工作台设计
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西安交通大学 先进制造技术研究所
二、设计流程
根据加工形式选型 确定工作台的参数
支撑结构
传动形式（消隙机构） 润滑密封装置
西安交通大学 先进制造技术研究所
2.2工作台参数
技术参数： 承载、尺寸、行程、 转速、定位精度、移 动速度
面积 承重 行程 转数 移动速度 定位精度 B(4×90°) 重复定位精度 B(4×90°) 外形尺寸 重量
灰铸铁材料易于铸造，且切削加工性好， 制造成本低 ，并具有良好的耐磨性和减 震性，是传动的机床结构材料
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2.4支撑百度文库构
• 台面结构 要求：布局合理 高刚度
西安交通大学 先进制造技术研究所
2.4支撑结构
台面结构设计
此基种于工 圆作 形台 工采 作用台厚设壁计及，环其形台和 面辐 上射 的形T型的槽加也强采筋用组合的 高等刚角性 度结 放构 射设 式计布，置工，作放台射回T型转槽运布动置导与轨工与作滑台座内对 应部有布四 筋圈 的圆 布环 置导设轨计面上，也支采承用面 对积 应大 的， 方支 式承 ，刚 保度 证高 在。 工作台上进行工件装夹时具备较好抗拉强度和高刚性。
mm kg
mm r/min mm/min
mm "
mm "
mm kg
HTK160x180 1600×1800
10000 2000(选项1000,3000,4000)
1 1-6000
0.026 18(4) 0.015 10(4) 5000×2300×1110 13000
西安交通大学 先进制造技术研究所
二、设计流程
• 反靠定位：用两个定位块，一个固定不动， 另一个由弹簧和不动定位块的作用上下移动。 缺点：移动导向杆和导向套仍有磨损。
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2.3分度定位机构
• 齿盘定位：定位精度高、刚性好、机构简单、改变分度工位时
调整方便。在花盘底面和底座顶面上都装有齿盘，由齿盘的啮合使工 作台定位。工作台转位时，须将花盘抬起，使两个齿盘脱开。 • 采用齿盘定位的回转工作台， 由于靠圆周排列的多齿啮合 定位，所以无论是受径向力、 轴向力或切向力，它的定位刚性 都很好。
数控回转工作台：除了分度和转位的功能之外，还能实现数控圆周进给
运动。 常用有转动角度的测量元件(圆光栅或圆感应同步器)，由伺服电机控制使转台 定位精度更高。
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2.3分度定位机构
• 插销定位：基本定位机构是定位销和定位套。操纵定位销的插入和 拔出，有的是用杠杆或凸轮并与分度回转、夹紧等动作一起实现机 械强制控制，有的则是用单独的油缸控制。
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2.3分度定位机构
• 钢球定位：除了用一圈相互挤紧的钢球代替了端面齿盘外，其分
度传动的工作原理、分度延续时间、可调性及自动化程度等，均与 前面介绍的齿盘定位分度相似； 分度精度高于齿盘。
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二、设计流程
根据加工形式选型 确定工作台的参数
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2.5传动方式 两种伺服进给机构
滚珠丝杠螺母副传动
滚珠丝杠螺母副是直线运动与回转运动相互转换的新型传动装置,一般应用于 机械加工的高速加工中心和经济型高速数控机床, 它具有以下特点:①传动效 率高,摩擦损失小;②给予适当的预紧,可消除丝杠和螺母螺纹间隙;③运动平稳， 无爬行现象,传动精度高;④有可逆性;⑤磨损小,使用寿命长。
支撑机构
传动形式（消隙机构） 润滑密封装置
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2.3分度定位机构
分度工作台：分度工作台的功用只是将工件转位换面，和自动换刀装置配
合使用，实现工件一次安装能完成几个面的多种工序，提高工作效率. 分度工作台的分度精度要求较高（普通级± 10 ″精密级± 5 ″ 高精密级±3″ ） 常用的定位元件有插销定位、反靠定位、齿盘定位和钢球定位等几种。齿盘可 承受很大的外载，定位刚度高，精度保持性好。
工作台的设计
一、工作台的概述和功能 二、工作台的设计流程 三、工作台设计举例
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一、工作台的概述和功能
工作台：支撑工件通过传动机构完成相应的回转、 直线曲线、角度分度等运动，并配有夹紧装置。
功能：支撑工件 传递运动 定位基准 功能要求： ➢ 尺寸容量 形体尺寸应能容纳加工零件的
根据加工形式选型 确定工作台的参数
支撑结构
传动形式（消隙机构） 润滑密封装置
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2.4支撑结构
台面材料：以大型和重型化为目标的机床，材料的力学性 能起着决定性的作用；以超速、超精加工为目标的现代化 数控机床，其结构材料还要求具备高的减震性、热稳定性 和抗腐性等综合的性能。
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2.4支撑结构
滚动支撑（辅助支撑）
在静、动导轨面之间放置滚动体如滚珠、滚柱、滚针或滚动导轨块，组成滚 动导轨 。
优点：摩擦因数小 磨损小 具有较高的重复 定位精度 润滑系统简单 缺点：抗振性差 结构复杂 成本较高
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二、设计流程
根据加工形式选型 确定工作台的参数
西安交通大学 先进制造技术研究所
2.4支撑结构
静压支撑（辅助支撑）
工作原理与静压轴承相同。将具有一定压力的润滑油，经节流器 输入到导轨面上的油腔，即可形成承载油膜，使导轨面之间处于 纯液体摩擦状态。 优点：导轨运动速度和载荷的变化对 油膜厚度的影响很小；液体摩擦，摩擦 系数仅为0.005左右，油膜抗振性好。
支撑机构
传动形式（消隙机构） 润滑密封装置
西安交通大学 先进制造技术研究所
2.5传动方式 两种伺服进给机构
静压蜗杆蜗母条副传动
静压蜗杆蜗母条副传动能满足加工中心进给元件没有间隙、磨损小、刚度高、 阻尼性好、传动效率高的要求,它是丝杠螺母机构的一种特殊形式,适用于龙 门镗铣床、数控落地铣镗床。
其优点表现在摩擦阻力小、使用寿命长、 抗振性能好, 且有足够的轴向刚度, 蜗母条能无限接长。
最大轮廓尺寸 ➢ 性能要求 静刚度要高 动刚度要好
温度分布均匀 受力合理 耐磨性好
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二、设计流程
不同加工形式工作台分类 根据零件选参数 支撑机构
传动形式（消隙机构） 润滑密封装置
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2.1工作台的形式
根据机床的不同，工作台有三种外型
方形工作台:工作面上可加工V形，T形 U型槽和圆孔， 转台 ：适用长于孔磨等床.一立般式适车用床于专镗用床机钻床床等 铣床 移动转台 ： 适用于镗铣加工中心等
二、设计流程
根据加工形式选型 确定工作台的参数
支撑结构
传动形式（消隙机构） 润滑密封装置
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2.2工作台参数
技术参数： 承载、尺寸、行程、 转速、定位精度、移 动速度
面积 承重 行程 转数 移动速度 定位精度 B(4×90°) 重复定位精度 B(4×90°) 外形尺寸 重量
灰铸铁材料易于铸造，且切削加工性好， 制造成本低 ，并具有良好的耐磨性和减 震性，是传动的机床结构材料
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2.4支撑百度文库构
• 台面结构 要求：布局合理 高刚度
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2.4支撑结构
台面结构设计
此基种于工 圆作 形台 工采 作用台厚设壁计及，环其形台和 面辐 上射 的形T型的槽加也强采筋用组合的 高等刚角性 度结 放构 射设 式计布，置工，作放台射回T型转槽运布动置导与轨工与作滑台座内对 应部有布四 筋圈 的圆 布环 置导设轨计面上，也支采承用面 对积 应大 的， 方支 式承 ，刚 保度 证高 在。 工作台上进行工件装夹时具备较好抗拉强度和高刚性。
mm kg
mm r/min mm/min
mm "
mm "
mm kg
HTK160x180 1600×1800
10000 2000(选项1000,3000,4000)
1 1-6000
0.026 18(4) 0.015 10(4) 5000×2300×1110 13000
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二、设计流程
• 反靠定位：用两个定位块，一个固定不动， 另一个由弹簧和不动定位块的作用上下移动。 缺点：移动导向杆和导向套仍有磨损。
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2.3分度定位机构
• 齿盘定位：定位精度高、刚性好、机构简单、改变分度工位时
调整方便。在花盘底面和底座顶面上都装有齿盘，由齿盘的啮合使工 作台定位。工作台转位时，须将花盘抬起，使两个齿盘脱开。 • 采用齿盘定位的回转工作台， 由于靠圆周排列的多齿啮合 定位，所以无论是受径向力、 轴向力或切向力，它的定位刚性 都很好。
数控回转工作台：除了分度和转位的功能之外，还能实现数控圆周进给
运动。 常用有转动角度的测量元件(圆光栅或圆感应同步器)，由伺服电机控制使转台 定位精度更高。
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2.3分度定位机构
• 插销定位：基本定位机构是定位销和定位套。操纵定位销的插入和 拔出，有的是用杠杆或凸轮并与分度回转、夹紧等动作一起实现机 械强制控制，有的则是用单独的油缸控制。
西安交通大学 先进制造技术研究所
2.3分度定位机构
• 钢球定位：除了用一圈相互挤紧的钢球代替了端面齿盘外，其分
度传动的工作原理、分度延续时间、可调性及自动化程度等，均与 前面介绍的齿盘定位分度相似； 分度精度高于齿盘。
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二、设计流程
根据加工形式选型 确定工作台的参数
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2.5传动方式 两种伺服进给机构
滚珠丝杠螺母副传动
滚珠丝杠螺母副是直线运动与回转运动相互转换的新型传动装置,一般应用于 机械加工的高速加工中心和经济型高速数控机床, 它具有以下特点:①传动效 率高,摩擦损失小;②给予适当的预紧,可消除丝杠和螺母螺纹间隙;③运动平稳， 无爬行现象,传动精度高;④有可逆性;⑤磨损小,使用寿命长。
支撑机构
传动形式（消隙机构） 润滑密封装置
西安交通大学 先进制造技术研究所
2.3分度定位机构
分度工作台：分度工作台的功用只是将工件转位换面，和自动换刀装置配
合使用，实现工件一次安装能完成几个面的多种工序，提高工作效率. 分度工作台的分度精度要求较高（普通级± 10 ″精密级± 5 ″ 高精密级±3″ ） 常用的定位元件有插销定位、反靠定位、齿盘定位和钢球定位等几种。齿盘可 承受很大的外载，定位刚度高，精度保持性好。
工作台的设计
一、工作台的概述和功能 二、工作台的设计流程 三、工作台设计举例
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一、工作台的概述和功能
工作台：支撑工件通过传动机构完成相应的回转、 直线曲线、角度分度等运动，并配有夹紧装置。
功能：支撑工件 传递运动 定位基准 功能要求： ➢ 尺寸容量 形体尺寸应能容纳加工零件的
根据加工形式选型 确定工作台的参数
支撑结构
传动形式（消隙机构） 润滑密封装置
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2.4支撑结构
台面材料：以大型和重型化为目标的机床，材料的力学性 能起着决定性的作用；以超速、超精加工为目标的现代化 数控机床，其结构材料还要求具备高的减震性、热稳定性 和抗腐性等综合的性能。
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2.4支撑结构
滚动支撑（辅助支撑）
在静、动导轨面之间放置滚动体如滚珠、滚柱、滚针或滚动导轨块，组成滚 动导轨 。
优点：摩擦因数小 磨损小 具有较高的重复 定位精度 润滑系统简单 缺点：抗振性差 结构复杂 成本较高
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二、设计流程
根据加工形式选型 确定工作台的参数
西安交通大学 先进制造技术研究所
2.4支撑结构
静压支撑（辅助支撑）
工作原理与静压轴承相同。将具有一定压力的润滑油，经节流器 输入到导轨面上的油腔，即可形成承载油膜，使导轨面之间处于 纯液体摩擦状态。 优点：导轨运动速度和载荷的变化对 油膜厚度的影响很小；液体摩擦，摩擦 系数仅为0.005左右，油膜抗振性好。
支撑机构
传动形式（消隙机构） 润滑密封装置
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2.5传动方式 两种伺服进给机构
静压蜗杆蜗母条副传动
静压蜗杆蜗母条副传动能满足加工中心进给元件没有间隙、磨损小、刚度高、 阻尼性好、传动效率高的要求,它是丝杠螺母机构的一种特殊形式,适用于龙 门镗铣床、数控落地铣镗床。
其优点表现在摩擦阻力小、使用寿命长、 抗振性能好, 且有足够的轴向刚度, 蜗母条能无限接长。
最大轮廓尺寸 ➢ 性能要求 静刚度要高 动刚度要好
温度分布均匀 受力合理 耐磨性好
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二、设计流程
不同加工形式工作台分类 根据零件选参数 支撑机构
传动形式（消隙机构） 润滑密封装置
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2.1工作台的形式
根据机床的不同，工作台有三种外型
方形工作台:工作面上可加工V形，T形 U型槽和圆孔， 转台 ：适用长于孔磨等床.一立般式适车用床于专镗用床机钻床床等 铣床 移动转台 ： 适用于镗铣加工中心等