數控鉆床是數字控制為主的孔加工機床。在數控機床的發(fā)展過程中，數控鉆床的出現是比較早的。50年代末，我國已有幾種數控鉆床的雛形。美國普拉特惠特尼公司在1961年就成批生產Tape-O-Matic數控鉆床。它也是數控鉆床的最早產品。此后，美國、日本等的公司也陸續(xù)生產數控鉆床，數控轉塔鉆床等產品。

數控鉆床按其布局形式及功能特點可分為數控立式鉆床、鉆削中心、印刷線路板數控鉆床，數控深孔鉆床及其它大型數控鉆床等。

2.1.1數控立式鉆床

數控立式鉆床是在普通立式鉆床的基礎上發(fā)展起來的，可以完成鉆，擴，鉸，攻絲等多道工序。適用于孔間距離有精度要求的零件的中小批量生產。它一般帶有兩坐標數控十字型工作臺，被加工零件裝夾在工作臺上可進行兩坐標移動，其控制系統(tǒng)一般是點位控制系統(tǒng)。屬于經濟型數控，價格便宜。

2.1.2鉆削中心

鉆削中心是在3坐標數控立式鉆床的基礎上增加轉塔刀庫及自動換刀機構而成的

采用無級調速的主軸電動機，可實現自動變換主軸轉速，可以進行鉆、擴、鉸、锪、攻絲等加工工序，而且，可以完成具有直線和圓弧插補的輪廓控制銑削。

由于一般中小型零件大多需要幾把刀具來加工，故增加自動換刀裝置并同時自動變換主軸轉速?？蓽p輕勞動強度，減少換刀時間，既提高了機床的自動化程度，又提高了生產率。

由于用輪廓控制數控系統(tǒng)代替了點位控制數控系統(tǒng)?？蛇M行具有直線和圓弧插補功能的銑削加工，于鉆銑聯合加工的零件。

根據換刀原理及機床結構的不同，目前鉆削中心分為單立柱式玉雙立柱式兩種。多立柱式的換刀方式是在磚塔中徑布置6或8根主軸，由轉塔回轉實現主軸轉換及自動換刀。

由于轉塔中需要布置多根主機，并由主軸主傳動，分度，定位等機構。由于轉塔頭結構復雜，加工困難，還有尺寸限制，主軸剛性受到影響，各主軸間的位置精度也不理想，因此多主軸式鉆削中心存在上述一些問題，很多廠家了單軸式鉆削中心，它是在同一根主軸上自動換裝有各種刀具的刀柄實現自動換刀，并采用轉塔式刀庫，克服了多軸式的缺點。

2.1.3印刷線路板數控鉆床

印刷線路板數控鉆床是一種專門用來加工印刷線路板的鉆孔機床。

2.1.4其它大型數控鉆床

對于某些大型零件，在一般數控鉆床，鉆削中心上無法加工。故使用大型數控鉆床。由于該設計的鉆床是要求鉆妃的直徑為，且工件為的盤形零件，工件高度為，屬大型多孔零件，加工所需刀雎較少，且不頻繁換刀，孔距精度要求不太高，故設計成龍門式數控 鉆床，其也可完成鉆、擴、鉸、攻絲等多道工序。

2.2數控鉆床功能組成及各部件方案論證

數控鉆床一般包括以下幾個部分：（1）、主機 包括床身，立柱，工作臺，和主軸箱等機械部件（2）、數控系統(tǒng)（3）、驅動裝置（4）、其它輔助裝置，如冷卻系統(tǒng)，防護罩，排屑器。

2.2.1數控系統(tǒng)總體方案確定

2.2.1.1系統(tǒng)運動方式的確定

數控統(tǒng)的運動方式可分為點位控制系統(tǒng)，點們直線系統(tǒng)，連續(xù)控制系統(tǒng)。點位控罅系統(tǒng)只能夠實現由一個位置到另一個位置的移動，在移動過程中不進行任何加工。連續(xù)控制系統(tǒng)要求工作臺或刀具沿各個坐標軸的運動有的運動關系。數控鉆床在工作臺移動過程中鉆頭并不進行鉆孔加工，回此數控裝置可采用點位控制方式。點位系統(tǒng)的要求是定位，定位精度。

2.2.1.2伺服系統(tǒng)的選擇

開環(huán)控制系統(tǒng)沒有檢測反饋部件，不能糾正系統(tǒng)的傳動誤差。但其結構簡單，調整維修方便，在速度和精度要求不太高的場合廣泛應用。

閉環(huán)控制系統(tǒng)在機床移動部件上裝有檢測反饋元件來檢測實際位移，能補償系統(tǒng)的傳動誤差，伺服控制，調試復雜，系統(tǒng)造價高。

由于該機床是加工敢距精度有要求但不太高的零件，采用開環(huán)控制系統(tǒng)。精度要求滿足，結構簡單，調整維修容易，可降低機床造價。并采用步進電機作為伺服電機。

2.2.1.3執(zhí)行機構傳動方式確定

為數控系統(tǒng)的傳動精度和工作臺平穩(wěn)性，通常提出低摩擦，低質量，高剛度，無間隙，高諧振，以及由適宜阻尼比的要求。為滿足低摩擦，盡量傳動間隙的要求。本設計橫梁采用滾珠絲杠螺母傳動副。為提高系統(tǒng)的傳動剛度，加工精度，絲杠支撐設計成兩端軸向固定，并加預拉伸的結構。

2.2.2主機部分總體方案確定

2.2.2.1工作臺

工作臺是數控機床的重要部件，其形式尺寸往往表現機床的規(guī)格和性能。工作臺有矩形，回轉形式，以及傾斜成各種角度的工作臺等三種。由于該機床是加工大型盤形零件。故采用回轉工作臺。并采用開環(huán)控制。其定們精度由控制系統(tǒng)決定。開環(huán)系統(tǒng)中的數控轉臺由傳動系統(tǒng)，間隙裝置，及蝸輪夾緊裝置等組成。

2.2.2.2床身

采用龍門式結構。由兩立柱，頂梁，橫梁，工作臺，主軸箱等組成。其鉆孔的位置定們分別由主軸箱沿橫梁的橫向移動和工作臺的轉動來實現。橫梁可沿兩個立柱的導軌上下調整位置，以適應不同高度的加式需要。這種布局形式由兩個立柱，頂梁和床身構成龍門框架式結構，主軸中心線的懸身距離也很小，所以剛度較高，可提高加工精度。

2.2.2.3主軸箱

帶有刀具的主軸箱的垂直移動為Z坐標。采用步進電機驅動。其旋轉主運動采用交流電機驅動，可變換主軸轉速，以適應鉆孔直徑改變的需要。