数控回转工作台设计_李立强

筒零件的一瓣分件最大重量约 120 t， 转筒零件瓣状分 件的辅助卡紧装置最大重量约为 40 t， 在加工转筒零 件瓣状分件时， 需将转筒零件瓣状分件座落在数控回 转工作台上， 并使用专用工装夹具安装找正转筒零件 ， 使用数控落地铣镗床加工转筒零件瓣状分件两端的结 反划沉孔； 以及加工转筒零件 合面和结合面上的通孔、 瓣状分件筒壁上有精度要求的多个直孔和斜孔等工 序。用户希望通过使用数控回转工作台的精确分度功 能， 在一次装卡找正转筒零件瓣状分件后 ， 将上述加工 工序全部加工完成， 用户需求本数控回转工作台的主 要目的， 是希望通过使用数控回转工作台来配合数控 落地铣镗床， 提高转筒零件瓣状分件的加工效率和精 提高转筒零件瓣状分件一次加工的合格率 ， 降低转 度， 筒零件瓣状分件的返修率。 在转筒零件加工过程中， 用户要求尽可能地避免转筒零件的二次装卡找正 ， 尽 可能地降低工人的劳动强度。 目前， 使用传统数控回转工作台加工转筒零件瓣 其主要原因是传统数控回转工 状分件的合格率不高， 作台 B 轴回转传动精度不高。 目前， 传统数控回转工 作台 B 轴回转传动结构 （ 见图 1c ） 一般采用伺服电动 机经过多对齿轮传动降速后驱动双齿轮 、 大齿圈的传 动结构， 由于 B 轴传动链过长、 传动轴数量过多， 并且 电动机轴与 Ⅱ 轴之间的齿轮 在消隙封闭传动链之外， 啮合间隙没有被消除掉， 使得传统数控回转工作台的 分度精度不高。尤其是使用传统数控回转工作台加工 直径在 9 ～ 16 m 的转筒零件瓣状分件时， 数控回转 工作台的分度精度误差被放大， 转筒零件瓣状分件两 端结合面的加工精度经常超差， 造成转筒零件组装后 的圆柱度超差， 转筒零件组装后成椭圆形， 使转筒零件 瓣状分件的正常加工余量， 难以满足转筒零件总成后 内孔和外圆柱面的加工需要， 经常出现转筒零件瓣状 分件返修结合面， 并重新装配成总成件的情况。 为了解决上述难题， 笔者公司对传统数控回转工 在使用机械消 作台的回转传动结构进行了技术改进， 隙的双齿轮、 齿圈传动结构的基础上， 将消隙传动链之 外的电动机轴与Ⅱ 轴之间的齿轮传动结构， 改进为消 蜗轮传动结构。双导程蜗 隙的双导程蜗杆（ 见图 1b） 、 杆传动与普通蜗杆传动的区别在于， 蜗杆的左右齿面 具有不等的导程， 而同侧齿面的导程相等， 因而这种蜗 ， 杆的轴向齿厚 沿其轴线从一端到另一端按比例增大 或减小， 但是， 与它啮合的蜗轮所有齿的齿厚均相等， 因此当蜗杆沿轴线作移动时， 可以改变蜗杆和蜗轮之 间的啮合间隙。在双导程蜗杆与蜗轮有啮合间隙时， 根据双导程蜗杆与蜗轮的实测啮合间隙值 ， 相应调整
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控落地式铣镗床的加工范围， 减少工件装卡Hale Waihona Puke Baidu数， 提高 工件的加工效率和精度， 数控回转工作台可以独立使 用， 用作检验平台等。 现有用户需求一台最大承重在 160 t 以上的高精
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度数控回转工作台， 主要用于加工矿山机械设备的转 筒零件。转筒零件的直径范围为 7 ～ 16 m， 直径小于 9 m 的转筒零件件一般由二瓣分件组成 ， 直径超过 9 m 的转筒零件一般由三瓣分件组成， 其中直径 16 m 转
考 文 献
［ 1］韩成良． 纳米 TiN 改性金属陶瓷刀片的铣削性能［J］． 硬质 合 金，
1980 年生， 第一作者： 胡艳娟， 女， 博士， 主要从事 数字制造方向的研究。 （ 编辑 李 静）
（ 收稿日期： 2013 － 8 － 29 ） 文章编号： 140126 如果您想发表对本文的看法， 请将文章编号填入读者意见调查表中的相应位置。
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双导程蜗杆传动结构示意图中调整垫 19 的厚度值， 使 双导程蜗杆 20 向齿厚减小方向移动， 使与蜗轮啮合区 域的蜗杆齿厚增加， 蜗杆齿厚的增加量与双导程蜗杆 与蜗轮的实测啮合间隙值相等， 从而达到了消除双导 程蜗杆、 蜗轮啮合间隙的目的。该消隙结构调整简单、 操作方便。
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数控回转工作台结构介绍
数控回转工作台主要由床身、 滑座、 工作台、 主轴 组件、 滑座直线进给装置、 滑座直线运动控制装置、 工 作台回转进给装置、 工作台卡紧装置、 滑座拖链、 滑座 、 、 直线反馈装置 工作台回转运动反馈装置 冷却回收装 电气系统、 液压系统等组成。 置、 1 ． 1 床身 在床身与滑座之间使用整体四导轨结构， 导轨跨 距 3 500 mm， 床身外侧的两条导轨均使用双筋板支撑 导轨， 每一条承重筋板均有一排地脚垫铁承重 ， 位于床 单排地脚垫铁 身中间的两条导轨均使用单筋板支撑、 9 m长 承重。整体四导轨床身共使用 6 排地脚垫铁， 床身上共使用了 104 块调整垫铁。床身的地脚垫铁数 量多、 密度大， 床身的承载能力大、 基础刚度高、 精度保 持性好。床身设置有回油装置， 与回转工作台液压系 使工作台的液压油可以循环使用 ， 保 统回油管路联接， 证了数控回转工作台液压系统的正常工作 。 1． 2 滑座直线进给装置 在床身中间安装有滑座直线进给装置， 该装置使 用交流伺服电动机驱动， 通过减速器降速后直驱滚珠 丝杠旋转， 丝杠螺母带动滑座进行直线运动。 滚珠丝 杠两端分别使用一套高精度组合轴承进行定位 ， 两套 高精度组合轴承共同承受滚珠丝杠的径向和轴向载 荷， 与传统的双推对单推的轴承定位结构 ， 即三套推力 圆柱滚子轴承和两套滚针轴承组合使用 ， 共五套轴承 仅使用两套组合轴承定位 定位滚珠丝杠的结构相比， 合理， 零件和轴承数量更 的滚珠丝杠结构更加简单、 少， 机加和装配的工艺性更好， 滚珠丝杠的精度更高， 精度保持性更好。 在床身中间安装有滑座直线反馈装置， 该装置主 要由直线光栅尺组成， 滑座在床身上的实际位置信号 由直线光栅尺反馈给数控系统， 使工作台 V 轴直线运 （ 1d ） ， 动 见图 形成闭环控制 提高了数控回转工作台直 线运动的数控定位精度。 1 ． 3 滑座 滑座座落在床身上， 滑座沿床身导轨面水平移动， 滑座与床身之间有四条静压导轨， 通过滑座下压板上
与数控落地式铣镗床结合使用可进行工件的分度和切 削旋转， 利用数控回转工作台的直线运动可以扩大数
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Design of CNC turning table
LI Liqiang，JIANG Hui （ Qiqihar Heavy CNC Equipment Co． ，Ltd． ，Qiqihar 161005 ， CHN） Abstract： Apply double － travel worm and gear gap disappearing to improve turning positioning precision of CNC turning table，bed use whole four guide ways structure，linear move of slide and table turning adopt hydrostatic guide way to satisfy Max． load 160 t of cnc turning table． Keywords： Large Drum Part； Double Lead Travel Worm and Gear； Whole Four Guide Ways 数控回转工作台是能源、 电力、 矿山、 造船、 重型机 数控回转工作台 械等大型工件加工的理想辅助设备， 参
数控回转工作台设计
李立强 姜 辉
（ 齐重数控装备股份有限公司， 黑龙江 齐齐哈尔 161005 ） 摘 要： 通过使用双导程蜗杆蜗轮消隙结构 ， 大大提高了数控回转工作台的回转定位精度， 床身使用整体四 ， ， 导轨结构 滑座的直线运动和工作台的回转运动均使用静压导轨结构 满足了数控回转工作台最大 承重 160 t 的实际需要。 关键词： 大型转筒零件 双导程蜗杆蜗轮 中图分类号： TG548 文献标识码： A 整体四导轨