钻床

世界上第一台深孔钻床于 1908 年在美国问世， 30 年代后深孔钻床在世界各国得到迅速发展。至今，它已成为现代制造工程（尤其是箱体零件加工）的关键设备之一。现代制造工程从各个角度对深孔钻床提出了愈来愈高的要求，而深孔钻床也在不断吸取新技术成果而完善和发展 。

深孔钻床国内深孔钻床现状

我国加入WTO以后，制造业所面临的机遇与挑战并存、深孔钻床行业企业适时调整战略，采取了积极的应对策略，出现了产、销两旺的良好势头，截至2005年4月份，深孔钻床行业企业仅深孔钻床一项，据不完全统计产量已达1000余台，产值达3.9个亿以上，较2004年同比增长了10%以上，另外深孔钻床行业增加值、产品销售率、全员工资总额、出口交费值等经济指标均有不同程度的增长，新产品、新技术较2004年均有大幅度提高，可见行业企业运营状况良好。

（1）行业企业产品结构的变化：深孔钻床行业企业主要针对汽车、摩托车、内燃机、农机、工程机械、化工

机械、军工、能源、轻工及家电行业提供专用设备，随着我国加入WTO后与世界机床进一步接轨，深孔钻床行业企业产品开始向数控化、柔性化转变。从近两年是企业生产情况来看，数控机床与加工中心的市场需求量在上升，而传统的钻、镗、铣深孔钻床则有下降趋势，中国机床工具工业学会的《机床工具行业企业主要经济指标报表》是统计数据显示，仅从几个全国大型重点企业生产情况看，2003年生产数控机床890台，产值16187万元，生产加工中心148台，产值5770万元；2004年生产数控机床985台，产值25838万元，生产加工中心159台，产值7099万元；而2005年，截至4月份，数控机床、加工中心、产值已接近2003年全年水平，故市场在向数控、高精制造技术和成套工艺装备方面发展。

（2）行业企业的快速转变：“九五”后期，在深孔钻床行业企业的50多家深孔钻床分会会员中，仅有两家企业实行了股份改造，一家企业退出国有转为民营，其余的都是国有企业。而从2001至2002年，不到两年的时间，就先后有十几家企业实行股份制改造，一些小厂几乎全部退出国有转为民营，现在一些国家重点国有企业也在酝酿股份制改造，转制已势不可档，“民营经济在经历了从被歧视，被藐视到不可小视和现在高度重视4个阶段后，焕发勃勃生机。”深孔钻床行业企业正在以股份制、民营化等多种形式快速发展。

（3）深孔钻床技术装备现状与发展趋势：深孔钻床及其自动线是集机电于一体是综合自动化度较高的制造技术和成套工艺装备。它的特征是高效、高质、经济实用，因而被广泛应用与工程机械、交通、能源、军工、轻工、家电行业。我国的传统的深孔钻床及深孔钻床自动线主要采用机、电、气、液压控制，它的加工对象主要是生产批量比较大的大中型的箱体类和轴类零件（近年研制的深孔钻床加工连杆、板件等也占一定份额），完成钻孔、扩孔、铰孔，加工各种螺纹、镗孔、车端面和凸台，在孔内镗各种形状槽，以及铣削平面和成型面等。深孔钻床的分类繁多，有大型深孔钻床和小型深孔钻床，有单面、双面、三面、卧式、立式、倾斜式、复合式，还有多工位回转台深孔钻床等；随着技术的不断是进步，一种新型的深孔钻床——柔性深孔钻床越来越受人们是亲昧，它应用多位主轴箱、可换主轴箱、编码随行夹具和刀具的自动更换，配以可编程序控制器（PLC）、数字控制（NC）等，能任意改变工作循环控制和驱动系统，并能灵活适应多种加工的可调可变的深孔钻床。另外，近年来深孔钻床加工中心、数控深孔钻床、机床辅机等在深孔钻床行业中所占份额也越来越大。由于深孔钻床及其自动线是一种技术综合性很高的高技术专用产品，是根据用户特殊要求而设计的，它涉及到加工工艺、刀具、测量、控制、诊断监控、清洗、装配和试漏等技术。我国深孔钻床及其深孔钻床自动线总体技术水平比发达国家相对落后，国内所需的一些高水平深孔钻床及自动线几乎都从国外进口。工艺装备的大量进口势必导致投资规模的扩大，并使产品生产成本提高。因此，市场要求我们不断开发新技术、新工艺、研制新产品，由过去的“刚性”机床结构，向“柔性”化方向发展，满足用户需要，真正成为刚柔兼备的自动化装备。

深孔钻床国外深孔钻床现状

80年代以来，国外深孔钻床技术在满足精度和效率要求的基础上，正朝着综合成套和具备柔性的方向发展。深孔钻床的加工精度、多品种加工的柔性以及机床配置的灵活多样方面均有新的突破性进展，实现了机床工作程序软件化、工序高度集中、高效短节拍和多功能知道监控。深孔钻床技术的发展趋势是：

（1）广泛应用数控技术：国外主要的深孔钻床生产厂家都有自己的系列化完整的数控深孔钻床通用部件，在深孔钻床上不仅一般动力部件应用数控技术，而且夹具的转位或转角、换箱装置的自动分度与定位也都应用数控技术，从而进一步提高了深孔钻床的工作可靠性和加工精度。广州标致汽车公司由法国雷诺公司购置的缸盖加工生产线，就是由三台自动换箱深孔钻床组成的，其全部动作均为数控，包括自动上下料的交换工作台、环形主轴箱库、动力部件和夹具的运动，其节拍时间为58秒。

（2）发展柔性技术：80年代以来，国外对中大批量生产，多品种加工装备采取了一系列的可调、可变、可换措施，使加工装备具有了一定的柔性。如先后发展了转塔动力头、可换主轴箱等组成的深孔钻床；同时根据加工中心的发展，开发了二坐标、三坐标模块化的加工单元，并以此为基础组成了柔性加工自动线（FTL）。这种结构的变化，既可以实现多品种加工要求的调整变化快速灵敏，又可以使机床配置更加灵活多样。

（3）发展综合自动化技术：汽车工业的大发展，对自动化制造技术提出了许多新的需求，大批量生产的高效率，要求制造系统不仅能完成一般的机械加工工序，而且能完成零件从毛坯进线到成品下线的全部工序，以及下线后的自动码垛、装箱等。德国大众汽车公司KASSEL变速箱厂1987年投入使用的造价9000万马克的齿轮箱和离合器壳生产线，就是这种综合自动化制造系统的典范。该系统由两条相似对称布置的自动线组成，三班制工作，每条线日产2000件，节拍时间为40秒。全线由12台双面深孔钻床、18台三坐标加工单元、空架机器人、线两端的毛坯库和三坐标测量机组成，可实现3种零件的加工。空架机器人完成工件下线的码垛装箱工作。随着综合自动化技术的发展，出现了一批专门从事装配、试验、检测、清洗等装备的专业生产厂家，进一步提高了制造系统的配套水平。

（4）进一步提高工序集中程度：国外为了减少机床数量，节省占地面积，对深孔钻床这种工序集中程度高的产品，继续采取各种措施，进一步提高工序集中程度。如采用十字滑台、多坐标通用部件、移动主轴箱、双头镗孔车端面头等组成机床或在夹具部位设置刀库，通过换刀加工实现工序集中，从而可最大限度地发挥设备的效能，获取更好的经济效益 。

摇臂钻床，也可以称为横臂钻。主轴箱可在摇臂上左右移动，并随摇臂绕立柱回转的钻床（见图）。摇臂还可沿外柱上下升降，以适应加工不同高度的工件。较小的工件可安装在工作台上，较大的工件可直接放在机床底座或地面上。

摇臂钻床广泛应用于单件和中小批生产中，加工体积和重量较大的工件的孔。摇臂钻床加工范围广，可用来钻削大型工件的各种螺钉孔、螺纹底孔和油孔等。摇臂钻床用于加工笨重工件或多孔工件上的中小型孔，主要由底座、立柱、摇臂、主轴箱、主轴工件台等组成。摇臂钻床工作时，摇臂可绕立柱旋转，主轴箱可在摇臂上做径向移动。这样可使钻头对准每一个被加工孔的轴线，以便进行孔加工。使用较灵活。一般工件钻孔时，常将工件装夹在工作台上。大型工件加工时，可将工件装夹在钻床底座上。根据工件高度的不同，在松开锁紧装置后，摇臂可沿立柱做上、下移动，使主轴箱及钻头处于恰当的高度位置。

摇臂钻床一般配置在机械产品单件、小批量生产车间、产品装配车间及机械修理车间等生产场合。

摇臂钻床的主要变型有滑座式和万向式两种。滑座式摇臂钻床是将基型摇臂钻床的底座改成滑座而成，滑座可沿床身导轨移动，以扩大加工范围，适用于锅炉、桥梁、机车车辆和造船，机械加工，等行业。万向摇臂钻床的摇臂除可作垂直和回转运动外，并可作水平移动，主轴箱可在摇臂上作倾斜调整，以适应工件各部位的加工。此外，还有车式、壁式和数字控制摇臂钻床等。

摇臂钻床主要结构

摇臂钻床主要由底座、内立柱、外立柱、摇臂、主轴箱及工作台等部分组成。

内立柱固定在底座的一端，在它的外面套有外立柱，外立柱可绕内立柱回转360度。摇臂的一端为套筒，它套装在外立柱做上下移动。由于丝杆与外立柱连成一体，而升降螺母固定在摇臂上，因此摇臂不能绕外立柱转动，只能与外立柱一起绕内立柱回转。

主轴箱是一个复合部件，由主传动电动机、主轴和主轴传动机构、进给和变速机构、机床的操作机构等部分组成。主轴箱安装在摇臂的水平导轨上，可以通过手轮操作，使其在水平导轨上沿摇臂移动。

摇臂钻床运动形式

当进行加工时，由特殊的加紧装置将主轴箱紧固在摇臂导轨上，而外立柱紧固在内立柱上，摇臂紧固在外立柱上，然后进行钻削加工。钻削加工时，钻头一边进行旋转切削，一边进行纵向进给，其运动形式为：

（1）摇臂钻床的主运动为主轴的旋转运动

（2）进给运动为主轴的纵向进给

（3）辅助运动有：摇臂沿外立柱垂直移动，主轴箱沿摇臂长度方向的移动，摇臂与外立柱一起绕内立柱的回转运动。

钻床指主要用钻头在工件上加工孔的机床。通常钻头旋转为主运动，钻头轴向移动为进给运动。钻床结构简单，加工精度相对较低，可钻通孔、盲孔，更换特殊刀具，可扩、锪孔，铰孔或进行攻丝等加工。加工过程中工件不动，让刀具移动，将刀具中心对正孔中心，并使刀具转动（主运动）。钻床的特点是工件固定不动，刀具做旋转运动 。

钻床主要用钻头在工件上加工孔（如钻孔、扩孔、铰孔、攻丝、锪孔等）的机床。机械制造和各种修配工厂必不可少的设备。根据用途和结构主要分为以下几类：

立式：工作台和主轴箱可以在立柱上垂直移动，用于加工中小型工件。

台式：简称台钻。一种小型立式钻床，最大钻孔直径为12～15毫米，安装在钳工台上使用，多为手动进钻，常用来加工小型工件的小孔等。

摇臂式：主轴箱能在摇臂上移动，摇臂能回转和升降，工件固定不动，适用于加工大而重和多孔的工件，广泛应用于机械制造中。

深孔钻床：用深孔钻钻削深度比直径大得多的孔（如枪管、炮筒和机床主轴等零件的深孔）的专门化机床，为便于除切屑及避免机床过于高大，一般为卧式布局，常备有冷却液。

立式钻床：输送装置（由刀具内部输入冷却液至切削部位）及周期退刀排屑装置等。