关于高精度回转工作平台
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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。
1 前言1.1选题的背景与意义随着科学技术的进步与发展,数控机床和加工中心的应用已日趋普及,数控机床正朝着高速、高精度多轴联动数控机床的方向发展,国际上把多轴联动数控技术作为一个国家生产设备自动化水平的标志。
其中高精度数控联动回转工作台是多轴联动数控机床关键部件之一。
因此高精度多轴数控回转工作台结构技术的研究是各国研究竞争的重点回转工作台是数控铣床、复合磨床、数控滚齿机、数控镗床、立式(卧式)加工中心等数控机床的必备部件之一,它可以作为半自动精密铣床、镗床或其它机床的主要附件。
与伺服电机或单坐标数控系统配套,可完成一个或两个回转坐标的任意角度或连续分度工作。
与机床系统的多轴联动可完成各种复杂零件的曲线加工。
回转工作台的使用降低了工人的劳动强度,提高了生产效率,从而大大提高企业的经济效益。
因此回转工作台得到了广泛且普遍的使用。
同时回转工作台的研究也是企业竞争核心。
液压系统具有功率大、体积小、重量轻、响应快、精度高及抗负载刚性大等优点,使得它被广泛地应用于组合机床及其自动线中,以实现工作台(液压滑台,回转工作台)的进给、回转及工件的定位、夹紧、运输(上升、下降、翻转、输送)等动作。
所以液压回转工作台广泛应用于各种机床和工程机械中,例如数控机床、专用机床、组合机床、挖掘机等。
液压系统在各类设备和系统中往往处于控制和动力传输的重要核心地位。
本文主要阐述了回转工作台的液压系统泵站的设计过程。
[1]1.2液压技术的特点液压系统是将液压油的压力能转化为机械能来做功,其传动有如下特点:1.优点:(1)液压传动有很大的调速范围,并且可以实现无级变速。
(2)液压传动装置的体积相对而言较小,而且惯性小,能够传递较大的力或转矩。
(3)液压传动工作相对平稳,反应速度快,冲击力量小,能够快速启动,快速停止,和快速换向。
(4)液压系统的控制调节简单,易于实现机电一体化。
(5)液压传动装置可以实现过载保护,并且能自行润滑,寿命较长。
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。
目录目录............................................................ - 1 - 第一章绪论....................................................... - 4 -1.1 数控机床简介.............................................. - 4 -1.2数控机床的特点............................................ - 4 - 第二章数控回转工作台的原理与应用................................ - 4 -2.1 数控回转工作台........................................... - 5 -2.2 设计准则................................................. - 6 -2.3 主要技术参数............................................. - 6 - 第三章:数控回转工作台的结构设计................................. - 7 -3.1 传动方案的确定............................................ - 7 -3.1.1传动方案传动时应满足的要求........................... - 7 -3.1.2传动方案及其分析..................................... - 7 -3.2齿轮传动的设计............................................ - 8 -3.2.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数................... - 8 -3.2.2按齿面接触强度设计................................... - 8 -3.2.3按齿根弯曲强度设计.................................. - 11 -3.2.4几何尺寸计算........................................ - 13 -3.3 电液脉冲马达的选择及运动参数的计算...................... - 14 -3.4 蜗轮及蜗杆的选用与校核.................................. - 15 -3.4.3 按齿面接触疲劳强度设计............................ - 15 -3.5 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸.......................... - 16 -3. 5. 1 蜗杆............................................ - 16 -3. 5. 2 蜗轮............................................ - 17 -3.6 轴的校核与计算.......................................... - 17 -3.6.1 画出受力简图...................................... - 17 -3.6.2 画出扭矩图........................................ - 18 -3.6.3 弯矩图............................................ - 18 -3.7 弯矩组合图.............................................. - 18 -3.8 根据最大危险截面处的扭矩确定最小轴径.................... - 19 -3.9 齿轮上键的选取与校核..................................... - 19 -3.10 轴承的选用.............................................. - 19 - 第四章:数控技术发展趋势......................................... - 20 -4.1性能发展方向............................................. - 20 -4.2功能发展方向............................................. - 21 -4.3体系结构的发展........................................... - 21 - 第五章:数控回转工作台台体夹具及工艺设计......................... - 22 -5.1零件的作用............................................... - 22 -5.2确定毛坯,画毛坯,零件图................................. - 22 -5.3工艺规程设计............................................. - 22 -5.3.1定位基准的选择...................................... - 22 -5.3.2选择加工设备及刀,夹,量具.......................... - 22 -5.4夹具设计................................................. - 23 - 结论............................................................ - 24 - 致谢......................................................... - 25 - 参考文献........................................................ - 26 -摘要数控车床今后将向中高挡发展,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、立式刀架等品种,预计近年来对数控刀架需求量将大大增加。
超精密液体静压回转工作台研制胡秋;汪俊文;袁南南;王宝瑞【摘要】The hydrostatic direct drive total technical scheme of the rotary table applied for a vertical grinder,which was dedicated to grind the sleeve parts of high-precision spindles,was carried out.Both radial bearings and thrust bearings of the table obtained high load capacity and stiffness through hydrostatic bearing,which ensured the rigidity of grinding process system.In allusion to high dynamic rotating accuracy requirements of the table,the oil film error homogenization is considered,the accuracy of key parts and components was determined and hand-grinding method was adopted to ensure its manufacturing precision,by these technical measures,the rotary table achieved dynamic rotation accuracy of 0.25 μm within the whole speed range.In allusion to heat produced by friction of oil film and motor power consumption,technical measures such as high-flow light oil hydrostatic bearings,thrust bearings above and motor down are applied,thermal elongation of the working end was less than 4 μm,which ensured good thermal properties of the table.Developed hydrostatic rotary table was applied to vertical grinder,which achieved the grinding precision of 0.45 μm roundness for the excircle and the innerbore.%对某高精度立式磨床用回转工作台采用液体静压直驱转台总体技术方案以保证其良好的动态特性和回转精度;支承系统采用液体静压支承以获得高的承载能力、刚度以保证工艺系统刚性;针对转台高动态回转精度要求,考虑油膜误差均化,确定了其关键零件部件精度并采用手工研磨方式保证了其制造精度,实现了转台系统全转速范围内0.25 μm动态回转精度;针对电动机发热和油膜剪切发热,采用稀油大流量静压支承、止推上置电动机下置、电动机强冷等技术措施保证了回转工作台良好的热态特性,工作端热伸长小于4μm.研制的静压回转工作台应用于立式磨床,实现了外圆内孔圆度0.45 μm 的磨削精度.【期刊名称】《制造技术与机床》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】4页(P156-159)【关键词】立式磨床;静压回转工作台;支承设计;精度设计;热态特性【作者】胡秋;汪俊文;袁南南;王宝瑞【作者单位】中国工程物理研究院机械制造工艺研究所超精密加工技术重点实验室,四川绵阳621900;中国工程物理研究院机械制造工艺研究所超精密加工技术重点实验室,四川绵阳621900;中国工程物理研究院机械制造工艺研究所超精密加工技术重点实验室,四川绵阳621900;中国工程物理研究院机械制造工艺研究所超精密加工技术重点实验室,四川绵阳621900【正文语种】中文【中图分类】TG502静压转台具有回转精度高;摩擦系数极小,启动转矩小,无爬行;承载能力大,刚度高,抗振性好;零磨损,使用寿命长等一系列优点。
间歇回转工作台是一种用于工业生产和制造领域的设备,通常用于完成工件的旋转、定位和加工等操作。
它是一种将工件在固定角度上进行转动,以便在不同位置上进行加工、装配或检测的装置。
以下是关于间歇回转工作台的一些常见特点和应用:
特点:
定位精度:间歇回转工作台通常具有高精度的定位功能,可以将工件准确地定位到所需位置。
角度控制:工作台可以按照预设的角度进行旋转,使工件在不同角度上进行操作。
稳定性:设备通常具有稳定的运行性能,确保工件在旋转过程中不发生晃动或变形。
多功能:间歇回转工作台可以配备各种夹具、工具和装置,以适应不同的加工和操作需求。
自动化:可以与自动化生产线或机械系统集成,实现自动化的生产流程。
应用领域:
制造业:间歇回转工作台常用于制造业中的组装、焊接、切割、喷涂等工艺过程,可以使工件在不同角度上进行处理。
装配线:在装配线上,工作台可以将不同部件或零件定位到正确的位置,以便工人进行装配操作。
检测和测量:间歇回转工作台也常用于工件的检测和测量过程,确保工件符合规格要求。
机器人操作:在机器人操作中,工作台可以协助机器人将工件定位到正确的位置,以进行各种操作。
精密加工:对于需要在不同角度上进行精密加工的工件,间歇回转工作台可以提供所需的定位和旋转功能。
总之,间歇回转工作台是现代工业生产中重要的辅助设备,它通过实现工件的定位和旋转,提高了生产效率、加工精度和操作灵活性。
根据不同的需求和应用,间歇回转工作台可以有多种不同的设计和功能。