，可放在工作台上钻孔；当工件较大时，可把工作台转开，直接放在钻床底座座1上钻孔。这类钻床的最低转速较高，往往在400r/min以上，不适于孔和铰孔。
三、手电钻
手电钻是一种手提式电动工具，种类和外形很多，图9-2所示是其中两种。

​在大型夹具和模具装配时，当受工件形状或加工部位限制不能用钻床钻孔时，可使用手电钻加工。
      手电钻的电源电压分单相（220V、36V）和三相（380V）两种。采用单相电压的电钻规格有6、10、13、19、23mm等五种。采用三相电压的电钻规格有13、19、23mm等三种。
      手电钻使用时必须注意以下两点。
（1）使用前，须开机空转1min，检查传动部件是否正常，如有异常，应排除故障后再使用。
（2）钻头必须锋利，钻孔时不宜用力过猛，当孔将钻穿时，应相应减少压力，以防事故发生。
四、立式钻床
（一）主要结构
      立式钻床可钻削直径Φ25~Φ50mm各种孔。这类钻床最大钻孔直径有25mm、35mm、40mm、50mm几种。它一般用来钻削中型工件。其进给可自动，其功率和机构强度都允许采用较高的切削用量，因而可获得较高的劳动生产率及较高的加工精度。另外，其主轴转速与走刀也有较大的变动范围，可适应不同材料的刀具和各种不同需要的钻削，如孔、铰孔、攻丝等。
      图9-3所示是一台应用较为广泛的立式钻床。它由底座7、立柱床身6、主轴变速箱4、电动机8、主轴2、走刀变速箱3和工作台1等主要部件组成。

​      立钻的床身6固定在底座7上，主轴变速箱4就固定在箱形立柱床身6的顶部。走刀变速箱3装在床身6的导轨面上。床身内装有平衡用的链条，绕过滑轮与主轴套筒相连，以平衡主轴的重量。工作台1装在床身导轨的下方，旋转手柄，工作台可沿床身导轨上下移动。在钻削大工件时，工作台还可以全部拆掉，工件直接固定在底座7上。这种钻床的走刀变速箱3也可在床身导轨上移动，以适应特殊工件的需要。不过无论是拆工作台或是移动很重的走刀变速箱都非常麻烦，所以在钻削较大工件时就不适用了。
Z5125型立式钻床的外形如图9-4所示。

​（二）主要技术参数
Z5125型立式钻床的主要技术参数如下。
最大钻削直径               Φ25mm
主轴锥孔                      Morse No3+
主轴最大行程                175mm
进给箱行程                   200mm

主电动机功率               2.8kW 1420r/min
主轴转速（9级）          (97~1360)r/min
主轴进给量（9级）       (0.1~0.81)mm/r
冷却泵电动机功率及流量 0.125kW, 22L/min     
（三）Z5125型立式钻床的传动系统
Z5125型立式钻床传动系统如图9-5所示。

​1.主运动
电动机经过一对V带轮中114mm及Φ152mm，将运动传给I轴。轴I上的三联滑移齿轮将运动传给Ⅱ轴，使Ⅱ轴获得三种速度。Ⅱ轴三联滑移齿轮将运动传给Ⅲ轴，使Ⅲ轴获得9种速度，轴III是带内花键的空心轴，主轴上部的花键与其相配合，使主轴也有9种不同的转速。主运动传动链的结构式如下。

​其主轴转速的传动链方程式为

​      根据传动链结构式和方程式，可求出主轴最高和最低转速如下。

​      因带轮传动不能保证较为精确的传动比，故而主轴实际的转速会比计算的要低一些。
2.进给运动
钻床有手动进给与机动进给两种。手动进给是靠手自动控制的，机动进给是靠钻床进给箱内的传动系统控制的。
主轴经Z27传递给进给箱内的轴IV，轴经空套齿轮将运动传给V轴。轴V为空心轴，轴上三个空套齿轮内装有拉键，通过改变两个拉键与三个空套齿轮键槽的相对位置，可使VI轴得到三种不同的转速。轴VI上有5个固定齿轮，通过改变轴VII上三个空套齿轮键槽与拉键的相对位置，可使轴VII得到9种转速，再经轴VII上钢球安全离合器，使蜗杆（Z1）带动蜗轮（Z47）旋转，最后通过与蜗轮的小齿轮（Z14）将运动传递给主轴组件的齿条，从而使旋转运动变为主轴轴向移动的进给运动。
进给运动传动链的结构式为

​根据传动链结构式可列出计算进给量时的传动链方程式为

​3.辅助进给
（1）进给箱的升降移动。摇动手柄使蜗杆带动蜗轮转动，再通过与蜗轮同轴的齿轮与固定在立柱上的齿条啮合，来带动进给箱升降移动。
（2）工作台升降移动。摇动工作台升降手柄，使Z29的锥齿轮带动Z36的锥齿轮，再通过与Z36的锥齿轮同轴的丝杆旋转，使工作台升降移动。
（四）立式钻床型号、技术参数与联系尺寸
立式钻床型号、技术参数与联系尺寸见表9-3和表9-4。

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​五、摇臂钻床
（一）摇臂钻床的结构和用途
摇臂钻床适用于笨重的大工件或多孔工件上的钻削工作。如图9-6所示。它主要是靠移动钻轴去对准工件上的孔中心来钻孔的。由于主轴变速箱4能在摇臂5上作大范围的移动，而摇臂又能回转360°角，故其钻削范围较大。


​      当工件不太大时，可压紧在工作台2上加工，如果工作台放不下，可把工作台吊走，再把工件直接放在底座1上加工。根据工件高度的不同，摇臂5可用电动涨闸锁紧在立柱3上，主轴变速箱4也可用电动锁紧装置固定在摇臂5.上。这样在加工时主轴的位置就不会走动，刀具也不会产生震动。
摇臂钻床的主轴转速和走刀量范围很广，适用于钻孔、扩孔、银平面、锪柱坑、锪锥坑、铰孔、镗孔、环切大圆孔和攻丝等各种工作。

以Z3040型摇臂钻床为例说明如下。
Z3040型摇臂钻床是以移动钻床主轴来找正工件的，其操作方便灵活。主要适用于较大型、中型与多孔工件的单件、小批或中等批量的孔加工。其主轴箱有很大的移动范围，其摇臂可绕立柱作360回转，并可作上下运动。
（二）Z3040型摇臂钻床的主要技术参数

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熊光辉

N年前师傅带手套开摇臂钻床，把大母子钻掉了，可怕。