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【数控回转工作台设计】数控回转工作台的设计研究

来源:临深履薄网   时间: 2019-03-17

作文「数控回转工作台的设计研究」共有 4960 个字,其中有 4264 个汉字,85 个英文,124 个数字,487 个标点符号。作者佚名,请您欣赏。玛雅作文网荟萃众多优秀学生作文,如果想要浏览更多相关作文,请使用网站顶部的作文搜索引擎进行搜索。本站作文虽然不乏优秀之作,但仅为同学们学习交流的习作,不能当作范文使用,希望对同学们有所帮助。

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
数控回转工作台是卧式加工中心的重要功能部件,在机械加工制造中起着极其重要的作用,数控回转工作台的定位精度和速度平稳性是高档数控机床的重要指标。对于高精度的机械加工,要求数控回转工作台具有稳定的速度以及较高的工作精度。本文就数控回转工作台的设计进行了相应的探究。
一、数控回转工作台的结构和原理
由于五轴联动数控机床系统价格十分昂贵,加之NC程序制作较难,使五轴系统难以“平民”化。现在很多的工厂都在这几年或几年前购置了三轴联动的数控铣床,即能实现X、Y、Z三个轴方向的同时平动。如果再配上一个数控回转工作台,能实现绕X轴、Z轴旋转(即A轴和C轴),再完成数控部分的改造,实现同时控制也就是能实现五轴联动。这样即可减少固定资产的无形磨损,又避免购置新机的大量资金投入。
(一)数控回转工作台的功用
第一,使工作台进行圆周进给完成切削工作,第二,使工作台进行分度工作。它按照控制系统的命令,在需要时完成上述任务。数控回转工作台由伺服电动机驱动,采用无级变速方式工作,所以定位精度完全由控制系统决定。
(二)数控回转工作台的传动和结构
数控回转工作属于闭环数控回转工作台,两个旋转编码器分别位于与工作台固接的轴端和支撑座的尾端,能将旋转后的位置准确的反馈回系统。这种数控回转工作台由交流伺服电动机驱动,在它的输出轴上接连轴器,再接一级齿轮减速器。该数控回转工作台由圆柱齿轮传动系统、涡轮涡杆传动系统、间隙消除装置及蜗轮夹紧装置组成。因为是涡轮涡杆传动与分度,所以停位不受限癫痫医院哪家治疗的比较好,并不像端齿分度盘一样,只能分度固定的角度的整数倍(5°、10°、15°等),而且偏转范围较大(110°~70°),能加工任何角度与倾斜度的孔与表面。齿的侧隙是靠齿轮制造精度和安装精度来保持。大齿轮的支撑轴与涡杆轴做成一个轴,这种联结方式能增大连接的刚性和精度,更能减少功率的损耗。
二、结构设计
数控回转工作台由工作台、回转座、伺服电动机、滑座、定位板和防护板等组成工作台板的夹紧与松开都由液压控制,采用德国先进的夹紧机构,结构类似于主轴的松夹刀机构,通过液压推动活塞来实现爪组的闭合与张开,从而实现工作台板的夹紧。该数控回转工作台采用蜗轮蜗杆传动形式,蜗杆设计成双导程形式,利用导程变化即可消除传动间隙,提高传动的精度,选用德国INA公司的回转支承轴承和海德汉公司的圆光栅测量装置,显著地提高了数控回转工作台的定位精度。在该数控回转工作台上,首次使用了具有双刹车弹簧片的自制刹车机构。该刹车机构工作原理如下:正常工作时,通过固定在夹紧螺钉上碟形弹簧的作用,刹车弹簧片向两侧张开,使刹车弹簧片与夹紧板之间保持0.5mm的间隙,夹紧板能够正常旋转,当需要刹车时,在液压的作用下两个小活塞克服碟形弹簧的张力,迫使两个小活塞相向运动,使刹车弹簧片紧紧夹住夹紧板,工作台转动被迫停止,从而达到刹车的目的,当刹车需要松开时,只需要撤去液压,小活塞在碟形弹簧张力的作用下自动向两侧张开,从而使固定在两个小活塞上的刹车弹簧片松开夹紧板,此时工作台能够正常回转。
(一)摇摆台锁紧装置的设计
摇摆台的锁紧是参照FIBRO公司的专利产品/油压环抱式锁紧装置来设计的,它是由一个薄壁套筒7,套在蜗轮9的轮毂上,当套筒内通高压油后,薄壁套筒径向变形,抱紧轮毂。薄壁套筒通过两端的凸缘被固定在摇摆台箱体15上。蜗轮被抱紧,与蜗轮同轴并固连的右支座轴与被固定,这意味着回转至某一角度的U型台架及台架上的回转台,工件被夹紧、固定。这对圆锥面、斜面等直纹面的铣削、倾斜孔加工会大幅度提高加工系统的刚性,明显在一定程度上提高机床耐重切削的能力。
(二)蜗轮蜗杆设计
在数控转台中,以蜗轮副啮合侧隙对其分度定位精度影响最大,因此消除蜗轮副的侧隙就成为保证数控转台精度的关键。由于双导程蜗杆传动具有改变啮合侧隙的特点,能够始终保持正确的啮合关系,并且结构紧凑,调整方便。从而使工作台连续分度的过程中避免了传动机构因承受脉动载荷(如断续铣削)而引起的振动。在设计中,先按照普通蜗杆传动来设计蜗轮蜗杆的结构及传动参数,再对蜗杆进行齿厚调整,设计成双导程渐厚蜗杆。双导程蜗杆副的啮合原理与一般的蜗杆副啮合原理相同,蜗杆哪里治疗癫痫好的轴向截面仍相当于基本齿条,蜗轮则相当于同它啮合的齿轮。由于蜗杆齿左、右侧面具有不同的齿距,即左右侧面具有不同的模数。因为同一侧面的齿距相等,故没有破坏啮合条件。当轴向移动蜗杆后,也能保证良好的啮合。
三、结束语
综上所述,数控回转工作台作为辅助生产设备对大型矿山机械设备制造具有的积极意义,并根据实际生产需要确定了数控回转工作台的技术参数、传动方案,着重介绍了实现工作台反向间隙消除、快速启停、工位锁定的技术手段。通过实际应用表明,该设备极大地提高了零部件钻削的精度和加工效率,增强了公司的生产能力,从而取得了较好的经济效益。
参考文献:
[1]唐杰. 数控回转工作台回转电动机的选择[J]. 金属加工(冷加工). 2011(09)
[2]董哲. 数控回转工作台使用问题分析[J]. 设备管理与维修. 2011(08)
[3]孙岗存,袁丽. 数控回转工作台的设计研究[J]. 金属加工(冷加工). 2012(05)
[4]刘新宇. 五轴数控机床回转工作台的设计[J]. 组合机床与自动化加工技术. 2009(06)
[5]王友林. 数控双转轴式回转工作台的结构与工作原理[J]. 煤矿机械. 2009(12)
[6]王友林. 新型两轴数控回转工作台的结构设计[J]. 机床与液压. 2010(16)

  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。
中国论文网 http://www.xzbu.com/9/view-6747069.htm
  关键词:数控回转工作台 结构 原理 设计
  数控回转工作台是卧式加工中心的重要功能部件,在机械加工制造中起着极其重要的作用,数控回转工作台的定位精度和速度平稳性是高档数控机床的重要指标。对于高精度的机械加工,要求数控回转工作台具有稳定的速度以及较高的工作精度。本文就数控回转工作台的设计进行了相应的探究。
  一、数控回转工作台的结构和原理
  由于五轴联动数控机床系统价格十分昂贵,加之NC程序制作较难,使五轴系统难以“平民”化。现在很多的工厂都在这几年或几年前癫痫病对患者的危害有哪些呢购置了三轴联动的数控铣床,即能实现X、Y、Z三个轴方向的同时平动。如果再配上一个数控回转工作台,能实现绕X轴、Z轴旋转(即A轴和C轴),再完成数控部分的改造,实现同时控制也就是能实现五轴联动。这样即可减少固定资产的无形磨损,又避免购置新机的大量资金投入。
  (一)数控回转工作台的功用
  第一,使工作台进行圆周进给完成切削工作,第二,使工作台进行分度工作。它按照控制系统的命令,在需要时完成上述任务。数控回转工作台由伺服电动机驱动,采用无级变速方式工作,所以定位精度完全由控制系统决定。
  (二)数控回转工作台的传动和结构
  数控回转工作属于闭环数控回转工作台,两个旋转编码器分别位于与工作台固接的轴端和支撑座的尾端,能将旋转后的位置准确的反馈回系统。这种数控回转工作台由交流伺服电动机驱动,在它的输出轴上接连轴器,再接一级齿轮减速器。该数控回转工作台由圆柱齿轮传动系统、涡轮涡杆传动系统、间隙消除装置及蜗轮夹紧装置组成。因为是涡轮涡杆传动与分度,所以停位不受限,并不像端齿分度盘一样,只能分度固定的角度的整数倍(5°、10°、15°等),而且偏转范围较大(110°~70°),能加工任何角度与倾斜度的孔与表面。齿的侧隙是靠齿轮制造精度和安装精度来保持。大齿轮的支撑轴与涡杆轴做成一个轴,这种联结方式能增大连接的刚性和精度,更能减少功率的损耗。
  二、结构设计
  数控回转工作台由工作台、回转座、伺服电动机、滑座、定位板和防护板等组成工作台板的夹紧与松开都由液压控制,采用德国先进的夹紧机构,结构类似于主轴的松夹刀机构,通过液压推动活塞来实现爪组的闭合与张开,从而实现工作台板的夹紧。该数控回转工作台采用蜗轮蜗杆传动形式,蜗杆设计成双导程形式,利用导程变化即可消除传动间隙,提高传动的精度,选用德国INA公司的回转支承轴承和海德汉公司的圆光栅测量装置,显著地提高了数控回转工作台的定位精度。在该数控回转工作台上,首次使用了具有双刹车弹簧片的自制刹车机构。该刹车机构工作原理如下:正常工作时,通过固定在夹紧螺钉上碟形弹簧的作用,刹车弹簧片向两侧张开,使刹车弹簧片与夹紧板之间保持0.5mm的间隙,夹紧板能够正常旋转,当需要刹车时,在液压的作用下两个小活塞克服碟形弹簧的张力,迫使两个小活塞相向运动,使刹车弹簧片紧紧夹住夹紧板,工作台转动被迫停止,从而达到刹车的目的,当刹车需要松开时,只需要撤去液压,小活塞在碟形弹簧张力的作用下自动向两侧张开,从而使固定在两个小活塞上的刹车弹簧片松开夹紧板,此时工作台能够正常回转。
  (一)摇摆台锁紧装置的设计
  摇摆台的锁邯郸癫痫病科医院紧是参照FIBRO公司的专利产品/油压环抱式锁紧装置来设计的,它是由一个薄壁套筒7,套在蜗轮9的轮毂上,当套筒内通高压油后,薄壁套筒径向变形,抱紧轮毂。薄壁套筒通过两端的凸缘被固定在摇摆台箱体15上。蜗轮被抱紧,与蜗轮同轴并固连的右支座轴与被固定,这意味着回转至某一角度的U型台架及台架上的回转台,工件被夹紧、固定。这对圆锥面、斜面等直纹面的铣削、倾斜孔加工会大幅度提高加工系统的刚性,明显在一定程度上提高机床耐重切削的能力。
  (二)蜗轮蜗杆设计
  在数控转台中,以蜗轮副啮合侧隙对其分度定位精度影响最大,因此消除蜗轮副的侧隙就成为保证数控转台精度的关键。由于双导程蜗杆传动具有改变啮合侧隙的特点,能够始终保持正确的啮合关系,并且结构紧凑,调整方便。从而使工作台连续分度的过程中避免了传动机构因承受脉动载荷(如断续铣削)而引起的振动。在设计中,先按照普通蜗杆传动来设计蜗轮蜗杆的结构及传动参数,再对蜗杆进行齿厚调整,设计成双导程渐厚蜗杆。双导程蜗杆副的啮合原理与一般的蜗杆副啮合原理相同,蜗杆的轴向截面仍相当于基本齿条,蜗轮则相当于同它啮合的齿轮。由于蜗杆齿左、右侧面具有不同的齿距,即左右侧面具有不同的模数。因为同一侧面的齿距相等,故没有破坏啮合条件。当轴向移动蜗杆后,也能保证良好的啮合。
  三、结束语
  综上所述,数控回转工作台作为辅助生产设备对大型矿山机械设备制造具有的积极意义,并根据实际生产需要确定了数控回转工作台的技术参数、传动方案,着重介绍了实现工作台反向间隙消除、快速启停、工位锁定的技术手段。通过实际应用表明,该设备极大地提高了零部件钻削的精度和加工效率,增强了公司的生产能力,从而取得了较好的经济效益。
  参考文献:
  [1]唐杰. 数控回转工作台回转电动机的选择[J]. 金属加工(冷加工). 2011(09)
  [2]董哲. 数控回转工作台使用问题分析[J]. 设备管理与维修. 2011(08)
  [3]孙岗存,袁丽. 数控回转工作台的设计研究[J]. 金属加工(冷加工). 2012(05)
  [4]刘新宇. 五轴数控机床回转工作台的设计[J]. 组合机床与自动化加工技术. 2009(06)
  [5]王友林. 数控双转轴式回转工作台的结构与工作原理[J]. 煤矿机械. 2009(12)
  [6]王友林. 新型两轴数控回转工作台的结构设计[J]. 机床与液压. 2010(16)

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