数控回转工作台的工作原理

分度工作台和数控回转工作台
回转工作台使数控机床能根据掌握指令作分度或回转运动，完成指定的加工工序。

常用的回转工作台有分度工作台和数控回转工作台。

分度工作台只能完成分度运动，不能实现圆周进给运动；数控回转工作台能实现圆周进给运动。

1）分度工作台
通常分度工作台的分度运动只限于某些规定的角度，不能实现0°~360°范围内任意角度的分度。

为了保证加工精度，分度工作台的定位（定心和分度）精度要求很高，要有特地的定位元件来保证。

分度工作台按其定位机构的不同分为定位销式分度工作台和鼠牙盘式分度工作台：
（1）定位销式分度工作台
定位销式分度工作台采纳定位销和定位孔作为定位元件，定位精度取决于定位销和定位孔的位置精度和协作间隙，最高精度可达±5分。

（2）鼠牙盘式分度工作台
采纳鼠牙盘定位的分度工作台能达到较高的分度定位精度，一般为±3分，最高可达±0.4分。

能承受很大的外载，定位刚度高，精度保持性好。

2）数控回转工作台
为了扩大数控机床的加工性能，适应某些零件加工的需要，数控机床的进给运动，除X、Y、Z三个坐标轴的直线进给运动之外，还可以
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。

数控机床的圆周进给运动，由数控回转工作台实现。

数控回转工作台能实现自动进给，在结构上和数控机床的进给驱动机构有很多共同之点。

不同之点在于数控机床的进给驱动机构实现的是直线进给运动，而数控回转工作台实现的是圆周进给运动。

数控回转工作台分为开环和闭环两种。

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。

数控回转工作台主要用于数控幢床和铣床，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。

数控回转工作台的回转运动是靠伺服电动机驱动该回转工作台台面下的蜗轮蜗杆机构来实现的，再由蜗轮带动其转动。

数控回转工作台的台面与蜗轮的连接方式如图9-33所示。

图9-33数控回转工作台的台面与蜗轮的连接方式2.数控回转工作台的工作原理如图9-34所示为JCS-013型自动换刀数控卧式it铣床的数控回转工作台.该数控回转工作台由传动系统、间隙消除装置及蜗轮夹紧装置等组成。

数控回转工作台的运动由伺服电动机1驱动，经齿轮2,4带动蜗杆9，通过蜗轮10使工作台回转。

为了尽量消除传动间隙和反向间隙，齿轮2,4相啮合的侧隙是靠调整偏心环来消除的。

齿轮4与蜗杆9是靠楔形拉紧圆柱销5(A-A剖面)来连接的，这种连接方式能消除轴与套之间的配合间隙。

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9的轴向位置来调整间隙。

这样蜗杆的左右两侧面具有不同的螺距，使得蜗杆齿厚从一端向另一端逐渐增厚。

但由于同一侧的螺距是相同的，所以仍然保持着正常的啮合。

调整时先松开螺母7上的锁紧螺钉8，使压块s与调整套11松开，同时将楔形拉紧圆柱销5松开，然后转动调整套11,带动蜗杆9轴向移动。

根据设计要求，蜗杆有10 mm的轴向移动调整量，这时蜗杆副的侧隙可调整0. 2 mm。

调整后锁紧调整套11和楔形拉紧圆柱销5,蜗杆的左右两端都由双列滚针轴承支承。

其左端为自由端，可以伸长，以消除温度变化的影响;右端装有双列推力轴承.能轴向定位。

当数控回转工作台静止时必须处于锁紧状态，其台面用沿其圆周方向分布的8个夹紧液压缸进行夹紧。

当数控回转工作台不回转时，夹紧液压缸14的上腔进压力油，使活塞15向下运动，通过钢球17、夹紧瓦12,13将蜗轮10夹紧;当数控回转工作台需要回转时，数控系统发出指令，使夹紧液压缸14上腔的油流回油箱，在弹簧16的作用下，钢球17抬起，夹紧瓦12,13松开蜗轮10，然后由伺服电动机1通过传动装置，使蜗轮和数控回转工作台按照控制系统的指令进行回转运动。

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。

数控回转工作台的工作原理
数控回转工作台是一种用于加工圆形工件的专用设备。

其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 传动系统：数控回转工作台的传动系统通常采用伺服电机，通过电机驱动回转轴的旋转。

通过控制伺服电机的转速和方向来实现工作台的精确控制。

2. 编码器系统：为了准确控制工作台的位置和转速，数控回转工作台通常会配备编码器系统。

编码器可以实时反馈工作台的位置信息，从而与预先设定的加工程序进行比对，保证加工的准确性和稳定性。

3. 控制系统：数控回转工作台的控制系统通常由数控系统和人机界面组成。

数控系统负责接收加工程序，并将其转化为电机的控制指令，通过编码器系统实现对工作台位置的闭环控制。

人机界面提供操作员与数控系统的交互平台，可以进行参数设置、坐标系切换、加工状态监控等操作。

4. 附件装夹：数控回转工作台在加工过程中，需要将工件固定在工作台上。

通常采用机械夹持、气动夹持等方式进行装夹，以确保工件在加工过程中的稳定性和安全性。

5. 加工过程：工件装夹完毕后，通过数控系统设置好加工程序和参数。

控制系统将根据加工程序发出指令，控制伺服电机驱动工作台进行旋转。

同时，根据加工需要，可以配备切削工具、测量传感器等附件，实现对工件的加工和测量操作。

总的来说，数控回转工作台通过传动系统、编码器系统、控制系统等组成部分，以及附件装夹和加工过程的配合，实现对圆形工件的精确加工和控制。

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。