方技動力頭（主軸頭） 鑽孔攻牙主軸頭屬動力部件，可鑽孔、攻牙作業，也可配裝多軸器，提升效率。是精度要求較高之產品加工，量產型產品可配作自動化作業，例如：摩托車零部件、汽車零部件等要求高及量產化的部件。可設計成鑽孔攻牙切削加工專用機。 臺灣方技主軸頭（動力頭）： 1、采精密研磨螺紋樣規，適合精密高之攻牙工。 2、外裝式螺紋樣規，更換容易、快速。 3、可裝置立臥式兩用。 4、可裝配多軸器用。   臺灣方技主軸頭特點（動力頭）： 1．由於刀具進給與旋轉是同步進行，因此很薄或很軟的材料也能被有效地加工， 2. 適應性強，可以很方便地調整加工螺紋的直徑，螺距及行程 3. 行程長，附件種類多，可以方便地將單軸攻絲頭換成多軸攻絲頭，能同時滿足用戶小批量和大批量生產需要 4. 方技公司，不斷響應用戶對鑽孔加工的高速化，高精度化要求的方技鑽削動力頭，為您準備了最適合於貴公司需求的鑽削動力頭 5. 鑽削動力頭，風電式底座型 6. 主軸旋轉由電力，進給及控制由壓縮空氣壓力進行的性能價格比最卓越的鑽削裝置，根據加工條件可以從豐富的機種中選擇最適合的型號 7. 底座型結構的高精度，高剛性鑽削裝置，主軸電動機採用了高性能，高功率的電動機，具有從低轉速到高轉速廣氾的類型。 全氣控氣動臥式三面雙工位鑽孔、銑槽組合機床的設計
1　問題的提出及設計方案的確定 　　我公司燃氣灶中氣閥芯(見圖1)從單軸縱切自動車床加工后，仍有2個孔、3條槽需要加工。以前加工的工藝方法是用儀表車床開槽，用台鑽鑽孔，分5道工序完成。這種加工方法存在以下缺點：①因多次定位，零件加工精度難以保障；②生產效率低，完成這5道工序需5台機床，5個工人，生產節拍為40 s；③自動化程度低。為了解決這些問題，我們設想把這5道工序合為1道工序，安排在同一機床上1次裝夾完成加工。根據被加工件為銅材，材質較軟，切削力小的特點，設計了1台採用全氣控氣動加工臥式三面雙工位鑽鑽孔、銑槽平面組合機床。

1　概述

 

　　隨着科學技術的迅速發展和規模化工業生產的需要，採用專用裝備組合成現代化高速流水線和多功能高效組合機床，在許多行業中已成為保証產品的加工精度、降低生產成本、提高勞動生產率和企業競爭力的關鍵措施之一。動力頭是組合機床的重要動力部件，其質量和性能的優劣直接影響到整台機床性能的好坏，但在一般的組合機床設計中，動力頭只能提供主運動，其進給運動是由與之相配套的液壓或機械滑台來實現的，這就給組合機床的設計和製造帶來了較大的困難。為此，筆者在消化吸收國外先進技術的基礎上，研製設計了一種新型的電、氣動自動進給鑽削動力頭，如圖1所示。氣動控制與液壓阻尼系統如圖2所示。

1.液壓調速器　2.同步帶輪　3.軸承　4.密封圈　 5.花鍵軸　6.密封圈　7.軸承　8.鑽夾頭　 9.活塞杆　10.主軸　11.氣缸體　12.軸承　 13.托架　14.電機　15.同步帶　16.后蓋 圖1

圖2 2　電、氣動自動進給動力頭的主要結構特點 　　電、氣動自動進給鑽削動力頭由主運動、進給運動和控制系統三部分組成。 　　(1)主運動 　　電、氣動自動進給鑽削動力頭的主運動採用三相異步電機驅動，經同步齒形帶及花鍵軸將電機的轉矩傳遞給主軸，不同的主軸轉速可由更換不同的同步齒形帶輪來實現。由於動力頭的主運動採用電機驅動，主軸的轉速特性好，輸出功率和轉矩大，能適應于多軸鑽削和較大孔徑的加工工況。 　　(2)進給運動 　　由於氣壓傳動具有動作反應快、環境的適應性好、結構簡單、體積小等優點，並能實現無級調速，工作壽命長，動力源來源方便，因此，動力頭的進給運動採用壓縮空氣作為動力源。考慮到空氣的可壓縮性，載荷變化時動力頭的運動的平穩性較差，工進速度的調整和控制採用液壓調速器來實現，動力頭的快進和快退速度分別用排氣節流閥來調整。 　　(3)控制系統 　　電、氣動自動進給鑽削動力頭的進給運動採用了壓縮空氣為動力源，其進給運動的控制也採用了氣動控制系統，由一個二位五通氣控閥、一個機動閥、二個手動閥，若干個節流閥和兩個外部控制氣源口組成，結構緊湊，具有手動和遠距離控制操作功能及原位、前位信號和復位信號保護功能。動力頭快進行程和工進行程可通過擋鐵連續可調。 　　(4)機械結構特點 　　電、氣動自動進給鑽削動力頭是一個集動力頭的主運動、進給運動和控制裝置於一體的鑽削動力頭，為了實現其外形的緊湊，本動力頭採用主軸嵌入氣缸結構，主軸與活塞杆同心，活塞杆是空心的。裡面裝有進口的滾動軸承，以提高主軸的迴轉精度，主軸安裝在軸承上，由同步帶通過花鍵與電機連接，氣缸體固定在托架上，活塞杆上裝有液壓調速器和行程調整螺釘，通過調整螺釘碰撞限位開關，實現動力頭主軸的復位。 3　參數計算 　　電、氣動自動進給鑽削動力頭設計參數主要是由規定的工件最大孔徑鑽削參數來確定。故電、氣動自動進給鑽削動力頭的參數計算，必須由鑽削工藝參數計算開始。 　　(1)鑽削力的計算公式 　　　(1) 式中： 　　F——鑽削過程中所需要的鑽削力，N； 　　CF——材料係數； 　　dO——工件加工的孔徑，mm； 　　XF——等於1； 　　YF——等於0.7； 　　f——進給量，mm/r； 　　KF——工件的硬度係數。 　　(2)鑽削扭矩計算公式 　　　(2) 式中： 　　M——鑽削過程中所需要的扭矩，N.m； 　　CM——材料係數； 　　dO——工件加工的孔徑，mm； 　　XM——等於1.9； 　　YM——等於0.8； 　　f——進給量，mm／r; 　　KM——工件的硬度係數。 　　(3)鑽削功率的計算公式 　　PM=2πMn.10-3　(3) 式中： 　　PM——鑽削過程中所需要的功率； 　　n——鑽頭的轉速，r／s。 　　(4)動力頭推進力的計算公式 　　F=π(D2-d2)pη/4　(4) 式中： 　　F——動力頭的推動力，N； 　　D——活塞直徑，mm； 　　d——活塞杆直徑，mm； 　　p——供氣壓力，MPa； 　　η——效率係數(0.85) 　　(5)耗氣量的計算公式 　　Q=πS(2D2-d2)ηv.10-9/(4t)　(5) 式中：Q——在工作壓力下的耗氣量，m3/s； 　　S——最大行程，mm； 　　t——往返時間，s； 　　ηv——氣容效率(0.9) 　　(6)主要參數計算結果 　　已知設計參數為： 　　主軸轉速：n=2050r/min 　　電機功率：P=0.55kW 　　最大推動力：F=1800N 　　最大行程：s=100mm 　　加工件最大孔徑：do=4.5mm(鋼) 　　　CF=833.85　　XF=1.0　　　　YF=0.7 　　　KF=1.0　　　CM=333.54　　　XM=1.9 　　　YM=0.8　　　KM=1.0　　　　f=0.17 　　　p=0.5　　　η=0.85　　　　ηv=0.9 　　　d=35mm　　　D=80mm　　　　t=10 　　將以上數據分別代入式(1)、(2)、(3)、(4)、(5)中，得到：

 

鑽削力F=1085N 鑽削扭矩M=1.4N.m 鑽削功率PM=0.3kW

推進力F=1692N 耗氣量Q=0.001m3/s

 

4　應用實例 　　電、氣動自動進給鑽削動力頭作為組合機床的重要動力部件之一，在汽車工業、家電工業和摩托車製造業應用中所帶來的巨大經濟效益，已被國內外許多生產廠家的實踐所証明。該動力頭由廣州機床研究所研製並生產出來之後，深得廣大用戶的青睞。已在輕工業、電梯製造業及其他機械加工行業得到了廣氾的應用，並獲得可觀的經濟效益。 5　結束語 　　(1)電、氣動自動進給鑽削動力頭是一種集動力頭的主運動、進給運動和控制系統于一體的高新技術產品，是機、電、氣、液多項技術綜合應用的結果。 　　(2)作為組合機床的重要動力部件之一，電、氣動自動進給鑽削動力頭具有體積小、重量輕、結構緊湊、實用面廣、組合多變等優點，能夠根據用戶的需要組合成多種形式的組合機床。 　　(3)電、氣動自動進給鑽削動力頭的的旋轉運動(主運動)採用電機通過同步帶直接驅動，進給運動採用壓縮空氣作為動力源，實現主軸“快進—工進—快退”的自動循環，進給運動採用液壓阻尼，進給速度無級可調，進給行程連續可調，鑽削功率大，能同時驅動多根鑽軸工作。