数控回转工作台设计含全套CAD图纸

陕西国防工业职业技术学院SHAANXI INSTITUTE OF TECHNOLOGY 毕业设计论文题目水平回转工作台专业机电一体化班级机电3111班姓名罗小亮学号23311131指导教师王刚目录摘要 (3)第一章绪论 (4)1.1概述 (4)1.2数控回转工作台的发展及展望 (4)1.3数控回转工作台的原理 (5)1.4 设计要求及主要参数 (6)1.4.1设计准则 (6)第二章数控回转工作台的结构设计 (6)2.1设计工作台的基本要求 (8)2.2数控回转工作台传动方案的选择 (9)2.3电机的选择 (11)2.3.1选择步进电机的注意事项 (11)2.3.2电机的参数计算 (11)2.4齿轮的设计 (12)2.4.1齿轮材料确定 (12)2.4.2齿轮强度计算 (12)2.4.3尺寸计算 (12)2.4.4齿轮结构设计 (14)2.5蜗轮蜗杆设计 (15)2.6蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 (16)2.7轴的校核与计算 (18)2.8联轴器的选择 (19)2.9输入轴的设计 (20)2.10蜗杆轴的设计 (25)2.11轴强度的校核 (28)总结 (30)参考文献 (32)致谢 (33)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。

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。

500X500方台面数控回转工作台设计(500X500)方台面数控回转工作台设计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。

【关键字】设计课程设计任务书题目：数控工作台设计时间：2012年11月19日－2012年12月29日，共六周要求：该工作台可安装在钻、铣床上用于钻孔或铣削加工。

设计参数如下：X方向的脉冲当量为：0.01㎜/step；最大钻孔直径15㎜，铣刀直径的d=32mm;齿数为4；加工材料为碳钢；工作台行程范围是：400㎜X320㎜,；最大快速移动速度为：3m/min,具体任务：1、确定总体方案，绘制系统组成图一张（A3）2、机械部分设计计算，选择适当的元器件；3、画出X-Y工作台外形图和X向机械部分装配图一张(A0)4、设计控制系统硬件电路,画出控制系统硬件电路图一张（A1）5、编写设计说明书1分，（不少于8000）班级：学生：指导老师：2012年11月目录1前言 (4)2、课程设计的目的、意义及要求 (5)3课程设计的内容.....................................................................、7 4数控系统总体方案的确定 (8)5机械部分的设计 (9)6滚珠丝杠螺母副的选型和校核 (10)7导轨的选型和计算 (12)8 驱动电机的选用 (13)9 数控系统的设计 (16)10 心得体会 (24)11 参考书籍 (26)设计目的数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作的技术。

它广泛用于机械制造和自动化领域，较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。

随着科技的迅猛发展，自动控制技术已广泛地应用于数控机床、机器人以及各类机电一体化设备上。

同时，社会经济的飞速发展，对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。

数控加工和编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分，我们学会了对相关学科中的基本理论、基本知识进行综合运用，同时使对本专业有较完整的、系统的认识，从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的，培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力，以及培养了科学的研究和创造能力。

摘要随着制造业的迅速发展，传统的加工设备已无法承担加工高精度、复杂型面零件的要求，数控机床良好的加工精度和数控系统可满足此要求。

而国外的数控机床比较昂贵，其价格要比国内高50%~60%，结合市场调研和毕业设计的实际，进行磨床工作台结构设计。

针对数控磨床工作台存在的爬行、颤振现象，进给滚珠丝杠刚性低问题，确定了采用滚珠丝杠带动工作台，滚珠丝杠和电动机之间采用同步齿形带联接，工作台导轨贴塑，从而改善了润滑条件，同时也起到减振作用，MK1332数控外圆磨床的爬行、颤振现象得到有效解决，提高了零件加工质量；丝杠采用两端固定支承，滚动轴承背靠背组配，刚性可提高一倍。

位置检测装置采用高分辨率的脉冲编码器，通过半闭环控制测量工作台的直线位移。

工作台型面采用平面形式，减少工作台的质量、转动惯量，使系统有更快的响应特性。

本机床对提高加工质量和效率、缩短产品开发周期有积极的意义。

关键词数控磨床工作台滚珠丝杠贴塑导轨AbstractAlong with the rapid development of the manufacturing sector, the traditional processing equipment has been unable to undertake the processing precision, complex parts of the surface, NC Machine good precision and CNC machining systems can meet this requirement. Abroad CNC machine tools more expensive than domestic prices high 50% ~ 60%. combine market research and graduate of the actual design, structural design workstations Grinder. CNC Grinder against the crawling stage, flutter, feed rigid low-ball screw, determine the use of ball screw driven workstations, ball screw and motor uses synchronous belt link Guide laminating workstations, thereby improving the lubrication conditions, but also play a role in damping, MK1332 CNC Cylindrical Grinder crawl, flutter phenomenon to be an effective solution to improve the quality of the parts processing; Screw using both fixed supports, Rolling back-up, rigid be doubled. Position detection device using high-resolution pulse encoder, through half-closed loop control workstations measurement of linear displacement. Workstations using planar surface forms, reducing the quality of workstations, moment of inertia, allowing the system to have a faster response. The processing machine to improve quality and efficiency, shorten the product development cycle has a positive meaning.Keywords CNC Grinder Worktable Ball ScrewsLaminating Guide目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1数控加工技术 (1)1.1.1数控机床的产生和发展 (2)1.1.2数控机床的发展趋势 (2)1.2数控机床的优点 (4)1.2.1数控机床的优点 (4)1.2.2数控机床加工零件的特点 (5)1.3设计参数和方案确定 (6)1.3.1机床主要技术参数 (6)1.3.2MK1332数控外圆磨床设计参数 (6)1.3.3MK1332数控外圆磨床加工产品的主要精度 (7)1.3.4 设计方案的确定 (7)第2章数控机床的组成和分类 (9)2.1数控机床的组成 (9)2.2数控机床的分类 (9)2.2.1 按工艺用途分类 (10)2.2.2 按控制运动方式分类 (10)2.2.3按伺服系统的类型分类 (11)2.2.4按照功能水平分类 (11)第3章进给系统设计 (13)3.1工作台机构传动设计 (13)3.2滚珠丝杠螺母副 (14)3.2.1工作原理与特点 (15)3.2.2滚珠丝杠螺母副的循环方式 (16)3.2.3 滚珠丝杠副的轴向间隙消除和预加载荷 (16)3.3滚珠丝杠副的精度 (16)3.3.1滚珠丝杠当量动载荷的计算 (16)3.3.2 滚珠丝杠的选取和极限转速的计算 (19)3.3.3 滚珠丝杠副效率计算 (22)3.3.4滚珠丝杠副刚度验算 (22)第4章滚珠丝杠的支承 (24)4.1轴端支承形式的选择 (24)4.1.1滚珠丝杠轴端支承形式的选择 (24)4.1.2滚珠丝杠对轴承的要求 (25)4.1.3轴承的组配方式 (25)4.2轴承预紧力 (26)4.2.1轴承应适当的预紧，适当的预紧有助于提高轴承的工作能力 (26)4.2.2预紧与发热 (27)4.3滚珠丝杠的联接 (30)4.3.1同步齿形带的计算 (31)第5章电动机的选择和惯量匹配计算 (37)5.1最大静态切削负载转矩的计算 (37)5.2惯量匹配计算 (38)5.3最大空载加速转矩的计算 (41)5.4系统增益设计 (43)第6章导轨的选择与工作台型面的确定 (45)6.1导轨的选择 (45)6.1.1导轨的分类 (45)6.1.2导轨的间隙调整机构 (48)6.1.3 贴塑导轨设计 (49)6.2工作台型面的确定 (51)第7章机床定位精度验算 (53)结论 (606)致谢 (57)参考文献 (58)附录1 (60)附录2 (66)第1章绪论随着科学技术的飞速发展和经济竞争的日趋激烈，产品更新速度越来越快，复杂形式的零件越来越多，精度要求越来越高，多品种、中小批量生产的比重明显增加。

(500X500) 方台面数控回转工作台设计目录绪论....................................................................... 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........................................... 1..02.5 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸................................... 1..22.6 轴的校核与计算.................................................. 1..3.2.7 弯矩组合图...................................................... 1..4.2.8 根据最大危险截面处的扭矩确定最小轴径............................. 1. 42.9 齿轮上键的选择及校核1..52.10 轴承的选用...................................................... 1..5.2.11 本章小结........................................................ 1..6.第三章数控技术发展趋势................................................ 1..6.3.1 性能发展方向................................................... 1..6.3.2 功能发展方向................................................... 1..7.3.3 体系结构的发展................................................. 1..8.3.4智能化新一代PCN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。

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)设计目的 (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、滚珠丝杠螺母副的选型和校核 (7)4、步进电动机的选型和计算 (11)5、导轨的选型和计算 (13)6、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的基本组成 (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)2需说明书、图纸等完整设计请加叩叩序言据资料介绍，我国拥有400多万台机床，绝大部分都是多年累积生产的普通机床。

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的设备大量更新，替代现有的机床，无论从资金还是从我国机床制造厂的生产能力都是不可行的。

但尽快将我国现有的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的重要课题。

亲，由于某些原因，没有上传完整的毕业设计（完整的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）如需要的朋友，请联系我的叩扣:，数万篇现成设计及另有的高端团队绝对可满足您的需要在过去的几十年里，金属切削机床的基本动作原理变化不大，但社会生产力特别是微电子技术、计算机技术的应用发展很快。

反映到机床控制系统上，它既能提高机床的自动化程度，又能提高加工的精度，现已有一些企业在这方面做了有益的尝试。

实践证明，改造后的机床既满足了技术进步和较高生产率的要求，又由于产品精度提高，型面加工范围增多也使改造后的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的必要性和迫切性。

X-Y数控工作台设计学生：学号：专业：班级：指导教师：(600×600)方台面数控回转工作台设计一、设计的目的《数控机床》课程设计是一个重要的实践性教学环节，要求学生综合的运用所学的理论知识，独立进行的设计训练，主要目的：1、通过设计，使学生全面地、系统地了解和掌握数控机床的基本组成及其思想知识，学习总体的方案拟定、分析与比较的方法。

2、通过对机械系统的设计，掌握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设计计算及选用的方式3、通过对机械系统的设计，掌握常用伺服电机的工作原理、计算控制方法与控制驱动方式4、培养学生独立分析问题和解决问题的能力，学习并树立“系统设计”的思想5、锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料及撰写科技论文的能力二、设计任务设计X-Y数控工作台，主要参数如下：设计一台数控回转工作台并开发其控制、驱动系统，工作台台面600×600mm，分辨率为δ=5分/step，承受最大载荷Tmax=1800Nm。

三、设计主要步骤1、确定设计总方案⑴、机械传动部件的选择①、丝杠螺母副的选择步进电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动，需要满足初选0.005mm脉冲当量，因为定位精度±0.01mm，对于机械传动要有一定的精度损失，大约是1/3-1/2的定位精度，现取为1/2，滑动丝杠副无法做到，只有选用滚珠丝杆副才能达到要求，滚珠丝杆副的传动精度高、动态响应快、运转平稳、寿命长、效率高、预紧后可消除反向间隙。

同时选用内循环的形式，因为这样摩擦损失小，传动效率高，且径向尺寸结构紧凑，轴向刚度高。

由于定位精度不高，故选择的调隙方式是垫片调隙式，这种调隙方式结构简单，刚性好，装卸方便。

由于工作台转速不高，故可以采用一般的安装方法，即一端固定，一端游动的轴承配置形式。

②、导轨副的选用要设计数控铣床工作台，需要承受的载荷不大，而且脉冲当量小，定位精度高，因此选用直线滚动导轨副，它具有摩擦系数小，不易爬行，传动效率高，结构紧，安装预紧方便等优点。

HMC40d高速卧式加工中心回转工作台结构设计传统卧式加工中心通常是体积大、动作慢且适合单机加工，严重影响厂房内部布局及整体加工效率，为开拓高端市场，增加零件加工种类范围，自主设计研发小型高速卧式加工中心，占地小，整机吊装，高速动作节拍快，适合与其他设备组成生产线批量加工，为满足整机设计要求，设计研发可给自动液压夹具中心通油的回转工作台，机械零件全部自制，自主安装调试，性能可靠。

1.加工中心整体结构如图1所示，加工中心总体设计布局为纵、横T字形床身，立柱横向移动，滑板上下移动，主轴箱前后移动，具有刚性良好、受力均匀、热平衡性好和精度稳定等优点，具体结构尺寸及性能参数见表1。

图1加工中心整机外观表1机床技术参数表整机外观长/mm 4 300整机外观宽/mm 2 200整机外观高/mm 2 700X轴行程/mm600Y轴行程/mm500Z轴行程/mm450B轴（°）1×360三轴加速度/（m/min）602.工作台结构及原理设计（1）工作台整体结构图2所示为传统工作台内部结构，工作台采用四点接触球轴承支撑实现回转动作，心轴中只有两路油路，用于工作台板的升起下降及锁紧，无法实现液压油液从工作台底部经过工作台中心通向夹具。

图2传统工作台内部结构1—工作台板 2—定心套 3—旋转格莱圈 4—上齿盘 5—下齿盘 6—转台轴承 7—活塞 8—液压缸 9—液压缸端盖 10—蜗轮 11—心轴 12—底座 13—蜗杆全新设计牙盘式回转工作台如图3所示。

图3全新设计工作台内部结构原理1—定位板 2—工作台板 3—定心套 4—旋转格莱圈 5—上齿盘 6—下齿盘 7—转台轴承 8—活塞 9—液压缸 10—液压缸端盖 11—蜗杆 12—心轴 13—蜗轮 14—底座B轴电动机通过联轴器与蜗杆相连，驱动蜗轮转动，蜗轮与液压缸通过螺栓刚性联接，液压缸与活塞可沿轴向相对移动，之间通过8个销轴导向相连，当液压油进入液压缸升起腔后，液压缸将工作台板顶起，上齿盘跟随台板浮起并与下齿盘分离，工作台板即可执行旋转动作，在推力/向心角接触球轴承YRT200的协助下，液压缸通过销轴带动活塞和工作台板旋转，达到预定角度后，液压缸升起腔油液排出，同时下降腔进入液压油液，带动工作台板下降，最后上下齿盘完好啮合，并用液压油持续输出压力，保证台板定位准确，其主要技术参数见表2。

[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。

数控回转工作台的原理与应用2.1 数控回转工作台的原理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2.1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，经齿轮减速后由蜗杆-蜗轮带动。

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来调整间隙。

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，所以仍然可以保持正常的啮合。

图2.1 自动换刀数控镗床的回转工作台1—工作台 2—滚柱导轨 3、4—夹紧瓦 5—小液压缸 6—活塞 7—弹簧8—钢球 9—圆光栅 10—双列圆柱滚子轴承 11—圆锥滚子轴承当工作台静止时，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。

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11及双列向心圆柱滚子轴承10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。

2.2 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．预测意外载荷5．创造有利的载荷条件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10．零件与整体零件之间精度的进行选择11．功能设计应适应制造工艺和降低成本的要求2.3 主要技术参数1．最大回转半径：200mm2．回转角度：0-360度3．回转精度：0.01度4．回转速度：6-20r/min5．最大承重：200KG3 数控回转工作台的结构设计3.1 传动方案的确定3.1.1 驱动方式选择由于数控回转工作台的控制精度要求较高且工作功率不大，动力源应选择步进电机或伺服电机。

图书分类号：密级：毕业设计(论文)自动分度回转工作台设计THE DESIGN OF AUTO-INDEXING ROTARY TABLE学生姓名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2010年5月28日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：年月日摘要分度回转工作台是机械加工中常用的机床附件，用于镗床，铣床，钻床等需要多面转位加工的工件。

传统分度回转工作台操作不便，而且分度只限于某些规定的角度,难以满足一些特殊分度工件的加工要求。

本课题利用单片机控制技术、步进电动机控制技术对分度回转工作台进行了数控化改造，设计了一种自动分度回转工作台。

它以单片机为控制核心，通过控制脉冲分配器向步进电机发送脉冲, 驱动步进电动机带动蜗轮蜗杆实现对工件的回转分度，相对于传统机械分度头，操作方便，分度精度高。

关键词自动分度回转工作台；齿轮传动；蜗杆传动；单片机控制全套设计，联系153893706AbstractIndexing rotary table is commonly used in machining machine tool accessories, for boring, milling, drilling, etc. need more processing of the workpiece surface translocation. Traditional indexing rotary table to maneuver, but only some of the provisions of sub-degree angle, it is difficult to meet some special requirements indexing workpieces. Control technology for the use of this topic, stepper motor control technology to sub-degree rotary table for the NC transformation, design of an automatic indexing rotary table. It MCU to control the core, by controlling the pulse distributor to send pulses to the stepper motor, stepper motor drives the worm gear drive to achieve sub-degree rotation of the workpiece, as opposed to traditional mechanical dividing head, easy operation, high precision indexing.Keywords Auto-Indexing Rotary Table Gear Transmission Worm drive SCM control目录1 绪论 (1)1.1历史背景 (1)1.2发展前景 (1)2 工作台方案设计 (2)2.1工作台原理及总体框图 (2)2.2 工作台传动系统方案 (2)2.3工作台控制系统方案 (3)3 工作台传动系统设计 (5)3.1工作台箱体设计 (5)3.2传动比及参数确定 (6)3.2.1传动比设定 (6)3.2.2步进电机最大回转速度及频率 (7)3.2.3步进电机分度精度 (7)3.3步进电机选择 (7)3.3.1步进电机启动力矩计算 (8)3.3.2 步进电机最大转速 (9)3.2.3 步进电机最大频率 (9)3.3.4 步进电机型号 (9)3.4齿轮传动设计 (9)3.4.1齿轮的材料及类型 (10)3.4.2按齿面接触疲劳强度设计尺寸 (10)3.4.3 确定齿轮的主要参数与主要尺寸 (11)3.4.4校核齿根弯曲疲劳强度 (12)3.5蜗杆传动设计 (13)3.5.1 蜗杆传动类型 (13)3.5.2 蜗轮蜗杆的材料 (14)3.5.3按齿面接触疲劳强度设计 (14)3.5.4 蜗轮蜗杆主要参数与几何尺寸 (15)3.5.5 校核齿根弯曲疲劳强度 (16)3.5.6蜗杆传动温度计算 (17)3.6轴的设计 (18)3.6.1 蜗杆轴的设计 (18)3.6.2 蜗杆轴的计算 (18)3.7键的选择 (21)3.7.1键联接类型 (21)3.7.2 键连接的尺寸 (22)3.7.3 键联接的强度验算 (22)3.8轴承的选择 (23)3.8.1轴承的类型 (23)3.8.2 轴承的尺寸 (24)3.8.3滚动轴承的密封装置 (24)3.9联轴器的选择 (24)3.9.1联轴器的类型 (25)3.9.3 联轴器的尺寸 (25)4 工作台控制系统设计 (27)4.1控制系统元器件选择 (27)4.1.1单片机选择 (27)4.1.2 I/O接口芯片选择 (28)4.1.3存储器选择 (29)4.1.4译码器选择 (30)4.1.5 地址锁存器选择 (31)4.2 控制系统电路设计 (32)4.2.1主控电路设计 (32)4.2.2 I/O接口电路设计 (33)4.2.3步进电机电路设计 (34)结论 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附录 (38)附录1 (38)附录2 (48)1 绪论1.1 历史背景中国数控分度回转工作台产业发展出现的问题中，许多情况不容乐观，如产业结构不合理、产业集中于劳动力密集型产品；技术密集型产品明显落后于发达工业国家；生产要素决定性作用正在削弱；产业能源消耗大、产出率低、环境污染严重、对自然资源破坏力大；企业总体规模偏小、技术创新能力薄弱、管理水平落后等。

摘要自动回转刀架是数控机床的重要组成部分，它有效地提高了劳动生产率，缩短了生产准备时间，消除人工误差提高加工精度和加工精度的一致性等.但是传统的普通车床换刀的速度慢、精度不高，生产效率低,不能适应现代化生产的需要。

所以为了提高生产率、改善产品质量以及改善劳动条件必须对自动回转刀架进行改进。

本文对数控车床自动回转刀架的机电系统的相关内容进行分析，研究数控车床刀架的组成和工作原理，对普通机床的换刀装置进行改进，使该装置具有自动松开、转位、精密定位等功能。

此次主要完成自动回转刀架的机械部分和电气部分的设计.机械部分为对其组成的各个机械部件进行计算与选用，电气部分为编制刀架自动转位控制软件.设计的数控換刀装置功能更强，换刀装置通过刀具快速自动定位,可以提高数控车床的效率，缩短加工时间;同时其可靠性更稳定，结抅简单。

关键词：自动回转刀架，换刀装置，机电系统，电气控制IDesign of automatic turret mechanical and electrical system ofCNC lathesAbstractThe automatic turret is an important part of CNC lathe. It improved labor productivity and shorten the production time，eliminate human error, the improvement of the machining accuracy and consistency of precision. Though conventional ordinary lathe tool change slowly，low accuracy，low productivity。

It cannot adapt to the needs of modern production. Therefore，we must be improved the automatic turret in order to increase productivity, improve product quality and improve working。