摘要：随着机床装备行业的不断发展，机械加工行业的加工工艺也都出现了相应的变化。特别是钻孔攻丝工序一直是机械加工行业的基础和难点。随着加工行业的发展，要求人员减少劳动强度、设备高效率等特点。多轴器解决了以上的问题，但在选型和使用没有系统的研究。本文就多轴器在钻床设备和钻攻组合机床的使用方面做研究分析。
关键词：多轴器；钻床；钻攻组合机床
前言：
随着机床装备行业的不断发展，为了提高产品精度和生产效率，钻床配多轴器、钻攻组合机床配多轴器的使用在机械加工行业逐渐广泛。这种模式也是符合企业的发展、精益生产的理念要求。但当前多轴器选型应用时没有很科学的基础知识支撑，导致选型不合理、选型浪费等问题、产品使用寿命短、精度不能达到要求等问题。本论文研究主要从机床等加工设备的实际应用角度并阐述多轴器的选型原理。
1.多轴器的概述：
多轴器又名多轴头、多轴钻孔器、多孔钻等。是机床附件的一种。多轴器是连接在机床（台钻、立钻、摇臂钻、铣床）或者动力头主轴（气压、液压、伺服）上使用的，可以根据不同的工艺装备完成钻孔、扩孔、铰孔、攻丝等加工工序。
1.1多轴器的分类
多轴器分为固定式多轴器、可调式多轴器；可调式多轴器包括万向节传动式和齿轮式可调式多轴器。固定式多轴器由连接部分、齿轮壳体部分、输出轴部分、夹持刀具的筒夹、螺母等组成；
1.2多轴器的特点
当前固定式多轴器适用于批量加工的产品，不能调整孔距，需要根据客户的需求进行孔距定制。且孔与孔之间的相对位置精度由多轴器设计加工的中心距精度保证，相对误差小。
另一种可调式多轴器是一种通用型的多轴器。其在固定的轴数上采用调节机构或者万向节机构可以在一定的调节范围内任意调整，适合于大批量和小批量的产品加工。在批量相对较小的产品加工换型时可以快速调整，方便可靠。应用范围广较，在调整到位后也可以按照固定多轴器使用。体积相对较大。
带有特殊功能的多轴器：在攻丝工序使用时，底孔中心距误差很大的选用带有径向浮动功能的多轴器可以避免短丝锥现象。在不同螺距的螺纹攻牙采用带有轴向浮动的多轴器可以实现同时攻牙。
2.多轴器的应用
多轴器应用于机械加工钻孔、攻丝、倒角、锪平面等工序。电机行业生产线，压缩机生产线、汽摩配件、手机外壳、散热器、电脑机箱、电机配件、水泵配件、电子配件及零部件加工等行业已广范使用。
2.1多轴器在钻床和钻攻组合机床上的应用：
钻攻组合机床是当前世界机床技术发展的潮流。钻攻组合机床是一种把多道钻孔攻丝工序集中在一起，消除（或减少）工件重新安装定位的一种组合机床，应用钻攻组合机床可减少机床和工装夹具，效率提升，省去工序间的搬运和储存，提高工件加工精度，缩短加工周期和节约作业面积。这既满足了满足用户在减少占地面积，减少零件传送和库存，保证加工精度等方面的需求，而且也适应了现代社会的节能减排的要求。目前越来越多的复杂零件采用组合机床进行综合加工，组合机床成为各国机床制造商开发的热门产品。
2.2多轴器在钻床和钻攻组合机床上的应用
钻孔、攻丝一直是金属加工行业的难题，加工效率低下、工序多、搬运距离远、加工周期长、占用场地库存等情况，严重与精益生产的理念背道而驰。把多轴器应用在钻孔攻丝行业里面是非常重要的技术改善举措。在钻床上根据算加工的产品进行多轴器和机床的选型，多轴器安装在钻床上可以完成一次加工直径2-16mm的孔, 尺寸大小可依客户需求进行设计加工。生产效率高，是原有的加工工艺的效率的2-10几倍左右。
多轴器在钻攻组合机床上的应用和产品的图纸要求、加工工艺、设备设计、工装制作是密不可分的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆例如：客户提供的产品为1WZB-65T机壳，两端分别为3-M5螺纹孔、顶部为4-φ9通孔、4-φ6通孔，材质为灰铸铁HT200，产品节拍为30S/PCS，日产能需求在1000件/8小时。根据客户提供的相关信息首先选择多轴器为固定式多轴器，根据图纸要求以及安装要求左右两边的固定式多轴器必须增加钻模板保证3-M5螺纹孔的位置精度要求。上面的4-φ6通孔在斜面加工，加工工艺性不好，也需要增加钻模板。在根据螺纹底孔大小选择ER11锥度以及相应的筒夹。组合机床为前后滑台式专机。且为了降低设备成本滑台采用的气动式滑台。前面为钻孔工位，后面为攻丝工位，为了弥补滑台前后位移的误差和钻攻工序偏摆导致的位置误差，攻丝工序的多轴器选择带有径向浮动功能的固定式多轴器。多轴器的选型和组合机床的机构设计是相关的。需要具体的产品进行具体的工艺分析选型。
3.多轴器的选型原理方法
3.1确认多轴器夹持大小和最小孔距（下面能否采用表单或者公式的形式，放置多轴器锥头示意图，表明哪个是锥度）
多轴器的输出轴锥度分为ER20、ER16、ER11、ER8，主要有4种锥度。特殊定做的可以做到ER25、ER32锥度；
ER20最大夹持直径为φ13mm，最小孔距为26mm；
ER16最大夹持直径为φ10mm，最小孔距为23mm；
ER11最大夹持直径为φ7mm，最小孔距为17mm；
ER8 最大夹持直径为φ5mm，最小孔距为13mm；
3.2确认多轴器所适用钻床、钻攻组合机床的主轴类型（钻床和钻攻组合机的示意图以及安装方式）
钻床主轴锥度莫氏锥度M
钻床主轴锥度莫氏锥度MT6、MT5、MT4、MT3、MT2；以及贾格圆锥JT33等锥度配合使用。多轴器通过安装在钻床主轴上、动力头主轴上配合使用。钻床或动力头的主轴内孔一般是标准莫氏锥度，多轴器通过连接杆的锥度和扁方和机床连接传动扭矩。外部在通过连接口套在钻床主轴上，用抱箍固定夹紧，在多轴器以及工装导向板比较重的场合必须加配重。在钻床合适的位置与抱箍上的螺钉之间采用拉伸弹簧起到缓冲配重的作用。根据加工的设备设计的工艺要求，可以选择立式安装和卧式安装、以及斜式安装等。与普通钻床和钻攻组合机床配套使用。
3.3其他多轴器选型的必要条件（其他条件可以列表单）
选型多轴器时必须提供的技术和生产资料有：图纸图样、工艺文件、被加工产品的材质，以及产能需求和其它的相关要求。根据图纸图样、工艺文件分析被加工件的材质、孔距要求、被加工的大小、加工深度、加工的切削参数等信息。分析以上的信息以后选择合适的多轴器类型、以及输出轴大小、筒夹的夹持范围等。根据产品的生产信息确定批量性确定多轴器为可调式或者固定式类型。具体选型举例说明。
例如：客户要求的产品为摩托车发动机缸体零件，产品材质为铝合金、孔大小为φ6，数量在6个，深度为15mm、孔分布在直径φ200mm以内的区域、产品批量日产900台。根据客户提供的图样资料，多轴器选择固定式多轴器，根据机械设计手册查询材质为铝合金直径为6mm的钻孔扭矩大小。选择合适扭矩的自动钻床。机床主轴锥度MT4,钻大钻孔直径大于32mm的是可以满足加工需求的。多轴器输出轴锥度选择ER11，筒夹选择5-6mm，选择FA200型基体进行设计排列孔位。
结束语：
随着社会经济的持续快速发展，企业用工的人力成本日益提高，为了提高企业生产效率降低生产成本，高性能加工设备越来越注重并行生产技术，多轴器就是其中一个重要组成部分。目前本研究主要集中于传统加工设备的多轴器选型，随着智能加工技术和敏捷制造的日益普及，如何提高多轴器的快速换装和通用化将是我们下一步的研究重点。
参考文献：
[1]孟少农.机械加工工艺手册［J］机械工业出版社
[2]徐灏.机械设计手册［J］机械工业出版社
[3]张荣林.扩大组合机床工艺范围的新方法——卧式双面36轴可调多轴钻床的设计思想［J］组合机床与自动化加工机床主轴
[4]盛洪时.多品种零件混合加工组合机床的设计［J］组合机床与自动化加工
论文作者:周红亮
论文发表刊物:《防护工程》2019年第4期
论文发表时间:2019/6/3
标签：组合论文; 机床论文; 钻床论文; 锥度论文; 加工论文; 钻孔论文; 主轴论文; 《防护工程》2019年第4期论文;