工作台和滚珠丝杠的计算

组成及工作原理
?工作台松开 ?工作台回转 ?工作台夹紧
数控信号 步进电机
（脉冲数量） 转动角度
传动机构
转动角度
工作台
传动机构的精度很重要
开环式回转工作台
1—偏心环 2、6—齿轮 3—电动机 4—蜗杆 5—垫圈 7—调整环 8、10—微动开关 9、11—挡块 12、13—轴承 14—液压缸 15—蜗轮 16—柱塞 17—钢球 18、19—夹紧瓦
工作台分类
? 根据台面的不同分为：榉木工作台、钢板合 成工作台、防静电工作台、高分子工作台；
? 根据承重的不同分为：轻型工作台、中型工 作台、承重型工作台；
? 根据功能的不同分为：多功能工作台、工作 台、带吊柜工作台等等。
榉木面钳工作台
不锈钢工作台
防静电电子工作台
轻型工作台
综合工作台
工作台
常用工作台形式
导轨上移动部件重量估算：包括进给工作 台夹具、上电动机、上导轨滑块、导轨座 上层丝杠，由设计参数，可估计重量为 4000N。
滑块承受的最大载荷为Fmax＝4000N/4＝ 1000N查表选用HJG-DA滚动直线系列 DA30A，其额定功载荷为25.7kN，选用导 轨长度700mm。（如下表）
（1）导轨额定寿命计算
20—弹簧 21—底座 22—圆锥滚子轴承 23—调整套 24—支座
闭环数控回转工作台
数控信号 步进电机
（脉冲数量） 转动角度
传动机构
转动角度
工作台
数控 装置
数控信号 伺服电机
（脉冲数量）
转动角度
传动机构
转动角度
位置信号
工作台
速度信号
闭环式数控回转工作台
交换工作台
两个工作台功能完全一样，工作中可轮流使用 减少辅助时间，提高机床的使用率。
上述选取的 HJG-DA滚动直线系列 DA30A导轨副的 滚道硬度为 60HRC，工作温度不超过
100°C每根导轨上配有上配有两个滑块，精度为 4 级，工作速度较低，载荷不大。查表得
fh＝1.0 ; 温度系数ft＝1.00 ; fc=0.81,fa＝0.9， fw=1.5，
得距离寿命：
L=[fh*ft*fc*fa*Ca/(fw*PC)]3*50=7*106
带动工作台运动 ,其总体框图如下 :
工作台草图
一 导轨副的选用
导轨是数控机床的重要部件之一，它在很大 程度上决定数控机床的刚度，精度与精度保 持性。目前的数控机床采用导轨形式的主要 有：滑动导轨，滚动导轨，静压导轨三类。
要设计的X-Y工作台X/Y/Z向切削负载为 2000/2000/1500，需要承受的载荷不是很 大，脉冲当量为0.01 mm、定位精度高，因 此，决定选用直线滚动导轨副，它具有摩 擦系数小、不易爬行、传动效率高、结构 紧凑、安装预紧方便等优点。
设计主要技术要求如下 ： 台面尺寸 长×宽＝400mm ×250mm；工作台行程为： X=300mm，Y=150mm ；脉冲当量： X 、Y都是0.01 mm；X /Y最高工作进给速度为 300 mm /min ；X /Y最 高空载进给速度为 700 mm /min ；X/Y/Z向切削负载为： 2000/2000/1000N （力不用计算）；工件最大重量 （包括夹头）为： 150KG；工作寿命为每天 8小时， 连续工作 5年，250天/年。进给机械系统均采用滚动 （珠）丝杠副和滚动（珠）导轨副；所设计的工作台 应结构合理、设计参数与上述要求符合；设计装配图 应表达正确，完整，技术标注规范、全面；
数控回转工作台
数控回转工作台
数控风度头
数控分度头
项目六
工作台的选型及计算步骤
工作台的设计步骤：
导轨副的选择 丝杠螺母副的选用 滚珠丝杠螺母副的选型 确定齿轮传动比 步进电机的选用
例题：
设计一个数控 X-Y工作台。该工作台可用于铣床上坐 标孔的加工和腊摸、塑料、铝合金零件的二维曲线加 工，重复定位精度为± 0.01mm，定位精度为 0.02mm。
L 额定寿命
fa精度系数
PC 计算载荷
百度文库
fw载荷系数
ft 温度系数
fh硬度系数
fc接触系数
大于所期望的寿命距离，故满足要求。
（2）滚动导轨预紧方式的确定：
滚动导轨经过预紧，可以显著的提高其刚度， 通常经过预紧的导轮的刚度可以比没有预紧 的高三倍左右，因此，对于颠覆力炬较大， 或要求接触刚度或移动精度叫高的导轨均匀 进行预紧。但预紧力应适当，预紧力过大会 使牵引力显著增加。 常用的预紧方法有两种：采用过盈配合或采 用调整元件，此处采用过盈配合。
分度工作台
插销式 齿盘式
根据数控指今实现分度运动
回转工作台
开环控制式 闭环控制式
实现绕X、Y、Z轴作圆周进给运动 实现分度运动
交换工作台
实现零件交换
插销式分度工作台
组成及工作原理：
?松开工作台 ?工作台上升 ?回转分度 ?下降及定位 ?工作台夹紧
特点及应用：
结构简单，制造容易，可分度的角度少，精度低，用于 精度要求不高的场合
组成及工作原理：
?工作台上升 ?回转分度 ?工作台定位与夹紧
特点及应用：
可分度的角度多，定位精度高具有良好的反向自锁性， 应用广泛。
齿盘式分度工作台
1—螺旋弹簧 2、10、11—轴承 3—蜗杆 4—蜗轮 5、6—减速齿轮 7—管道 8—活塞 9—分度工作台 12—液压缸 13、 14—分度齿盘
开环数控回转工作台
工作台的组成零件
工作台的简介
工作台采用优质冷扎板精工制作而成，坚固 的工作桌框架，牢固平稳，可使工作桌承重 1000kg; 多种工作桌面选择，可配合不工使用 的要求；工具吊柜（箱） ,侧柜（箱）,外形美 观；层板，抽屉质量上乘，承重大，抽屉内 可根据需要任意分隔；节约空间，适用性强。
适用范围
工作台适合于模具、钳工、检测、维修、组装等各 种不同应用场合，具有良好的耐腐蚀性，耐脏性， 抗冲击性和承重能力强。
定位销式分度工作台的结构
l—分度工作台 2—锥套 3—螺钉 4—支座 5—消隙液压缸 6—定位孔衬套 7—定位销
8—锁紧液压缸 9—大齿轮 10—长方形工作台 11—活塞 12—弹簧 13—油槽 14、19、20—轴承 15—螺栓 16—活塞 17—中央液压缸 18—油管 21—底座
22—挡块
齿盘式分度工作台
二 丝杠螺母副的选用
伺服电动机的旋转运动需要通过螺母副 转换成直线运动，要满足0. 01mm的脉 冲当量和0.05的定位精度，选用滚珠丝 杠副。滚珠丝杠副的传功精度高、动态 响应快、运转平稳、寿命长、效率 高．预紧后可消除反向间隙。