多用途数控转台的设计与研究
大型精密数控转台关键技术分析与应用
促进作用 。
２大型精密数控转 台的结构简述
大 型精密数控转 台主要 由工作 台、 滑座 、 静压支撑单元 、 回
控转台技术研究 和产品开发 的时间不长 ， 致使我们与欧 、 、 美 日等 转运动传动单元 、 转运动夹紧单元 、 回 回转定位单元等组成 ， 大型
１ 引言
现代数控机床作为装备制造业 的重要“ 工作母机 ” 正不断向 大型化 、 精密化方 向发展 ， 作为中、 大型数控加工中心 ， 如数控 落 地和刨台式铣镗加工 中心的重要功能部件一 数控转 台，同样面临 着 向大型 、 精密方向发展的要求 。 然而 ， 由于我国从事大型精密数
践， 对其中涉及到的精密传动和静压支撑两项关键技术进行详细
★来稿 日 ：０ １０ — ８ ★ 期 ２ １－ ３ ０ 基金项 目：高档数控机床与基础制造装备” “ 科技重大专项 （０ ９ Ｘ ４ ０ － ２ ） ２ ０ Ｚ ０ ０ １０ ５
５ 结论
设计 了一种 Ｇ代码解释器和图形仿真于一体 的数控仿真检 验系统 ， 系统牦 如下： （） １解释器开发编译 了更多的 Ｇ代码 ， 进一步完善了代码解释 器的功能。 （） ２Ｇ代码转换控制和代码验证的实现， 具有较高的开放性和 较高的使用价值。
张 健 刘春 时 李 焱 侯 延 星 侯 春 华 （ 沈阳机床 （ 团 ） 研究 院有限公司 ， 阳 １０ ４ ） 集 设计 沈 １ ２ １
Ａｎ ｌｓｓ ａ ｄ ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｏ ｅ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ｇ ａｙ ｉ ｎ ｐ ｌ ｔ ｆｋ ｙ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ａ ｌ ｅ＆ ｐ ｅ ｉｉ ｃ ｏ ａｒ ｒ ｃｓｏｎ ＮＣ ｏ ａｒ ａ ｌ ｒ ｔ ｙ ｔ ｂｅ
两轴数控转台控制系统研究的开题报告
两轴数控转台控制系统研究的开题报告一、选题背景随着工业自动化技术的快速发展，控制系统越来越智能化、多功能化。
而转台作为一种重要的工业设备，在精度、稳定性、速度等方面也得到了极大的提升。
在工业生产和机械加工中，转台具有非常广泛的应用，例如金属加工、汽车制造、航空航天、电子制造、电力工业等领域。
对于特别精密的机床、机器人等机械设备，要求转台的控制系统具有高精度、高速度、高性能等特点。
因此，研究转台的控制系统成为控制领域的热门话题。
本文将从两轴数控转台控制系统设计分析入手，研究转台的控制系统的硬件架构和软件设计，探讨其原理和应用，旨在为工业生产和机械加工领域提供一种智能、高效、稳定的控制系统。
二、研究内容1. 两轴数控转台控制系统的硬件设计和选型。
2. 两轴数控转台控制系统的软件设计和编程开发。
3. 两轴数控转台控制系统在工业生产和机械加工中的实际应用研究。
三、研究方法1. 调研和分析国内外相关文献，了解相关技术和研究现状。
2. 采用MATLAB/Simulink等软件进行仿真和模拟。
3. 基于硬件平台，利用C++、PLC等编程语言进行实际应用的开发和测试。
四、研究意义1. 对于数控转台的控制系统设计和开发有积极推进作用。
2. 可以为实现硬件和软件的智能化设计提供借鉴。
3. 对于提高转台的稳定性和精度，增强其适用性有一定的推动作用。
4. 可以为工业生产和机械加工提高效率、降低成本和提高产品质量提供支持。
五、预期结果1. 硬件和软件纪实研究成果。
2. 可以进一步提高两轴数控转台的控制精度和稳定性。
3. 提高工业生产和机械加工的效率和质量。
六、论文结构1. 绪论2. 相关技术概述3. 两轴数控转台控制系统的硬件设计与实现4. 两轴数控转台控制系统的软件设计与实现5. 两轴数控转台控制系统的仿真分析6. 两轴数控转台控制系统的应用实验研究7. 总结与展望七、进度安排1. 第一季度：调研、文献分析、硬件设计和选型。
毕业设计论文__数控回转工作台设计
图书分类号：密级：毕业设计(论文)数控回转工作台设计NC ROTARY TABLE DESIGN学生姓名班级学院名称机电工程学院专业名称机械设计制造及其自动化指导教师徐州工程学院学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
论文作者签名：日期：年月日徐州工程学院学位论文版权协议书本人完全了解徐州工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归徐州工程学院所拥有。
徐州工程学院有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。
徐州工程学院可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日摘要传统制造业的巨大变化来自于数控技术的广泛应用，这使制造业脱离了传统，成为工业化的象征。
并且随着数控技术应用领域的扩大和不断发展，它对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着至关重要的作用，因为这些行业的数字化特征已是现代化发展的大趋势。
分析当前世界上数控技术及其装备发展的趋势，其主要研究热点有：1、高速加工、高精加工技术及其装备的新趋势。
2、复合加工机床和5轴联动加工的迅速发展。
3、当代数控系统发展的主要趋势是智能化、开放式、网络化。
4、重视建立新标准规范。
关键词数控技术；智能化；复合加工机床；5轴联动加工机床AbstractThe application of numerical technology has not only brought the revolutionary change to manufacturing industry of the tradition , make the manufacturing industry become the industrialized symbol, and with the constant development of numerical control technology and enlargement of the application , the development of some important trades (IT , automation , light industry , medical treatment , etc .) to the national economy and the peoples livelihood of his plays a more and more important role , because the digitization that these trades needed to equip has already been the main trend of modern development . Numerical control technology in the world at present and equiping the development trend to see , there is the following several respect in its main research focus .1.A high-speed , high finish machining technology and new trend equipped. 2. Link and process and compound to process the fast development of the lathe in 5 axes . 3.Become the main trend of systematic of contemporary numerical control intelligently , openly , networkedlily . 4. Pay attention to the new technical standard , normal setting-up .Keywords : Numerical control technology intelligently compound to process 5 axle gear bed目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 数控系统的发展 (1)1.2 数控机床的发展 (1)1.3 先进数控加工技术 (3)1.3.1 直接数字控制系统 (3)1.3.2 柔性制造系统 (4)1.4数控技术在国民经济中的地位 (8)2 数控回转工作台的原理及应用 (10)2.1 数控回转工作台 (10)2.2 设计准则 (11)2.3 主要技术参数 (12)3 数控回转工作台的设计 (12)3.1 传动方案的选择 (12)3.1.1 传动方案传动时应满足的要求 (12)3.1.2 传动方案及其分析 (13)3.2 电机的选择 (14)3.2.1 步进电机的原理 (14)3.2.2 步进电机的选择及运动参数的计算 (15)3.3 齿轮传动的设计 (17)3.3.1 选择齿轮传动的类型及材料 (17)3.3.2 按齿面接触疲劳强度计算 (17)3.3.3 按齿根弯曲强度计算 (18)3.3.4几何尺寸计算 (19)3.3.5 结构设计..................................................................................... 错误！未定义书签。
数控高转速新型回转工作台的设计与应用
数控高转速新型回转工作台的设计与应用摘要：采用两根轴传动的新型工作台，实现工作台的高速、高精度旋转，Ⅱ轴组件与工作台底座封油圈的分离，降低了工作台轴孔的加工难度，解决了拼接式封油圈的漏油问题。
关键词：两根传动轴；系统传动精度；工作台高速；高精度旋转；组件与底座封油圈分离；拼接式封油圈漏油概述：随着机械工业的不断进步，数控重型立式加工中心对工作台的转速、回转精度、工作台的稳定性的要求也越来越高，通常用提高主轴轴承精度，零件的加工精度来提高工作台的回转精度，但由于传动轴较多，装配时累积误差较难处理，因此对工作台回转精度的提高并不明显，且零件的加工、安装、维护都不方便，用一段时间后精度就会发生变化，严重影响零件的加工质量，这就需要一种加工、安装、调整、维护都很方便的新型工作台来代替原有结构，提高零件的加工效率。
此结构解决老旧结构的工作台传动轴多，加工难度大，调整和维护都不方便，工作台的回转精度和稳定性难以控制的缺点。
本文采用的技术方案是：1、降低工作台传动轴的数量来提高系统的传动精度，降低加工及安装产生的累积误差，2、使传动轴Ⅱ组件与工作台封油圈分离，彻底解决封油圈的加工难度。
本发明机构工作原理（附图）：工作台（1）通过螺钉与大齿圈（4）把合在一起，并随大齿圈（4）一起作旋转运动，底座（2）中间安装有主轴组件（3）及大型推力球轴承，后侧安装Ⅱ轴组件组件（5）；主轴组件（3）是整个回转部分的支撑部件，中间安装有供大齿圈（4）回转用的径向轴承，内部安装有主轴编码器；大齿圈（4）随Ⅱ轴组件组件（5）作旋转运动；Ⅱ轴组件组件（5）安装在底座（2），齿轮轴上下两端分别架在高精度回转轴承上，下部为典型的卸菏轴结构，使得本回转系统共由两个轴组成，因此具有很高的回转精度；皮带轮组件（6）由两个带轮组成，从动带轮安装在Ⅱ轴组件组件（5）的卸菏轴上，主动轮安装在减速箱组件（7）上，两个带轮通过联组窄V带连接；减速箱组件（7）把在底座（2）后面支架上，可通过螺钉调节前后距离，用于窄V带的涨紧，主电机（8）是整个系统的动力来源。
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毕业论文(含全套CAD图纸及ppt)
南昌工程学院毕业设计(论文)机械与电气工程学院系（院）机械设计制造及其自动化专业毕业设计（论文）题目数控回转工作台设计学生姓名 xxxxxxxxxxxxxx班级 09机制（2）班学号 xxxxxxxxxxxx指导教师曾绍平完成日期2013年5月2日数控回转工作台设计NC rotary table design总计毕业设计（论文） 34 页表格 5 个插图 16 幅南昌工程学院本科毕业设计（论文）摘要数控机床在机械行业中扮演的角色越来越重要。
特别是数控机床朝着大功率、高速度、高精度、高稳定性的方向发展，其可靠性已成为衡量其性能的重要指标。
而数控回转工作台作为数控机床中不可或缺的部件，其精度已直接影响到机床的整体性能。
为了提高效率，扩大机床制造范围，数控机床除了做三轴直线进给运动之外，通常还需要用数控回转工作台来做加工的圆周运动。
由此来满足自动改变工件相对主轴的位置，让机床更好的对工件各个面的加工。
配合数控系统的控制，数控回转工作台可以有效提高生产率，消除人为误差，提高加工精度。
数控回转工作台主要是应用于数控铣床与数控镗床或加工中心，它主要是用于对板类、箱体等类似工件的不间断回转加工和多面加工。
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CAD软件绘制。
关键词：数控铣床数控回转工作台蜗杆传动AbstractAbstractThe NC machine is playing an increasingly important role in mechanism manufacture. The reliability is the main signal to measure its performance with the tendency of high power, high speed, high fidelity and high stability. However, the NC rotating table, as an inevitable part of NC machine, has affected its overall performance directly because of its high fidelity. In order to improve the optional efficiency and expand the technology scope of NC machine, the feed movement must follow X, Y, and Z coordinate axes as well as being accomplished by NC rotating table to finish its circular feed movement, to reach a purpose that enable the indexing automatically to change the position of machining work pieces with related spindle, and finally make the surface machining conveniently. Besides, improving productivity and machining fidelity, eliminating artificial errors, can also be realized when the NC rotating table is in conjunction with the control of NC system. It is, available to rotating and multi-faced machining, floor parts and boxes parts, mainly applied in NC milling machines and boring machines. The topic in my essay is primarily designed for NC rotating table of milling machines with key parts designing and checking, using the auto CAD software to render assembly drawing and parts drawing.Key Words: NC milling machines; NC rotating table; Worm transmission南昌工程学院本科毕业设计（论文）目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1概述 (1)1.2数控回转工作台的发展及展望 (1)1.3数控回转工作台的原理 (2)1.4 设计要求及主要参数 (3)1.4.1设计准则 (3)1.4.2本次设计中的一些主要参数 (4)第二章数控回转工作台的结构设计 (5)2.1设计工作台的基本要求 (5)2.2数控回转工作台传动方案的选择 (5)2.3电机的选择 (6)2.3.1选择步进电机的注意事项 (6)2.3.2电机的参数计算 (7)2.4齿轮的设计 (9)2.4.1齿轮材料确定 (9)2.4.2齿轮强度计算 (10)2.4.3尺寸计算 (13)2.4.4齿轮结构设计 (14)2.5蜗轮蜗杆设计 (15)2.6联轴器的选择 (18)2.7 输入轴的设计 (19)2.7.1 轴上参数计算 (19)2.7.2 输入轴结构设计 (23)2.8 蜗杆轴的设计 (23)2.8.1 轴参数设计 (23)目录2.8.1 轴强度的校核 (26)2.8.2涡轮轴结构设计 (26)2.9轴承的选择 (27)2.10箱体结构设计 (27)2.10.1箱体结构 (27)2.10.2箱体参数设计 (29)总结 (31)参考文献 (32)附录 (33)致谢 (34)南昌工程学院本科毕设计（论文）第一章绪论1.1概述数控铣床作为效率比较高的机械制造设备，现在应用的已经非常普遍了。
数控转台国内外研究现状综述
数控转台国内外研究现状综述制造业是整个国民经济中的支柱产业，其水平直接体现了一个国家的生产力水平，而装费制造业是制造业的核心F最能休现戡个国家综合制造能力的高低. 楮密数控机床圧装备制造业的亜要组成部分，是军爭、造船、电子电力、航空、工程机械、石油化工等行业燼展的关徒设缶.但足国內大多数数控机床厂家生产的都是中催瑞机床，对F高带度及特殊数挖机床严重依赖于从国外引进.同时，国内数控机床在技术上映乏自主创新，缺少具有竞争力品牌的数控累统•导致数控机床行业发展比较缓慢.因此，有必嬰将一些先进按术应用到数控机床制造上. 能极大控机床的整体性能和加H产品质量.能着数控机床的发展，大型的数控转台在铁床和加工中心应用得越来越广泛. 对于疑杂空闻曲面零件，知叶轮叶片的铳削往往还需耍转台参与插补轴的联动，实现频驚的正反转及秸准的位谊闭坏控制。
程是大型的数控转台的控制系统结构中存在很多的非线性环节*如名级齿轮传动的間隙&误差.捧擦力矩澤等，对系统的静动态特性产出巨大的形响。
由于各种非线性环节的存在，数控转台的控制精度和远动平稳性很难提高”丙此消除数控转台传动中非线性坏节的影响，提高臥静动态响应待性的要求是很迫切的.藝实现数控转台高梢度的控制，首要条件是必须具备离性能的何服系统。
數控转台只有具育高定也持度、高抗干扰性、高响应速度及商榻進性的倒服系统，才能在探证箱准可菲的谊置控制.応用在大功率场合的数控转台还需具备平稳输出低速大枫矩的能力*在数控机床伺服驱动系统中'为了获得低連大扭矩的输出能力.经常要在电机和负戎Z间抑入齿轮减速箱.在减速箱的装配过程中*人为预留一定闾隙来满足齿轮间形成油般涧滑层.而正是因为这些齿轮囲的【可隙•何服驱动系统性能急連下降。
为了减少齿隙専非歧性因素带来的題响*人们从机械结构、伺眼控制结构*控制方法等方面进行了大毘有匾义的探畫和研究.£1接歩动⑻可以避免齿轮驱动系统中的齿際、摩擦等非线性问題，但是由于成本控制、机械结构、軀动力矩等原因，齿轮餐动还是较好的选择。
数控回转工作台的设计研究
数控回转工作台的设计研究摘要：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数控回转工作台是卧式加工中心的重要功能部件，在机械加工制造中起着极其重要的作用，数控回转工作台的定位精度和速度平稳性是高档数控机床的重要指标。
对于高精度的机械加工，要求数控回转工作台具有稳定的速度以及较高的工作精度。
本文就数控回转工作台的设计进行了相应的探究。
一、数控回转工作台的结构和原理由于五轴联动数控机床系统价格十分昂贵，加之nc程序制作较难，使五轴系统难以“平民”化。
现在很多的工厂都在这几年或几年前购置了三轴联动的数控铣床，即能实现x、y、z三个轴方向的同时平动。
如果再配上一个数控回转工作台，能实现绕x轴、z轴旋转（即a轴和c轴），再完成数控部分的改造，实现同时控制也就是能实现五轴联动。
这样即可减少固定资产的无形磨损，又避免购置新机的大量资金投入。
（一）数控回转工作台的功用第一，使工作台进行圆周进给完成切削工作，第二，使工作台进行分度工作。
它按照控制系统的命令，在需要时完成上述任务。
数控回转工作台由伺服电动机驱动，采用无级变速方式工作，所以定位精度完全由控制系统决定。
（二）数控回转工作台的传动和结构数控回转工作属于闭环数控回转工作台，两个旋转编码器分别位于与工作台固接的轴端和支撑座的尾端，能将旋转后的位置准确的反馈回系统。
这种数控回转工作台由交流伺服电动机驱动，在它的输出轴上接连轴器，再接一级齿轮减速器。
该数控回转工作台由圆柱齿轮传动系统、涡轮涡杆传动系统、间隙消除装置及蜗轮夹紧装置组成。
【原创】数控移动工作台的设计
摘要数控车床又称数字控制（Numbercal control，简称NC）机床。
它是基于数字控制的，采用了数控技术，是一个装有程序控制系统的机床。
它是由主机，CNC，驱动装置，数控移动工作台的辅助装置，编程机及其他一些附属设备所组成。
此次设计包括移动工作台的进给设计。
控制系统部分包括步进电机的选用及硬件电路设计和工作台系统设计，说明了的扩展，键盘显示接口的设计等等。
该控制系统采用工作台中断控制系统结构及子程序结构，因为子程序结构简单、条件明确在数控系统中应用比较多。
中断结构采用模块化结构设计，因为这种结构便于修改和扩充，编制较为方便，便于向多处理机方向发展。
本文以普通数控移动工作台为研究对象，介绍数控移动工作台主-从式控制系统的设计过程。
本设计采用PC 机为上位机，8051为核心的单片机系统作下位机，以打印口作为两者间的通讯接口，构成主—从式控制系统。
该类型机床可以利用微型计算机丰富的软硬件资源，可以编制出具有友好的人机界面的系统控制工作台；可以利用单片机系统结构相对简单、工作可靠、价格便宜的特点，并借助C语言、汇编语言等编制出执行机构的位置控制软，可以使原数控移动工作台的扩充性及开放性更强，使数控编程更加方便、高效，也为将来数控移动工作台的网络控制打下基础。
本文着重阐述数控移动工作台及及主-从式系统的概述；上位机与下位机间通讯接口及通讯模式的选择；下位机硬件设计；步进电动机控制程序。
关键词：数控移动工作台；开放式数控系统；电动机AbstractThe numerical control lathe called the numerical control (Numbercal Control, is called NC) the engine bed. It is based on the numerical control, has used the numerical control technology, is loaded with the procedure control system the engine bed. It is by the main engine, CNC, the drive, the numerical control engine bed auxiliary unit, the programming machine and other some appurtenances is composed.This design including the engine bed overall layout design, longitudinal enters for the design, also includes the gear modulus computation and the examination, the main axle rigidity examination and so on. The control system partially including step-by-steps the electrical machinery to select and the hardware circuit design and the software system design, explained the chip expansion, keyboard demonstration connection design and so on.This article takes the ordinary numerical control machine tool as the research object, and introduces the design process of a master-slave system. In order to use the abundant software and hardware resources of IPC and to compile software of system which is friendly to users, and in order to compile the control software of execution machinery by C and Assembly language at the same time, this CNC system adopts the master-slave structure and parallel communication method. The master computer sends control instructions and parameters to the slave computer under Windows98, for the sake of making the slave computer work well. This system enhances the expanse and open ability of the original CNC machine tools, makes the NC programming become easy and efficient, and It also set a foundation for the numerical control machine tool in the field of the network control. There are three principal parts in the full text: the summary of CNC and the master-slave system; the communication port and mode between the master and slave computer; the control procedure of the step motor.Keywords：Numerical control; Machine tool; Open-loop；Step motor目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (3)1.1 两坐标数控移动工作台的课题研究意义 (3)1.2 两坐标数控移动工作台的课题研究主要内容 (3)第2章数控移动工作台机械结构 (3)2.1 进给系统组成 (3)2.2 齿形带传动设计 (4)2.2.1 带和带传动 (5)2.2.2 齿形带的选择 (6)2.3 步进电机的选择 (7)2.3.1 步进电机概述 (8)2.3.2 步进电机的选择 (10)2.4 丝杠螺母设计 (11)2.4.1 滚珠丝杠螺母副类型选择 (11)2.4.2 滚珠丝杠螺母副型号及其校核 (12)第3章数控移动工作台工作台控制系统 (14)3.1 工作台控制系统的组成 (14)3.1.1 工作台控制的组成 (14)3.1.2 信号流程分析 (14)3.2 主要功能介绍 (15)第4章工作台基本结构 (20)4.1 工作台整体结构 (20)4.1.1 运动结构 (20)4.1.2 中断工作台结构 (20)4.2 工作台基座的结构 (21)4.3 滑座的结构 (23)第五章控制系统工作台部分 (25)5.1 机械加工主体运行程序 (25)5.2 第一象限到四象限直线插补主体加工子程序 (27)结论 (30)参考文献 (31)致谢 (32)第1章绪论1.1 两坐标数控移动工作台的课题研究意义数控移动工作台具有经济实用，结构简单，操作方便，价格低廉的特点，它的特控制系统通常采用单片机（8位、16位、32位）作控制器，驱动电机采用步进电动机，多数采用开环控制，由于数控系统具有较高的性能价格比，因而广泛地应用于机床产品的升级换代和普通普通机床的技术改造上。
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。
[工学]数控回转工作台设计毕业设计
![[工学]数控回转工作台设计毕业设计](https://img.taocdn.com/s3/m/4bd6e75df56527d3240c844769eae009581ba232.png)
[工学]数控回转工作台设计毕业设计1数控回转工作台的设计1 概要1.1 前言1.1.1 数控回转工作台的介绍数控机床是一种高效率的加工设备，当零件被装夹在工作台上以后，为了尽可能完成较多工艺内容，除了要求机床有沿X、Y、Z三个坐标轴的直线运动之外，还要求工作台在圆周方向有进给运动和分度运动。
这些运动通常用回转工作台实现。
a、数控回转工作台的主要功能有两个:一是实现工作台的进给分度运动，即在非切削时，装有工件的工作台在整个圆周进行分度旋转;二是实现工作台圆周方向的进给运动，即在进行切削时，与X、Y、Z三个坐标轴进行联动，加工复杂的空间曲面。
b、分度工作台只能完成分度运动，而不能实现圆周运动。
由于结构上的原因，通常分度工作台的分度运动只限于完成规定的角度(如45?60?或90?等)，即在需要分度时，按照数控系统的指令，将工作台及其工件回转规定的角度，以改变工件相对于主轴的位置，完成工件各表面的加工。
数控回转工作台在电火花线切割机床上的应用:电火花线切割加工已广泛用于国防和民用的生产和科研工作中，用于加工各种难加工材料、复杂表面和有特殊要求的零件、刀具和模具。
从工艺的可能性而言，现在的商品电火花线切割加工机床可分为三类:切割直壁二维型面的线切割加工工艺及机床;有斜度切割功能、可实现等锥角三维曲面切割工艺及机床;可实现变锥度、上下异形面切割工艺及机床。
上述X、Y和U、V四轴联动能切割上下异形截面的线切割机床，仍无法加工出螺旋表面、双曲面表面和正旋曲面等复杂表面。
如果增加一个数控回转工作台附件，工件装在用步进电机驱动的回转工作台上，采取数控移动和数控转动相结合的方式编程，用～角方向的单步转动代替或着配合Y轴方向的单步移动，即可完成上述这些复杂曲面加工工艺。
1.1.2 电火花加工的产生和加工原理电火花加工又称放电加工(electrical discharge machining, 简称EDM)，在20世纪40年代开始研究并逐步应用于生产。
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”。
数控回转工作台毕业论文
数控回转工作台毕业论文数控回转工作台毕业论文近年来，随着工业自动化的快速发展，数控技术在制造业中的应用越来越广泛。
数控机床作为数控技术的核心设备，其性能的优劣直接影响到生产效率和产品质量。
而数控回转工作台作为数控机床的重要组成部分，其功能和性能对整个机床的运行起着至关重要的作用。
数控回转工作台是一种能够实现工件在水平和垂直方向上旋转的设备。
它能够在加工过程中实现工件的多面加工，大大提高了生产效率。
同时，数控回转工作台还具备高精度、高刚性和高稳定性的特点，能够保证加工精度和产品质量。
因此，研究和优化数控回转工作台的性能对于提高数控机床的加工能力和竞争力具有重要意义。
在数控回转工作台的设计和研究中，需要考虑多个方面的因素。
首先是工作台的结构设计。
工作台的结构应该具备足够的刚性和稳定性，能够承受加工过程中的各种力和振动。
同时，还需要考虑工作台的旋转精度和定位精度，以确保工件的加工精度。
其次是工作台的控制系统设计。
控制系统应该能够准确控制工作台的旋转速度和方向，并能够实现工作台的自动化操作。
此外，还需要考虑工作台的安全性和可靠性，以防止意外事故的发生。
在数控回转工作台的研究中，还需要考虑材料和加工工艺的选择。
工作台的材料应该具备足够的强度和耐磨性，以保证工作台的使用寿命。
同时，还需要考虑工作台的表面处理和润滑方式，以减少摩擦和磨损，提高工作台的运行效果。
此外，还需要考虑工作台的加工工艺，包括工艺参数的选择和优化，以及加工过程中的冷却和清洗等问题。
数控回转工作台的研究还需要考虑与其他设备的配合和协同。
在实际生产中，数控回转工作台往往需要与其他设备进行配合，以完成复杂的加工任务。
因此，研究和优化数控回转工作台的性能还需要考虑与其他设备的接口和通信问题。
此外，还需要考虑工作台的自动化程度和智能化水平，以提高生产效率和降低人工成本。
综上所述，数控回转工作台作为数控机床的重要组成部分，其功能和性能对整个机床的运行起着至关重要的作用。
关于夹具式数控回转工作台的设计的论文
关于夹具式数控回转工作台的设计的论文
夹具式数控旋转台是一种可以在生产过程中提供广泛应
用的工具。
它具有快速和精确的旋转能力,使其成为加工和
装配作业的理想选择。
数控旋转台的设计应考虑到速度、精度、承重能力、耐用性和易用性等因素。
为了最大限度地提高生产力,速度是必不可少的。
一个好
的设计将确保工作台能够达到高速,同时振动或噪音最小。
精度也很重要,因为这决定了生产的工件的质量。
承重能力
影响到机器能够处理多少重量,同时仍在其规格范围内运行。
耐用性必须是考虑,因为该机器预计将持续多年而不需要
维修或更换。
最后,应考虑到使用的方便性,因为这可以提高生产过程中的生产力和效率。
在设计数控旋转台时,必须考虑所有这些因素,以确保机
器达到最大的性能和寿命。
最好的方法是与经验丰富的工程师合作,他们可以提供设计原则和优化策略方面的专业知识。
有了适当的工程投入,一个优质的数控旋转台应该能够长期
提供可靠的性能,同时最大限度地减少维护需求。
总而言之,设计一个数控旋转台需要仔细考虑多种因素,
如速度、精度负载能力、耐用性和易用性。
应咨询有经验的工程师以获得指导,以确保最佳效果。
有了正确的设计,数控旋转台可以长期提供可靠的性能,而且维护要求最低。
通过花时间考虑所有的设计因素，公司可以创建一个适合他们特定需求的数控旋转台。
最终的结果将是提高生产力和效率，以及提高机器上生产的产品的质量。
通过仔细的优化和最佳设计，数控转台对任何制造操作的作用都是无限的。
数控机床回转台的设计
湘潭大学毕业设计说明书题目：数控回转工作台设计学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化学号： 2008500831 姓名：孟东杰指导教师：周后明完成日期： 2012年5月20日数控回转工作台设计摘要数控回转工作台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，是一种很实用的加工工具。
它主要由回转和摆动两个部分组成。
传动系统由原动力、齿轮传动、蜗杆传动组成，并可进行间隙消除和蜗轮加紧。
本文依据机械设计的规则和步骤，充分借鉴现有各类机床工作台的工作特性、传动、夹紧结构和调整技术，运用三维制图软件初步绘制出数控回转工作台，初步得出各个传动轴上的齿轮啮合的空间位置关系，然后进行轴和齿轮，蜗轮的设计计算，最后运用AUTOCAD绘制出装配图和零件图。
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The Designing of CNC Rotary WorktableAbstractThe CNC rotary table can be achieved a circular feed movement and indexing movement, it is often used in horizontal boring machine and machining center which can improve processing efficiency, and the completion of more technology, is a very practical processing tools. It consists of two parts rotating and oscillating. Drive system is composed of motive power , gear run , worm drive, and gap elimination and worm can be intensified.This mechanical design based on the rules and steps to fully draw on the work of the existing characteristics of various types of machine tool table, drive, clamping structure and adjustment techniques, use the three-dimensional mapping software to map out the initial NC rotary table, the initial draw on each shaft gear meshing relationship between the spatial location and then proceed to shafts and gears, worm gear design calculations, drawing out the final assembly drawings and parts drawing by using of AUTOCAD. Keyword：Numerical control rotary table; Gear drive; Worm drive; Gap elimination; Worm intensify目录第一章绪论 (6)1.1 数控回转工作台的应用及特点 (6)1.2 数控回转台的发展趋势 (6)1.3 本论文的主要研究内容 (7)第二章数控回转工作台的原理与应用 (8)2.1 数控回转工作台 (8)2.2 设计准则 (8)2.3 主要技术参数 (8)第三章数控回转工作台回转部分结构设计 (10)3.1 传动方案的确定 (10)3.2 伺服电机的原理 (10)3.3 传动方案传动时应满足的要求 (11)3.4 传动方案及其分析 (11)3.5 伺服电机的选择及运动参数的计算 (12)3.6 齿轮传动的设计 (13)3.7 蜗轮及蜗杆的选用与校核 (17)3.8 轴的设计与校核 (21)3.9 键的选取与校核 (26)3.10 轴承的选用 (26)3.11 回转部分的润滑与密封 (26)第四章：数控回转工作台摆动部分结构设计 (27)4.1 伺服电机的选择及运动参数的计算 (27)4.2 齿轮传动的设计 (28)4.3 蜗轮及蜗杆的选用与校核 (32)4.4 轴的设计与校核 (35)4.5 轴承的选用 (38)4.6 摆动部分的润滑与密封 (38)结论 (40)致谢 (41)参考文献 (42)附录1：外文原文............................. 错误!未定义书签。
试谈弧面凸轮数控转台的设计
试谈弧面凸轮数控转台的设计弧面凸轮数控转台是一种生产制造中常用的机械设备，广泛应用于制造汽车零部件等领域。
它通过数控技术控制凸轮运动，实现零部件的高精度加工。
本文将从设计层面探讨弧面凸轮数控转台的设计要点和注意事项，希望对读者有所启发。
首先，弧面凸轮数控转台的设计需要考虑以下几个方面。
一、设计凸轮运动学曲线。
凸轮运动学曲线是决定零件加工精度的关键因素。
在设计中需要选择合适的凸轮曲线，使得转台在运作过程中凸轮的运动轨迹能够满足加工要求，同时也要考虑加工效率和机器的稳定性。
二、选择合适的伺服系统。
伺服系统是控制凸轮运动的关键，直接影响到机器的准确度和稳定性。
在选择伺服系统时要考虑运动控制器的性能、驱动电机的扭矩和速度等因素，以及伺服系统的调试、维护和升级等方面的考虑。
三、选择合适的机床结构。
弧面凸轮数控转台需要满足高刚性性、高精度、高速度等要求，因此需要选择合适的机床结构。
在机床结构的设计中，需要考虑机床自身的重量、机床的稳定性以及机床零件的加工精度等因素。
四、设计合适的操作界面。
操作界面是与机器交互的关键界面，需要考虑操作的易用性和功能的完备性。
在操作界面的设计中，需要考虑机器运行状态的监控和控制、操作人员的安全和便利性等因素。
除了以上四个方面外，弧面凸轮数控转台的设计还需要考虑诸如加工精度测量、自动化控制和维护等问题。
其中维护问题尤为重要，合适的维护措施可以延长机器的使用寿命，提高生产效率。
此外，在弧面凸轮数控转台的设计过程中，还需要注意以下几个问题。
一、注重机器的性能和稳定性。
弧面凸轮数控转台需要满足高精度和高稳定性的要求，因此在设计过程中需要注重机器的各项性能指标以及机器运行的稳定性和安全性。
二、做好自动化控制。
弧面凸轮数控转台需要实现自动化控制，需要考虑伺服系统、控制系统和机床的配置等方面。
在控制系统方面，需要注意控制算法、控制逻辑和控制参数等问题。
三、确保操作人员安全。
操作人员的安全不可忽视，需要在机器运行状态监测、紧急停机和报警等方面考虑操作人员的安全。
高速数控转台优化设计方法研究现状与展望
第３１卷第１３期中国机械工程V o l ．３１㊀N o ．１３２０２０年７月C H I N A M E C HA N I C A LE N G I N E E R I N Gp p．１６２９Ｇ１６３７高速数控转台优化设计方法研究现状与展望刘世豪１,２㊀林㊀茂１１．海南大学机电工程学院,海口,５７０２２８２．海南大学热带机电装备与技术实验室,海口,５７０２２８摘要:在机床的高速加工过程中,因数控转台各种热源发热与变载荷的共同作用而产生热力耦合效应,但当前的数控转台优化设计方法往往忽略了热力耦合效应对转台动态特性的影响.在深入剖析国内外数控转台研究成果的基础上,提出探索热力耦合效应及其产生的机理,建立转台的热力耦合模型,得到高速数控转台热力耦合动态特性.鉴于蜂窝结构具有良好的散热性及力学性能,提出研究基于蜂窝的转台仿生原理,获取高速数控转台热力耦合仿生设计准则.以提高转台热力耦合动态特性为目的,提出运用仿生设计准则对结构进行多目标优化,进而形成一套新颖的高速数控转台热力耦合仿生优化设计方法.关键词:数控转台;多目标优化;优化设计方法;仿生设计;热力耦合中图分类号:T H １２２D O I :１０．３９６９/j ．i s s n ．１００４ １３２X．２０２０．１３．０１６开放科学(资源服务)标识码(O S I D ):R e s e a r c ho nS t a t u s a n dP r o s p e c t s o fO p t i m i z a t i o nD e s i g n M e t h o do f H i g h Ｇs pe e dC N CT u r n t a b l e s L I US h i h a o １,２㊀L I N M a o１１．C o l l e g e o fM e c h a n i c a l a n dE l e c t r i c a l E n g i n e e r i n g ,H a i n a nU n i v e r s i t y,H a i k o u ,５７０２２８２．T r o p i c a l E l e c t r o m e c h a n i c a l E q u i p m e n t a n dT e c h n o l o g y L a b o r a t o r y ,H a i n a nU n i v e r s i t y,H a i k o u ,５７０２２８A b s t r a c t :D u r i n g t h e h i g h Ｇs p e e d p r e c i s i o nm a c h i n i n g of t h em a c h i n e t o o l s ,t h eC N C t u r n t a b l ew a s s u b j e c t e d t ov a r i a b l el o a d sa n dav a r i e t y o fh e a ts o u r c e st o p r o d u c eat h e r m a l Ｇm e c h a n i c a lc o u p l i ng e f f e c t ．Th e c u r r e n tC N Ct u r n t a b l eo p ti m i z a t i o nd e s i g n m e t h o do f t e n i g n o r e d t h e i n f l u e n c e so f t h e t h e r m a l Ｇm e c h a n i c a l c o u p l i n g e f f e c t o n t h e d y n a m i c c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e t u r n t a b l e s ．T h e p a p e r p r o p o s e d t o e x Ｇp l o r e t h e t h e r m a l Ｇm e c h a n i c a l c o u p l i n g e f f e c t a n d t h em e c h a n i s m b a s e do na n i n Ｇd e p t ha n a l ys i so f t h e r e s e a r c h r e s u l t s o f C N C t u r n t a b l e s ,a n d t h e n t h e t h e r m a l Ｇm e c h a n i c a l c o u p l i n g mo d e l o f t h eC N C t u r n Ｇt a b l e sw a s e s t a b l i s h e d t o o b t a i n t h e t h e r m a l Ｇm e c h a n i c a l c o u p l i n g d y n a m i c c h a r a c t e r i s t i c s o f h i g h Ｇs p e e d C N Ct u r n t a b l e s ．I nv i e w o ft h e g o o dh e a td i s s i p a t i o na n d m e c h a n i c s p r o p e r t i e so ft h eh o n e yc o m b s t r u c t u r e ,t h e t h e r m a l Ｇm e c h a n i c a l c o u p l i n g b i o n i cde s i g nc r i t e r i ao fh i g h Ｇs pe e dC N Ct u r n t a b l e sw a s p r o p o s e db a s e do n t h eb i o n i c p r i n c i p l e ．I no r d e r t o i m p r o v e t h e t h e r m a l Ｇm e c h a n i c a l c o u p l i n g d yn a m i c c h a r a c t e r i s t i c s o f h i g h Ｇs p e e dC N Ct u r n t a b l e s ,t h es t r u c t u r a lm u l t i Ｇo b j e c t i v eo pt i m i z a t i o nw a sc a r r i e d o u t t h r o u g hb i o n i cd e s i g nc r i t e r i a ,a n dt h e nan o v e l t h e r m a l Ｇm e c h a n i c a l c o u p l i n g b i o n i co pt i m i z a t i o n d e s i g nm e t h o do f h i g h Ｇs pe e dC N Ct u r n t a b l e sw a s e s t a b l i s h e d ．K e y wo r d s :C N Ct u r n t a b l e ;m u l t i Ｇo b j e c t i v e o p t i m i z a t i o n ;o p t i m i z a t i o nd e s i g nm e t h o d ;b i o n i c d e Ｇs i g n ;t h e r m a l Ｇm e c h a n i c a l c o u p l i n g收稿日期:２０１９０２１８基金项目:国家自然科学基金资助项目(５１８６５００８);江苏省精密与微细制造技术重点实验室开放基金资助项目(２０１９２５)０㊀引言２０１５年,我国将 高端装备创新工程 列为一个关键领域,提出组织实施大型飞机㊁民用航天㊁海洋工程装备及高技术船舶等重大工程,这势必导致复杂零部件的高效精密加工需求不断攀升,为数控机床产业的发展带来了前所未有的新机遇.为了适应我国高端装备制造业的转型升级需求,机床必须具有更高的加工精度,但要从根本上提高国产数控机床的加工精度,机床关键零部件的设计方法中一些基础理论问题亟待解决.在机床的各关键零部件中,数控转台起着支撑并带动工件旋转的作用,转台除了需要具备一定的承载能力以外,其动态特性对机床整机的加工精度影响也很大,因而一直是数控机床设计领域的难点问题.现代数控机床正在向高速㊁高精㊁高效加工９２６１ Copyright©博看网 . All Rights Reserved.方向发展,对数控转台的动态特性提出了更高要求[１].研究高速数控转台优化设计方法不仅符合我国高档数控机床产业技术升级的战略需求,而且有利于促进我国高端装备制造业的转型发展,具有十分重要的科学意义和工程应用价值.１㊀国内外研究现状分析随着国产数控机床向高速㊁高效㊁高精㊁智能化方向的迅猛发展,用户对零件加工的要求也越来越高,加工中心(特别是四轴㊁五轴)的需求也不断增加,与之相应的数控转台也随之发展,图１所示为某精密机床的二轴数控转台.国内数控转台的中低档产品市场主要被我国内地和台湾地区的生产厂家所占领,高端产品则由日本㊁德国㊁美国的公司占领.国产的数控转台与国外同类产品相比仍有一定差距,主要表现在数控转台的速度㊁动态特性㊁热稳定性等方面,因此,进一步提高国产高速数控转台的设计水平迫在眉睫.图１㊀某型号机床的二轴数控转台F i g．１㊀T w o Ｇa x i sC N Ct u r n t a b l e f o r am a c h i n e t o o l １．１㊀机床转台建模方法研究现状我国机床行业通过技术引进消化吸收再创新,国产数控转台的技术水平有了较大提高,但高速数控转台的动态特性与其他先进国家同类产品相比,还存在较大差距[２Ｇ４],为了缩小这些差距,须解决当前数控转台动力学建模的关键共性问题[５].数控转台的动力学模型是分析其动态特性与进行优化设计的基础,因此,数控转台的建模方法一直是国内外学者研究的热点.文献[６]针对某数控机床设计了一种新型工作台,对该工作台进行了运动学㊁动力学建模分析,并结合样机实验对分析结果进行了对比验证.文献[７]建立了一种并联机床工作台的动力学模型,并求解了其动态特性,同时对该工作台进行有限元仿真分析,验证了动力学建模方法的正确性.文献[８]以一种新型结构机床的工作台为研究对象,考虑结构刚度和阻尼的影响,建立了工作台的动力学方程,计算了工作台的固有频率,并对工作台进行了模态实验研究,实验结果验证了理论模型的正确性.文献[９]研究后发现,机床工作台高速运动定位过程中存在由滚珠丝杠驱动时工作台弹性变形引起的定位误差问题,进而对滚珠丝杠和工作台结构在高速运动下受力状态进行分析并建立了力学模型.文献[１０]从N a v i e r ＧS t o k e s 方程着手,建立了液体静压导轨系统带有速度项的非线性油膜力模型,进而建立了液体静压导轨转台的动力学方程,同时利用数值计算技术在不同变量情况下对液体静压导轨转台进行了动力学性能分析.文献[１１]采用动力学原理建立数控机床回转工作台传动系统的数学模型,并在MA T ＧL A B /S i m u l i n k 中建立交流伺服电机驱动回转工作台传动系统的动态仿真模型,为数控回转工作台进给伺服系统的设计㊁参数选择以及性能优化提供了理论依据.综上所述,数控机床转台动态建模问题已经越来越被机床科研专家所重视,不断探索各种新的建模方法,为研究高速数控转台建模理论提供了借鉴.然而,当前的数控转台建模方法主要是考虑结构在受力影响下的动态特性,往往忽略了机床高速加工过程中的热效应对转台动态特性的影响.１．２㊀机床转台热态特性研究现状随着现代机床加工技术的不断发展,对数控转台的转速要求也越来越高,如烟台环球机床装备股份有限公司与大连机床集团有限责任公司联合研制的立式车铣复合加工中心用直驱数控转台[１２],当转台回转直径为８００mm 时,其最高转速可达到６００r /m i n.然而,机床在高速加工过程中,数控转台不同部件之间的相对运动使部件接触区域产生热量,导致数控转台关键部位发生热变形,从而影响转台的热动态特性,且转速越高这种现象越严重.国内外研究表明,在高速精密加工中,机床热变形引起的加工误差是影响工件加工精度的主要因素之一[１３],机床工作台热变形补偿研究也逐渐被重视[１４].因此,提高高速数控转台的热态特性是当前机床设计制造领域值得关注的焦点.文献[１５]以重型立式磨床静压工作台为研究对象,通过A N S Y S ＧW o r k b e n c h 软件建立油膜转台系统的仿真模型,探讨在不同黏度㊁转速以及入口流量条件下的油膜热特性规律.文献[１６]以某大型立式磨床静压工作台热特性为研究对象,理论分析了油膜发热规律,分析表明:当工作台逆时针旋转且转速较小时,油膜的高温区域集中在封油边右侧;转速较大时,油膜的高温区域集中在封油边外侧.最后在转台空载和加载情况下进行０３６１ 中国机械工程第３１卷第１３期２０２０年７月上半月Copyright©博看网 . All Rights Reserved.实验研究,得到了油膜温升变化规律.文献[１７]对重型立式车床转台的流固耦合传热特性进行了数值仿真分析,计算出转速在５~５０r /m i n 范围内变化时转台内部静压油膜的温度场分布情况.文献[１８]以Y K ３１３２０数控滚齿机转台为研究对象,考虑液压导轨的供油方式㊁油腔结构㊁油膜间隙等情况的影响,对滚齿机转台的热特性进行了实验研究.文献[１９]针对数控立车液体静压转台油膜发热控制难题,采用仿真软件F L U E N T 数值模拟油膜温度场分布,讨论了转速及黏度对油膜温度场的影响,得到油膜温升最大点主要集中在沿径向封油边外侧的结论.文献[２０]综合利用F L U E N T 模块与A N S Y S ＧW o r k b e n c h 建立转台的有限元仿真模型,对转台的热特性进行研究,在给定工况下,得到工作台达到热平衡状态时的温度分布与热变形情况.文献[２１]在S o l i d ＧW o r k s 软件中建立直驱转台的三维模型,并确定转台的主要热源和边界条件,导入A N S Y S ＧW o r k b e n c h 软件中对转台进行有限元建模并求解其温度场,研究转台关键部位的温度场演变规律.文献[２２]建立了油膜转台仿真模型,探讨不同转速条件下因油膜的摩擦发热导致的转台温度场及热变形场的变化规律,同时进行了实验验证.上述关于机床转台热特性的研究成果对进行高速数控转台温度场分析具有参考作用,尽管如此,在机床的高速精密加工过程中,数控转台的各种热源发热现象将越来越显著,并与变载荷共同作用而产生热力耦合效应,这会加剧对转台动态特性的影响,影响过程如图２所示.文献[２３]的研究表明,对某直驱型机床工作台进行热力耦合分析时的整体变形量和等效应力值均大于静力分析结果,等效应力最大值增加了１２８％.当前对于高速数控转台热力耦合效应及其产生机理的理论研究尚未取得实质性进展,也未深入探索热图２㊀热力耦合效应对动态特性的影响F i g ．２㊀I n f l u e n c e o f t h e r m a l Ｇm e c h a n i c a l c o u p l i n ge f f e c t o nd yn a m i c c h a r a c t e r i s t i c s 力耦合效应对转台动态特性的影响规律,导致高速数控转台的动态特性难以提高.１．３㊀机床转台优化方法研究现状随着机床优化设计方法的不断发展,国内外众多学者结合机床回转工作台自身的结构特点与力学性能要求,广泛开展了机床转台优化设计研究工作,近年来,也有一些学者尝试对机床转台进行结构仿生设计与应用研究.文献[２４]对一种大型落地镗铣床的工作台进行有限元优化分析,得到了工作台内部筋板的布置方式以及筋板上出砂孔的位置,研究了筋格结构参数对工作台整体动态性能的影响规律,经过再次优化设计后得到理想的工作台筋格结构.文献[２５]设计了桁架结构工作台及加强筋板工作台,并分别对这两个工作台进行动静态有限元分析,对比后发现桁架结构工作台静动态性能优于加强筋板工作台.文献[２６]对D V G 机床工作台进行有限元模态分析,发现前几阶固有频率偏低,对工作台的结构进行改进后,各阶固有频率得到显著提高,再次对工作台进行拓扑优化设计,使工作台在保证抗振性基本不变的前提下实现了结构轻量化.文献[２７]对一种机床液体静压转台系统进行动力学分析,以提高综合承载力和油膜刚度为优化目标㊁避免转台发生共振为约束条件,以油腔结构几何参数为设计变量,建立多目标优化模型,采用二次规划法求解优化模型,获得了提高静压转台动态特性的设计方案.文献[２８]对某机床工作台结构进行有限元分析后选择合适的设计变量,以提高动静态性能为目标,建立工作台的二次响应面法优化模型,求解后得到工作台的最优结构参数,为工作台的结构设计提供了一种新思路.文献[２９]设计了泡沫铝填充结构机床工作台,并分别对填充泡沫铝前后的工作台进行了动静态有限元分析,指出泡沫铝填充结构工作台较传统机床工作台具有更好的动静态性能,更有利于机床达到高精度设计要求.文献[３０]建立了一种龙门加工中心的大型工作台的有限元模型,进行动静态分析后识别其薄弱环节,有针对性地进行拓扑优化设计,优化后工作台的动静态性能明显提高.文献[３１]以植物叶片为仿生原型,对其叶脉分布规律和力学原理进行研究,并用于一种高速高精度数控机床工作台的结构仿生设计,使工作台在质量减小的同时,前几阶固有频率均得到提高.上述研究成果为机床转台的优化设计提供了很好的借鉴,然而,数控转台结构设计通常是多目１３６１ 高速数控转台优化设计方法研究现状与展望刘世豪㊀林㊀茂Copyright©博看网 . All Rights Reserved.标优化问题[３２Ｇ３４],在高速加工过程中涉及热力耦合效应,采用传统方法进行优化设计往往难以获得最优动态特性的数控转台结构.为了全面提高高速数控转台的动态特性,需要进行基于热力耦合效应的协同优化,因此,研究高速数控转台多目标优化设计的新方法是十分必要的.２㊀当前研究存在的问题综合分析以上国内外的研究进展可知,当前关于高速数控转台热力耦合效应及其产生机理还缺乏深入系统的理论研究;高速数控转台建模与优化设计过程中考虑热力耦合效应[３５]的也不多;高速数控转台仿生设计依然主要依靠经验进行对比模仿,转台结构仿生优化设计理论还不成熟.为了克服高速数控转台优化设计方法的局限性,亟待解决如下基础性问题.(１)高速数控转台热力耦合机理.在机床的加工过程中,工件承受的各种切削载荷传递到转台,切削载荷发生变化或工件加工工况改变等均会导致高速数控转台发生动态变形;高速数控转台在多种热源发热影响下产生非均匀温度场,也会影响高速数控转台的动力学性能,这就导致高速数控转台的动态特性受热力耦合效应影响.因此,为了建立高速数控转台热力耦合模型来准确分析其动态特性,揭示高速数控转台热力耦合效应的形成机理是一个亟待解决的基础问题.(２)高速数控转台热力耦合动态演变规律.高速数控转台工作过程中发生的热力耦合效应会加剧高速数控转台动态特性的演变,从而降低机床整机的加工精度.然而,当前高速数控转台的动态特性研究主要考虑结构参数的影响,往往忽略了热力耦合效应对动态特性演变的深层次影响机制,导致难以全面提高转台的动态精度.因此,为了更加有针对性地优化高速数控转台的动态特性,掌握高速数控转台热力耦合动态演变规律是一个亟待解决的关键问题.(３)高速数控转台热力耦合仿生原理.鉴于蜂窝结构具有良好的散热性和力学性能,为了提高高速数控转台的热力耦合动态特性,可从结构多元耦合仿生优化设计这一新的思路入手.因此,探索转台与蜂窝在结构㊁散热性及载荷等方面的相似性规律,揭示高速数控转台热力耦合仿生原理是一个亟需解决的基础问题.３㊀新的研究内容展望在深入剖析高速数控转台国内外研究现状及存在的问题的基础上,本文提出建立高速数控转台热力耦合模型,进而研究热力耦合效应影响下的动态特性及仿生设计准则,在此基础上形成一套新的高速数控转台热力耦合仿生优化设计方法,研究内容的结构层次关系如图３所示.本文提出的四项主要研究内容构成一个完整的理论体系,如图４所示.图３㊀新的研究内容F i g．３㊀N e wr e s e a r c h c o n t e nt图４㊀研究内容的内在联系F i g．４㊀I n n e r r e l a t i o n s h i p o f r e s e a r c h c o n t e n t ３．１㊀高速数控转台热力耦合建模理论本文提出研究高速数控转台热力耦合效应及其机理,建立高速数控转台热力耦合模型,为研究高速数控转台优化设计方法奠定基础.建模理论研究如图５所示,具体研究内容如下:图５㊀转台热力耦合建模理论研究F i g．５㊀R e s e a r c ho n t h e r m a lＧm e c h a n i c a l c o u p l i n gm o d e l i n g t h e o r y o f t u r n t a b l e２３６１中国机械工程第３１卷第１３期２０２０年７月上半月Copyright©博看网 . All Rights Reserved.(１)高速数控转台的动力学效应.高速数控转台主要用于支撑工件以及带动工件做旋转运动,所受的载荷较为复杂,为此,本文提出研究转台在重力㊁驱动力矩㊁热载荷以及切削抗力等载荷耦合作用下的动力学效应.(２)高速数控转台温度场分布规律.高速数控转台在工作过程中,受电机发热㊁运动副发热㊁油膜发热㊁摩擦热等多种热源的耦合作用,形成非均匀温度场,产生热应力和热变形,影响转台的动态特性,因此,本文提出研究高速数控转台的温度场分布规律.(３)高速数控转台热力耦合效应.高速数控转台在工作过程,转台所受的动态耦合载荷会影响温度场分布,而温度场分布的变化又会影响转台的动态特性,因此,高速数控转台的动态特性受热力耦合的影响,涉及结构㊁温度场和振动之间的直接或间接耦合,它们之间的耦合机理及效应如图６所示.根据图６可知,转台的结构参数与温度场参数相互耦合最终会影响动态特性的演变.此外,转台的材料性能参数及工艺也会影响其力学与热态特性,进一步影响转台的热力耦合效应,造成解耦方式更加复杂,甚至削弱高速数控转台的动态性能.为了解决以上问题,本文提出研究高速数控转台热力耦合效应及其产生的机理,先建立高速数控转台的三维参数化模型,然后导入C A E 软件中设置各部分材料的力学及热属性参数㊁进行加载㊁施加热源㊁确立约束形式,进而得到高速数控转台的热力耦合有限元模型,形成一种基于热力耦合的建模方法.图６㊀高速数控转台热力耦合效应及其产生的机理F i g ．６㊀T h e r m a l Ｇm e c h a n i c a l c o u p l i n g ef f e c t a n d i t s m e c h a n i s mo f h igh Ｇs pe e dC N Ct u r n t a b l e (４)高速数控转台热力耦合建模.建立高速数控转台热力耦合模型,该模型为包含转台结构特征㊁力学性能与热属性参数㊁受力与受热情况以及约束形式的三维有限元模型,然后基于高速数控转台的热力耦合效应和结构特点,搭建高速数控转台热力耦合实验测试平台,验证高速数控转台热力耦合模型的正确性.３．２㊀高速数控转台热力耦合动态特性针对高速数控转台热力耦合模型,本文提出研究一种基于时步有限元仿真的热力耦合动态分析技术,系统地分析高速数控转台在热力耦合效应影响下的动态特性及其变化规律,如图７所示,具体研究内容如下:(１)高速数控转台热力耦合演变机制.在高速数控转台的工作过程中产生的热力耦合效应会影响转台的动力学性能,进而对稳定性和精度造成影响.对此,本文提出探索高速数控转台在热力耦合效应影响下的演变机制,为研究其热力耦合动态特性奠定理论基础.图７㊀转台热力耦合动态特性研究F i g ．７㊀R e s e a r c ho n t h e r m a l Ｇm e c h a n i c a l c o u p l i n gd yn a m i c c h a r a c t e r i s t i c s o f t u r n t a b l e (２)高速数控转台热力耦合动态分析技术.提出研究一种基于时步有限元仿真的热力耦合动态分析技术,将瞬态过程离散成为一系列的时间步在每一个时间步对转台进行瞬态温度场有限元仿真分析,输出每步的温度载荷加载到转台结构,然后对结构进行耦合动力学仿真分析,全面了解高速数控转台的动态演变过程.(３)高速数控转台热力耦合瞬态特性.在高速数控转台热力耦合瞬态阶段,对转台的温度场进行瞬态分析,对结构进行多步相互独立的动力响应分析,研究温度场变化对转台动态特性的影响.(４)高速数控转台热力耦合稳态特性.在高速数控转台热力耦合稳态阶段,对转台的温度场进行稳态分析,对结构进行模态分析,求解热力耦合应力与变形㊁固有频率㊁阻尼㊁振幅等的动态特性指标,主要研究热力耦合效应与动态特性的３３６１ 高速数控转台优化设计方法研究现状与展望刘世豪㊀林㊀茂Copyright©博看网 . All Rights Reserved.相互关系.３．３㊀高速数控转台热力耦合仿生设计准则鉴于蜂窝结构形态轻巧且力学性能与散热性较好[３６Ｇ３７],高速数控转台需要在实现结构轻量化的同时保证较强的刚度和散热性,本文由此而获得仿生设计灵感,提出研究基于蜂窝的高速数控转台热力耦合仿生设计准则,为转台的热力耦合动态特性优化提供一种新思路,如图８所示,具体研究内容如下:图８㊀转台热力耦合仿生设计准则的研究F i g ．８㊀R e s e a r c ho n t h e r m a l Ｇm e c h a n i c a l c o u p l i n gb i o n icde s i gn c r i t e r i o no f t u r n t a b l e (１)高速数控转台结构仿生相似规律.高速数控转台与蜂窝从整体上看均属于圆盘结构,蜂窝的散热及力学性能较好的关键因素在于其内部巢穴结构形态,而高速数控转台承力的关键因素在于筋板结构及其分布形式,因此,本文提出研究基于蜂窝的高速数控转台结构仿生相似规律,用于指导高速数控转台的仿生优化设计.(２)高速数控转台散热仿生相似规律.蜂窝精巧的结构分布具有良好的散热性,关于高速数控转台筋板的结构设计,也需要保证转台的散热性能㊁避免因过大的温升影响动态特性,因此,本文提出从功能仿生的角度出发,研究蜂窝结构的散热机理,用于提高高速数控转台的热态性能.(３)高速数控转台载荷仿生相似规律.蜂窝受到的力主要有重力㊁蜜蜂对蜂窝的作用力㊁摩擦力及其他载荷,高速数控转台主要承受自重㊁工件重力㊁切削抗力㊁热载荷和驱动扭矩等,因此,本文提出研究高速数控转台与蜂窝受力的仿生相似规律,进而用于提高高速数控转台的综合力学性能.(４)高速数控转台热力耦合仿生原理.通过研究高速数控转台与蜂窝在结构㊁散热及载荷方面的仿生相似规律,探索基于蜂窝的高速数控转台热力耦合仿生原理,同时考虑仿生结构的制造工艺性,获取高速数控转台热力耦合仿生设计准则,即研究蜂窝巢穴结构与转台内部结构在刚度㊁散热性方面的内在关联性,提取决定蜂窝优良散热性及力学性能的特征结构,根据相似性原理建立高速数控转台的仿生拓扑结构.３．４㊀高速数控转台热力耦合仿生优化设计方法高速数控转台的动态特性受热力耦合效应和结构参数的共同影响,这需要对高速数控转台进行多目标优化[３８].综合考虑高速数控转台热力耦合动态特性及仿生设计准则,构建高速数控转台仿生优化指标体系,在此基础上对转台进行结构参数优化设计,如图９所示,具体研究内容如下:图９㊀转台热力耦合仿生优化设计方法的研究F i g ．９㊀R e s e a r c ho n t h e r m a l Ｇm e c h a n i c a l c o u p l i n g b i o n i c o p t i m i z a t i o nd e s i gnm e t h o do f t u r n t a b l e (１)高速数控转台热力耦合优化指标体系.在高速数控转台结构多目标优化设计过程中,须充分考虑热力耦合效应对动态特性的影响,结合转台热力耦合动态特性和轻量化设计要求,构造高速数控转台热力耦合优化指标体系,包括热力耦合应力与变形㊁前几阶固有频率㊁振幅㊁转台质量等.(２)高速数控转台仿生优化设计技术.将蜂窝作为仿生模拟的对象,根据高速数控转台热力耦合仿生设计准则,充分借鉴蜂窝优良的力学及散热性能结构,初步设计出仿生型高速数控转台;针对仿生型高速数控转台,运用动态灵敏度分析法筛选设计变量;结合高速数控转台热力耦合优化指标体系,将减小热力耦合应力与变形㊁提高前几阶固有频率㊁减小质量与振幅作为优化目标或约束条件,建立高速数控转台热力耦合仿生优化设计的数学表达式.(３)高速数控转台仿生优化求解算法.针对高速数控转台仿生优化设计的数学表达式,考虑仿生优化设计的计算规模,提出兼顾效率和精度的求解算法,形成一套新颖的高速数控转台热力耦合仿生优化设计方法.４３６１ 中国机械工程第３１卷第１３期２０２０年７月上半月Copyright©博看网 . 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( b) 分度圆工作台线轴垂直 ▲图 7 外观图
6 结束语
(1) 该数控转台作为专用夹具 ,完全能满足加工小陀 螺 、叶轮 、石油钻头牙轮之类零件的加工需要 ,使用效果较 好 ,加工成本低 。
(2) 该数控转台具有两回转坐标 ,可作为数控机床附 件 ,与三直线坐标数控铣床 、加工中心匹配 ,能进行五轴联动 加工 。
2 分度轴结构与工件装夹定位方式
如图 3所示 。分度圆工作台 24通过两个单列向心推力 圆锥滚子轴承 1、16、一个压块锁紧圆螺母 14 预紧 、锁紧安 装在摆角体上做分度运动 。考虑装夹不同的工件 ,分度圆工
▲图 2 分度 、摆角传动结构
作台上装有一个法兰盘 22,它根据用户需求可自行设计制 造 ,改变工件的装夹定位方式 ,特别是加工较大的工件时 ,如 果工件的加工处离摆角转动中心较远 ,切削力所产生的力矩 超过摆角轴锁紧力矩或是加工所需空间不够时 ,可以将法兰 盘 22的厚度减小 。
社 , 2005. [ 6 ] 邓 星 钟. 机 电 传 动 控 制 [ M ]. 武 汉 : 华 中 科 技 大 学 出 版
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设计一台两回转坐标数控转台 (由分度圆工作台 、摆角 体 、摆角体支架组成 ) ,安装在三直线坐标数控铣床或加工中 心工作台上 ,可实现五轴联动加工 ,如图 1所示 。然而传统 的五轴数控机床的两回转坐标与机床滑板制作成一体 ,这对 于用三直线坐标加工的绝大多数场合来说 ,两回转坐标传动 机构 ,尽管锁紧不动 ,长时歇置 ,造成浪费 ,并且它的刚性往 往远不如直线坐标 ,影响机床加工精度 、强力高效加工等 。 如果能把两回转坐标数控转台做成数控机床附件 ,在不需要 时 ,工件直接装夹在工作台上加工 ;在需要时 ,工件装在数控 转台上加工 ,灵活选用 。五轴联动加工还有一个显著特点 , 多种场合要求五面全部暴露在刀具之下 ,不与装夹发生干 涉 ,如果在数控转台的分度轴内设置工件拉紧装置 ,且用户 能根据生产需要 ,随时改制工件定位方式 ,是本文要一并解 决的问题 。
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112 摆角传动 摆角传 动 进 给 伺 服 电 机 和 摆 角 蜗轮驱动蜗杆直立置于图 2所示 B B剖切平面内 (图中未画出 ) ,摆角传 动结构与分度传动结构相似 ,间隙消 除方法也相同 ,这里不再重复 。摆角 轴 22上装有两个背对背单列向心推 力球轴承 21,另一摆角轴 10 上装有 两个单列向心球轴承 9,用螺钉 、销子 将摆角轴 10、22与摆角体 24连成一 体 ,安装在 U 形摆角体支架 23上 ,使 摆角体 24即装夹工件的分度圆工作 台 25摆动 0～90 °, 实现数控转台的 另一个回转坐标运动 ,完成工件顶面即“第五面 ”加工 。U 形 体支架 23实际上是数控转台的底座 ,摆角轴 10、22上分别 装有密封圈 8、20,防冷却液进入轴承 ,摆角轴 10端部设计 有安装检具有的圆孔 ,摆角轴 22制成中空轴 ,用来穿管 、线 。
(3) 夹紧 、锁紧机构用碟弹与液压缸匹配 ,动作可靠 、迅
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机械设计与研究 第 23卷
速 ,结构紧凑 。 (4) 用户可根据具体需要 ,修改工件定位方式 、取舍工
件拉紧机构 ,使用方便 ,具有特色 。
参考文献 :
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1 转台的分度 、摆角传动
111 分度传动 如图 2所示 。分度传动机构集成在摆角体 24 上 ,其上
方平置有分度进给伺服电机 1,通过齿轮 11、12、13,双导程 蜗杆 3、蜗轮 2,使装夹工件的的分度圆工作台 25 转动任意 角度 ,实现数控转台的一个回转坐标运动 ,与三直线轴匹
▲图 1 数控机床上安装数控转台 配 ,完成工件的“四面 ”加工 。齿轮 11用双螺母和半圆键直 接固定在电机轴上 ,齿轮副的啮合间隙靠双片齿轮 12、13消 除 、螺钉 19固定 ,齿轮 12、13用法兰盖 17 及其上面的螺钉 压紧两套锥型涨紧环 15和 16而固定在双导程蜗杆 3上 ,蜗 杆 3用两个单列向心推力球轴承 4、两个单列推力球轴承 7 和一个单列向心球轴承 14支撑 。
4 行程开关的设置
除工件夹紧 ,摆角 、分度锁紧机构上分别装有行程开关 以发出松开或锁紧信号外 ,在分度轴上装有回参考点行程开 关 2和撞块 3,如图 5所示 。当分度圆工作台旋转时 ,撞块 3 压上开关 2之后 ,分度进给电机减速并最后停下来 ,以此为 分度回转坐标的参考点 。
在摆角轴上装有行程开关 1、4、5、撞块 2、撞块 3,见图 6。撞块 3与行程开关 4的作用结果为摆角回转坐标的参考 点 ,这个参考点使分度圆工作台轴线处于水平零度位置 。撞 块 2与行程开关 1、5的作用结果控制摆角回转行程 ,分别在 0 °、90 °位置 ,使摆角只能在 0 °～90 °的范围内转动 。
▲图 5 锁紧机构行程开关
第 6期 周保牛等 :多用途数控转台的设计与研究
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于松开状态 。夹紧机构的活塞 3、密封圈 4、碟簧 18 等随同 分度圆工作台一起转动 ,但夹紧机构的死塞 8 固定不动 ,在 死塞上装有油管和行程开关 9。当活塞在压力作用下压缩碟 簧时 ,撞杆 10在压缩弹簧 11的作用下随同活塞 3 移动 ,脱 离行程开关 9的触头 ,此时工件处于松开状态 ,不能进行分 度 。当活塞返回时 ,撞杆亦返回 ,工件处于夹紧状态 ,可进行 分度 。当工件处于夹紧状态时 ,必须受到等于或略大于碟簧 的预紧力 ,才能卸下工件 。当工件处于松开状态时 ,活塞应 有一定返回行程 ,使撞杆 11能压上行程开关 10 发出信号 , 表示工件已处于夹紧状态 ,这就要求准确地调整垫 23。该垫 由两件组成 ,具有较大调整量 ,不过当调整垫过厚时 ,碟簧的 预紧力会过小 ,夹不紧工件 ; 当调整垫过薄时 ,工件又松不 开 。如果工件受到等于或略大于碟簧的预紧力而满足不了 撞杆 11能压上行程开关 10的要求时 ,可调整套 19达到 ,当 然装工件时还必须拧紧拉杆心轴 21。
D esign and Study of the M ultiple Usage NC Rotary Table
ZHOU B ao2niu1 , WAN G Xiao2qiang2
(1. M echanical Department of Chang Zhou Institute of M echatronic Technology, J iang Su Chang Zhou 213164, China; 2. Changzhou SPL CO , LTD , J iang Su Chang Zhou 213161, China) Abstract: This essay discusses the design of the multip le usage NC rotary table, through the index transm ission、 sw ing angle transm ission、coordinate axis clamp、mechanism of work setup and unload, and so on. That is used as an accessory of NC machine, which meet the demand of simultaneous five2axis CNC machine. Key words: machine center; simultaneous five2axis; NC rotary table; index; sw ing angle; coordinate axis clamp; work setup and unload
收稿日期 : 2007 - 06 - 11
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机械设计与研究 第 23卷
双导程蜗杆左右两齿面的模数不同 , 螺牙两侧面的轴向螺距不同 ,螺旋升 角也不同 ,齿厚向装有齿轮的一端逐 渐增厚 ,松开螺母套 6,顺时针方向拧 动右旋螺纹调整套 5,可使蜗杆做轴 向移动而消除蜗轮副的传动间隙 ,提 高传动精度 。
作者简介 :周保牛 (1960 - ) ,男 ,高级工程师 ,副教授 ;主要研究 方向为数控技术 ,获 3项省部级科技成果奖 ,发表论文 13 篇 ,主编教 材 2本。
2008中国机构与机器科学国际会议
(CCMM S2008,原称第 16届中国机构学学术研讨会 )暨海峡两岸第 4届机构学学术研讨会
3 分度圆工作台锁紧机构
分度圆工作台锁紧机构由两套完全相同的油缸 —碟簧 组成 ,位于摆角体的下方左右角处 ,如图 2所示 ,机构如图 4 所示 。在碟簧 8预紧力作用下 ,使活塞杆 7的头部将圆工作 台的边缘台阶部分 6 压住 ,靠摩擦力的作用 ,使分度圆工作 台锁住不动 。碟簧 8两片为一组 ,通过圆螺母 10,活塞 3,压 板 4将碟簧压缩一定距离 ,分度圆工作台获得锁紧力矩而不 能转动 ,不准启动分度进给电机 。
在分度圆工作台 24 内花键套 20 上装有两片为一组的 碟形弹簧 18,通过压板 17和压板锁紧圆螺母 15 预压 、产生 工件夹紧力 ,夹紧工件 。当液压油推动活塞 3 继续压缩蝶 簧 ,使压板 17碰到调整套 19时 ,活塞运动停止 ,此时工件处