立式钻床的结构设计

目 录1 引 言 51 1 钻 削 原 理 简 介 51 2 钻 削 加 工 的 特 点 72 钻 床 简 介 82 1 分 类 82 2 常 用 钻 床 简 介 82 3 检 验 标 准 102 4 检 验 项 目 102 5 操 作 规 程 113 Z5140B 立 式 钻 床 简 介 123 1 用 途 及 特 性 123 2 主 要 规 格 与 参 数 123 3 传 动 系 统 143 4 操 作 件 的 操 作 方 法 154 Z5140B 立 式 钻 床 的 安 装 和 检 查 194 1 安 装 194 2 检 查 195 Z5140B 立 式 钻 床 的 操 作 规 程 296 Z5140B 立 式 钻 床 的 维 护 327 Z5140B 立 式 钻 床 的 维 修 件 测 绘 347 1 绘 图 软 件 介 绍 347 2 润 滑 图 及 零 件 图 测 绘 （ 见 附 图 ） 398 小 结 399 参 考 文 献 392摘 要本设计以常州科教城 Z5140B 方柱立式钻床为背景，根据科教城现有资金和技术力量的发展战略，规划出对立式钻床验收、使用与维护规程的研究制订方案。首先分析钻床的大体情况，然后着手对立式钻床的详细分析。对立式钻床的用途、特性、使用、维护、检查和安装等方面进行研究。再用 AutoCAD 软件将其基本形状画出来。通过这一设计，方便操作者规范使用和维护、检修人员的检查，为科教城节约资金和提高使用效率。关键词：立式钻床 性能及系统验收 使用 维护规程 AutoCAD3摘 要本设计以常州科教城 Z5140B 方柱立式钻床为背景，根据科教城现有资金和技术力量的发展战略，规划出对立式钻床验收、使用与维护规程的研究制订方案。首先分析钻床的大体情况，然后着手对立式钻床的详细分析。对立式钻床的用途、特性、使用、维护、检查和安装等方面进行研究。再用 AutoCAD 软件将其基本形状画出来。通过这一设计，方便操作者规范使用和维护、检修人员的检查，为科教城节约资金和提高使用效率。关键词：立式钻床 性能及系统验收 使用 维护规程 AutoCAD4引言本设计以立式钻床为背景，根据机床是国民经济中具有战略意义的基础工业，规划出立式钻床验收、使用与维护规程的研究与制定。其主要内容包括立式钻床安装、检验、使用规程，同时对立式钻床的维护方面知识做出深一层次理解。总而言之，立式钻床的研究与制定能够保持良好的工作性能和应有的精度，提高使用效率，符合生产需要。11 钻削原理简介111 钻床简介钻床是一种孔加工机床。钻床主要是用钻头钻削直径不大、精度要求较低的内孔，此外还可以在原有孔是基础上进行扩孔、铰孔、攻螺纹等。在钻床上进行钻削加工时，刀具安装在机床主轴的前端，工件用夹具或直接固定在机床工作台（在较大而笨重的工件上钻小孔时可不必夹紧） 。主运动是钻床主轴带动刀具的旋转运动，进给运动是主轴的轴向移动。1. 1. 2 钻削原理一、钻孔钻孔是采用钻头在实心材料上加工孔的一种方法，见图 1-1（a） 。常用的钻头是麻花钻头，为排出大量切屑，麻花钻具有较大容屑空间的排屑槽，因而刚度与强度受很大削弱，加工内孔的精度低，表面粗糙度粗。一般钻孔后精度达 ITl2 级左右，表面粗糙度 Ra 达 8020m。因此，钻孔主要用于精度低于IT11 级以下的孔加工；或用作精度要求较高的孔的预加工。钻孔时钻头容易产生偏斜，从而导致被加工孔的轴心线歪斜。为防止和减少钻头的偏斜，工艺上常采用下列措施： 钻孔前先加工孔的端面，以保证端面与钻头轴心线垂直。先采用 90顶角直径大而且长度较短的钻头预钻一个凹坑，以引导钻头钻削，此方法多用于转塔车床和自动车床，防止钻偏。 仔细刃磨钻头，使其切削刃对称。 钻小孔或深孔时应采用较小的进给量。 5采用工件回转的钻削方式，注意排屑和切削液的合理使用。 钻孔直径般不超过 75mm，对于孔径超过 35mm 的孔，宜分两次钻削。第一次钻孔直径约为第二次的 0.50.7 倍。a) b) c)二、扩孔扩孔是采用扩孔钻对已钻出、铸出或锻出孔的进一步加工的方法，见图 1-1（b） 。扩孔时，切削深度较小，排屑容易，加之扩孔钻刚性较好，刀齿较多，因而扩孔精度和表面粗糙度均比钻孔好。扩孔的加工精度一般可达IT10IT11，表面粗糙度 Ra 为 6.33.2m。此外，扩孔还能纠正被加工孔的轴心线歪斜。因此，扩孔常作为精加工(如铰孔)前的准备工序，也可作为要求不高的孔的终加工工序。扩孔余量一般为孔径的 l8 左右，因扩孔钻的刀齿较多，故扩孔的走刀量一般较大（0.42mm/r） ，生产率高。对于孔径大于 100mm 的孔，扩孔应用较少，而多采用镗孔。三、铰孔铰孔是采用铰刀对未淬硬孔进行精加工的一种方法，见图 1-1（c） 。铰孔时，由于余量较小，切削速度较低，铰刀刀齿较多，刚性好而且制造精确，加之排屑冷却润滑条件较好等，铰孔后孔本身质量得到提高，孔径尺寸精度一般为 IT7IT9 级，手铰可达 IT6 级，表面粗糙度 Ra 为 3.20.4m，铰孔主要用于加工中小尺寸的孔，孔的直径范围一般为 3mm150mm。铰孔对纠正孔的位置误差的能力很差，因此，孔的有关位置精度应由铰孔前的预加工工序保证。此外，铰孔不宜加工短孔、深孔和断续孔。铰孔时常出现孔径扩大和表面粗糙度不佳等缺陷图 1-1 常用的孔加工方法a)钻孔 b)扩孔 c)铰孔6为了保证铰刀的中心线和被加工孔的中心线一致，防止出现孔径扩大或喇叭口现象，生产中多采用“浮动夹头”装夹铰刀。12 钻削加工的特点（1）钻削主要用于孔加工。（2）钻削时主运动是钻床主轴的旋转运动，进给运动是主轴的轴向移动。（3）钻孔是一种半封闭式切削，切削变形大，排屑困难，而且难于冷却润滑，故钻削温度较高。（4）钻削力较大，钻头容易磨损。72 钻床简介介绍各种各样的钻床和其操作规程。分析他们各自的特点，加以对比，比较出他们的适应场合。不同的要求需要不同的钻床，这样更利于节约成本，减少资源浪费，使资源最大优化化。2.1 分类钻 床 系 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 。 钻 床 可 分 为 下列 类 型 ：(1)台 式 钻 床 ： 可 安 放 在 作 业 台 上 ， 主 轴 垂 直 布 置 的 小 型 钻 床 。(2)立 式 钻 床 ： 主 轴 箱 和 工 作 台 安 置 在 立 柱 上 ， 主 轴 垂 直 布 置 的 钻 床 。(3)摇 臂 钻 床 ： 摇 臂 可 绕 立 柱 回 转 、 升 降 ， 通 常 主 轴 箱 可 在 摇 臂 上 作 水平 移 动 的 钻 床 。 它 适 用 于 大 件 和 不 同 方 位 孔 的 加 工 。(4)铣 钻 床 ： 工 作 台 可 纵 横 向 移 动 ， 钻 轴 垂 直 布 置 ， 能 进 行 铣 削 的 钻 床。(5)深 孔 钻 床 ： 使 用 特 制 深 孔 钻 头 ， 工 件 旋 转 ， 钻 削 深 孔 的 钻 床 。(6)平 端 面 中 心 孔 钻 床 ： 切 削 轴 类 端 面 和 用 中 心 钻 加 工 的 中 心 孔 钻 床 。(7)卧 式 钻 床 ： 主 轴 水 平 布 置 ， 主 轴 箱 可 垂 直 移 动 的 钻 床 。(8)多 轴 钻 床 ： 立 体 钻 床 ， 有 多 个 可 用 钻 轴 ， 可 灵 活 调 节 。2.2 常 用 钻 床 简 介钻、扩、铰孔般在钻床上进行，根据钻床结构的不同，常用的钻床分为三种。 台钻 这是一种小型台式钻床，常用的型号是 Z512，如图 2-1 所示。其结构十分简单，主轴 1 直接由电动机 2 通过带塔轮 3 传动变速；主轴的轴向移动则由手柄 5 操纵，使钻头进给；钻头到工件的距离町通过升降手柄调整。台式钻床小巧灵活、传动平稳、操作方便，转速最高达 4000rmin。多用于加工小8型工件上的 12mm 以下的小孔。立钻（立式钻床） 常用的型号是 Z525、Z535，如图 2-2 所示。主轴 6 由电动机 3 通过变速箱 4 获得各种转速，可根据钻孔的大小来选择。主轴除做旋转运动外，还通过进给箱 5 中的传动机构使之按需要的进给量作直线移动。工作台 7 和进给箱都可沿立柱的导轨面作上下移动。立式钻床适用于加工中、小型工件上的孔。在立钻上加工完一个孔后，必须移动工件方能再钻第二个孔，这对于大型工件上孔的加工来说，显然是不适宜的。摇臂钻床 图 2-3 所示是摇臂钻床，常用型号有 Z35。它有一个能绕立柱5 转动 的摇臂 3，摇管带着主轴箱 4 可沿立柱作垂直的上下移动，使主轴o60箱的高低位置适合于工件的加工部位。同时主轴箱还能在摇臂上做大范围的移动，并且用电动胀闸锁紧到机床加工范围的任何位置上。因此，在加工多孔的工件时，工件可以不动，只要调整摇臂和主轴箱在摇臂上的位置，即可方便地对准孔中心。因而摇臂钻适宜在笨重的大工件以及多孔工件上钻孔。图 2-3 摇臂钻外形1-底座 2-工作台 3-摇臂 4-主轴箱 5-立柱 6-柱子图 2-2 立钻外形1-底座 2-立柱 3-电动机 4-主轴变速箱 5-进给箱 6-主轴 7-工作台923 检验标准钻 床 相 关 标 准 与 其 他 金 属 切 削 机 床 相 关 标 准 大 体相 同 ， 其 专 用 标 准 有 ： GB6477.4-86 金 属 切 削 机 床 术 语 钻 床 ， GB2815-89、 JB/T5763-91 钻 床 联 接 尺 寸 标 准 ， GB9461-88、 JB/Z108-89 摇 臂 钻床 参 数 及 系 列 型 谱 标 准 ， GB4017-97、 JB/T6335-92 摇 臂 钻 床 精 度 及 技术 条 件 ， JB/GQ1092-86、 JB/GQ1087-86 滑 座 摇 臂 钻 床 精 度 及 技 术 条 件 ， JB4242.1 JB4242.3-86、 JB/T6336-92 万 向 摇 臂 钻 床 精 度 及 技 术 条件 ， GB2813-89、 JB/Z13689 台 式 钻 床 参 数 及 系 列 型 谱 ， JB5756-91台 式 钻 床 主 轴 端 部 ， JB/T5764-91 台 式 钻 床 主 轴 技 术 条 件 ， JB5246-91 台 式 钻 床 精 度 ， JB/T3061-92 台 式 钻 床 技 术 条 件 ， GB2814-89、 JB/Z125-89 立 式 钻 床 参 数 及 系 列 型 谱 ， GB4019-97、 JB/T3769-93 方 柱立 式 钻 床 精 度 及 技 术 条 件 ， GB4018-83、 JB/T3768-93 圆 柱 立 式 钻 床 及技 术 条 件 ， JB3756-84 轻 型 圆 柱 立 式 钻 床 精 度 ， JB4148-85 十 字 工作 台 立 式 钻 床 精 度 等 ， 出 口 产 品 不 得 低 于 一 等 品 。2 4 检 验 项 目除 按 相 关 标 准 和 相 应 标 准 检 验 外 ， 其 专 业 标 准 的 主 要 检 验 项 目 有 ： 底 座 工 作 台 面 的 平 面 度 。 工 作 台 面 的 平 面 度 (摇 臂 钻 无 此 项 )。 工 作 台 跳 动 (摇 臂 钻 无 此 项 )。 主 轴 锥 孔 轴 线 的 径 向 跳 动 。 主 轴 回 转 轴 线 的 径 向 跳 动 。 主 轴 回 转 轴 线 对 底 座 工 作 面 垂 直 度 。 主 轴 套 筒 垂 直 移 动 对 底 座 工 作 面 垂 直 度 。 主 轴 在 主 轴 轴 向 力 作 用 下 主 轴 轴 线 对 工 作 台 面 垂 直 度 的 变 化 。此 外 ， 摇 臂 钻 床 还 应 检 验 ： 摇 臂 转 动 对 底 座 工 作 面 平 行 度 。图 2-1 台钻外形1-主轴 2-电动机 3-带塔轮 4-V 带 5-进给手柄10 夹 紧 立 柱 和 主 轴 箱 时 主 轴 轴 线 的 位 移 量 。 精 度 检 验 时 必 须 参 照JB2670-82 金 属 切 削 机 床 精 度 检 验 通 则 进 行 。2 5 操 作 规 程1、 操 作 前 要 穿 紧 身 防 护 服 ， 袖 口 扣 紧 ， 上 衣 下 摆 不 能 敞 开 ， 严 禁 戴 手套 ， 不 得 在 开 动 的 机 床 旁 穿 、 脱 换 衣 服 ， 或 围 布 于 身 上 ， 防 止 机 器 绞 伤 。 必须 戴 好 安 全 帽 ， 辫 子 应 放 入 帽 内 ， 不 得 穿 裙 子 、 拖 鞋 。 2、 开 车 前 应 检 查 机 床 传 动 是 否 正 常 、 工 具 、 电 气 、 安 全 防 护 装 置 ， 冷却 液 挡 水 板 是 否 完 好 ， 钻 床 上 保 险 块 ， 挡 块 不 准 拆 除 ， 并 按 加 工 情 况 调 整 使用 。 3、 摇 臂 钻 床 在 校 夹 或 校 正 工 件 时 ， 摇 臂 必 须 移 离 工 件 并 升 高 ， 刹 好 车 ，必 须 用 压 板 压 紧 或 夹 住 工 作 物 ， 以 免 回 转 甩 出 伤 人 。 4、 钻 床 床 面 上 不 要 放 其 他 东 西 ， 换 钻 头 、 夹 具 及 装 卸 工 件 时 须 停 车 进行 。 带 有 毛 刺 和 不 清 洁 的 锥 柄 ， 不 允 许 装 入 主 轴 锥 孔 ， 装 卸 钻 头 要 用 楔 铁 ，严 禁 用 手 锤 敲 打 。 5、 钻 小 的 工 件 时 ， 要 用 台 虎 钳 ， 钳 紧 后 再 钻 。 严 禁 用 手 去 停 住 转 动 着的 钻 头 。 6、 薄 板 、 大 型 或 长 形 的 工 件 竖 着 钻 孔 时 ， 必 须 压 牢 ， 严 禁 用 手 扶 着 加工 ， 工 件 钻 通 孔 时 应 减 压 慢 速 ， 防 止 损 伤 平 台 。 7、 机 床 开 动 后 ， 严 禁 戴 手 套 操 作 ， 清 除 铁 屑 要 用 刷 子 ， 禁 止 用 嘴 吹 。 8、 钻 床 及 摇 臂 转 动 范 围 内 ， 不 准 堆 放 物 品 ， 应 保 持 清 洁 。 9、 工 作 完 毕 后 ， 应 切 断 电 源 ， 卸 下 钻 头 ， 主 轴 箱 必 须 靠 近 端 ， 将 横 臂下 降 到 立 柱 的 下 部 边 端 ， 并 刹 好 车 ， 以 防 止 发 生 意 外 。 同 时 清 理 工 具 ， 做 好机 床 保 养 工 作 。113 Z5140B 立 式 钻 床 简 介以常州大学城科教城的 Z5140B 型方柱立式钻床为研究对象，以现有的Z5140B 型方柱立式钻床为基础，根据公司现有资金和使用情况，为节约资金和提高使用效率所做的设计。3 1 用 途 及 特 性Z5140B(Z5150B)型方柱立式钻床是一种通用机床，适用于机修、工具车间等机械加工车间的单件小批量生产，若配以夹具，也适用于中批量及流水线作业。本机床除钻孔外，还可以完成扩孔、铰孔、划端面、钻沉孔、攻丝等工作。其钻孔能力为：Z5140B 型在抗拉强度 B=600MPa 的钢材上钻孔能力 40mm。Z5140B 型在抗拉强度 B=600MPad 的钢材上钻孔能力 50mm。本机床是系列更新并经过改型设计的产品，布局形式采用送变合一的箱体布局形式，机床外形为直线轮廓，布局合理，造型美观，操作方便，整机动静刚度高，并具有钻孔、攻丝选择开关，攻丝对要求深度后自动切换控制正反转，具有性能完善，结构简单紧凑，便于维修等特点。本机床几何精度和工作精度检验分别符合 GB/T40191,1-1997 和 GB/T40191,2-1997 国际标准的规定。32 主要规格与参数Z5140B 最大钻孔直径-（在抗拉强度为 500-600Mpa 钢材上）40mmZ5140B 最大钻孔直径-（在抗拉强度为 500-600Mpa 钢材上）50mm最大进给抗力16000N主轴允许的最大扭转力12矩350Nm主轴电机功率3 KWZ5140B 主轴圆锥孔莫氏 4号Z5140B 主轴圆锥孔莫氏 5号主轴孔轴线至导轨面距离335mm主轴行程250mm主轴箱行程(手动)200mm主轴转速（12 级）31.5；45；63;90；125；180; 250；355；500；710；1000；1400人/min进给量（9 级）0.056；0.112；0.16；0.224；0.315；0.45；0.63；0.90；1.80mm/r电动机反转装置手动按钮操纵或攻丝自动反转机构控制工作台行程300mm工作台面积560x480mm工作台 T 型槽宽度18mm主轴端面至工作台面最大距离（不小于）750mm冷却泵功率0.09kW冷却泵流量25L/minZ5140B 外形尺寸（长 x 宽 x 高）1130x820x2532mmZ5140B 外形尺寸（长 x 宽 x 高）1130x820x2572mm机床净重1500kg13注意：用户在铸铁（HB=190）上直接 50 孔时，最大切削用量不能大于0.315mm/r(n=90r/min)用户在钢件（b=600MPa）上直接钻 50 孔时，最大切削用量不能大于 0.16mm/r(n=125r/min) 否则机床将受到损坏！(请参考表 3-1推荐切削用量表)中碳钢(Jb=600Mpa) 铸铁(HB=185)钻孔 攻丝 钻孔 攻丝nr/min s mm/r nr/min nr/min s mm/r nr/min6 1400 0.11 355 1400 0.11 3510 1000 0.11 250 710 0.224 25020 500 0.244 125 355 0.315 12525 355 0.315 125 250 0.45 12532 250 0.224 90 180 0.315 9040 180 0.244 - 125 0.315 -50 125 0.11 - 90 0.224 -表 3-1 推荐切削用量表33 传动系统机床具有下列两种主要运动1、主轴旋转运动（图 3-1）由主轴箱顶部的主电动机(1420r/min,3kW)经摩擦离合器和齿轮 1.2 把旋转运动传给轴 ，经轴 上的四联滑动齿轮 3、4、5、6 传给轴 上的固定齿轮 7、8、10、11，由轴 上的固定齿轮 9、10 将运动传给轴 上的三联滑动齿轮中的 13、14，再由 12、13 将运动传给空心轴上的固定齿轮16、17，空心轴通过花键孔将运动传给主轴，获得 12 级转速。2 主轴的进给运动是由轴上的齿轮 15 经轴上的齿轮 18、19 传给轴上的固定齿轮20，再由轴上的三联滑动齿轮 21、22、23 通过轴上的固定齿轮24、27、 、28，将运动传给轴上的三联滑动齿轮 29、30、31，从而带动齿轮 32、33 蜗杆 34 及蜗轮 35、水平轴 36，最后带动主轴套筒齿条 37，使机床主轴获得 9 级每转进给量。材 料工序切削用量加工直径(mm)14主轴箱升降：转动手柄，带动蜗杆 43、蜗轮 44，使齿轮 45 在固定于立柱上的齿轮 46 上转动而获得；工作台升降：转动升降手柄，带动伞齿轮47、48 使丝杠 49 在丝杆座 50 中回转而实现的。另外，装在水平轴端的齿轮 40，经齿轮 41 连接凸轮圆柱弹簧机构而平衡主轴重量；装在水平轴上的齿轮 38，经内齿轮 39 带动刻度盘旋转，控制钻孔深度；齿轮 40 经内齿轮 42 带动撞块盘实现攻丝自动反转的控制。图 3-1 传动系统图34 操作件的操作方法（1）主轴的起动，停止和反转。15主轴的起动，停止和反转是靠按压按扭实现，在进行钻孔工作或用按扭操纵主轴正反转时应选择开关 1 搬到钻孔位置，当利用攻丝反转机构进行攻螺纹时应搬到攻螺纹位置。（2）手动进给将操作手柄 9 逆时针旋转即可实现主轴的手动进给。（3）机动进给和超越进给将端盖 10 向外拉出，操作手柄 9 逆时针旋转 20即接通机动进给，若将的手柄 9 反转 20则机动进给停止，则机床进给停止，在机床进给过程中以高于机动进给的速度逆时针回转手柄 9 即得到主轴的超越进给。（4）机动进给的自动停止用螺栓紧固在刻度盘 13 槽中的撞块 17 随手柄 9 一同旋转，当撞块 17 撞开撞销 12 时，进给接合子脱开，从而机动进给自动停止，实现了钻孔定深，钻孔的预定深度可通过刻度盘 13 和标尺上的刻度确定脱开后的接合子可通过往下搬动手柄 11 复位。图 3-2 操作手柄图表 3-2 操作手柄明细图16编号 名称和用途 编号 名称和用途 编号 名称和用途1 钻孔攻丝选择开关 8 油塞 15 工作台升降手柄2 主变速手柄 9 手动进给及超越进给手柄 16 照明灯开关3 进给变速手柄 10 手动及机动进给控制端盖 17 定程切削撞块4 主轴箱升降手柄 11 进给蜗杆接合子复位手柄 18 电源开关5 调整冷却用活栓 12 进给接合子离合撞销 19 攻丝行程挡铁6 主轴正转停止、反转、按扭 13 主轴进给刻度盘 20 平衡弹簧调整螺栓7 冷却泵通断选择开关 14 主轴箱进给螺栓（5） 攻丝自动反转在主轴箱左侧设有攻丝自动反转机构，见简图（图 3-4） ，使用这个装置攻丝时，应首先将钻孔攻丝选择开关搬到攻丝位置，然后调整转盘 1 上的撞块 2和 3，通过操作主操纵手柄 9 实现，此时端盖 10（图 3-3）必须处于手动进给位置，当撞块 3 顺时针旋转压合触头 4 时，主轴自动反转实现攻丝定深，当主轴退回到初始位置时撞块 2 压头触头 5 使主轴中反转变成停止，以进行再次加工，在不使用这套装置时，应将撞块 2 和 3 移到极限位置，防止无益的碰撞触头。也可以通过操纵按钮的正反转攻螺纹，但此时必须把转换开关 1 搬到钻孔工作位置上以防止电气动作的干涉。由于受到电动机本身性能的限制，机床主轴起动和换向的频率不能过高，这一点在利用攻丝反转机构进行攻丝作业时希望引起操作者的注意。图 3-3(6)工作台的升降通过回转工作台手柄 15 可调整工作台的高度位置17(7)主轴箱的升降松开主轴箱短镶条的锁紧螺栓 14,将手柄 15 插入主轴箱左侧的方头 4 上,回转手柄可调整主轴箱的高度,调好位置后紧固好螺栓 14。（8）主轴转速和进给量的变换主变速和进给变速均采用单手柄操纵，左侧手柄 2 变换主轴转速，右侧手柄3 变换进给量，主变速手柄可在前后或左右回转各搬动四个位置，其中左起第三个位置是“0”位，在检验及更换刀具时，将主变速手柄搬至“0”时，用手回转主轴较为轻便，进给变速的手柄可在前后或左右回转搬动三个位置，相对应的主轴转数和进给量数值可在面板上的变速牌中读出。（9）冷却液的控制将冷却液转换开关 7 扳到供水位置时，冷却泵随主轴的正转起动而工作，随主轴的停止而停止，不需要冷却液时，可将开关 7 扳到不供水的位置。（10）保险接合子的调整调整进给蜗杆接合子时，将主轴箱右侧盖上的小盖掀开，从窗口中可找到蜗杆轴上的螺母，旋转螺母即可实现接合子保险抗力的调整。蜗杆接合子的保险抗力在出厂前已经调好，只是在机床大修后，才需要重新调整，当 Z5140B 型主轴抗力达到 20KN 时，(Z5150B 型主轴抗力达到 25 KN)时，接合子应该脱开，当 Z5140B 型主轴抗力小于 16KN 时(Z5150B 型主轴抗力小于 20KN)时，应能正常工作。（11）主轴及平衡机构主轴 1 经向心球 2、3、4 支承旋转，轴向切削力由推力球轴承 5、6 承受，轴承间隙由螺母 7 调整。主轴系统的质量通过凸轮由圆柱弹簧 11 来平衡，弹簧的初始力可通过螺钉 9 调整。顺时针旋转为张紧，逆时针旋转为松弛。（12）摩擦离合器的调整安装在主轴箱内的摩擦片式安全离合器，在出厂前已调整好，当新机床使用一段时间后，有可能使摩擦片产生轻度磨损，而达不到主轴额定最大扭矩时，可拆开电机座小盖板，从窗口找到摩擦片离合器上部调整螺母。松开螺母上的锁紧螺钉，适当收紧螺母，调整好后，再将锁紧螺钉锁紧，盖板盖上。18（13）退刀本机床随机附件中备有专用回转卸刀扳手，将卸刀扳手插入主轴退刀的圆弧部分逆时针回转卸刀扳手，即可轻松退出主轴锥孔中的刀具。4 Z5140B 立式钻床的安装和检查机械设备在实际的工况环境下，要达到机床的性能要求和精度要求。机床的安装和调平及基础是否符合机床要求占据着举足轻重的地位。保证机械设备的正常运转和达到相应的工作精度要求，设备维修的质量必须通过检验来判定。41 安装机床的自重、工件的重量、切削力等，都将通过机床的支承部件而最后传给基础。所以，基础的质量直接关系到机床的加工精度、运动平稳性、机床的变形、磨损以及机床的使用寿命。因此，机床在安装之前，首要的工作是做好安装基础。根据对设备安装基础的要求，将设备安装在单独的基础上时，基础平面尺寸应比机床底座的轮廓尺寸大一些。基础的深度则决定于车间土壤的性质。立式钻床安装基础的混泥土厚度为 0.9m。42 检查为保证机床设备的性能、质量及其检验方法的统一协调，作为共同遵守的技术准则精度标准，一般包括几何精度和工件精度。几何精度是指最终影响机床工作精度的那些零部件的精度。它包括基础件的单项精度、各部件间的位置精度、部件的运动精度、定位精度、分度精度和传动链精度等，是衡量机床设备精度的主要内容之一。工作精度则是指机床设备在正常、稳定的工作状态下，按规定的材料和切削规范，加工一定形状工件19所测量的工件精度。421 精度检查内容一、主轴旋转精度检验旋转精度包括径向跳动、周期性轴向窜动和端面跳动。（一）径向跳动径向跳动公差是指旋转表面某截面上各点轨迹的允许偏差，这个公差包括：旋转表面的圆度（形状误差） ，该表面的几何轴线相对于旋转轴线的偏摆（位置误差） ，以及由于轴颈表面或孔不圆而引起的旋转轴线的偏移（轴承误差） 。在规定平面内或规定长度上检验径向跳动。一般以指示器读数的最大差值做为径向跳动误差。检验之前，应使主轴充分旋转，达到机床正常运转的温度。1外表面的检验如图 4-1 所示。将指示器的测头垂直地触及被检测的旋转表面上，使主轴缓慢的旋转，测取读数。在测量时，尤其测量锥面的径向跳动时，会受到轴向移动的影响，为消除轴向游隙可加一轴向恒定力。必要时（锥度较大时）要预先测量主轴的轴向窜动值并根据锥角计算其对测量结果可能产生的影响。图 4-1 外表面径向跳动的检验2内表面的检验如图 4-2 所示。当主轴内孔不能直接用指示器时，可在该孔内装入检验棒，将指示器测头垂直地触及检验棒的圆柱面而进行检验。如果仅在一个截面上检验，则测定截面与轴端的相对位置。为了避免检验棒轴线有可能在测量平面内与旋转轴线交叉，一般在规定长度的 A、B 两个截面上检验。为消除检验棒在孔内的安装误差，每测量一次，将检验棒相对主轴孔旋转2090 重新插入，取四次测量的读数的算术平均值。每次检验应在垂直和水平两个位置分别进行。图 4-2 内表面径向跳动的检验（二）周期性轴向窜动周期性轴向窜动是在消除了最小轴向游隙的轴向压力作用下，旋转件旋转时，沿其轴线所作往复运动的范围（图 4-3） 。当轴向窜动保持在公差之内时，则认为该旋转件的轴向位置是不变的。图 4-3 周期性轴向窜动最小轴向游隙是在静态下，绕其轴线旋转至各个位置时所测得的旋转件轴向移动的最小值。周期性轴向窜动的检验方法是首先在测量方向上对主轴按规定加一轴向力，21指示器测头触及前端面的中心，并对准旋转轴线，将主轴慢速旋转，测取读数。检验如图 2-4 所示。如主轴是空心的，则应安装一根带有垂直于轴线平面的短检验棒，将球形测头触及该平面进行检验（如图 4-4a） ；也可用一根带球面的检验棒对平测头来检验（图 4-4b） ；如主轴带中心孔，可放一个钢球，用平测头触及其上检验（图 4-3c） 。图 2-4 周期性轴向窜动的检验主轴检验时用一沿轴线方向加力和安放指示器的装置来检验（图 4-5）该装置也适用于丝杆和花盘的检验。对丝杆，可将开合螺母闭合，以溜板运动的阻力作为轴向力；对水平旋转的花盘以其自重作为轴向力。当轴向加力装置和指示器不能同时安置在轴线上时，指示器可放置在距轴线很小的距离处，可测得轴向窜动的近似值，检验时应将指示器放在相隔 180的两个位置上进行，误差以两次读数的平均值计（图 4-6） 。这种方法一般用于检验车床或铣床主轴的周期性轴向窜动，例如用测头检验花盘面或主轴端部的端面（见图 4-6） 。 22图 4-5 加轴向力和安放指示器的装置图 4-6 车床主轴周期性轴向窜动的检验（三）端面跳动垂直于旋转轴线的平面的端面跳动公差，是指在检平面规定的圆周上各点轨迹在轴向上的最大允许偏差。它包含了端面的形状误差，端面相对于旋转轴线的垂直度，径向偏摆和主轴的周期性轴向窜动，但不包括旋转件的最小轴向游隙。端面跳动的检验如图 4-7 所示。主轴作低速连续旋转，并对主轴施加规定的轴向力，指示器放置在距中心规定距离 A 处，并垂直于被测表面，在圆周相隔一定间隔的一系列位置上检验，误差以测量结果中的最大值计。23图 4-7 端面跳动的检验二、平面度检验在测量范围内，被检面上的各点，到平行于该面总轨迹的基准平面的垂直离的变化，小于规定值时，则该面是平的。基准平面可用一平板或用移动平尺所得的一组直线来表示，也可用水平仪或光束来表示。1平板研点法 对小尺寸较精度的平面，用平板在均匀涂以红丹油的被检面上拖研，研点分布均匀，每刮方接触点达到规定数值时为合格。此法不能测出误差值，主要适用于刮研或磨过的平面。2用移动平尺所得的一组直线来检验 在被检平面上选择 a、b、c 三点作为基准点（见图 4-8） 。将三块等厚的量块放在这三点上，这些量块上表面就是用作与被检平面相比较的基准平面。将平尺放在 a 和 c 点上，在被检平面上的e 点放一可调量块，使其与平尺的下表面接触，这时 a、b、c 和 e 点量块的上表面都在基准面内。再将平尺放在 b 和 e 点上，在 d 点处放一可调量块并做同样调整。将平尺放在 a 和 d、b 和 c、a 和 b、d 和 c 上，即可测得被检面上各点的偏差。3用水平仪检验 如图 4-9 所示，由两条直线 Omx 和 OOy 确定测量基准面，O、m 和 O是被检平面上的三点。直线 Ox 和 Oy 最好分别与被检平面的轮廓边平行且相互垂直。检验从 O 沿24Ox 方向开始，按检验直线度的方法检验。沿 OA 和 OC 线测定其轮廓，然后沿OA、OA、和 CB 线测定它们的轮廓使包括整个平面。可沿 mM、mM线测量作为辅助检验，以验证上述测量结果。当被检平面的宽度与长度的比值较大时，一般按十字交叉检验，沿对角线测取读数。图 4-8 用平尺检验平面度图 4-9 用水平仪检验平面度三、垂直度检验（一）直线和平面的垂直度当测量两平面、两直线或一直线和一平面在规定的范围内相对于标准角尺的平行度的最大误差不超过规定值时，则认为它们是垂直的。这个角尺可以是一个检验角尺或一个框式水平仪，也可由运动平面或直线组成的直角代替。垂直度检验实际上是平行度检验，在检验中采用相应形状（如平面、V 形面）25基座的指示器座或角尺座。对于旋转轴线可以采用如图 4-9 所示的方法。将带有指示器的臂装在主轴上，并将指示器测头调至平行于旋转轴线。当主轴旋转时，指示器测头便画出一个圆，其平面垂直于旋转轴线。用指示器测头检验被检平面，就可以确定该圆平面与被检平面间的平行度偏差，这个偏差应指明其旋转直径。如果没有规定测量平面，将指示器旋转 360，取读数最大的差值；如果规定了测量平面（如平面和） ，则分别在每个平面内相隔 180 的两个位置上取读数差值。为了消除轴向窜动对检验精度的影响，可对称安置两个指示器，并取其读数的平均值；也可以将指示器在第一次检验后相对主轴转 180 重复检验一次；或必要时加一个适当的轴向载荷来消除轴向游隙。另外一轴线对两平面交线的垂直度检验 如图 4-11 所示。图 4-10 借助旋转表杆检查垂直度26图 4-11 轴线对两平面交线垂直度检验(a) 固定轴线 （b）旋转轴线（二）运动的垂直度运动的垂直度是指运动部件上一点的轨迹相对于：一个平面（支承面或导轨） 、一直线（轴线或两平面交线）或另一运动部件上一点轨迹的垂直度。一点的轨迹与一平面的垂直度检验，一点的轨迹对一轴线的垂直度检验，基本同前角尺拉表法。两轨迹间的垂直度如图 4-12 所示，用适当安装在平尺上的角尺来检查，借助指示器调整角尺的一个边精确地与轨迹平行，然后按检查平行度的方法检验轨迹。图 4-12 两轨迹间的垂直度的检验四、机床试验机床试验的目的，是通过预定的试验方法，考核机床的修理质量。尽管机床在总装后已对其装配精度进行过检验，但这是在静止状态（无机械运动和力的作用）下进行检查的，因此这不能完全标志机床的修理质量。机床在运动状态下各部件之间的可靠性（温升及噪声） ，特别是在力的作用下，各部件之间的变动如27何，以及把力去掉之后是否保持原有的几何精度，则必须通过机床的各种试验才能鉴定。机床修理试验的内容，主要包括机床空运转试验、负荷试验以及工作精度试验等。（一）机床空运转试验（1）在试验之前，机床所有部件、槽等都应查看，要清除其内部的切屑和污物。（2）所有紧固螺钉及调整螺钉，必须全部拧紧及调整完毕。（3）固定联接面应紧密贴合，用 0.03mm 的塞尺检验时不能插进。滑动导轨的配合表面，除用涂色法检验接触点外，还要用 0.04mm 的塞尺插入其端部，深度应不大于 20mm。（4）检查自动装置和挡块的工作精度和动作准确性。（5）主轴应能平稳移动，手柄的重量不应大于 5kg。（6）机床接通电路后，主运动机构以最低转速起，依次每级转速运转时间不得少于 2min。在最高转速时，应运转足够的时间，使主轴轴承达到稳定温度（不得低于 0.5h，温度不能超过 70)。（7）检验各部手柄的可靠性和正确性，应能轻便地扳动。用于变速和进给量的手柄，所加的外力不得大于 40N。（8）检验油窗内润滑油流动量是否正常，箱盖轴套有否渗漏。（9）在各级转速和进给量时，各部件转动应平稳而没有显著冲击和噪声。（二）机床负荷试验机床负荷试验的目的，在于鉴定加力之后，各部件之间的位置是否有变动，变动是否在允许范围之内，在力的作用下各部件工作是否正常，最终试验它承受载荷的能力，在允许载荷范围内机床的振动、噪声和温升等是否正常。机床负荷试验，主要是进行切削负荷试验，即选择合适的刀具，试件材料和切削用量进行切削。一般以中等切削速度达到满负荷。如果机床修理合格，在试验过程中机床应无振动，运动均匀，没有躁声，运转部位温度不超过规定范围，摩擦离合器应结合可靠，安全装置应十分可靠，机床全部机构工作正常。28机床在此负荷情况下，实际主轴转速以及进给量与理论数据相比，允许偏差在 5%以内。（三）机床工作精度试验试验的目的在于试验机床在加工过程中，各个部件之间的相互位置精度能否满足被加工零件的精度要求。在试验之前，必须对其几何精度进行复查，根据情况，必要时需作动态检查。如果几何精度合格，则可选用适当切削刀具、试件材料和切削用量、通过对试件进行切削加工的方法进行机床工作精度试验。被加工零件表面，其几何精度应在有关机床标准所规定的公差范围之内，而表面粗糙度不低于所规定的粗糙度标准。5 Z5140B 立式钻床的操作规程一、操作者必须经过考试合格，持有本机床的设备操作证方可操作本机床。二、工作前认真作到：1、仔细阅读交接班记录，了解上一班机床的运转情况和存在问题。2、检查机床、工作台、导轨以及各主要滑动面，如有障碍物、工具、铁屑、杂质等，必须清理、擦拭干净、上油。3、检查工作台，导轨及主要滑动面有无新的拉、研、碰伤，如有应通知班组长或设备员一起查看，并作好记录。4、检查安全防护、制动（止动） 、限位和换向等装置应齐全完好。 5、检查机械、液压、气动等操作手柄、伐门、开关等应处于非工作的位置上。6、检查各刀架应处于非工作位置。7、检查电器配电箱应关闭牢靠，电气接地良好。8、检查润滑系统储油部位的油量应符合规定，封闭良好。油标、油窗、油杯、油嘴、油线、油毡、油管和分油器等应齐全完好，安装正确。按润滑指示29图表规定作人工加油或机动（手位）泵打油，查看油窗是否来油。 9、停车一个班以上的机床，应按说明书规定及液体静压装置使用规定（详见附录）的开车程序和要求作空动转试车 35 分钟。检查： 操纵手柄、伐门、开关等是否灵活、准确、可靠。 安全防护、制动（止动） 、联锁、夹紧机构等装置是否起作用。 校对机构运动是否有足够行程，调正并固定限位、定程挡铁和换向碰块等。 由机动泵或手拉泵润滑部位是否有油，润滑是否良好。 机械、液压、静压、气动、靠模、仿形等装置的动作、工作循环、温升、声音等是否正常。压力（液压、气压）是否符合规定。确认一切正常后，方可开始工作。凡连班交接班的设备，交接班人应一起按上述（9 条）规定进行检查，待交接班清楚后，交班人方可离去。凡隔班接班的设备，如发现上一班有严重违犯操作规程现象，必须通知班组长或设备员一起查看，并作好记录，否则按本班违犯操作规程处理。在设备检修或调整之后，也必须按上述（9 条）规定详细检查设备，认为一切无误后方可开始工作。 三、工作中认真作到：1、 坚守岗位，精心操作，不做与工作无关的事。因事离开机床时要停车，关闭电源、气源。 2、 按工艺规定进行加工。不准任意加大进刀量、磨削量和切（磨）削速度。不准超规范、超负荷、超重量使用机床。不准精机粗用和大机小用。3、 刀具、工件应装夹正确、紧固牢靠。装卸时不得碰伤机床。找正刀具、工件不准重锤敲打。不准用加长搬手柄增加力矩的方法紧固刀具、 工件。4、 不准在机床主轴锥孔、尾座套筒锥孔及其他工具安装孔内，安装与其锥度或孔径不符、表面有刻痕和不清洁的顶针、刀具、刀套等。5、 传动及进给机构的机械变速、刀具与工件的装夹、调正以及工件的工序间的人工测量等均应在切削、磨削终止，刀具、磨具退离工件后停车进行。6、 应保持刀具、磨具的锋利，如变钝或崩裂应及时磨锋或更换。307、 切削、磨削中，刀具、磨具未离开工件，不准停车。8、 不准擅自拆卸机床上的安全防护装置，缺少安全防护装置的机床不准工作。 9、 液压系统除节流伐外其他液压伐不准私自调整。10、机床上特别是导轨面和工作台面，不准直接放置工具，工件及其他杂物。11、经常清除机床上的铁屑、油污，保持导轨面、滑动面、转动面、定位基准面和工作台面清洁。12、密切注意机床运转情况，润滑情况，如发现动作失灵、震动、发热、爬行、噪音、异味、碰伤等异常现象，应立即停车检查，排除故障后，方可继续工作。13、机床发生事故时应立即按总停按钮，保持事故现场，报告有关部门分析处理。14、不准在机床上焊接和补焊工件。四、工作后认真作到： 1、 将机械、液压、气动等操作手柄、伐门、开关等板到非工作位置上。2、 停止机床运转，切断电源、气源。3、 清除铁屑，清扫工作现场，认真擦净机床。导轨面、转动及滑动面、定位基准面、工作台面等处加油保养。4、 认真将班中发现的机床问题，填到交接班记录本上，做好交班工作。另外，液体静压装置 （如静压轴承、导轨）使用规定 ：1、 先启动静压装置供油系统油泵，一分钟后压力达到设计规定规定值，压力油使主轴或工作台浮起，才能开动机床运转。2、 静压装置在运转中，不准停止供油。只有在主轴或工作台完全停止运转时，才能停止供油。3、 静压供油系统发生故障突然中断供油时，必须立即停止静压装置运转。4、 经常观察静压油箱和静压轴承或静压导轨上的油压表，保持油压的稳定。如油压不稳或发出不正常的噪音等异常现象时，必须立即停车检查，排除31故障后再继续工作。5、 注意检查静压油箱内油面下降情况，油面高度低于油箱高度的三份之二时，必须及时补充。 6、 二班制工作的机床：静压油箱每年换油一次，静压装置每年拆洗一次。6 Z5140B 立式钻床的维护一、设备维护的要求设备的维护必须达到的“四项要求”（1）整齐 工具、工件、附件放置整齐，设备零部件及安全防护装置齐全，线路、管道完整。（2）清洁 设备内外清洁，无黄袍,各滑动面、丝杠、齿条等无黑油污、碰伤，各部位不漏油、漏水、漏气、漏电，切屑垃圾清扫干净。（3）润滑 按时加油、换油，油质符合要求，油壶、油枪、油杯、油嘴齐全，油毡、油线清洁，油标明亮，油路畅通。（4）安全 实行定人定机和交接班制度，熟悉设备结构，遵守操作维护规程，合理使用，精心维护,监测异状，不出事故。二、实行三级保养32