数控回转工作台的设计
数控回转工作台的原理和设计
数控回转工作台的原理和设计崔旭芳1周英2(1燕山大学继续教育学院,河北秦皇岛066004;2海湾安全技术股份有限公司,河北秦皇岛066004)摘要:数控回转工作台是五轴联动的基础,它能够实现回转轴与摆动轴的两坐标定位。
在三轴联动的数控铣床上增加数控回转工作台,并通过数控改造使之成为五轴数控铣床,是扩展机床使用功能的简捷方式。
详细分析和说明了双回转工作台的分类、结构、工作原理和设计过程。
设计中采用了先进的电主轴作为主轴系统的核心部件,使机械结构更加简单、控制部分相应简化,并可以方便地与CAD/CAM结合,为数控机床的改造提供依据。
关键词:数控回转工作台;结构;原理;设计中图分类号:TU522.05文献标识码:A文章编号:1001-6945(2008)06-0023-051引言近年来,随着我国国民经济的迅速发展和国防建设的需要,对高档数控机床提出了急迫的大量需求。
机床制造业是一国工业之基石,它为新技术、新产品的开发和现代工业生产提供重要的手段,是不可或缺的战略性产业。
即使是发达工业化国家,也无不高度重视。
机床是一个国家制造业水平的象征,代表机床制造业最高境界的则是五轴联动数控机床系统。
从某种意义上说,五轴联动数控机床系统反映了一个国家的工业发展水平状况。
2五轴联动机床简介及加工特点数控机床加工某些零件时,除需要有沿X、Y、Z三个坐标轴的直线进给运动之外,还需要有绕X、Y、Z三个坐标轴的圆周进给运动,分别称为A、B、C轴。
五轴联动机床也称五坐标机床,它是在三个平动轴(沿X、Y、Z轴的直线运动)的基础上增加了两个转动轴(能实现绕X轴、Z轴旋转运动,即A轴和C轴),不仅可使刀具相对于工件的位置任意可控,而且刀具轴线相对于工件的方向也在一定范围内任意可控,由此使五坐标加工工具有以下特点:a.可避免刀具干涉,加工普通三坐标机床难以加工的复杂零件,加工适应性广,如图1(a)所示。
图1五坐标加工的特点b.对于直纹面类零件,可采用侧铣方式一刀成型,加工质量好、效率高,如图1(b)所示。
数控回转工作台的用途
数控回转工作台主要用于数控幢床和铣床,其外形和通用工作台几乎一样,但它的驱动是伺服系统的驱动方式.它可以与其他伺服进给轴联动。
数控回转工作台的回转运动是靠伺服电动机驱动该回转工作台台面下的蜗轮蜗杆机构来实现的,再由蜗轮带动其转动。
数控回转工作台的台面与蜗轮的连接方式如图9-33所示。
图9-33数控回转工作台的台面与蜗轮的连接方式2.数控回转工作台的工作原理如图9-34所示为JCS-013型自动换刀数控卧式it铣床的数控回转工作台.该数控回转工作台由传动系统、间隙消除装置及蜗轮夹紧装置等组成。
数控回转工作台的运动由伺服电动机1驱动,经齿轮2,4带动蜗杆9,通过蜗轮10使工作台回转。
为了尽量消除传动间隙和反向间隙,齿轮2,4相啮合的侧隙是靠调整偏心环来消除的。
齿轮4与蜗杆9是靠楔形拉紧圆柱销5(A-A剖面)来连接的,这种连接方式能消除轴与套之间的配合间隙。
为了消除蜗杆副的传动间隙,采用了双螺距渐厚蜗杆,通过移动蜗杆9的轴向位置来调整间隙。
这样蜗杆的左右两侧面具有不同的螺距,使得蜗杆齿厚从一端向另一端逐渐增厚。
但由于同一侧的螺距是相同的,所以仍然保持着正常的啮合。
调整时先松开螺母7上的锁紧螺钉8,使压块s与调整套11松开,同时将楔形拉紧圆柱销5松开,然后转动调整套11,带动蜗杆9轴向移动。
根据设计要求,蜗杆有10 mm的轴向移动调整量,这时蜗杆副的侧隙可调整0. 2 mm。
调整后锁紧调整套11和楔形拉紧圆柱销5,蜗杆的左右两端都由双列滚针轴承支承。
其左端为自由端,可以伸长,以消除温度变化的影响;右端装有双列推力轴承.能轴向定位。
当数控回转工作台静止时必须处于锁紧状态,其台面用沿其圆周方向分布的8个夹紧液压缸进行夹紧。
当数控回转工作台不回转时,夹紧液压缸14的上腔进压力油,使活塞15向下运动,通过钢球17、夹紧瓦12,13将蜗轮10夹紧;当数控回转工作台需要回转时,数控系统发出指令,使夹紧液压缸14上腔的油流回油箱,在弹簧16的作用下,钢球17抬起,夹紧瓦12,13松开蜗轮10,然后由伺服电动机1通过传动装置,使蜗轮和数控回转工作台按照控制系统的指令进行回转运动。
数控回转工作台的设计
引言对数控回转工作台的设计重要是培养学生综合应用所学专业的基础理论、基本技能和专业知识的能力, 培养学生建立对的的设计思想, 掌握工程设计的一般程序、规范和方法。
而工科类学生更应侧重于从生产的第一线获得生产实际知识和技能, 获得工程技术经用性岗位的基本训练, 通过毕业设计, 可树立对的的生产观点、经济观点和全局观点, 实现由学生向工程技术人员的过渡。
使学生进一步巩固和加深对所学的知识, 使之系统化、综合化。
培养学生独立工作、独立思考和综合运用所学知识的能力, 提高解决本专业范围内的一般工程技术问题的能力, 从而扩大、深化所学的专业知识和技能。
培养学生的设计计算、工程绘图、实验研究、数据解决、查阅文献、外文资料的阅读与翻译、计算机应用、文字表达等基本工作实践能力, 使学生初步掌握科学研究的基本方法和思绪。
使学生学会初步掌握解决工程技术问题的对的指导思想、方法手段, 树立做事严谨、严厉认真、一丝不苟、实事求是、刻苦钻研、敢于探索、具有创新意识和团结协作的工作作风。
本次毕业设计重要是解决数控回转工作台的工作原理和机械机构的设计与计算部分, 设计思绪是先原理后结构, 先整体后局部。
目前数控回转工作台已广泛应用于数控机床和加工中心上, 它的总的发展趋势是:1. 在规格上将向两头延伸, 即开发小型和大型转台;2.在性能上将研制以钢为材料的蜗轮, 大幅度提高工作台转速和转台的承载能力;3. 在形式上继续研制两轴联动和多轴并联回转的数控转台。
数控转台的市场分析: 随着我国制造业的发展, 加工中心将会越来越多地被规定配备第四轴或第五轴, 以扩大加工范围。
估计近几年规定配备数控转台的加工中心将会达成每年600台左右。
预计未来5年, 虽然某些行业由于产能过剩、受到宏观调控的影响而继续保持着较低的行业景气度外, 部分装备制造业将有望保持较高的增长率, 特别是那些国家产业政策鼓励振兴和发展的装备子行业。
作为装备制造业的母机, 普通加工机床将获得年均15%-20%左右的稳定增长。
五轴数控机床回转工作台的设计
文章编号:1001-2265(2009)06-0099-03收稿日期:2008-11-05;修回日期:2009-04-15作者简介:刘新宇(1972 ),男,辽宁辽阳人,中信戴卡轮毂制造股份有限公司技术部工程师,主要从事铝合金轮毂的加工工艺及设备的研究,(E-m a il )li uxi nyu @d i casta.l co m 。
五轴数控机床回转工作台的设计刘新宇(中信戴卡轮毂制造股份有限公司技术部,河北秦皇岛 066003)摘要:双轴数控回转工作台是五轴数控机床的基础部件,它能够实现C ,A 轴的回转进给与定位。
在三轴联动的立式数控铣床上增加双轴数控回转工作台,并通过数控改造使之成为五轴数控铣床是扩展机床使用功能的简捷方式。
文章介绍了回转工作台的结构与工作原理,重点讨论了双螺距渐厚蜗杆调隙结构、回转台与摇摆台的回转锁紧装置的结构设计。
关键词:五轴数控机床;数控回转工作台;结构;中图分类号:TG659.023.1 文献标识码:BR otating Table D esign for 5Axis Nu m ericalM achi n e Too lLIU X in -yu(C I T I A D icastalW heelM anufacturi n g Ltd .,Q i n huangdao H ebe i 066003,Ch i n a)Abst ract :2-ax is tab le is one o f the basic co m ponents i n 5ax is num erica lm achine too ,l wh ich enab les the ro ta -ti n g feed and a ll o cation bet w een A and C ax is .Adding the 2ax is rotati n g table to t h e 3ax is vertical num erical m illi n g m ach i n e and d i g italization are key steps to t u rn the vertica lm achine too l to a 5ax is m illi n g m achine .Th is thesis i n troduces the structure and pri n ciple o f rotati n g table ,w it h e m phasis o f rotati n g table and lock i n g m echanis m.K ey w ords :5ax ism illi n g m ach i n e ;d i g ital contro l tab le ;structure0 引言五轴数控机床除了有X 、Y 、Z 三个直线进给轴之外,还有两个回转进给轴,由于能在一次装夹中,可以加工出除定位面之外五个加工面,尤其是可对复杂的空间曲面进行高精度自动加工,所以普遍认为五轴数控机床是叶轮、叶片,螺旋桨、水轮发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等零件加工的唯一手段,也适宜汽车、飞机上各种结构件模具的加工。
2024-数控机床回转工作台(全)
由于多齿啮合,啮合率高,所以定位刚 度好,承载能力强。
最小分度为360º/Z,分度数目多,适用于 多工位分度。
由于离合过程具有磨合作用,其定位精 度不断提高,使用寿命长。
缺点是鼠齿盘制造相较困难。
鼠齿盘及齿形结构如图
工作过程分为三步:
工作台抬起
工作台回转分度
工作台下降并定位锁紧
为了尽量消除反向间隙和传动间隙,通过调整偏 心环3来消除齿轮2和4啮合侧隙。
齿轮4与蜗杆9是靠楔形拉紧圆柱销5〔A一A剖面〕 来连接。
这种连接方式能消除轴与套的配合间隙。
蜗杆9采用螺距渐厚蜗杆,通过移动蜗杆的轴向位 置来调节间隙。
〔图〕测蜗杆的左右两侧具有不同的螺距因此蜗杆 齿厚从头到尾逐渐增厚。 但由于同一侧的螺距是相同的,所以仍能保持正确 的啮合。 调整时松开螺母7的锁紧螺钉8使压块6与调整套松 开。 然后转动调整套11带动蜗杆9作轴向移动。 调整后锁紧调整套11和楔形圆柱销5。 蜗杆的左右两端都有双列滚针轴承支承, 左端为自由端可以伸缩以消除温度变化的影响, 右端装有两个推球轴承能轴向定位。
• TK56系列数控等分转台是数控镗铣床和加工中 心的理想配套附件,可以安装于主机工作台面 上,工作时,在主机相关控制系统控制下,能 够完成以1°为基数的等分分度零件的加工。
• TK14系列数控可倾斜回转工作台,可完 成等分和不等分的角度分度工作。工作台 既可回转,又可倾斜,具有2个自由度。
数控机床回转工作台
电磁铁控制液压阀〔图中未示出〕,使压力油经 孔23进入到工作台7中央的夹紧液压缸下腔10推 动活塞6向上移动,
经推力轴承5和13将工作台7抬起,上下两个鼠齿 盘4和3脱离啮合,
〔图〕当工作台静止时,必须处于锁紧状态。
2500mm数控滚齿机回转工作台结构设计
2500mm数控滚齿机回转工作台设计摘要此次毕业设计的题目是2500mm数控滚齿机回转工作台设计。
通过对数控滚齿机回转工作台的设计,使学生在步入社会之前,不仅能够设计出数控回转工作台,而且能够掌握机械设计的方法和步骤。
本设计研究的主要内容包括:确定数控滚齿机回转工作台的传动方案;数控滚齿机回转工作台静压系统设计;驱动力计算及其他相关计算;零件设计与校核;零件图的绘制与三维模型建立。
绘制装配图。
对于数控回转工作台的设计,首先,进行总体方案设计,传动方案采用齿轮传动和蜗杆传动;然后进行各零件的设计与校核,蜗杆与轴采用整体式结构;蜗轮与工作台采用螺钉连接;工作台的平衡通过止推轴承来保证;箱体由箱座、箱盖和顶盖组成,其中箱体上设计了圆台和加强筋;最后,对各零件进行装配。
数控滚齿机的圆周进给由回转工作台完成,回转工作台可以与X、Y、Z 三个坐标轴联动,从而加工出各种齿轮。
回转工作台可以实现精确的自动分度,提高了数控机床的精度。
目前,数控回转工作台主要用于数控镗床和铣床。
关键词:数控回转工作台;齿轮;蜗杆;箱体;建模DESIGN OF 2500 CNC GEAR HOBBING MACHINEROTARY WORKTABLEABSTRACTThe topic of this graduation design is the design of 2500 CNC gear hobbing rotary worktable . Through the design of CNC gear hobbing rotary worktable, so that before the students entered the community, not only to design a CNC rotary worktable, but also can master the mechanical design of the methods and procedures. The main content of this design include: determining of the transmission scheme of CNC rotary worktable; design of pressure system ,calculation of driving force and the other related;design and check the parts; draw the part drawing and establish 3 d model; Draw the assembly drawing.The design of CNC rotary worktable, first of all, design of the overall , use of transmission scheme and worm gear to drive; then the design and checking of the parts, the whole worm and shaft structure; worm screw connection with the worktable; the balance of worktable through thrust bearings to ensure; box make up of the box seat, lid and cover, the box body is designed a cone and stiffener;finally, all the parts are assembled.The Circular feed of CNC gear hobbing machine is completed by rotary table rotary worktable ,with X, Y, Z three axis linkage to work out all kinds of gears. Precision rotary worktable can realize automatic indexing, so can improve the precision of CNC gear hobbing machine. Currently, the NC rotary table CNC boring and milling machines are mainly used.Keywords: NC rotary worktable; gear; worm; box; modeling符 号 说 明w p 工作所需功率,kWT 工作所需转矩,M N ∙w n 工作台转速,s m /w η 电动机效率,kW0P 电动机功率,kWη 总传动效率i 总传动比m P 电机额定功率,kW1T 小齿轮转矩,M N ∙a 中心距,mmm 模数,mmb 齿宽,mmK 载荷系数1d 分度圆直径,mmh 齿高,mmE Z 弹性影响系数[]H σ 许用应力,MPaS 安全系数Z 齿数v k 动载荷系数Z ρ 接触系数目录第1章绪论 (1)§1.1 前言 (1)§1.2本设计开展的目的及意义 (1)§1.3设计的依据 (2)§1.4国内外同类设计的概况综述 (3)第2章数控回转工作台的原理 (5)§2.1数控回转工作台 (5)§2.2设计准则 (6)§2.3主要技术参数 (6)第3章数控回转工作台的设计 (7)§3.1传动方案的选择 (7)§3.1.1传动方案传动时应满足的要求 (7)§3.1.2传动方案及其分析 (7)§3.2伺服电机的选择及运动参数的计算 (9)§3.2.1驱动方式的选择 (9)§3.2.2选择伺服电机的具体型号和参数 (11)§3.3齿轮传动的设计 (12)§3.3.1 选择齿轮传动的类型与材料 (12)§3.3.2按齿面接触疲劳强度设计 (13)§3.3.3按齿根弯曲强度设计 (15)§3.4蜗轮及蜗杆的选用与校核 (16)§3.4.1 选择涡杆传动类型 (16)§3.4.2 选择材料 (16)§3.4.3按齿面接触疲劳强度进行设计 (17)§3.4.4蜗杆与涡轮的主要尺寸与参数 (18)§3.5轴承的选用 (18)§3.5.1轴承的类型 (19)§3.5.2轴承受到的载荷 (19)§3.5.3验算轴承寿命 (20)§3.6静压系统的结构设计 (21)第4章三维建模 (22)§4.1零件绘制 (22)§4.2 装配 (24)第5章结论 (26)参考文献 (27)致谢 (29)第1章绪论§1.1 前言随着生产力水平的发展,数控技术越来越广泛的应用于各个领域。
毕业设计数控回转工作台
毕业设计数控回转工作台数控回转工作台是一种常见的工业装备,广泛应用于机械加工领域。
本文将从数控回转工作台的原理、结构和控制系统等方面进行介绍,并对其在实际应用中的优势和存在的问题进行分析和讨论。
一、数控回转工作台的原理数控回转工作台是一种带有自动旋转功能的工作台,可以实现工件的自动旋转和定位。
其原理主要基于数控控制技术,通过编程控制工作台的旋转角度和速度,实现工件在三维空间中的精确定位和加工。
二、数控回转工作台的结构数控回转工作台主要由旋转轴、驱动装置、固定夹具等组成。
旋转轴是工作台的核心部件,通过电机驱动实现工作台的旋转。
驱动装置则负责控制旋转轴的转速和方向,以实现精确的工件定位和加工。
固定夹具则用于将工件固定在工作台上,确保工件的稳定性和精度。
三、数控回转工作台的控制系统数控回转工作台的控制系统由硬件和软件两部分组成。
硬件部分包括电机、控制器、编码器等;软件部分则主要包括编程和操作界面。
通过编程操作软件,可以设置工作台的旋转角度、速度和加工路径等参数,实现对工件的精确控制和加工。
四、数控回转工作台的优势1.提高加工效率:数控回转工作台可以实现工件的自动旋转和定位,减少了人工操作的时间和成本。
同时,通过编程操作,可以快速实现多种复杂形状的加工工艺,提高加工效率。
2.提高加工精度:数控回转工作台具有较高的精度和稳定性,可以实现精确的定位和加工。
通过精确控制旋转角度和速度,可以实现对工件的精细加工,提高加工的精度和质量。
3.适用于多种工件加工:数控回转工作台的夹具设计灵活多样,可以适应多种形状和尺寸的工件加工。
通过更换不同的夹具和编程设置,可以实现对不同工件的加工需求。
五、数控回转工作台存在的问题1.设备成本高:数控回转工作台的设备成本相对较高,对于一些中小型企业来说存在一定的经济压力。
2.维护和操作难度大:数控回转工作台的控制系统相对复杂,需要一定的技术人员进行操作和维护。
同时,对于编程等操作的要求较高,需要熟练掌握数控加工技术。
数控回转工作台设计任务书
毕业论文(设计)任务书
院(部)
机电工程学院
指导教师
职称
专业班级
09机制本1班
学生姓名
学号
设计题目
数控回转工作台设计
设
计
内 容 目 标 和 要 求
(设计内容、目标、要求、设计进度等)
1、本毕业论文应达到的目的:
学生通过毕业设计要掌握数控回转工作台的工作原理、结构特点及应用范围,掌握回转台传动、分度定位、夹紧机构的设计方法,绘制出数控回转工作台的装配图和主要零件的零件图。通过该设计,认识一般机械设计的基本方法和步骤,并提高分析和解决机械设计问题的能力、计算机绘图水平及查阅技术资料的能力。
2013.4.22~5.5:进行中期检查;
2013.5.10前:完成毕业设计的初稿;
2013.5.15前:完成毕业设计的修改稿;
2013.5.20前:完成毕业设计的定稿;
2013.5.31前:整理毕业设计的全部资料,修改不合格的部分,合格后全部资料装订成册;通过毕业答辩的资格审查,准备毕业答辩;
2013.6.1至6.10:进行毕业答辩;
2012.11.19前:完成开题报告的初稿;
2012.11.23前:完成开题报告的修改稿;2012.11.30前定稿。
2013.2.25至3.24:进行毕业实习,在实习中要结合设计课题进行调研,收集有关资料;
2013.3.25至5.31:进行回转工作台的方案设计计算,绘制回转工作台的装配图和主要零件图纸,并撰写设计计算说明书;
2013.6.12前:上交所有的毕业设计资料
指导教师签名:
2012年11月10日
基层教学
单位审核
院(部)
审核
2、本毕业论文应达到的内容和要求:
任务5数控机床回转工作台及其自动交换装置ppt课件
鼠齿盘式分度工作台是利用一对上、下 啮合的齿盘,通过上、下齿盘的相对旋 转来实现工作台的分度,分度的角度范 围依据齿盘的齿数而定。其优点是定位 刚度好,重复定位精度高,分度精度可 达±(0.5-3),且结构简单。缺点是鼠 齿盘的制造精度要求很高,目前已经广 泛应用于各类加工中心上。
《数控机床装调维修》
课外作业
• 1、简述数控回转工作台工作原理?
《数控机床装调维修》
项目一 数控机床识别、结构分析与机床操作
《数控机床装调维修》
项目一 数控机床识别、结构分析与机床操作
采用PP管及配件:根据给水设计图配 置好PP管及配 件,用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ,边剪 边旋转 ,以保 证切口 面的圆 度,保 持熔接 部位干 净无污 物
带有托板交换工件的分度回转工作台
《数控机床装调维修》
项目一 数控机床识别、结构分析与机床操作
数控回转工作台
《数控机床装调维修》
项目一 数控机床识别、结构分析与机床操作
采用PP管及配件:根据给水设计图配 置好PP管及配 件,用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ,边剪 边旋转 ,以保 证切口 面的圆 度,保 持熔接 部位干 净无污 物
二、分度回转工作台
数控机床的分度工作台与回转工作台的区别在于它根据加工要求将工 件回转至所需的角度,以达到加工不同面的目的。它不能实现圆周进给运动, 故而结构上两者有所差异。
采用PP管及配件:根据给水设计图配 置好PP管及配 件,用 管件在 管材垂 直角切 断管材 ,边剪 边旋转 ,以保 证切口 面的圆 度,保 持熔接 部位干 净无污 物
教学目标
• 知识目标
– 了解数控机床回转工作台结构功能
• 技能目标
– 掌握掌握回转工作台的调整方法。
数控回转工作台结构设计
数控回转工作台结构设计数控回转工作台是一种用于加工金属工件的设备,常用于数控铣床、加工中心等机床上。
它具有工作台面可以在水平、垂直两个方向上进行回转的能力,从而实现多种角度的工件加工。
在设计数控回转工作台的结构时,需要考虑以下几个方面:1.工作台面结构:工作台面通常是一个平面,用于放置工件进行加工。
为了提高工作台面的刚性和稳定性,通常会采用铸件或焊接钢板的方式制作。
工作台面通常具有T型槽,用于固定工件或安装夹具,同时还可以通过液压或电机控制使其在水平和垂直方向上进行回转。
2.回转机构:回转机构是实现工作台面回转的关键部件。
它通常由旋转轴承、驱动装置和导向装置组成。
旋转轴承是承受工作台面重量和转动力矩的主要部件,通常选择大直径、高刚度的滚动轴承或滑动轴承。
驱动装置通常采用伺服电机或液压马达,通过减速机传动,使工作台面实现回转。
导向装置用于确保工作台面的回转轨迹准确、平稳,通常采用滑动导轨或滚动导轨。
3.固定装置:为了确保工作台面的刚性和稳定性,需要将工作台面固定在底座上。
固定装置通常通过螺栓或紧固件连接工作台面和底座,以确保工作台面的水平度和垂直度满足加工要求。
4.控制系统:数控回转工作台通常需要配备一个控制系统,用于实现工作台面的回转控制。
控制系统可以采用数控系统或PLC控制系统,通过编程控制工作台面的回转轨迹、速度和停止位置。
在设计数控回转工作台时,需要综合考虑工作台面的刚性、稳定性和回转精度等因素。
同时,还需要根据实际加工需求确定工作台面的尺寸、载荷和回转角度范围。
另外,还要考虑工作台面的定位和夹紧方式,以确保工件在加工过程中的准确定位和固定。
总之,数控回转工作台的结构设计需要充分考虑工作台面的刚性、稳定性和回转控制等因素,以确保工件能够在不同角度下进行准确的加工。
数控回转工作台资料
在目前的机械行业当中只有数控铣床、加工中心和数控镗床都应用回转工作台,并且这三种机床的使用最普遍。与其他的普通回转台相比起来,在外形上看来他们并没有什么区别,只是他们有不同的驱动,一种是手动回转,而数控回转工作台是与其他的数字控制驱动结合。
图1-1闭环内部结构
1-进电机;2-主动齿轮;3-偏心环;4-从动齿轮;5-柱销;6-压块;7-螺母;8-锁紧螺钉、11-轴承盖、套筒;9-蜗杆;10-蜗轮;12、13-加紧瓦;14-压紧液压缸;15-活塞;16-弹簧;17-钢球;18-光栅;
蜗杆传动的特点:
1.结构紧凑蜗杆每旋转一周,蜗轮转过一个齿距,所以可以实现大的传动比。传动比比其他传动方式的大,所需零件数目少,不占用空间,所以结构相对紧凑。
2.冲击载荷小、传动平稳、噪声低因为蜗轮蜗杆在传动过程中是很缓慢的进入啮合然后慢慢地退出啮合的,而且齿对相对来说较多。
3.自锁由于蜗杆的螺旋线升角与当量摩擦角相比较小,所以当蜗杆传动时具有自锁功能。
转工作台主要是与立式铣床配套使用,其精度直接影响到机床的性能。本次设计选择由步进电动机作为动力源,一级圆柱直齿轮减速器进行减速及传递转矩和转速,将其传递给蜗轮蜗杆机构来带动工作台进行回转加工工作。数控回转工作台与数控立式铣床结合使用可进行工件的分度和切削旋转,配合机床X、Y、Z三轴的直线运动可以扩大机床的加工范围,来提高机床的工作效率。配合数控系统的控制,数控回转工作台可以有效提高生产效率,消除人为误差,提高加工精度。本次主要设计方向是数控铣床中的数控回转工作台,我们对主要的零件进行了结构功能设计。装配图、零件图用CAXA软件绘制。
关键词:立式铣床数控回转工作台齿轮蜗轮蜗杆
Abstract
Thedesignof the NC rotary table is mainly with vertical milling machine , Its precision directly affects the performance of the machine. The design choices the stepping motor as a power source. Level of cylindrical spur gear reduce of reduction and transmission torque and rotational speed, pass it to worm and worm wheel mechanism to drive the workbench rotary processing work. NC rotary table with NC vertical milling machine combined with the use of artifacts can be dividing and cutting rotation, cooperate with X,Y,Z three axis machine tool can expand the linear motion of the machine toolprocessing range, to improve the working efficiency of the machine tool. With NC system, the control of NC rotary table can effectively improve the production efficiency, eliminating human error, and improve the machining accuracy. The main design direction is the NC rotary table in CNC milling machine, structure and function of main parts of our design. Assembly drawing and part drawing drawn using CAXA software.
数控磨床回转工作台的设计
数控磨床回转工作台的设计
数控磨床回转工作台是数控磨床的重要组成部分之一,主要用于加工圆形工件。
其设计应考虑以下因素:
1. 负载能力:回转工作台的负载能力需根据不同的加工要求确定,能承受的最大负载需考虑加工工件的直径、重量和加工力等因素。
2. 压力均匀性:为了保证加工精度和工件表面质量,回转工作台在旋转时需要保持平稳和均匀,其设计应充分考虑压力均匀性。
3. 精度:回转工作台的精度是影响加工质量的重要因素之一,应尽量降低误差,确保加工精度。
4. 控制系统:回转工作台需要配备相应的数控系统,以保证其工作的精度和可靠性,同时还需考虑其与主机的配合。
5. 维修性:回转工作台的设计应考虑其易于维修与保养,方便对工作台的任何部件进行检修或更换。
总之,数控磨床回转工作台的设计需要在负载能力、压力均匀性、精度、控制系统和维修性等方面综合考虑,以使其满足加工要求,提高加工效率和加工质量。
浅谈数控回转工作台的结构设计
浅谈数控回转工作台的结构设计引言数控回转工作台是一种常见的工业自动化设备,广泛应用于机械制造、汽车制造、航空航天等领域。
它通过回转的方式将工件在不同工作站之间进行转移,实现多个工序的自动化加工。
在数控回转工作台的设计中,合理的结构设计显得尤为重要。
本文将从功能要求、机构结构、传动方式等方面进行探讨,以求达到最佳的结构设计方案。
功能要求数控回转工作台作为自动化加工设备,需要满足如下功能要求: 1. 安全性:工作台在运行时应具备稳定性和安全性,避免发生意外事故。
2. 精度要求:工作台需要具备较高的定位精度和转台精度,确保工件在不同工作站之间的精确转移。
3. 负荷承载能力:工作台需能够承载工件的重量和所需切削力。
4. 运行可靠性:工作台应具有较高的运行可靠性和稳定性,降低设备故障率和维修成本。
5. 灵活性:工作台的结构设计应具备一定的灵活性,能够适应不同工件的加工需求。
机构结构数控回转工作台的机构结构设计应符合以上功能要求,并能够实现工作台的高效运行。
常见的机构结构设计有以下几种:固定轴心回转式结构固定轴心回转式结构是指工作台固定在回转轴上,通过回转轴的旋转实现工作台的转动。
该结构简单、稳定,但缺乏灵活性,不适用于多工位的加工任务。
车削式滑动支承结构车削式滑动支承结构是将工作台装设在滑动运动的支承上,通过改变支承的位置来实现工作台的转动。
该结构具有较高的精度和稳定性,适用于一些有较高精度要求的加工任务。
双平面球面滚轮滑动支承结构双平面球面滚轮滑动支承结构是一种基于滚动摩擦设计的支承结构,其以双球面滚轮支承圆周方式实现工作台的回转。
该结构可以确保高精度和稳定的回转运动,适用于高精度、高负载的加工任务。
传动方式数控回转工作台的传动方式是实现工作台转动的关键因素之一。
常见的传动方式有以下几种:伺服电机传动伺服电机传动是数控回转工作台常用的传动方式之一。
该传动方式通过将伺服电机与工作台的转动轴相连,通过电机驱动工作台实现回转运动。
夹具式数控回转工作台的设计方案
夹具式数控回转工作台是一种用于加工和组装工件的特殊设备,能够实现工件在不同方向上的精准定位和旋转。
以下是关于夹具式数控回转工作台设计方案的一般思路:1. 设计需求分析:-确定工作台的使用环境、工件尺寸和重量范围,以及工艺要求等。
-确定工作台所需实现的功能和性能指标,如最大承载能力、旋转精度、定位精度等。
2. 结构设计:-选择合适的结构形式:根据工件特点和加工需求,选择合适的夹具式数控回转工作台结构,如平面回转式、立式回转式等。
-确定工作台尺寸和形状:根据工件尺寸和加工要求确定工作台的尺寸和形状,确保工件可以稳固地夹持和定位。
3. 夹具设计:-根据工件形状和尺寸设计夹具:夹具应能够牢固夹持工件,并保证加工精度和安全性。
-考虑夹具切换方便性:设计可更换的夹具,以适应不同类型和尺寸的工件加工需求。
4. 控制系统设计:-选用合适的数控系统:根据工作台的功能和精度要求选择合适的数控系统,确保工作台能够准确控制旋转角度和速度。
-设计人机界面:设计直观、易操作的人机界面,方便操作人员对工作台进行控制和监测。
5. 安全考虑:-设计安全保护装置:如限位开关、紧急停止按钮等,确保工作台在异常情况下能够及时停止运行。
-考虑防护措施:对旋转部件进行防护设计,避免操作人员受伤。
6. 维护与保养:-制定维护计划:规定定期检查和维护工作台的计划,延长设备的使用寿命。
-培训操作人员:对操作人员进行相关培训,使其了解工作台的使用方法和注意事项。
综上所述,夹具式数控回转工作台的设计方案需要综合考虑结构设计、夹具设计、控制系统设计、安全性和维护保养等因素,确保工作台能够满足加工要求并保障操作人员的安全。
数控回转工作台(最新单位回转的
摘要数控车床今后将向中高挡发展,中档采用普及型数控刀架配套,高档采用动力型刀架,兼有液压刀架、伺服刀架、立式刀架等品种,预计近年来对数控刀架需求量将大大增加。
但是数控回转工作台更有发展前途,它是一种可以实现圆周进给和分度运动的工作台,它常被使用于卧式的镗床和加工中心上,可提高加工效率,完成更多的工艺,它主要由原动力、齿轮传动、蜗杆传动、工作台等部分组成,并可进行间隙消除和蜗轮加紧,是一种很实用的加工工具。
本课题主要介绍了它的原理和机械结构的设计,并对以上部分运用AUTOCAD做图,最后是对数控回转工作台提出的一点建议。
关键词:数控回转工作台齿轮传动蜗杆传动间隙消除蜗轮加紧AbstractNumerical control there is in the future lathe to in will develop, the middle-grade to adopt popular numerical control knife rest form a complete set, adopt the motive force type knife rest top-grandly, have such varieties as knife rest of hydraulic pressure, servo knife rest, vertical knife rest, etc. concurrently, it is estimated that will increase to numerical control knife rest demand greatly in recent years. The development trend of the Numerical control rotary table is: With the development of numerical control lathe, numerical control knife rest begin to change one hundred sheets , electric liquid is it urge and urge direction develop while being servo to make up fast. Some originally design and is it continue electricity to use to four worker location vertical electronic machinery of knife rest mainly- exposed to control system control some designs. And use AUTOCAD to pursue to the above part, have a more ocular knowledge of electronic knife rest. The last proposition has put forward the suggestion and measure to Numerical control rotary table.Keyword:Numerical control rotary table;Gear drive;Worm drive;Gap elimination;The worm gear steps up.目录绪论 (3)第一章:数控回转工作台的原理与应用 (4)1.1 数控回转工作的原理 (4)1.2 设计准则 (5)1.3 主要技术参数 (5)1.4 本章小结 (5)第二章:数控回转工作台的结构设计 (6)2.1 传动方案的确定 (6)2.2齿轮传动的设计 (7)2.3 电液脉冲马达的选择及运动参数的计算 (9)2.4 蜗轮及蜗杆的选用与校核 (10)2.5 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 (12)2.6 轴的校核与计算 (13)2.7 弯矩组合图 (14)2.8 根据最大危险截面处的扭矩确定最小轴径 (14)2.9 齿轮上键的选择及校核 (15)2.10 轴承的选用 (15)2.11 本章小结 (16)第三章数控技术发展趋势 (16)3.1 性能发展方向 (16)3.2 功能发展方向 (17)3.3 体系结构的发展 (18)3.4 智能化新一代PCNC数控系统 (19)第四章总结 (19)致谢 (20)参考文献 (20)绪论毕业设计主要是培养学生综合应用所学专业的基础理论、基本技能和专业知识的能力,培养学生建立正确的设计思想,掌握工程设计的一般程序、规范和方法。
数控回转工作台的设计研究
数 控 回转 工 作台 的设 计 研 究
孙 岗存① 袁 丽② (① 沈 阳机 床 股份 有 限公 司 ,辽 宁 沈 阳 110141; ② 沈 阳合金 材料 有 限公 司 ,辽 宁 沈 阳 110179)
摘 要 :以 HMSS0型 卧式加 工 中心数 控 回转工 作 台的设计 为例 ,讲 述数 控 回转 工作 台的设 计 过程 。详 细 阐 述 了数控 回转 工 作 台的结构 设 计及相 关 的理论 计算 。通 过机床 样机 试验 结果 ,证 明该数控 回转 工 作 台的结构 设 计是 合理 的 、设 计 方法是 切 实可行 的 。
图4 驱动装置展 开图
所选 电动 机满 足设计 要 求 。 2.3 工作 台回转惯 量 的计算
工 作 台 回转 部 分及 工 件 总质 量 : :1 000 ̄2 000
· 80 ·
ZU II砟果l等1朋
Designand R洲 『Ch设计与研究
陶 瓷 零 件 快 速 成 形机 研 制及 产 品加 工
图 2 数 控 回 转 工 作 台 剖 视 图
在 该数 控 回转工 作 台上 ,首 次 使 用 了 具有 双 刹 车 弹簧 片 的 自制刹 车 机 构 。该 刹 车 机构 工 作 原 理 如 下 :
r/min,18.5 N ·Ill,66.5 ̄10~kg·ITI )。
2.1 数控 回转 工作 台传 动 比计 算
高东强 张 菲
(陕 西科技 大 学机 电工程 学院 ,陕 西 西 安 710021)
摘 要 :详细 介绍 了经 济型 陶瓷 零件快 速成 形机 的 组成 、工作原 理及 主要 结构 ,并将 该设 计制造 成 实体样 机 。 利用 Pro/E三维实体造型软件和分层技术对“D”字建模并进行分层处理等 ,将处理的数据输入控 制设 备 ,并 将 实体样 机与 啄木 鸟 DX3017型雕 刻机 相结 合 ,最 后加 工 制造陶瓷 零件 “D”。
机床回转工作台及控制设计
题目组合机床回转工作台结构及控制系统设计院系机械工程学院专业机械设计制造及其自动化学号学生姓名指导教师起讫日期设计地点组合机床回转工作台结构及控制系统设计完成日期:指导教师签字:答辩小组成员签字:摘要目前,制造业所呈现给顾客的是一种不可预测的竞争,这主要表现在顾客需求量不断上升,还有就是世界的快速变化。
当然,不可否认的是竞争变得越来越激烈了。
组合机床完全可以被代表。
尽管如此,世界在发展,组合机床行业在发展,这就必然要求组合机床的发展。
换句话说,要想产品能够保证高质量,与其相对应的被使用的组合机床就必须淘汰传统模式的组合机床而朝向高精度,周期少等方向发展。
所以柔性以及加工精度与可靠性的提高被认为是组合机床装备基本的发展目标。
具体的体现在组合机床必须要用数控技术来进行控制,其主要原因是为了减少劳动力。
事实上,组合机床及其自动线的定义可以被认为是一种在机械与电气之间组合的在自动化方面比较高的工具和一种高质量的技术。
有时候也会加工一些大中型的箱体,对一些孔进行相对应的加工,也会加工一些螺纹和平面等。
技术在发展,现在主轴箱的更换还有刀具的更换,对夹具进行编码被广泛的用于主轴箱。
当然,还会用数字进行控制或者可编程序控制器等工具,其主要目的是要使其在驱动系统甚至循环控制方面能随意的变化。
不仅如此,还要求在加工过程中能够随时可变可调,使其具有灵活性。
关键字:组合机床,回转,工作台,系统,PLC,自动控制ABSTRACTAt present,manufacturing industry presents to the customer is an unpredictable competitive, which is mainly manifested in the rise and rapid change of customer demand, is the world. Of course, it is undeniable that the competition is becoming increasingly fierce. Combination machine tool can be represented. In other words, to be able to guarantee high quality, combination machine tools to be used and the corresponding must combination machine out of the traditional mode and towards high precision, less cycle development. A specific embodiment must use digital technology to control the machine tool, the main reason is to reduce labor.In fact, the definition of combination machine tools and automatic line can be considered as a combination between mechanical and electrical automation is high and a high quality technology. Sometimes the processing of large and medium-sized box, the corresponding processing for some hole, can also process some thread and plane etc.. The development of technology, now the spindle box replacement and replacement of cutters, the fixture coding is widely used in the spindle box.Not only that, but also requires the ability to keep a variable adjustable during processing, make its have flexibility.Key Words: combination machine, rotary, working platform, system, PLC, automatic control目录1 概述 (1)1.1 组合机床概述 (1)1.2 回转工作台概述 (2)1.3 回转工作台方案设计 (3)2回转工作台的结构设计 (6)2.1确定传动方案 (6)2.2 齿轮传动设计 (8)2.3 电液脉冲马达的选择 (9)2.4 蜗轮蜗杆设计 (11)2.5 轴的设计 (12)3 PLC控制系统设计 (18)3.1PLC概述 (18)3.2 设计条件 (21)3.3 设计的原理以及步骤 (22)3.4 PLC控制的设计过程 (24)总结 (28)致谢 (29)参考文献 (30)1 概述1.1 组合机床概述在机械制造行业,组合机床设备被广泛的使用,当然,有时候还使用其他的工艺装备。
回转工作台的设计
摘要本文主要论述了回转工作台的设计过程。
工作台是加工中心的重要部分。
加工中心机床除了沿X、Y和Z三个坐标轴直线进给运动外,往往还带有绕X、Y和Z轴的圆周进给运动。
一般圆周进给运动由回转工作台来实现。
回转工作台是采用分度工作台的设计。
工作台分度转位动作包括:工作台旋转,凸轮脱离啮合,完成分度前的准备工作;回转分度;凸轮重新啮合,完成定位夹紧共二个步骤。
正文部分着重讲述了电机、同步带和主要轴承的选择、同步带轮、凸轮和圆盘滚子的设计计算。
设计过程中使用CAD技术进行设计。
关键词:工作台分度转位目录前言 (2)第一章绪论 (3)1.1 回转工作台简介 (3)1.1.1 通用转台 (3)1.1.2 精密转台 (4)1.2 工作台交换系统 (4)1.3本文主要研究内容 (4)第二章传动部分设计 (5)2.1电动机的选择 (5)2.1.1选择电动机类型 (5)2.1.2选择电动机功率 (5)2.1.3确定电动机转速 (6)2.2 传动比的分配 (7)2.3 V带设计步骤和方法计算 (7)2.3.1 确定设计功率,选取V带类型 (7)2.3.2 确定带轮基准直径 (7)2.3.3验算带的速度 (8)2.3.4 距确定普通V带的基准长度和传动中心 (8)2.3.5 验算主动轮上的包角 (9)2.3.6计算V带的根数 (9)2.3.7计算初拉力 (10)2.3.8计算作用在轴上的压力 (10)2.4减速器的分析与选择 (12)第三章工作台的设计 (13)3.1圆柱凸轮的设计计算 (13)3.1.1圆柱分度凸轮工作轮廓的设计计算 (13)3.1.2圆柱分度凸轮轮廓曲面展开为平面矩形时的设计计算 (14)3.1.3圆柱分度凸轮机构的主要运动参数 (16)3.2滚子圆盘的设计选用 (16)3.3工作台的设计 (16)3.4轴的设计与计算 (17)3.5主要轴承的选择 (18)第四章其他元件的选择 (22)4.1平键的选择 (22)4.2润滑与密封 (22)第五章设计总结 (23)致谢 (25)参考文献 (24)前言机械工业担负着国民经济各部门,包括工业、农业、和社会生活各个方面提供各种性能先进、价格低廉、使用安全可靠的技术装备的任务,所以在现代化建设中是举足轻重的。
数控回转工作台电控部分设计
( 二) 应用特性 I /O口线不能都用作用户I /O口线,除8051/8751外 真正可完全为用户使用的I /O口线只有Pl 口,以及作 为多功能使用的P3口。I /O口的驱动能力为:P0口可驱 动8 个TTL门 电路 ,P1、 P2、P3口只能 驱动 4个TTL电
器溢出中断请求T0, T1,一个为片内串行口中断请求 TD或 RXD。
( 七) McS一51单片机8031扩展芯片的选择
程序存储器( EPROM) 选用2 7 64,数据存储器 ( RAM) 选用6264。
二、存储器系统设计
( 一) 芯片的选择
EPROM的 选择 …在 MCS一51 单片 机应 用系 统中 ,
使用最多的是典型系列芯片2716、2732、2764、27128 及27256。它们的主要区别在于不同的应用参数,主要
有最大读出速度、工作温度及容量。 存储系统总容量根据控制对象和任务的复杂程
度,以及是否需要大量的计算来确定EPROM或RAM 的容量。另外,WPROM和RAM都留有一定的余量,以
备系统的功能扩展之用。在实际设计中应尽量考虑选 择大容量芯片,以减少芯片扩展数量。
操作混乱。二是片内数据存储器与工作寄存器统一编 址。三是8 0 H—F F H区域为特殊功能寄存器,对于 MCS一 51派生系列 8052单片机 ,该区又是 扩展的片内 数据 存储器 。
( 五) 时序
了解单片机的时序,对于存储器的扩展、芯片的 选择都极为重要,要给予足够的重视。
( 六) 中断功能
MCS一51单片机提供5个中断源,两个由I NT0、 I NTl 输入的外部中断请求,两个为片内定时器,计数
各管 脚功能分 析如下: EPROM2 764应用参 数:容 量8K48;工作速度200~450NS,电源为5v±10%,工 作温度0~70 oC。该片的工作方式见表l 。
回转工作台设计讲解
回转工作台设计说明书论文题目 四工位回转工作台设计学 院 机械工程学院学 号 11004020406姓 名 何凯星教 师 杨岩2014年1月摘要本次课程设计的题目是回转工作台设计。
通过对回转工作台的设计,使大学生在步入社会之前,不仅能够设计出数控回转工作台,而且能够掌握机械设计的方法和步骤。
本课题研究的主要内容包括:确定回转工作台的传动方案;驱动力计算及其他相关计算;步进电机的选型;零件设计;零件图的绘制与三维模型建立;绘制装配图及运动仿真。
对于回转工作台的设计,首先,进行总体方案设计,传动方案采用齿不完全轮传动、槽轮传动或者直接采用步进电机实现分度;然后进行各零件的设计与校核;偏心轮与机架采用螺钉连接固定不动;工作台的平衡通过止推轴承来保证;采用直线导轨以实现夹紧与工件的定出;直线导轨端部用滚动轴承;工作太平面上设计了圆孔;最后,对各零件进行装配。
关键词:回转工作台;步进电机;直线导轨;滚动轴承;建模目录一、课程设计任务书1、概述 (3)2、回转工作台设计要求 (3)3、设计任务 (5)二、设计步骤1、夹紧机构的设计 (5)2、定位装置的设计 (6)3、偏心轮设计 (7)4、直线导轨的选型 (8)5、轴承的选择 (8)6、转动圆盘的设计 (8)7、装配图 (9)8、零件图的绘制 (10)三、心得体会 (13)四、参考文献 (15)一、课程设计任务书1、概述回转工作台是检测仪器的主体部件,同时,它也是诸多设备如万能工具显微镜、坐标测量机、坐标镗、铣、磨、加工中心等重要部件或附件。
检测仪主要由一个四工位回转工作台和一个显微镜组成。
显微镜固定在机架上部的竖直杆上,回转工作台主要由回转平台、回转台主轴及夹紧定位装置组成。
工作台水平安置,台上装夹加工对象,回转运动由步进电机直接驱动。
传动部分要能自锁,消除侧隙以保证精度要求,并有一定的传动精度和刚度,工作台上亦要有圆孔,以减轻工作台质量及材料成本。
2、回转工作台设计要求1、性能参数(1)主参数工件质量:小于10g。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
引言对数控回转工作台的设计主要是培养学生综合应用所学专业的基础理论、基本技能和专业知识的能力,培养学生建立正确的设计思想,掌握工程设计的一般程序、规范和方法。
而工科类学生更应侧重于从生产的第一线获得生产实际知识和技能,获得工程技术经用性岗位的基本训练,通过毕业设计,可树立正确的生产观点、经济观点和全局观点,实现由学生向工程技术人员的过渡。
使学生进一步巩固和加深对所学的知识,使之系统化、综合化。
培养学生独立工作、独立思考和综合运用所学知识的能力,提高解决本专业范围内的一般工程技术问题的能力,从而扩大、深化所学的专业知识和技能。
培养学生的设计计算、工程绘图、实验研究、数据处理、查阅文献、外文资料的阅读与翻译、计算机应用、文字表达等基本工作实践能力,使学生初步掌握科学研究的基本方法和思路。
使学生学会初步掌握解决工程技术问题的正确指导思想、方法手段,树立做事严谨、严肃认真、一丝不苟、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、具有创新意识和团结协作的工作作风。
本次毕业设计主要是解决数控回转工作台的工作原理和机械机构的设计与计算部分,设计思路是先原理后结构,先整体后局部。
目前数控回转工作台已广泛应用于数控机床和加工中心上,它的总的发展趋势是:1.在规格上将向两头延伸,即开发小型和大型转台;2.在性能上将研制以钢为材料的蜗轮,大幅度提高工作台转速和转台的承载能力;3.在形式上继续研制两轴联动和多轴并联回转的数控转台。
数控转台的市场分析:随着我国制造业的发展,加工中心将会越来越多地被要求配备第四轴或第五轴,以扩大加工范围。
估计近几年要求配备数控转台的加工中心将会达到每年600台左右。
预计未来5年,虽然某些行业由于产能过剩、受到宏观调控的影响而继续保持着较低的行业景气度外,部分装备制造业将有望保持较高的增长率,特别是那些国家产业政策鼓励振兴和发展的装备子行业。
作为装备制造业的母机,普通加工机床将获得年均15%-20%左右的稳定增长。
闰土机械外文翻译成品TB店第一章数控回转工作台的原理与应用数控机床的圆周进给由回转工作台完成,称为数控机床的第四轴:回转工作台可以与X、Y、Z三个坐标轴联动,从而加工出各种球、圆弧曲线等。
回转工作台可以实现精确的自动分度,扩大了数控机床加工范围。
1.1 数控回转工作台数控回转工作台主要用于数控镗床和铣床,其外形和通用工作台几乎一样,但它的驱动是伺服系统的驱动方式。
它可以与其他伺服进给轴联动。
它的进给、分度转位和定位锁紧都是由给定的指令进行控制的。
工作台的运动是由伺服电动机,经齿轮减速后由蜗杆传给蜗轮。
为了消除蜗杆副的传动间隙,采用了双螺距渐厚蜗杆,通过移动蜗杆的轴向位置调整间隙。
这种蜗杆的左右两侧面具有不同的螺距,因此蜗杆齿厚从头到尾逐渐增厚。
但由于同一侧的螺距是相同的,所以仍然可以保持正常的啮合。
当工作台静止时必须处于锁紧状态。
为此,在蜗轮底部的辐射方向有8对夹紧瓦,并在底座上均布同样数量的小液压缸。
当小液压缸的上腔接通压力油时,活塞便压向钢球,撑开夹紧瓦,并夹紧蜗轮。
在工作台需要回转时,先使小液压缸的上腔接通回油路,在弹簧的作用下,钢球抬起,夹紧瓦将蜗轮松开。
回转工作台的导轨面由大型滚动轴承支承,并由圆锥滚柱轴承及双列向心圆柱滚子轴承保持准确的回转中心。
数控回转工作台的定位精度主要取决于蜗杆副的传动精度,因而必须采用高精度蜗杆副。
在半闭环控制系统中,可以在实际测量工作台静态定位误差之后,确定需要补偿角度的位置和补偿的值,记忆在补偿回路中,由数控装置进行误差补偿。
在全闭环控制系统中,由高精度的圆光栅发出工作台精确到位信号,反馈给数控装置进行控制。
回转工作台设有零点,当它作回零运动时,先用挡铁压下限位开关,使工作台降速,然后由圆光栅或编码器发出零位信号,使工作台准确地停在零位。
数控回转工作台可以作任意角度的回转和分度,也可以作连续回转进给运动。
1.2 设计准则我们的设计过程中,本着以下几条设计准则1)创造性的利用所需要的物理性能2)分析原理和性能3)判别功能载荷及其意义4)预测意外载荷5)创造有利的载荷条件6)提高合理的应力分布和刚度7)重量要适宜8)应用基本公式求相称尺寸和最佳尺寸9)根据性能组合选择材料10)零件与整体零件之间精度的进行选择11)功能设计应适应制造工艺和降低成本的要求1.3 主要技术参数(1)最大回转半径:500 mm(2)回转角度:0~360°(3)回转精度:0.01°(6)最大承载重量100㎏1.4 本章小结主要简单介绍毕业设计题目(数控回转工作台)和其发展概况,设计背景、工作原理、设计参数也作了进一步的说明。
第二章:数控回转工作台的结构设计2.1 传动方案的确定2.1.1步进电机的原理步进电机是一种能将数字输入脉冲转换成旋转或直线增量运动的电磁执行元件。
每输入一个脉冲电机转轴步进一个步距角增量。
电机总的回转角与输入脉冲数成正比例,相应的转速取决于输入脉冲频率。
步进电机是机电一体化产品中关键部件之一,通常被用作定位控制和定速控制。
步进电机惯量低、定位精度高、无累积误差、控制简单等特点。
广泛应用于机电一体化产品中,如:数控机床、包装机械、计算机外围设备、复印机、传真机等。
选择步进电机时,首先要保证步进电机的输出功率大于负载所需的功率。
而在选用功率步进电机时,首先要计算机械系统的负载转矩,电机的矩频特性能满足机械负载并有一定的余量保证其运行可靠。
在实际工作过程中,各种频率下的负载力矩必须在矩频特性曲线的范围内。
一般地说最大静力矩大的电机,负载力矩大。
选择步进电机时,应使步距角和机械系统匹配,这样可以得到机床所需的脉冲当量。
在机械传动过程中为了使得有更小的脉冲当量,一是可以改变丝杆的导程,二是可以通过步进电机的细分驱动来完成。
但细分只能改变其分辨率,不改变其精度。
精度是由电机的固有特性所决定。
选择功率步进电机时,应当估算机械负载的负载惯量和机床要求的启动频率,使之与步进电机的惯性频率特性相匹配还有一定的余量,使之最高速连续工作频率能满足机床快速移动的需要2.1.2.传动方案传动时应满足的要求数控回转工作台一般由原动机、传动装置和工作台组成,传动装置在原动机和工作台之间传递运动和动力,并可实现分度运动。
在本课题中,原动机采用应采用步进电机,工作台为T形槽工作台,传动装置由齿轮传动和蜗杆传动组成。
合理的传动方案主要满足以下要求:(1)机械的功能要求:应满足工作台的功率、转速和运动形式的要求。
(2)工作条件的要求:例如工作环境、场地、工作制度等。
(3)工作性能要求:保证工作可靠、传动效率高等。
(4)结构工艺性要求;如结构简单、尺寸紧凑、使用维护便利、工艺性和经济合理等。
2.1.3.传动方案及其分析数控回转工作台传动方案为:步进电机——齿轮传动——蜗杆传动——工作台该传动方案分析如下:齿轮传动承受载能力较高,传递运动准确、平稳,传递功率和圆周速度范围很大,传动效率高,结构紧凑。
蜗杆传动有以下特点:1.传动比大,在分度机构中可达1000以上。
与其他传动形式相比,传动比相同时,机构尺寸小,因而结构紧凑。
2.传动平稳蜗杆齿是连续的螺旋齿,与蜗轮的啮合是连续的,因此,传动平稳,噪声低。
3.可以自锁当蜗杆的导程角小于齿轮间的当量摩擦角时,若蜗杆为主动件,机构将自锁。
这种蜗杆传动常用于起重装置中。
4.效率低、制造成本较高蜗杆传动方面:齿面上具有较大的滑动速度,摩擦磨损大,故效率约为0.7-0.8,具有自锁的蜗杆传动效率仅为0.4左右。
为了提高减摩擦性和耐磨性,蜗轮通常采用价格较贵的有色金属制造。
由以上分析可得:将齿轮传动放在传动系统的高速级,蜗杆传动放在传动系统的低速级,传动方案较合理。
同时,对于数控回转工作台,结构简单,它有两种型式:开环回转工作台、闭环回转工作台。
两种型式各有特点:开环回转工作台开环回转工作台和开环直线进给机构一样,都可以用功率步进电机来驱动。
闭环回转工作台闭环回转工作台和开环回转工作台大致相同,其区别在于:闭环回转工作台有转动角度的测量元件(圆光栅)。
所测量的结果经反馈与指令值进行比较,按闭环原理进行工作,使转台分度定位精度更高。
2.2 步进电机的选择及运动参数的计算许多机械加工需要微量进给。
要实现微量进给,步进电机、直流伺服交流伺服电机都可作为驱动元件。
步进电机的特点:一是过载性好。
其转速不受负载大小的影响,不像普通电机,当负载加大时就会出现速度下降的情况,所以步进电机使用在对速度和位置都有严格要求的场合;二是控制方便。
步进电机是以“步”为单位旋转的,数字特征比较明显,这样就给计算机控制带来了很大的方便,反过来,计算机的出现也为步进电机开辟了更为广阔的使用市场;三是整机结构简单。
传统的机械速度和位置控制结构比较复杂,调整困难,使用步进电机后,使得整机的结构变得简单和紧凑。
所以选择步进电机的计算如下:工作所需功率为:P w=F w V w/1000ηw KW P w=Tn w/9950ηw KW式中T=150N.M, n w=36r/min,电机工作效率ηw=0.97,代入上式得P w=150×36/(9950×0.97)=0.56 KW电机所需的输出功率为:P0= P w/η式中:η为电机至工作台主动轴之间的总效率。
由表2.4查得:齿轮传动的效率为ηw=0.97;一对滚动轴承的效率为:ηw=0.99;蜗杆传动的效率为ηw=0.8。
因此,η=η1η23η3=0.97×0.993×0.8=0.75P0= P w/η=0.56/0.75=0.747 KW一般电机的额定功率P m=(1-1.3)P0=(1-1.3)0.747=0.747-0.97 KW则由表2.1取电机额定功率为:P m=0.75 KW。
确定电机转速按表2.5推荐的各种机构传动范围为,取:齿轮传动比:3-5,蜗杆传动比:15-32,则总的传动范围为:i=i1×i2=3×15-5×32=45-160电机转速的范围为N= i×n w=(45-160)×36=1620-5760 r/min为降低电机的重量和价格,由表2.1中选取常用的同步转速为3000r/min的Y系列电机,型号为Y132S2-2,其满载转速n m=2920r/min,此外,电机的安装和外形尺寸可查表2.22.3 齿轮传动的设计2.3.1 选择齿轮传动的类型根据GB/T10085—1988的推荐,采用直齿轮传动的形式。
2.3.2 选择材料考虑到齿轮传动效率不大,速度只是中等,故蜗杆用45号钢;为达到更高的效率和更好的耐磨性,要求齿轮面,硬度为45-55HRC。
2.3.3 按齿面接触疲劳强度设计先按齿面接触疲劳强度进行设计,在校核齿根弯曲疲劳强度。