数控钻铣床是一种理想的集钻、铣、镗等加工工序于一体的加工设备，通过一次装夹可完成零件的钻、铣、镗复合加工，极大地提高了加工效率，改善了零件的加工精度，适用于板件、盘类、壳体等复杂零件的多品种中小批量加工。为了实现主轴低速大扭矩钻孔功能，我公司在ZXK7150数控钻铣床主轴箱部件设计中设置了4级（级内可实现无级调速）手动变速加主轴伺服电机的结构形式，高速主要用于小孔加工和铣削，低速主要用于大孔钻孔。在加工过程中，刀具损坏状况很难掌握，通常都由操作者根据自己的工作经验来判断。因此当刀具损坏时，很难被发现，常常会影响加工精度，并造成生产上的损失，甚至使机床受到损坏。为避免这一现象，在该主轴箱设计中增加钻孔过扭矩保护调节装置。经过生产加工验证，此种装置是安全可靠的，深得用户好评。此装置具有结构简单、调节方便、可靠性好等优点，弥补了同类数控钻铣床的不足，在当前机床市场具有极强的竞争力。
　　一、主轴箱钻铣头扭矩过载保护调节装置的原理及结构
　　本装置主要是通过一对结合子离合器7和结合子齿轮8过载脱离并迅速使主轴箱退出，原理如下：钻头在加工过程中处于超载状态或刀具损坏时，原来处于正常啮合状态的结合子离合器7和结合子齿轮8开始脱离，此时离合器6沿花键轴4作轴向移动，安装于离合器6上方的接近开关14接受到离合器6轴向移动的信号并将该信号传递给计算机，使得主轴停止旋转，同时主轴箱快速退出进给，从而起到保护作用。
　　在主轴箱部件设计中，动力由电机轴经三根中间传动轴至主轴，电机主要参数为：功率5.5/7.5kW，扭矩36/45N.m，基本转速1500r/min，最高转速6000r/min，工件最大钻孔直径Φ50mm，主轴扭矩360 N.m。扭矩过载保护调节装置就安装在由电机轴传过来的花键轴4上，该轴上的结合子齿轮8及结合子离合器7在压力弹簧5的作用下始终啮合。工件钻孔直径发生变化时，所需扭矩也发生变化，这时需对所需扭矩进行调节，由于钻铣床的主轴是立式安装的，压力弹簧力的大小不便于调节，我们采用了如下做法：摇动手轮9，装在同一轴上的螺旋齿轮1与螺旋齿轮螺母2啮合并旋转，由于轴承座3固定在箱体上，螺旋齿轮螺母2只能沿轴承座3上的螺纹上下移动，从而实现扭矩大小的调节。
　　二、主轴箱钻铣头扭矩过载保护调节装置的标杆指示装置
　　轴承座3上装有销轴13，在拉力弹簧12的作用下始终与螺旋齿轮螺母2接触并随螺旋齿轮螺母2移动。指示标杆10装在螺杆11上，并以它为支点位置作上下移动，移动距离与螺旋齿轮螺母2的行程一致，可由指示标杆10旁的指示标牌完全清晰地表示出来。钻孔直径、扭矩大小、移动距离这个设定值由工艺人员根据工件材质、刀具、加工量等参数计算获得。
　　
　　作者单位：长沙金岭机床有限责任公司