数控回转工作台的设计研究

引言对数控回转工作台的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。

而工科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能力，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。

作为装备制造业的母机，普通加工机床将获得年均15％－20％左右的稳定增长。

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。

引言对数控回转工作台的设计重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, 培养学生建立对的的设计思想, 掌握工程设计的一般程序、规范和方法。

而工科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, 可树立对的的生产观点、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能力, 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、数据解决、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绪。

使学生学会初步掌握解决工程技术问题的对的指导思想、方法手段, 树立做事严谨、严厉认真、一丝不苟、实事求是、刻苦钻研、敢于探索、具有创新意识和团结协作的工作作风。

本次毕业设计重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, 设计思绪是先原理后结构, 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规定配备第四轴或第五轴, 以扩大加工范围。

估计近几年规定配备数控转台的加工中心将会达成每年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。

作为装备制造业的母机, 普通加工机床将获得年均15％－20％左右的稳定增长。

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。

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。

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。

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。

数控回转工作台结构设计数控回转工作台是一种用于加工金属工件的设备，常用于数控铣床、加工中心等机床上。

它具有工作台面可以在水平、垂直两个方向上进行回转的能力，从而实现多种角度的工件加工。

在设计数控回转工作台的结构时，需要考虑以下几个方面：1.工作台面结构：工作台面通常是一个平面，用于放置工件进行加工。

为了提高工作台面的刚性和稳定性，通常会采用铸件或焊接钢板的方式制作。

工作台面通常具有T型槽，用于固定工件或安装夹具，同时还可以通过液压或电机控制使其在水平和垂直方向上进行回转。

2.回转机构：回转机构是实现工作台面回转的关键部件。

它通常由旋转轴承、驱动装置和导向装置组成。

旋转轴承是承受工作台面重量和转动力矩的主要部件，通常选择大直径、高刚度的滚动轴承或滑动轴承。

驱动装置通常采用伺服电机或液压马达，通过减速机传动，使工作台面实现回转。

导向装置用于确保工作台面的回转轨迹准确、平稳，通常采用滑动导轨或滚动导轨。

3.固定装置：为了确保工作台面的刚性和稳定性，需要将工作台面固定在底座上。

固定装置通常通过螺栓或紧固件连接工作台面和底座，以确保工作台面的水平度和垂直度满足加工要求。

4.控制系统：数控回转工作台通常需要配备一个控制系统，用于实现工作台面的回转控制。

控制系统可以采用数控系统或PLC控制系统，通过编程控制工作台面的回转轨迹、速度和停止位置。

在设计数控回转工作台时，需要综合考虑工作台面的刚性、稳定性和回转精度等因素。

同时，还需要根据实际加工需求确定工作台面的尺寸、载荷和回转角度范围。

另外，还要考虑工作台面的定位和夹紧方式，以确保工件在加工过程中的准确定位和固定。

总之，数控回转工作台的结构设计需要充分考虑工作台面的刚性、稳定性和回转控制等因素，以确保工件能够在不同角度下进行准确的加工。

数控磨床回转工作台的设计
数控磨床回转工作台是数控磨床的重要组成部分之一，主要用于加工圆形工件。

其设计应考虑以下因素：
1. 负载能力：回转工作台的负载能力需根据不同的加工要求确定，能承受的最大负载需考虑加工工件的直径、重量和加工力等因素。

2. 压力均匀性：为了保证加工精度和工件表面质量，回转工作台在旋转时需要保持平稳和均匀，其设计应充分考虑压力均匀性。

3. 精度：回转工作台的精度是影响加工质量的重要因素之一，应尽量降低误差，确保加工精度。

4. 控制系统：回转工作台需要配备相应的数控系统，以保证其工作的精度和可靠性，同时还需考虑其与主机的配合。

5. 维修性：回转工作台的设计应考虑其易于维修与保养，方便对工作台的任何部件进行检修或更换。

总之，数控磨床回转工作台的设计需要在负载能力、压力均匀性、精度、控制系统和维修性等方面综合考虑，以使其满足加工要求，提高加工效率和加工质量。

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。