数控回转工作台的结构设计
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。
数控回转工作台结构设计
数控回转工作台结构设计汪俊国;方正德【摘要】分析了数控回转工作台的总体结构及传动系统构成,介绍了传动链的消间隙处理手段,采用双导程蜗杆结构及消隙齿轮减小了传动过程中的反向间隙,采用电磁制动器实现工作过程中的准确定位及有效制动性能.【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2012(000)010【总页数】3页(P155-157)【关键词】数控回转工作台;消隙齿轮;双导程蜗杆【作者】汪俊国;方正德【作者单位】铜陵有色安庆月山矿业公司,安徽安庆246131;铜陵有色安庆月山矿业公司,安徽安庆246131【正文语种】中文【中图分类】TH391 引言机床制造业是一个国家工业之基石，它为新技术、新产品的开发和现代工业生产提供了重要的手段，是不可或缺的战略性产业。
尤其是代表机床制造业最高水准的五轴联动数控机床，在某种意义上它已经成为衡量一个国家的工业发展水平的重要方面。
数控回转工作台作为五轴联动的基础，它能够实现回转轴与摆动轴的两坐标定位，完成圆周进给和分度定位的功能。
数控回转工作台通过与数控机床的X、Y、Z 三轴协同工作可以对工件上等分和不等分连续孔、槽以及复杂曲面。
本公司现有的矿山机械设备因其恶劣的工作环境和大功率的重载工况，使得其机械零部件大多结构大而笨重，因此在加工零件上大量不等分孔时在工位调整及分度划线上耗费了大量的时间。
该数控回转工作台的设计能极大提高等分及不等分孔的定位加工效率。
本文介绍了数控回转工作台的总体结构。
2 总体方案设计该数控回转工作台主要作为数控钻床的分度回转附件，结构较为紧凑。
在结构设计上采用方箱体式结构以增强回转工作台的刚度和强度，其主要结构包括交流伺服电机、蜗轮箱、消隙齿轮传动、回转主轴、工作花盘、支撑导轨、工作台基座，其结构示意图如图1。
图1 机械结构简图1，4，6，10.轴承 2.主轴推力轴承 3.箱座 5.蜗轮箱 7.蜗轮轴 8.蜗杆 9.蜗轮 11.交流伺服电机 12.联轴器 13.齿轮14.齿圈 15.花盘 16.主轴 17.导轨 18.失电制动器数控回转工作台实现分度转位功能时，先由机床数控系统输出n 个脉冲至伺服电机11，伺服电机通过轴向可移动式联轴器与蜗杆轴相连，蜗杆8 带动蜗轮9 实现一级减速，在蜗轮轴7 的上端安装了周向弹簧消隙齿轮13，消隙齿轮带动花盘齿圈14 传动，从而使工作台主轴16 带动工作盘面进行回转，在交流伺服电机将进给脉冲输出完毕前t 秒（该时间需要在实际调试过程中确定），数控系统向伺服电机发出减速指令以减小停止回转时的惯性冲击力，当转台回转至所需工位时，伺服电机执行制动命令，通过交流伺服电机的零转速制动力矩实现工作台的回转制动，在伺服电机执行制动命令的同时，失电制动器18 立即断电产生制动扭矩，辅助伺服电机实现主轴的快速制动，以保证工件准确停止在所需工位。
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。
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。
数控回转工作台的回转运动驱动电机的选择计算
数控回转工作台的回转运动驱动电机的选择计算１．数控回转工作台的简介1.1回转工作台的概述回转工作台是数控刨台卧式铣镗床中不可缺少的重要部件之一，该部件主要用来承载被加工零件的。
并完成机床在X坐标方向作直线运动,和在B坐标上作360°回转运动。
其优点是：可以扩大机床的工艺范围，缩短加工中的辅助时间和提高零件的加工精度。
当零件装卡于工作台面上后，除可进行一般的镗孔、钻孔、铣削外，还可使零件作轴向移动和运转分度等工序。
数控回转工作台是由床身、滑座、工作台三个基本大件组成。
1.2数控回转工作台的主要技术规格：（1）回转工作台的台面尺寸1600×1800mm（2）回转工作台的总高度1110mm（3）回转工作台的载荷10000Kg（4）直线移动行程2000mm（5）回转工作台快速移动速度10000mm/min（6）回转工作台快速回转速度4r/min1.3数控回转工作台回转驱动的设计主要包括以下二个方面：（1）工作台回转驱动的传动系统设计；（2）工作台回转电机的选择；（3）传动零件的设计与校核。
这里重点论述驱动电机的选择。
2.工作台回转驱动电机的选择与计算2.1传动系统设计本文所讨论的大型回转工作台的工作面积为1600×1800mm。
数控回转工作台经过72：36齿形带轮，26：1蜗轮、蜗杆传动，136：17大齿圈和小齿轮的降速，使工作台快速回转速度达到1.5r/min。
2.2工作台回转电机的选择2.2.1工作台回转的传动比计算i=××=4162.2.2所需回转电机额定转速n=4×416=1664r/min2.2.3工作台回转的传动效率的计算η=η×η×η式中：η----轴承的传动效率，取0.98；η----齿轮的传动效率，取0.98；η----蜗轮、蜗杆的传动效率，需进一步计算。
η= （《机械设计》书11-21）式中：γ----普通圆柱蜗杆分度圆柱上的导程角；φ----当量摩擦角，φ=arctanf，其值可根据滑动速度v由《机械设计》书上表11-18或表11-19中选取。
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.
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，以求到达最正确的结构设计方案。
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. 平安性：工作台在运行时应具备稳定性和平安性，防止发生意外事故。
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本钱。
5. 灵巧性：工作台的结构设计应具备一定的灵巧性，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，但缺乏灵巧性，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，通过电机驱开工作台实现回转运动。
数控机床原理、结构与维修 第5章 回转工作台与自动换刀系统
5.1 分度工作台
图5-3 齿盘定位分度工作台 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
5.1 分度工作台
5.1.3 鼠牙盘分度工作台 鼠牙盘式分度工作台主要由工作台面、底座、分度液压缸及鼠牙 盘等零件组成，如图5⁃4所示。鼠牙盘是保证分度精度的关键零件，
图5-8 双蜗杆传动结构 1—轴向固定蜗杆 2—轴向调整蜗杆 3、5—调整垫 4—锁紧螺母
5.2 数控回转工作台
图5-9 数控回转工作台 1—电液脉冲马达 2、4—齿轮 3—偏心环 5—楔形拉紧销 6—压块 7—螺母 8—锁紧螺钉 9—蜗杆 10—蜗轮 11—调整套 12、13—夹紧瓦 14—夹紧液压缸 15—活塞 16—弹簧 17—钢球 18—光栅 19—撞块 20—感应块
5.3 刀架换刀装置
表5-1 自动换刀装置
类
型
回转刀架
特
点
适用范围
各种数控车床，车 削加工中心
转塔式
多为顺序换刀，换 刀时间短，结构简单 紧凑，可容纳的刀具 较少 顺序换刀，换刀时 间短，刀具主轴都集 中在转塔头上，结构 紧凑。但刚性较差， 刀具主轴数受限制
转塔头
数控钻、镗、铣床
5.3 刀架换刀装置
表5-1 自动换刀装置
刀库式
刀具与主轴之间直 接换刀
换刀运动集中，运 动部件少。但刀库容 量受限
用于各种类型的自 动换刀数控机床上， 尤其是对使用回转类 刀具的数控镗铣床类 的立式、卧式加工心。 要根据工艺范围和机 床特点，确定刀库容 量和自动换刀装置形 式
用机械手配合刀库 进行换刀
刀库只有选刀运动， 机械手进行换刀运动， 刀库容量大
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。
五轴数控机床回转工作台的设计
五轴数控机床回转工作台的设计随着科技的快速发展，五轴数控机床在现代化生产中发挥着越来越重要的作用。
回转工作台作为五轴数控机床的关键部分，具有高精度、高速度和高效率的特点。
本文将详细阐述五轴数控机床回转工作台的设计方案，以期为相关领域的研究和实践提供有益的参考。
五轴数控机床回转工作台的设计主要围绕实现工件的旋转、倾斜和移动三个基本运动展开。
通过对工作台的精确控制，能够实现复杂空间曲面的高效加工，提高加工质量和生产效率。
在设计过程中，应充分考虑工作台的承载能力、刚度、精度和稳定性等因素，以确保机床的整体性能和使用寿命。
在五轴数控机床回转工作台的设计过程中，需要结合实际生产需求，合理选择技术参数。
以下是一些主要技术参数的详细说明：工作台尺寸：根据实际需要，选择合适的工作台尺寸，考虑到加工工件的大小和重量，以及机床的整体布局。
回转速度：回转工作台需要具备较高的回转速度，以适应不同的加工需求。
同时，应考虑工作台的加速度和减速度，以实现平稳的运动。
精度：五轴数控机床回转工作台的精度是影响加工质量的关键因素。
在设计过程中，应采取有效措施提高工作台的定位精度和重复定位精度。
载重：考虑到加工工件的大小和重量，需要选择能够承受适当载重的回转工作台。
载重能力不仅要满足单次加工的需求，还要考虑到长期使用过程中的负载变化。
运动轴数：五轴数控机床回转工作台具有五个运动轴，可以实现工件的旋转、倾斜和移动。
通过对各轴的精确控制，能够实现复杂空间曲面的加工。
驱动方式：回转工作台的驱动方式可采用电主轴驱动或齿轮传动。
电主轴驱动具有结构简单、维护方便的优点，但噪音和振动可能较大；齿轮传动具有更高的刚度和承载能力，适用于重型切削。
冷却系统：为了降低切削温度和防止工件热变形，回转工作台应配备有效的冷却系统，对切削区域进行充分冷却。
五轴数控机床回转工作台的设计流程主要包括以下几个环节：设计理念与构思：结合实际生产需求，明确回转工作台的功能和特点，形成独特的设计理念和构思。
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”。
(X)方台面数控回转工作台设计方案
封面作者：PanHon gliang仅供个人学习专业课课程设计设计说明书设计题目：数控X-Y工作台设计学生:学号：班级：指导教师：(200X200) 方台面数控回转工作台设计目录序言 (3)摘要 (4)设计目地 (4)设计要求 (4)总体方案设计 (5)机械系统设计计算 (6)1、确定脉冲当量 (6)2、确定传动比 (6)3、滚珠丝杠螺母副地选型和校核 (7)4、步进电动机地选型和计算 (11)5、导轨地选型和计算 (13)&启动矩频特性校核 (14)控制系统设计 (18)第一节控制系统硬件地基本组成 (18)第二节步进电机控制电路 (18)步进电机控制程序设计 (20)其它电路辅助设计 (24)设计总结 (24)参考文献 (25)序言据资料介绍, 我国拥有400 多万台机床, 绝大部分都是多年累积生产地普通机床. 这些机床自动化程度不高, 加工精度低,要想在短时期内用自动化程度高地设备大量更新,替代现有地机床, 无论从资金还是从我国机床制造厂地生产能力都是不可行地. 但尽快将我国现有地部分普通机床实现自动化和精密化改造又势在必行. 为此, 如何改造就成了我国现有设备技术改造迫切要求解决地重要课题.亲, 由于某些原因, 没有上传完整地毕业设计（完整地应包括毕业设计说明书、相关图纸CAD/PROE中英文文献及翻译等），此文档也稍微删除了一部分内容（目录及某些关键内容）如需要地朋友, 请联系我地叩扣:2215891151, 数万篇现成设计及另有地高端团队绝对可满足您地需要在过去地几十年里，金属切削机床地基本动作原理变化不大，但社会生产力特别是微电子技术、计算机技术地应用发展很快. 反映到机床控制系统上，它既能提高机床地自动化程度又能提高加工地精度，现已有一些企业在这方面做了有益地尝试. 实践证明，改造后地机床既满足了技术进步和较高生产率地要求，又由于产品精度提高，型面加工范围增多也使改造后地设备适应能力加大了许多. 这更加突出了在旧机床上进行数控技术改造地必要性和迫切性.由于新型机床价格昂贵，一次性投资巨大，如果把旧机床设备全部以新型机床替换，国家要花费大量地资金，而替换下地机床又会闲置起来造成浪费，若采用改造技术加以现代化，则可以节省50%以上地资金.从我国地具体情况来讲，一套经济型数控装置地价格仅为全功能数控装置地1/3到1/5，一般用户都承担得起. 这为资金紧张地中小型企业地技术发展开创了新路，也对实力雄厚地大型企业产生了极大地经济吸引力，起到了事半功倍地积极作用.据国内资料统计订购新地数控机床地交货周期一般较长，往往不能满足生产需要. 因此机床地数控改造就成为满足市场需求地主要补充手段.在机械工业生产中，多品种、中小批量甚至单件生产是现代机械制造地基本特征，占有相当大地比重. 要完成这些生产任务，不外乎选择通用机床、专用机床或数控机床，其中数控机床是最能适应这种生产需要地.从上述分析中不难看出数控技术用于机床改造是建立在微电子现代技术与传统技术相结合地基础之上.通过理论上地推导和实践使用地证明，把微机数控系统引入机床地改造有以下几方面地优点：1）可靠性高；"柔性强；#易于实现机电一体化；2）经济性可观.为此在旧地机床上进行数控改造可以提高机床地使用性能，降低生产成本，用较少地资金投入而得到较高地机床性能和较大地经济效益.摘要本课程设计是对铣床进行改造，目地在于培养对机电一体化产品地设计能力，重点是对所学知识地巩固和加强，为毕业设计及将来地工作打下坚实地基础.本课程设计由序言、设计要求、总体方案、进给系统设计、控制系统设计, 以及相应元件地选择与确定和主程序框图、数控化电路原理组成. 由于本人经验不足, 以及对知识掌握程度地限制,设计过程还存在某方面地错漏, 敬请老师提出宝贵意见.设计目地数控机床课程设计是机电一体化专业教案中地一个重要地实践环节, 学生学完技术基础课和专业课, 特别是“数控技术及应用”课程后应用地, 它是培养学生理论联系实际、解决实际问题能力地重要步骤. 本课程设计是以机电一体化地典型课题--- 数控系统设计方案地拟定为主线, 通过对数控系统设计总体方案地拟定、进给伺服系统机械部分设计, 计算以及控制系统硬件电路地设计, 使学生能够综合应用所学过地机械、电子和微机方面地知识, 进行一次机电结合地全方面训练, 从而培养学生具有初步设计计算地能力以及分析和处理生产过程中所遇到地问题地能力.设计要求课程设计是机床数控系统课程地十分重要实践环节之一. 通过课程设计可以初步树立正确地设计思想, 了解有关地工业政策, 学会运用手册、标准、规范等资料；培养学生分析问题解决问题地实际能力,并在教师地指导下, 系统地运用课程和选修课程地知识, 独立完成规定地设计任务.课程设计地内容是改造设备, 实现以下几部分内容地设计训练.如精密执行机构（或装置）地设计、计算机I/O 接口设计和驱动电路以及数控化电气原理设计等.说明书地内容应包括：课程设计题目总体方案地确定、系统框图地分析、电气执行元件地选用说明、机械传动设计计算以及机械和电气及其他部分（如环形分配器等）地说明.该课程设计地内容及方法, 可以归纳如下：1.采用微型计算机（包括单片机）进行数据处理、采集和控制. 主要考虑计算机地选择或单片机构成电路地选用、接口电路、软件编制等.2.选用驱动控制电路, 对执行机构进行控制. 主要考虑计算机地选择或单片机构成电路地选用,考虑电机选择及驱动力矩地计算, 控制电机电路地设计.3.精密执行机构地设计. 主要是考虑数控机床工作台传动装置地设计问题：要弄清机构或机械执行元件地主要功能（传动运动、动力、位置装置、微调、精密定位或高速运转等）, 进行力矩、负载功率、惯性（转动惯量）、加（减）速控制和误差计算.4.学会使用手册及图表资料.总体方案设计一般来讲, 普通铣床地数控改造主要有两部分, 一是设计一套简易微机数控X-Y 工作台, 固定在铣床地工作台上. 二是将控制铣刀上、下运动地手柄拆去, 改用微机控制步进电机通过一级减速装置使铳头上下运动•本设计只对X-Y工作台进行设计.取铳床步进电机地脉冲当量可选为0.01mm/脉冲,步进电机地步距角0.9° .1．系统运动方式地确定数控系统按运动方式可分为点位控制系统, 点位直线系统, 连续控制系统. 如果工件相对于刀具移动过程中不进行切削, 可选用点位控制方式. 数控铣床在工作台移动过程中铣头并不进行铣孔加工, 因此数控装置可采用点位控制方式. 对点位系统地要求是快速定位, 保证定位精度.2．伺服系统地选择伺服系统实现位置伺服控制有开环、闭环、半闭环3种控制方式. 开环控制地伺服系统存在着控制精度不能达到较高水平地基本问题, 但是步进电机具有角位移与输入脉冲地严格对应关系, 使步距误差不会积累；转速和输入脉冲频率严格地对应关系, 而且在负载能力范围内不受电流、电压、负载大小、环境条件地波动而变化地特点. 并且步进电机控制地开环系统由于不存在位置检测与反馈控制地问题, 结构比较简单, 易于控制系统地实现与调试. 并且随着电子技术和计算机控制技术地发展, 在改善步进电机控制性能方面也取得了可喜地发展.因此,在一定范围内,这种采用步进电机作为驱动执行元件地开环伺服系统可以满足加工要求, 适宜于在精度要求不很高地一般数控系统中应用. 虽然闭环、半闭环控制为实现高精度地位置伺服控制提供了可能, 然而由于在具体地系统中, 增加了位置检测、反馈比较及伺服放大等环节, 除了在安装调试增加工作量和复杂性外, 从控制理论地角度看, 要实现闭环系统地良好稳态和动态性能, 其难度也将大为提高. 为此, 考虑到在普通立式铣床上进行改造, 精度要求不是很高, 为了简化结构, 降低成本, 本设计采用步进电机开环伺服系统.3．执行机构传动方式地确定为确保数控系统地传动精度和工作平稳性, 在设计机构传动装配时, 通常提出低摩擦、低惯量、高刚度、无间隙、高谐振以及有适宜阻尼比地要求. 故在设计中应考虑以下几点：1 ）尽量采用低摩擦地传动和导向元件. 如采用滚珠丝杠螺母传动副、滚动导轨等.2）尽量消除传动间隙. 如步进电机上地传动齿轮采用偏心轴套式消隙结构.3）缩短传动链. 缩短传动链可以提高系统地传动刚度, 减小传动链误差. 可采用预紧以提高系统地传动刚度. 如应用预加负载地滚动导轨和滚珠丝杠传动副, 丝杠支承设计成两端轴向固定, 并加预拉伸地结构等提高传动刚度. X-Y 工作台传动采用滚珠丝杠螺母传动副和滚动导轨.4．计算机系统地选择计算机数控系统一般由微机部分、I/O接口电路、光电隔离电路、伺服电机驱动电路、检测电路等几部分所组成.在简易数控系统中,大多采用8位微处理器地微型计算机.如何采用Z80CPU或MCS-51单片机组成地微机应用系统.Z80CPU 有芯片价廉, 通用性强, 维修方便等特点. MCS-51 单片机具有集成度高、可靠性好、功能强、速度快和很高地性能价格比等特点. 通过比较, 对于简易数控机床推荐采用MCS-51 系列单片机作为主控制器.5．实施保留原机床主传动链, 保留铣床工作台和控制工作台移动手柄, 在原工作台上安装一套微机数控地X-Y工作台.由于X-Y工作台地运动部件重量和切削力不大，因此选用有预加载荷地滚珠导轨. 采用滚动导轨可减小两个相对运动面地动、静摩擦系数之差, 从而提高运动平稳性,减小振动.考虑到电机步距角和丝杠导程只能按标准选取，为达到分辨率0.01mm要求，需采用齿轮降速传动.综上所述, 本文改造地总体方案确定为：采用MCS-51 单片机对数据进行计算处理, 由I/O接口输出步进脉冲步进电机经一级齿轮减速后，带动丝杠转动，从而实现工件地纵向、横向运动，同时为了防止意外事故，保护微机及其它设备，还设置报警，急停电路等，机械系统设计设计参数系统分辩率为0.01mm，其它设计参数见下表：要求：设计一台数控回转工作台并开发其控制、驱动系统，工作台面200X200mm，分辨率为=5分/step，承受最大轴向载荷Tmax=800Nm.机械系统设计计算1.脉冲当量地确定根据机床精度要求确定脉冲当量，考虑到机械传动系统地误差存在.脉冲当量值必须小于定位精度值.本次设计确定脉冲当量为0.01mm/步.二.铣削力分析与计算铣削运动地特征是主运动为铣刀绕自身轴线高速回转，进给运动为工作台带动工件在垂直于铣刀轴线方向缓慢进给（键槽铣刀可沿轴线进给）.铣刀地类型很多，但以圆柱铣刀和端铣刀为基本形式，此选用圆柱铣刀，铣刀材料选择高速钢.根据工件材料为碳钢可确定铣削力地计算公式：0.86 0.72 - -0.86F z=9.81C FZ• a e • a f • d o • a p • Z式中各参数如下：C FZ----- 铣削力系数,C FZ=68.2 （表2-3）a e ------------- 最大铣削宽度，本设计为8mma p ------------- 背吃刀量，本设计为3mmZ ---- 铣刀齿数,齿数取3d0 ------------- 圆柱铣刀直径，查得d0=20mm技术指导）a f ------------- 每齿进给量（mm/齿），即铣刀每转一个齿间角时，工件与铣刀地相对移动量查得a f=0.10mm/齿（技术指导）故：F Z=9.81 X 68.2 X 80.86 X 0.100.72 X 20-0.86 X 3X 3=547 N2.齿轮传动比计算进给齿轮箱传动比计算已确定进给脉冲当量=0.01mm滚珠丝杠导程L=4mm初选步进电机步距角0.9.可计算出传动比i:i==0. 9X4/360 X 0.01=1因传动比为1,这时可以使步进电机直接与丝杆联接，有利于简化结构，提高精度.3.滚珠丝杆螺母副地计算和选型1）计算进给牵引力（N）滚珠丝杠上地工作载荷F m（N）是指滚珠丝杠副在驱动工作台时滚珠丝杠所承受地轴向力, 也叫做进给牵引力. 直线滚动导轨地计算公式：F m=KF L＋f ,（F v＋F c＋G）式中K ----- 考虑颠覆力矩影响地实验系数,矩形导轨K=1.1------ 滚动导轨摩擦系数：0.0025〜0.005 ;这里取0.005G ---- 移动部件地重力（N）: G=600NF L----- 工作台纵向进给方向载荷Fc --- 工作台横向进给方向载荷Fv -- 工作台垂直进给方向载荷由表2-4 查得,F L/F Z=0.90,F L=0.9F Z=493 N F c /F Z=0.80,F c =0.8F Z=438NF v /F z=0.40,F v =0.4F z=219 N故:R=1.1 X 493+ 0.005 X（ 438+ 219+ 600） =548N （2）计算最大动负载C 滚珠丝杠最大动载荷可用下式计算C=f m FL=n=v=a f zn式中：L—工作寿命、以106转为单位.fm —运转系数,按一般运转取fm =1.2〜1.5。
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 。
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数控回转工作台是数控机床中最重要的组成部分之一，主要用于完成工件的旋转和定位。
因此，其结构设计具有极为重要的意义。
本文将从数控回转工作台的结构类型、结构参数以及选材等方面进行探讨，旨在为数控回转工作台的设计提供一定的思路和参考。
一、结构类型数控回转工作台的结构类型千差万别，但基本上可以分为以下几类：1. 固定式回转工作台：这种工作台主要用于第一类机床，其主轴和回转工作台之间的相对位置是固定的，通过工件的转动实现加工操作；2. 第四轴回转工作台：该工作台主要应用于五轴数控加工中，由电机驱动，与机床主轴配合使用，可以进行倾斜切割、多角度加工等；3. 台式回转工作台：该工作台主要应用于车削中，通过工件和回转工作台之间的相对转动，实现车轮、偏心轴等的精密切削。
二、结构参数除了上述的结构类型之外，数控回转工作台的结构参数也是设计中需要考虑的重点。
针对不同的工件或加工需求，可根据以下三个方面进行设计：1. 支撑力：工作台的支撑力是其设计中的重要参数，直接关系到工作台的稳定性和工件的加工质量。
设计时要考虑工件的尺寸、重量以及所要加工的材料等因素，选择合适的支撑力数值以保证加工质量。
2. 旋转角度：工作台的旋转角度直接影响到前后工件的加工。
因此，选择合适的旋转角度以便方便进行其它方向的加工也是需要考虑的问题。
3. 精度：由于数控回转工作台主要用于精密加工，因而在设计时还需考虑其精度。
在实际操作中，其转动精度受工作台自身结构和驱动方式的影响。
因此，在设计时应匹配合适的驱动方式，如伺服马达、交流伺服电机等，通过加强工作台的刚性和定位精度，提高其精度。
三、选材在数控回转工作台的设计中，选材也是一个关键因素。
需要考虑以下两个方面：1. 材质硬度：主要受到工作台应用于加工的材质和工件材质的影响，其硬度应与工件材质匹配，以保证加工的质量和稳定性。
2. 寿命：当工作台经常应用于大工件的旋转时，容易造成轴承和零件的磨损，从而影响使用寿命。
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。
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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)说明：目录在整体修改后再添加！！！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。
而高职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技能，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。
第一章引言1.1数控机床简介数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。
该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作数控折弯机并加工零件。
数控机床一般由下列几个部分组成：●主机，他是数控机床的主题，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。
他是用于完成各种切削加工的机械部件。
数控机床●数控装置，是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT 显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。
●驱动装置，他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。
他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。
当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。
●辅助装置，指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。
它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。
●编程及其他附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。
自从1952年美国麻省理工学院研制出世界上第一台数控机床以来，数控机床在制造工业，特别是在汽车、航空航天、以及军事工业中被广泛地应用，数控技术无论在硬件和软件方面，都有飞速发展。
主机，是数控机床的主体，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。
他是用于完成各种切削加工的机械部件。
数控装置是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。
驱动装置是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。
他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。
当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。
辅助装置指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。
它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。
编程及其他附属设备：可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。
1.2数控机床的特点数控机床具有高速、高效、高精度、高可靠性等优点，并且机床结构趋于模块化、数控功能专门化。
开放式数控系统的出现，使数控技术的应用更加迅速地发展。
由于螺旋锥齿轮加工原理上的复杂性，使其机床结构设计和加工参数调整特别困难，实现螺旋锥齿轮加工数控化，是螺旋锥齿轮制造技术的发展重点。
数控技术的应用将极大简化机床结构和加工调整，目前仍只有少数国家拥有该方面技术，国内在这方面研究仍处于探索阶段，因此开展螺旋锥齿轮数控加工研究具有重要理论意义和实际意义。
本课题的工作是对一台普通立式铣床进行数控改造，使之成为能够进行螺旋锥齿轮数控加工方法研究的原型机。
进行了机床测绘、三维建模以及结构改造设计，设计了一台新型数控回转工作台，并建立以多轴控制卡为中心的一套开放式数控系统和软件控制平台。
第二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。
2.1 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。
图8-24为自动换刀数控镗床的回转工作台。
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1一蜗杆 2一蜗轮 3、4一夹紧瓦 5一小液压缸 6一活塞 7一弹簧8一钢球 9一支座 10一光栅 11、12一轴承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宋调整间隙。