双轴数控回转工作台毕业设计

《双轴数控回转工作台毕业设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《双轴数控回转工作台毕业设计（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、三江学院本科生毕业设计（论文）题 目咼职 院（系）机械制造及自动化专业学生姓名学号 G085152013指导教师职称起讫日期目录摘要3绪论4第一章 数控回转工作台1.1 数控回转的介绍11 数控回转工作台的原理612 设计准则.10 第二章 双轴工作台的总体的方案21 样本的选择.1122 双轴的工作台方案拟定12 第三章 双轴工作台的主要零件的设计3. 1 底板143. 2定心轴143. 3 轴承的选用.153. 4 为何回转台要用蜗轮副传动17 注意事项22 结论23参考材料24致谢25摘要数控车床今后将向中高档发展，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

2、、立式刀架等品 种，预计近年来对数控刀架需求量奖大大增加。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，不对 以上部分运用AUTOCAD作图，最后是对数控工作台提出的一 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

3、计思想，掌握 工程设计的一般程序、规范和方法。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、参 阅文献、外文资料的阅读和翻译、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

4、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 专研、勇于探索、具有创新意识和团队协作的工作作风。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 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 来越多的被要求配备第四轴或第五轴，以扩

5、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 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。作为准备制造业的母机，普通加工机床将获得年 均 15%20% 的稳定增长。第一章 数控回转工作台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。1.1 数控回转工作台的原理数控回转工作台主要用

6、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 一底座 10 一圆光栅 11、12 一轴承蜗杆1 传给蜗轮2。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。这种蜗杆 的左右两侧面具有不同的螺距，因此蜗杆齿厚从头到尾逐渐增 厚。但由于同一侧的螺距是相同的

7、，所以仍然可以保持正常的啮 合。当工作台静止时，必须处于锁紧状态。为此，在蜗轮底部的 辐射方向装有 8 对夹紧瓦 4 和 3，并在底座 9 上均布同样数量的 小液压缸5。当小液压缸的上腔接通压力油时，活塞6 便压向钢 球 8 ，撑开夹紧瓦，并夹紧蜗轮 2 。在工作台需要回转时，先使 小液压缸的上腔接通回油路，在弹簧7 的作用下，钢球 8抬起， 夹紧瓦将蜗轮松开。回转工作台的导轨面由大型滚动轴承支承，并由圆锥滚柱轴 承 12 及双列向心圆柱滚子轴承 11 保持准确的回转中心。数控 回转工作台的定位精度主要取决于蜗杆副的传动精度，因而必须 采用高精度蜗杆副。在半闭环控制系统中，可以在实际测量工作

8、台静态定位误差之后，确定需要补偿角度的位置和补偿的值，记 忆在补偿回路中，由数控装置进行误差补偿。在全闭环控制系统 中，由高精度的圆光栅 10 发出工作台精确到位信号，反馈给数 控装置进行控制。回转工作台设有零点，当它作回零运动时，先用挡铁压下限 位开关，使工作台降速，然后由圆光栅或编码器发出零位信号， 使工作台准确地停在零位。数控回转工作台可以作任意角度的回 转和分度，也可以作连续回转进给运动。分度工作台只能完成分度运动，不能实现圆周进给。分度工 作台的分度只限于某些规定的角度。鼠齿盘式分度工作台是一种 应用很广的分度装置。鼠齿盘分度机构的向心多齿啮合应用了误 差平均原理，因此能获得较高的分

9、度精度和定心精度，其分度精 度可以达 13。Xra7HI 凰謝魁式分麼I fVfJ图 8-25 是某数控铣床的鼠齿盘式分度工作台。鼠齿盘式分度工作台是由工作台面、底座、压紧液压缸、鼠 齿盘、伺服电动机、同步带轮和齿轮转动装置等零件组成。鼠齿 盘是保证分度精度的关键零件，每个齿盘的端面带有数目相同的 三角形齿，当两个齿盘啮合时，能够自动确定周向和径向的相对 位置。鼠齿盘式分度工作台作分度运动时，其工作过程分为三个步 骤：(1) 分度工作台抬起 数控装置发出分度指令，工作台中央的压紧 液压缸下腔通过油孔进压力油，活塞向上移动，通过钢球将分度 工作台抬起，两齿盘脱开。抬起开关发出抬起完成信号。(2)

10、 工作台回转分度 当数控装置接收到工作台抬起完成信号后， 立即发出指令让伺服电动机旋转，通过同步齿形带及齿轮带动工 作台旋转分度，直到工作台完成指令规定的旋转角度后，电动机 停止旋转。(3) 分度工作台下降，并定位夹紧 当工作台旋转到位后，由指令 控制液压电磁阀换向使压紧液压缸上腔通过油孔进入压力油。活 塞带动工作台下降，鼠齿盘在新的位置重新啮合，并定位夹紧。 夹紧开关发出夹紧完成信号。液压缸下腔的回油经过节流阀，以 限制工作台下降的速度，保护齿面不受冲击。鼠齿盘式分度工作台作回零运动时，其工作过程基本与上相 同。只是工作台回转挡铁压下工作台零位开关时，伺服电动机减 速并停止。鼠齿盘式分度工作

11、台与其他分度工作台相比，具有重复定位 精度高、定位刚度好和结构简单等优点。鼠齿盘的磨损小，而且 随着使用时间的延长，定位精度还会有进一步提高的趋势，因此 在数控机床上得到了广泛应用。1.2 设计准则我们的设计过程中，本着以下几条设计准则：1) 创造性的利用所需要的物理性能2) 分析原理和性能3) 判别功能载荷及其意义4) 创造有利的载荷条件5) 预测意外载荷6) 提高合理的应力分布和刚度7) 重量要适宜8) 应用基本公式求相称尺寸和最佳尺寸9) 根据性能组合选择材料10) 零件与整体之间精度的选择11) 功能设计应适应制造工艺和降低成本的要求第二章 双轴工作台的总体方案2.1 样本选择样本选的

12、是：数控回转工作台：高精度球面蜗轮副。蜗杠见图一21。一.主要用途和工作原理1 主要用途：数控转台事单轴交流伺服控制的高科技装置。 它主要用于三坐标，立式加工中心，数控铣床。镗床等连 接为第四轴扩大数控机床功能，同时业可用于普通铣床。 镗床。钻床。作为高精度的 自动分度装置，提高加工精度， 减少加工工时。2 工作原理：由系统发出信号给交（直）流伺服电机，通过 同步齿形带传给高精度蜗轮副，带动工作台旋转。实现精 确分度。二主要特点1用伺服电机驱动的 高精度的蜗轮副的传动装置，由半闭环数 控系统控制，可实现任意角度的分度控制。2转动链短。蜗轮副精度高。分度精度高。3制动扭矩大，刚性好 ，制动后可进

13、行任意分度下的 铣削加工，也可在较低切削扭矩下 ，连续铣削加工回转件。4可在一次装夹后，对单个零件多个面。或多个零件多个面进 行加工。5数控回转工作台，可以由数控机床数控系统控制，参与数控 机床的联动，也可用于独立的 数控系统控制，按要求编程控制 其循环2. 2双轴的工作台方案拟定：一立式一卧式两个相同花盘直径为375mm的回转工作台。产品的主要技术参数序号项目1752252753253751花盘直径(mm) 1752252753253752中心高(卧式)(mm) 1551702172403653工作台面高(立式)(mm) 2002373003263284蜗轮副传动比5总传动比6电机最高转速(

14、r/min) 200020002000200020007工作台最高转速 (r/min)11111111118立式承载能力(kg) 1802203204005009卧式承载能力(kg) 8012018025025010重量(kg) 608516023026511主轴前端锥度双轴工作台的结构装配图如图：图 SS-1 双轴工作台的工作原理选用二个花盘直径为 375mm 的回转工作台。在一个为1200mm 的底板上为 01 号图标。把 1 号回转台放在 02 号的盖板上固定在01号底板用8个M12X50螺丝和两个8X20销子固定,通过蜗轮副转动带动 04 号定心轴转动。此时，04 号定位轴和09 号转台支架连接，并有8个T型槽螺钉和1号回转台花盘的T型 槽固定。将2号回转台后面（有定位键那面），用8个M16X70 螺丝固定。在用10号转台底板9个M16X50螺丝和2个12X60 的锥销固定2号工作台的底面。用 08右支架来支撑02号工作台。 用06号端盖上的8个m12X55的螺丝来固定09支