减震功能钻孔数控机床的分析

辛德胜

（大同煤矿集团有限责任公司煤炭技师学院， 山西 大同 037001）

引言

数字控制机床简称为数控机床，通过预装控制程序实现自动控制，该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置，经运算处理由数控装置发出各种控制信号，从而控制机床各种动作，并按照设计要求的形状、尺寸将零件加工出来，在工业领域中数控机床主要进行圆柱曲面加工、切槽、钻孔螺纹加工、椎体加工等。但是传统数控机床在运行过程中会产生较大震动，如果不及时消除这些震动在进行零件加工时会降低零件加工精度，如钻孔用的机床钻头处无法消除震动就会导致钻头易损坏的情况出现，有些钻孔机床的夹持装置需要进行人工手动夹持，而且夹持位置容易出现错误、夹持不稳定的情况出现。针对这一技术难题，大同煤矿集团煤炭技师学院通过技术研究，设计了一套具有减震功能的钻孔数控机床，并对其结构、工作原理进行合理分析。

1 减震功能钻孔数控机床的结构及工作原理

1.1 结构组成

1）减震功能钻孔数控机床主要由橡胶底座、底板、橡胶弹簧、U形架、支撑座、工作台、移动座、支撑柱、电机、减速器、固定盘、吹屑管、安装室、钻孔电机、伸缩装置、联轴器等部分组成，如图1所示。

2）U形架安装在橡胶弹簧顶部，支撑杆安装在U形架顶端内部，减震弹簧安装在支撑杆外侧面，该弹簧的外径值为300 mm，内径值为220 mm，钢度值为240 kg/cm。

3）支撑座通过固定螺栓安装在支撑板上，卡槽安装在支撑座顶部，且与卡槽之间通过缓冲橡胶垫进行连接，缓冲橡胶垫的厚度值大于支撑座顶部与卡槽内腔顶部之间的距离值。

4）支撑柱安装在工作台顶部，伸缩装置安装在支撑柱右侧面上，该装置最大伸缩距离大于钻头顶部与固定盘之间间距。

图1 减震功能钻孔数控机床结构示意图

5）缓冲弹簧安装在活动室内腔上，该弹簧外径为55 mm，内径值为45 mm，钢度值为14 kg/cm，缓冲弹簧另一端与缓冲座相连接，缓冲座右侧面固定连接有转接轴，活动室通过轴承与转接轴相连接，转接轴的另一端固定安装钻头。

6）吹屑管安装在安装室低部，在进行钻孔加工时吹屑管可以将孔内铁屑吹散掉，防止铁屑堵钻现象；钻孔电机安装在安装室内部，钻孔电机输出端贯穿安装室并固定安装有联轴器。

7）移动座顶部安装在工作台上方滑道上，移动底座上方安装第二支撑柱，在支撑柱上安装电机、减速机以及固定板，并可在第二支撑柱上上下移动；减速机为行星齿轮结构固定盘的正面固定安装有液压杆，液压杆数量为6个，四个液压杆之间均相差60°[1-2]。

1.2 工作原理

1）伸缩装置动作使得安装室左右动作，钻孔电机转动带动联轴器转动，联轴器带动活动室进行转动，活动室将力作用在滑动座上，并传递至缓冲座，缓冲座通过转接轴带动钻头转动。

2）该机床中缓冲弹簧将缓冲作用力通过缓冲座传递至钻头上，通过钻孔电机转动从而带动螺杆转动，螺杆转动后带动移动座向后移动，从而使得第二支撑柱进行前后移动，达到了固定盘的位置相对钻头移动的目的。

3）液压杆带动夹持块对零件进行夹持，第二电机通过减速器带动固定盘转动，固定盘就会带动零件转动[3]。

2 减震功能钻孔数控机床结构优点

1）该机床底部安装了条形橡胶底座，从而有效降低了机床使用过程中震动幅度，避免了机床底板直接与地面的硬接触导致底板损现象，同时该机床可通过调节螺母不仅可对减震弹簧松弛度进行合理调节，进而达到减震效果调节目的，而且方便了减震弹簧后期拆卸工作。

2）机床上安装的卡槽内缓冲橡胶垫可以对机床产生的震动进行初次吸收处理，降低了作用在减震弹簧上的外力，同时通过橡胶弹簧可以将减震弹簧没有完全吸收的余力完全吸收掉，避免震动的力传递到底板处，导致机床出现位移现象。

3）通过伸缩装置可以调整钻头与固定盘之间间距，保证了钻头钻入的深度，通过螺杆改变第二支撑柱的位置，保证钻头可以在同一个零件上不同部位进行钻孔加工，利于安装在安装室底部的吹屑管可以实时将钻孔出现的铁屑吹掉，防止铁屑堵塞钻孔及损坏钻头[4-5]。

3 结语

大同煤矿集团有限责任公司煤炭技师学院根据实际情况，对现用的数控机床主要存在的问题进行分析，并对其进行优化改造，设计了一套具有减震功能的数控机床，该机床具有减震效果好、故障率低、零件加工准确率高等优点。通过采用该机床对100个模具进行钻孔加工发现，100个模具中钻孔合格率达98%，与传统机床相比大大提高了精度，保证了零件加工质量，取得了良好的应用前景及推广意义。