专用磨床回转工作台的结构设计
数控回转工作台结构设计

数控回转工作台结构设计汪俊国;方正德【摘要】分析了数控回转工作台的总体结构及传动系统构成,介绍了传动链的消间隙处理手段,采用双导程蜗杆结构及消隙齿轮减小了传动过程中的反向间隙,采用电磁制动器实现工作过程中的准确定位及有效制动性能.【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2012(000)010【总页数】3页(P155-157)【关键词】数控回转工作台;消隙齿轮;双导程蜗杆【作者】汪俊国;方正德【作者单位】铜陵有色安庆月山矿业公司,安徽安庆246131;铜陵有色安庆月山矿业公司,安徽安庆246131【正文语种】中文【中图分类】TH391 引言机床制造业是一个国家工业之基石,它为新技术、新产品的开发和现代工业生产提供了重要的手段,是不可或缺的战略性产业。
尤其是代表机床制造业最高水准的五轴联动数控机床,在某种意义上它已经成为衡量一个国家的工业发展水平的重要方面。
数控回转工作台作为五轴联动的基础,它能够实现回转轴与摆动轴的两坐标定位,完成圆周进给和分度定位的功能。
数控回转工作台通过与数控机床的X、Y、Z 三轴协同工作可以对工件上等分和不等分连续孔、槽以及复杂曲面。
本公司现有的矿山机械设备因其恶劣的工作环境和大功率的重载工况,使得其机械零部件大多结构大而笨重,因此在加工零件上大量不等分孔时在工位调整及分度划线上耗费了大量的时间。
该数控回转工作台的设计能极大提高等分及不等分孔的定位加工效率。
本文介绍了数控回转工作台的总体结构。
2 总体方案设计该数控回转工作台主要作为数控钻床的分度回转附件,结构较为紧凑。
在结构设计上采用方箱体式结构以增强回转工作台的刚度和强度,其主要结构包括交流伺服电机、蜗轮箱、消隙齿轮传动、回转主轴、工作花盘、支撑导轨、工作台基座,其结构示意图如图1。
图1 机械结构简图1,4,6,10.轴承 2.主轴推力轴承 3.箱座 5.蜗轮箱 7.蜗轮轴 8.蜗杆 9.蜗轮 11.交流伺服电机 12.联轴器 13.齿轮14.齿圈 15.花盘 16.主轴 17.导轨 18.失电制动器数控回转工作台实现分度转位功能时,先由机床数控系统输出n 个脉冲至伺服电机11,伺服电机通过轴向可移动式联轴器与蜗杆轴相连,蜗杆8 带动蜗轮9 实现一级减速,在蜗轮轴7 的上端安装了周向弹簧消隙齿轮13,消隙齿轮带动花盘齿圈14 传动,从而使工作台主轴16 带动工作盘面进行回转,在交流伺服电机将进给脉冲输出完毕前t 秒(该时间需要在实际调试过程中确定),数控系统向伺服电机发出减速指令以减小停止回转时的惯性冲击力,当转台回转至所需工位时,伺服电机执行制动命令,通过交流伺服电机的零转速制动力矩实现工作台的回转制动,在伺服电机执行制动命令的同时,失电制动器18 立即断电产生制动扭矩,辅助伺服电机实现主轴的快速制动,以保证工件准确停止在所需工位。
磨床旋转工作台说明书

摘要磨床是金属切削机床中的一个大类,以精度高.品种多著称,是能源.交通.冶金.航天.军工等行业精密加工必备的设备之一。
磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。
随着机械产品精度、可靠性和寿命的要求不断提高以及新型材料的应用增多,磨削加工技术正朝着超硬度磨料磨具、开发精密及超精密磨削和研制高精度、高刚性、多轴的自动化磨床等方向发展。
此外,对磨床的环保要求越来越高,绝大部分的机床产品都采用全封闭的罩壳,绝对没有切削液或切屑外溅的现象。
我要设计的是磨床旋转工作台,其实也就是在设计摆线磨床。
该磨床具有加工效率高、工件质量好、设备成本大大降低的特点,而且结构简单、易于进行自动化控制。
关键词: 磨床金属切削旋转工作台AbstractThe grinder is that greatly, one in metal cutting machine tool is similar to , uses accuracy height. How celebrated the breed is , is the sources of energy.Traffic. Metallurgy. Aerospace. War industry waits for one of the equipment that industry precision work must prepare for. The grinder is to make use of agrinding apparatus to carry out the machine tool that the grinding processes on workpiece outside. Require that ceaseless rise and the new materials application increase by , the grinding processing technology develops the precise and super-precise grinding and develops high-accuracy , height stiffness to surpassing the hardness abrasive grinding apparatus , with the fact that mechanical product accuracy , reliability compose inreply life-span's, polyaxis automation grinder wait direction development. The grinder environmental protection request is besides , face to face more and more high , the most machine tools product all adopt entire enclosed cover shell, phenomenon not cutting liquid absolutely or splashing onto outside cuttings. That I want to design that is a grinder revolution working table , is just in the line grinder designing pendulum in fact. And be a grinder's turn to have the characteristic that the height processing efficiency , workpiece mass regards , equipment cost reduce greatly, the structure simplicity , the automation being in progress easily control.Keywords:Grinder Metal-cutting Revolution working table目录第一章绪论 (1)1.1本课题研究意义 (1)1.2课题调研情况总结 (1)1.2.1德国磨床的发展近况 (2)1.2.2日本磨床的发展近况 (3)1.2.3国内磨床的发展近况 (4)1.2.4 国内磨床的发展现状 (5)1.3摆线磨床在设计上所亟需解决的问题和改进方法 (7)1.4磨床旋转工作台的结构分析及运动学特征 (9)第二章原理及方案设计 (11)2.1磨床旋转工作台的工作原理 (11)2.2磨床旋转工作台的结构方案设计 (11)2.2.1已有的结构方案 (11)2.2.2改进的结构方案 (12)2.2.3改进方案的特征 (15)第三章结构设计 (16)3.1选择电动机 (16)3.1.1 选择电动机的类型 (16)3.1.2 选择电动机容量 (16)3.1.3确定电动机转速 (16)3.2 计算传动比 (16)3.3计算传动装置的运动和动力参数 (16)3.3.1蜗杆蜗轮的转速 (17)3.3.2蜗轮蜗杆的功率 (17)3.4传动零件的设计计算 (17)3.4.1蜗杆蜗轮的设计计算 (17)3.4.2求蜗轮圆周数度并校核效率 (18)3.5蜗轮蜗杆的校核 (18)3.5.1校核蜗轮的齿面接触强度 (18)3.5.2校核蜗轮齿根弯曲强度 (18)结论 (20)致谢 (21)参考文献 (22)第一章绪论1.1本课题研究意义磨床是金属切削机床中的一个大类,以精度高.品种多著称,是能源.交通.冶金.航天.军工等行业精密加工必备的设备之一。
浅谈数控回转工作台的结构设计

浅谈数控回转工作台的结构设计安徽工程大学机电学院本科毕业设计(论文)开题报告题目:数控回转工作台的结构设计课题类型:设计□实验研究□论文□学生姓名:吴明忠学号:3080101118专业班级:机械2074班教学单位:机械与汽车工程学院指导教师:王海开题时间:2020年3月12日2020 年3月12日一、毕业设计内容及研究意义本次设计任务是设计出数控回转工作台:1.数控工作台的总体设计,2.数控工作台的机械结构设计,3.三维工作台的理论分析,4.数控工作台的有限元分析。
第一应该了解所加工零件的差不多情形,数控回转工作台要紧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。
它能够与其他伺服进给轴联动。
数控机床的圆周进给由回转工作台完成,称为数控机床的第四轴:回转工作台能够与X、Y、Z三个坐标轴联动,从而加工出各种球、圆弧曲线等。
回转工作台能够实现精确的自动分度,扩大了数控机床加工范畴。
本课题属于导师科研课题的部分内容,关于培养学生电路设计、机械计,三维CAD等工程实践能力具有重要意义。
在实际中工作台在机床上是必不可的部件,工作台的自动化能大大减少劳动强度,提高劳动生产率。
数控回转工作台是落地铣镗床,端面铣床等工作母机不可缺少的要紧辅机。
可用于支撑工件并使其作直线或回转等调整或进给运动,以扩大工作母机的使用性能,缩短辅助时刻,广泛应用于能源,冶金,矿山,机械,发电设备,国防等行业的机械加工。
二、毕业设计的研究现状和进展趋势1、研究现状一个国家的繁荣与其先进制造业紧密相关,然而制造是离不开先进机器作为辅助,机床包括床身、立柱、工作台、进给机构等机械部件。
工作台作为数控机床的重要组成部分,也是阻碍加工精度的重要组成环节。
从一开始为了满足加工简单的零件而设计的直线运动的X—Y工作台,到现在为了实现多工位加工而制造的分度工作台和回转工作台等。
为了满足现代制造业的进展,也为了环境的要求,一作台的驱动装置从原先的机械驱动变为液旅驱动,现在更多的采纳了气动装置,更好的爱护了环境,节约了资源。
五轴数控机床回转工作台的设计

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。
毕业设计数控回转工作台

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。
数控回转工作台结构设计

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

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。
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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。
磨床是金属切削机床中的一个大类,以精度高.品种多著称,是能源.交通.冶金.航天.军工等行业精密加工必备的设备之一。
磨床是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。
随着机械产品精度、可靠性和寿命的要求不断提高以及新型材料的应用增多,磨削加工技术正朝着超硬度磨料磨具、开发精密及超精密磨削和研制高精度、高刚性、多轴的自动化磨床等方向发展。
此外,对磨床的环保要求越来越高,绝大部分的机床产品都采用全封闭的罩壳,绝对没有切削液或切屑外溅的现象。
我要设计的是磨床旋转工作台,其实也就是在设计摆线磨床。
该磨床具有加工效率高、工件质量好、设备成本大大降低的特点,而且结构简单、易于进行自动化控制。
关键词:目录摘要 (21)目录 (22)1绪论 (23)1.1研究背景及意义 (23)1.2本文研究内容 (25)2 专用磨床回转工作台的总体设计 (26)2.1拟定总体方案 (26)2.2转台轴承的选择 (27)2.3电机的选择 (29)2.4锁紧机构的设计 (31)3 专用磨床回转工作台的三维设计仿真 (33)3.1概述 (33)3.2零件的3D建模 (33)3.3装配图的3D建模 (33)总结 (33)参考文献 (33)1绪论1.1 研究背景及意义在机械加工中,磨床是通用机床的一个大类,适宜加工高精度的零件产品,它是利用磨具对工件表面进行磨削加工的机床。
大多数磨床是利用高速旋转的砂轮进行磨削加工,少数的是使用油石.砂带等其他磨具和游离磨料进行加工,如:珩磨机.砂带磨床等。
随着高精度.高硬度机械零件数量的增加,以及精密铸造和精密锻造的发展,磨床的性能.品种和产量都在不断的提高和增长。
随着科技的不断发展和进步,采用超高精度磨具,发展高速、高效高精度磨削新工艺是磨床发展的新趋势。
西方工业发达国家非常重视磨床设备的发展,其中德国ELB 公司生产的BRILLIANT 系列二坐标CNC 成型磨床,其垂直和横向为数控轴,纵向为液压控制,砂轮修整采用安装在工作台上的金刚石滚轮,适用范围较广;SUPER-BRILLIANT 系列是三坐标 CNC 平面和成型磨床,床身用天然花岗岩制成,几何精度极高,导轨用直线滚动导轨,机械驱动无反冲,从而保证工件有较好的表面光洁度;西门子公司的 SINUMERIK 840D 系统,该系统具有二十多根伺服轴,坐标连续行程控制,手动数据输入或通过外部计算机输入,远程诊断,可随砂轮直径减小而变化行程,砂轮修整量自动补偿,滚珠丝杠间隙误差补偿等。
日本FANUC 公司开发了OG 高速高性能数控系统,其中O-GSG 适用于平面磨床,可根据磨削零件不同形状,有四种不同的磨削方法,具有砂轮轴角度倾斜控制功能,荒磨、粗磨、精磨、无火花磨削一整套磨削循环,砂轮滚压修整后位置补偿功能,修整器相对于被修整轮法线方向控制功能,修整滚轮外缘圆弧半径补偿功能,砂轮形状图形显示功能及磨削参数显示等,系统最小设定单位0.1μ m,属"紧凑"型数控系统,价格较低。
此外,世界上许多国家还合共同开发新型机床。
例如:英国JONES&SHIPMAN 公司与美国A-B 公司开发了A-B8600 数控系统用于FORMAT5 型数控平磨,由CNC 控制液压阀,驱动纵向可调速运动,横向与磨头进给用滚珠丝杠副,直流伺服电机驱动,间断式砂轮修整,CRT 图形模拟显示。
同时还可以配用其他型号的数控系统,以满足不同用户的要求。
我国从 80 年代开始生产数控平面磨床,各开发厂家分别走过了自行研制,与大学及科研单位合作开发至直接引进成熟数控系统的发展道路。
例如:杭州机床厂是一家具有五十年历史,专业生产平面磨床的制造厂,它从 80 年代中期开始生产数控平磨,先后开发生产了MGK7132 卧轴矩台高精度平磨,MK7130 系列普通数控平磨,MLK7140 数控缓进给成型磨,MGK7120、MK7163、MK7150 卧轴矩台数控平磨, MKY7760 立轴数控双端面磨,MKY7660、MKY7650/101 卧轴数控双端面磨,以及 HZ-K1610,HZ-K2010,HZ-050 CNC,HZ-KD2010、HZ-K3015、HZ-K3020、HZ-K4020 等专用数控龙门式平面与导轨磨床。
数控系统的开发应用,有与大专院校及科研单位合作研制的单板机系统,也有自行开发的以单片机为主机的简易控制系统,及采用数控主机厂生产的成熟数控系统等。
其生产的 MGK7120 高精度平磨,采用了日本 FANUC 公司的 POWER MATE-D 双轴数控系统,控制磨头进给,最小进给量0.1μm,具有自动完成磨削循环功能。
由于我国在装备制造业上起步较晚,磨床设备技术水品与西方发达国家相比仍有不少差距。
数控机床的圆周进给由回转工作台完成,称为数控机床的第四轴:回转工作台可以与X、Y、Z三个坐标轴联动,从而加工出各种球、圆弧曲线等。
回转工作台可以实现精确的自动分度,扩大了数控机床加工范围。
数控回转工作台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。
在螺母磨床的关键部件内螺纹磨削砂轮架回转工作台的研制方面,上世纪九十年代初国外主流磨床厂商就始采用直接驱动技术。
直驱技术能够在高精度磨床产品中得到广泛应用主要是由于第三代电机的出现,以力士乐(Rexroth)公司的直接驱动技术和产品为例,其开发的同步力矩电机IndraDynT是由大小和长短不同的电机组成的,转速能达1200r/min,最大扭矩达47007^.w,同时力矩波动小于1%,完全达到高精度磨床的要求。
国内厂商近年来也抓紧直驱回转工作台产品的研制,图1.5为烟台敖群数控机床附件有限公司研制的TK62500系列数控直驱回转工作台,采用大扭矩力矩电机直接驱动,绝对编码器反馈位置信号,可实现高精度的旋转定位。
烟台环球机床附件集团公司研制的TK62800/1000数控直驱回转工作台采用力矩电机与高精组合轴承形式,具有结构简单紧凑、精度高等特点,同时采用薄壁刹紧的结构形式,具有刹紧功能,其直驱电机配有专门的冷却装置,有效控制了电机长期工作时的温升,进一步确保电机的高精度大力矩输出。
齐重数控装备股份有限公司开发的一种数控立式磨床工作台["G]直径2500mni,端面跳动和径向跳动均为0.003mm,采用西门子IFW6290型力矩电机驱动,此力矩电机额定转矩为4590A^.w,属西门子目前规模最大的力矩电机,国内首次运用。
大连机床股份有限公司研制的VHT系列立式车铣复合加工中心中使用的回转工作台,台面直径为800/1000mrn,采用未封装的力矩电机,定子与转子分别安装,通过液压锁紧装置进行锁紧,锁紧力无级连续可调,能够满足不同大小夹紧力需求,其液压油最大压力3.5MPa,能够获得最高600(W.w的锁紧力矩。
同时工作台配备了冷却温控以及测量反馈系统,而且在电机定子与转台固定部分之间设计了水冷装置并且在轴承附近加装了温度传感器,很大程度上提高了转台的额定扭矩以及转速,也确保了整体工作时的安全性。
转台的测量反馈元件选择海德汉绝对值角度编码器,进一步确保了整体的精度以及工作性能的正常发挥。
我国对直驱回转工作台技术的研究起步较晚,发展缓慢,直驱回转工作台是近年来研究学者研究的热点问题,相对来说,目前很多技术仍然停留在试验样品阶段,整体加工精度与国外先进水平相比还有一定的差距。
1.2 本文研究内容本文参考了国内外大量文献资料,详细研究分析了国内外目前应用中较为成熟的直驱型回转工作台的原理及结构特点,针对磨床设备设计了一种新型的专用的直驱型回转工作台,该回转工作台是某型号数控螺母磨床上的一个部件,用于滚珠螺母内螺纹的精密加工,它是磨削砂轮架位置和角度调节和锁定的重要工作部件。
本课题主要进行回转工作台的结构设计和计算。
要求结构紧凑、可靠,能保证工作台的工作性能和精度。
本文所设计的磨床回转工作台的主要技术参数有以下几个方面:1、外形尺寸:工作台直径=420mm;工作台高度=225mm。
2、转台形式:立轴;主轴中心定位孔直径:φ50H5。
3、回转工作台的工作参数:转速10-20转/分;最大承重为600㎏;点位加工时,锁紧压力为1.5-2.5MPa。
4、转台T型槽宽度:18H12;4槽均布。
2 专用磨床回转工作台的总体设计2.1 拟定总体方案本次设计的高精数控螺母磨床直驱回转工作台总体机械结构由回转工作台面、转台轴承、电机、液压夹紧装置、底座五个部分组成,其结构示意图如下:1.转台面转台面位于力矩电机正上方,由台面和定位孔盖组成,台面通过转台轴承支撑,并通过转台轴承保证其径向定位精度,台面下端与力矩电机转子固联,连接部分设计为台阶面以保证电机转子的径向定位精度,转台面通过力矩电机直接带动。
中心定位孔盖与台面固连,经过精加工保证装夹砂轮架的中心定位。
2.转台轴承根据设计要求,选择德国INA轴承公司的产品YRTM260系列带集成电子测量系统的推力/向心轴承如图2.4所示,其中轴承的旋转部分与转台面固联,固定部分与底座固联,通过底座上的台阶面来保证轴承的径向定位精度。
3.电机力矩电机位于整个高精数控直驱回转工作台中部的下方,此次采用外转子式力矩电机,电机部分分为电机转子、电机定子以及电机冷却套三部分,其中电机转子与转台面固联,其径向定位精度由转台面上的台阶面确定。
电机定子与底板固联,通过底板上的台阶面保证电机定子的径向定位精度。
电机冷却套紧套在电机定子内侧,其上下部各开有一个孔作为冷却液出入孔,冷却套设计为水平沟槽式,相邻沟槽相隔180°方向留有一个缺口,使冷却液可以从上方孔流入,从下方孔流出,进行循环散热。
4.液压夹紧装置液压夹紧装置的上端与基座固定,通过基座台阶面保证其同轴度,夹紧工作部分环绕于电机转子外,与电机转子同轴并留有细小间隙,当夹紧装置处于松状态时,电机转子可以自由转动,当需要夹紧时,夹紧装置工作部分发生弹性形变与电机转子形成过盈配合,达到夹紧目的。