一种电磁座多头钻床结构设计

马闯 唐辉

摘 要：多头钻床在日常生产中普遍存在，无论是何种形式的多头钻床，其应用都有一定的局限性。基于此，本文分析设计了一款新型电磁座多头钻床，此设计结构简单，使用灵活、高效。

关键词：多头钻床;电磁座;结构设计

1 前言

多头钻床是指一台钻床能同时加工两个或以上孔的钻削工具[1]。多头钻床分为普通多头钻床，PLC多头钻床和CNC多头钻床，无论是哪种类型的多头钻床，都可以利用机械原理实现不同角度的多头钻削[2]。CNC多头钻床操作灵活，能够钻削复杂的多孔，但是，数控机床价格昂贵，而且数控机床的寿命也是有限的，一些精度要求不高，需要大批量生产的机械零件数控机床并不是首选[3]。普通多头钻床互换性差，对于加工量不大由需要经常更换产品型号的厂家而言，普通多头钻床适配性差，用的不多。

2 电磁座多头钻床的设计分析

2.1 设计流程

机械的创新设计要满足市场实际的要求，结合所要解决问题的关键部分，做出比原有设计更可行的方案。因此，多头钻床的设计要从创新产品的原理、结构、功能等角度进行综合考量，这是决定产品性能的关键步骤。其设计流程见图1。

2.2 设计要求

设计一款多头钻床，可在该机床上同时安装两根或两根以上钻头。同时，还要解决以下关键问题：

（1）确定好各零部件尺寸以及所采用的传动方式，建立多头钻床各主要零部件的三维模型;

（2）保证钻孔轴的同心度，防止钻头偏摆，提高加工精度;

（3）优化各零部件结构形状和尺寸，对实体模型进行多次实验检验。

3 电磁座多头钻床的设计方案

电磁座多头钻床的主要结构见图1，包括底座、床身、悬梁、吸盘主轴、吸盘、钻孔电动机、定位器、工作台等。

3.1吸盘主轴

吸盘主轴是控制电磁吸盘，带动钻孔电动机移动的主轴部件，吸盘主轴不允许转动，只允许前后移动，吸盘主轴上附带有普通钻床的主轴部件，可以同时做普通台钻使用。

3.2吸盘

吸盘是利用电磁铁原理工作，根据吸力大小的不同，分为定位档和工作档两个档位，定位档的吸引力大于钻孔电动机的重力，但是操作人员用力可以移动电动机，工作档的吸力更大，要保证正常工作时钻孔电动机不能移位。吸盘有两种类型，一种是进给吸盘，其通过吸盘主轴移动，带动钻孔电动机完成钻孔动作;另一种是定位吸盘，其支持多个进给吸盘工作，通过调整各进给吸盘的工作角度，从而使多头钻床具备多角度钻孔功能。

3.3钻孔电动机

钻孔电动机上装有吸铁，可在进给吸盘上灵活拆装。钻孔电动机与普通电动机原理一致，不過，普通电动机包含了定子和马达壳等部件，没有办法加工两孔距小于两电机外壳半径的孔。以1.5KW的两个马达示例说明，图中，1是马达壳外径，2是转子的中心轴，3是钻孔轴轴承外径，4是轴承座外径，5是钻孔轴轴承内径，采用钻孔轴而非中心轴加工，则降低了轴间距，获得了更广泛的应用。

3.4定位器和定位杆

定位器和定位杆是固定工件和松开工件的工具，定位器是固定工件和靠模模具的工具。定位杆由滑动杆、固定杆和伸缩杆组成，固定杆和伸缩杆之间有弹簧，这样保证工件利用毛坯面定位时，利用弹簧的压缩力能够抵紧各个定位面，固定杆采用的是螺纹固定，对一些定位面厚度不等的工件，可以通过调整固定杆的长度保证抵紧各个定位面，定位杆还需要油压装置或其他使定位杆的滑动杆部分前后移动的装置来工作。

4 结束语

本文根据电磁座多头钻床的设计流程和设计要求，分析了其整体结构。这种新型的多头钻床提高了钻孔的灵活性和效率，是一种对于精度要求不高，又是批量生产，特别是产品型号经常更换的多孔加工的机床。本研究为多头钻床这一领域提供一种更优的选择。

参考文献：

[1]戴雄.多轴钻床改造及经济性分析[J].金属加工（冷加工），2010（09）：63-65.

[2]李梅.多头钻床数控加工的路径规划与自动编程系统的研究[D].哈尔滨工业大学，2010.

[3]任国军.基于PLC的多头钻床控制系统分析与设计[J].机床电器，2012，39（03）：32-33.

课题名称：一种电磁座多头钻床/攻牙机应用研究

课题编号：17C1634