浅谈数控回转工作台的结构设计
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。
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。
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。
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。
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。
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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: 2011年3月1２日
201１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。
首先应该了解所加工零件的基本情况，数控回转工作台主要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。
它可以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。
本课题属于导师科研课题的部分内容, 对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主要辅机。
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,缩短辅助时间,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发展趋势
1、研究现状
一个国家的繁荣与其先进制造业密切相关，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,也是影响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发展，也为了环境的要求,一作台的驱动装置从原来的机械驱动变为液旅驱动，现在更多的采用了气动装置，更好的保护了环境,节约了资源。
由于工作台是一台机床的关键配套部件，因此世界各国都有对其进行研究，我国在工作台的研究开发方面也取得了长足的进步。
目前工作台的种类繁多，传统的工作台只能安装在某一指定机床上，伴随着科技的与时俱进，它们的功能也由传统单一性向现代的多功能性方向发展,现在一些工作台,它不仅可以安装在钻床上，还可以安装在铣床和镗床等机床上。
并且目前部分工作台还可以作为机床的第四回转轴，大大提高了机床的性能。
例如：我国生产机床工作台的公司之一的烟台恒力数控机床附件有限公司生产的HLT Ｋ１4系列数控可倾回转工作台（见下图）,它可以实现用于数控机床和加工中心机床上,可利用原机床的两个控制坐标控制转台的回转和倾斜，也可
直接利用本转台配套的数控装置与机床联接完成所需的工作循环。
它可以完成任。