数控回转工作台的结构设计与应用
数控回转工作台的原理和设计
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。
数控回转工作台的用途
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。
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。
回转工作台工作原理
回转工作台工作原理
回转工作台是一种用于加工和制造的设备，它可以实现工件在不同位置之间旋转的功能。
其工作原理如下：
1. 结构：回转工作台由底座、转台、驱动装置和控制系统四部分组成。
底座为整个设备提供稳定的支撑，转台连接在底座上并能够以水平轴线旋转。
驱动装置用于驱动转台旋转，通常采用电动机和传动机构实现。
控制系统用于控制回转工作台的旋转方向、速度和停止等。
2. 旋转方向：回转工作台可以实现顺时针和逆时针旋转。
通过控制系统中的电动机正反转开关，可以改变转台的旋转方向。
3. 旋转速度：回转工作台的旋转速度可以根据加工要求进行调整。
通过控制系统中的电动机调速装置，可以改变旋转速度的大小。
高速旋转适用于对工件的精度要求较高的加工工序，而低速旋转适用于对工件的力度要求较高的加工工序。
4. 工件夹持：工件需要夹持在回转工作台的转台上进行加工。
通常采用夹具或者工件夹具来固定工件，并确保工件的稳定性和安全性。
5. 加工过程：当回转工作台开始旋转后，工件可以在旋转中进行加工，例如车削、钻孔、铣削等。
工件可以通过刀具固定在其他设备上，也可以通过刀具固定在回转工作台的转台表面上进行切削。
6. 应用领域：回转工作台广泛应用于机床加工、自动化生产线、装配线等领域，用于处理各种不同形状和尺寸的工件。
它可以提高加工效率、降低劳动强度，并保证加工精度和质量。
总结起来，回转工作台通过旋转工件、调节旋转方向和速度，实现对工件的加工和制造。
它在各个加工领域中起到重要的作用，提高了生产效率和产品质量。
2024-数控机床回转工作台(全)
由于多齿啮合，啮合率高，所以定位刚 度好，承载能力强。
最小分度为360º/Z，分度数目多，适用于 多工位分度。
由于离合过程具有磨合作用，其定位精 度不断提高，使用寿命长。
缺点是鼠齿盘制造相较困难。
鼠齿盘及齿形结构如图
工作过程分为三步：
工作台抬起
工作台回转分度
工作台下降并定位锁紧
为了尽量消除反向间隙和传动间隙，通过调整偏 心环3来消除齿轮2和4啮合侧隙。
齿轮4与蜗杆9是靠楔形拉紧圆柱销5〔A一A剖面〕 来连接。
这种连接方式能消除轴与套的配合间隙。
蜗杆9采用螺距渐厚蜗杆，通过移动蜗杆的轴向位 置来调节间隙。
〔图〕测蜗杆的左右两侧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，所以仍能保持正确 的啮合。 调整时松开螺母7的锁紧螺钉8使压块6与调整套松 开。 然后转动调整套11带动蜗杆9作轴向移动。 调整后锁紧调整套11和楔形圆柱销5。 蜗杆的左右两端都有双列滚针轴承支承， 左端为自由端可以伸缩以消除温度变化的影响， 右端装有两个推球轴承能轴向定位。
• TK56系列数控等分转台是数控镗铣床和加工中 心的理想配套附件，可以安装于主机工作台面 上，工作时，在主机相关控制系统控制下，能 够完成以1°为基数的等分分度零件的加工。
• TK14系列数控可倾斜回转工作台，可完 成等分和不等分的角度分度工作。工作台 既可回转，又可倾斜，具有2个自由度。
数控机床回转工作台
电磁铁控制液压阀〔图中未示出〕，使压力油经 孔23进入到工作台7中央的夹紧液压缸下腔10推 动活塞6向上移动，
经推力轴承5和13将工作台7抬起，上下两个鼠齿 盘4和3脱离啮合，
〔图〕当工作台静止时，必须处于锁紧状态。
数控回转工作台
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。
2500mm数控滚齿机回转工作台结构设计
2500mm数控滚齿机回转工作台设计摘要此次毕业设计的题目是2500mm数控滚齿机回转工作台设计。
通过对数控滚齿机回转工作台的设计，使学生在步入社会之前，不仅能够设计出数控回转工作台，而且能够掌握机械设计的方法和步骤。
本设计研究的主要内容包括：确定数控滚齿机回转工作台的传动方案；数控滚齿机回转工作台静压系统设计；驱动力计算及其他相关计算；零件设计与校核；零件图的绘制与三维模型建立。
绘制装配图。
对于数控回转工作台的设计，首先，进行总体方案设计，传动方案采用齿轮传动和蜗杆传动；然后进行各零件的设计与校核，蜗杆与轴采用整体式结构；蜗轮与工作台采用螺钉连接；工作台的平衡通过止推轴承来保证；箱体由箱座、箱盖和顶盖组成，其中箱体上设计了圆台和加强筋；最后，对各零件进行装配。
数控滚齿机的圆周进给由回转工作台完成，回转工作台可以与X、Y、Z 三个坐标轴联动，从而加工出各种齿轮。
回转工作台可以实现精确的自动分度，提高了数控机床的精度。
目前，数控回转工作台主要用于数控镗床和铣床。
关键词：数控回转工作台；齿轮；蜗杆；箱体；建模DESIGN OF 2500 CNC GEAR HOBBING MACHINEROTARY WORKTABLEABSTRACTThe topic of this graduation design is the design of 2500 CNC gear hobbing rotary worktable . Through the design of CNC gear hobbing rotary worktable, so that before the students entered the community, not only to design a CNC rotary worktable, but also can master the mechanical design of the methods and procedures. The main content of this design include: determining of the transmission scheme of CNC rotary worktable; design of pressure system ,calculation of driving force and the other related;design and check the parts; draw the part drawing and establish 3 d model; Draw the assembly drawing.The design of CNC rotary worktable, first of all, design of the overall , use of transmission scheme and worm gear to drive; then the design and checking of the parts, the whole worm and shaft structure; worm screw connection with the worktable; the balance of worktable through thrust bearings to ensure; box make up of the box seat, lid and cover, the box body is designed a cone and stiffener;finally, all the parts are assembled.The Circular feed of CNC gear hobbing machine is completed by rotary table rotary worktable ,with X, Y, Z three axis linkage to work out all kinds of gears. Precision rotary worktable can realize automatic indexing, so can improve the precision of CNC gear hobbing machine. Currently, the NC rotary table CNC boring and milling machines are mainly used.Keywords: NC rotary worktable; gear; worm; box; modeling符 号 说 明w p 工作所需功率,kWT 工作所需转矩，M N ∙w n 工作台转速，s m /w η 电动机效率，kW0P 电动机功率，kWη 总传动效率i 总传动比m P 电机额定功率，kW1T 小齿轮转矩，M N ∙a 中心距，mmm 模数，mmb 齿宽，mmK 载荷系数1d 分度圆直径，mmh 齿高，mmE Z 弹性影响系数[]H σ 许用应力，MPaS 安全系数Z 齿数v k 动载荷系数Z ρ 接触系数目录第1章绪论 (1)§1.1 前言 (1)§1.2本设计开展的目的及意义 (1)§1.3设计的依据 (2)§1.4国内外同类设计的概况综述 (3)第2章数控回转工作台的原理 (5)§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3章数控回转工作台的设计 (7)§3.1传动方案的选择 (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伺服电机的选择及运动参数的计算 (9)§3.2.1驱动方式的选择 (9)§3.2.2选择伺服电机的具体型号和参数 (11)§3.3齿轮传动的设计 (12)§3.3.1 选择齿轮传动的类型与材料 (12)§3.3.2按齿面接触疲劳强度设计 (13)§3.3.3按齿根弯曲强度设计 (15)§3.4蜗轮及蜗杆的选用与校核 (16)§3.4.1 选择涡杆传动类型 (16)§3.4.2 选择材料 (16)§3.4.3按齿面接触疲劳强度进行设计 (17)§3.4.4蜗杆与涡轮的主要尺寸与参数 (18)§3.5轴承的选用 (18)§3.5.1轴承的类型 (19)§3.5.2轴承受到的载荷 (19)§3.5.3验算轴承寿命 (20)§3.6静压系统的结构设计 (21)第4章三维建模 (22)§4.1零件绘制 (22)§4.2 装配 (24)第5章结论 (26)参考文献 (27)致谢 (29)第1章绪论§1.1 前言随着生产力水平的发展，数控技术越来越广泛的应用于各个领域。
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。
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数控回转工作台的结构设计与应用
数控回转工作台是一种常见的机械加工设备，主要用于机械加工中的旋转定位和夹持。
本文将介绍数控回转工作台的结构设计与应用。
一、数控回转工作台的结构设计
数控回转工作台一般由底座、回转部分、工作台面、传动系统、控制系统等组成。
1.底座：承载整个数控回转工作台的重量，利于定位和固定。
2.回转部分：由电机、减速器、分度机构组成，控制工作
台旋转，通过分度机构留下特定的度数供夹紧物品使用，给予机床电机驱动，实现回转的复合运动。
3.工作台面：与加工部件接触，完成工件的夹紧和定位。
它可以按照加工件形状和尺寸进行设计变形，并且可以选用进口铝板或者不锈钢板，保证夹紧工件的稳定性。
4.传动系统：接受数控机指令，控制工作台转动，保障加
工品质。
5.控制系统：包括数控系统、机床系统、分度控制系统等，实现严格的加工控制。
二、数控回转工作台的应用
数控回转工作台用于加工技术的广泛应用。
例如：
1.钟表、汽车、航空航天等行业的零部件加工。
数控回转工作台可以根据加工要求对工件进行定位，夹紧和旋转，可以实现各种形状的零部件的高精度加工。
2.船用或铁路技术方面的大型件件零部件的加工。
数控回转工作台在大型件加工时可以利用其旋转定位的优势，保障加工的精度和质量。
3.军事加工等高精度加工领域。
数控回转工作台在高精度加工领域的需要越来越重要，可以实现严格的定位，夹紧，旋转等加工过程，这对于航空、航天等高端技术的发展起到了不可替代的作用。
总之，数控回转工作台作为机械加工领域的重要设备，在各个行业都有着广泛的应用，其采用的结构设计和控制技术可以提高加工质量和生产效率，推动机械加工技术的发展。