2017年5月23日

高精度回轉工作臺的結構設計與分析

3.3高精度回轉工作臺的結構設計與分析精密復合式鏜銑加工中心的回轉工作臺為水平放置，工作臺為加工中心提供了回轉運動，使機床原有的加工使用范圍得到擴大，高精度回轉工作臺的重要性能有六個方面：分度精度和重復定位精度；&剎緊力矩的大小；C.密封性能；4 回轉定位速度；&承載能力；/精度保持性。3.3.1高精度回轉工作臺的主要結構形式復合式鏜銑加工中心的回轉工作臺是機床的關鍵功能部件，其作用是承載著被加工零件以及實現精確地旋轉。機床的回轉工作臺基本上可以分為兩類：連續分度和有限分度。連續回轉工作臺主要由機械定位與檢測系統兩部分所構成的，常見連續回轉工作臺結構為：伺服電機與蝸輪蝸桿副相組合，以及閉環或者半閉環的檢測裝置[43]。而有限分度回轉工作臺通常用端齒盤元件進行定位，并且配有相應的傳動裝置。本課題研究的復合式鏜銑加工中心的回轉工作臺是典型的有限分度回轉工作臺，該工作臺的設計是本課題中的難點，設計基本思路是：首先根據加工對象的特征分析，確定該工作臺為有限分度，分別采用上鼠盤與下鼠盤高精度嚙合的結構作為轉臺的定位元件，采用液壓缸作為轉盤的轉位動力，該轉盤具有15°等分的高精度定位的特點，工作臺的CAD數字模型如圖3.8所示，工作臺的外形尺寸如圖3.9所示。3.3.2高精度等分度回轉工作臺的結構分析精密復合式鏜銑加工中心的轉臺為液壓等分轉臺，其是為專機設計的一種液壓有限分度轉臺，回轉工作臺轉臺的松開、剎緊、回轉運動均是通過液壓缸來實現的，使得工作臺在給定指令的情況下完成特定角度回轉，進而對工件進行加工制造。從結構分析可知，精密復合式鏜銑加工中心的工作臺具有高精度、大剎緊力、高承載能力、高精度保持性等優點，工作臺的結構及工作原理圖如圖3.10所示。由觀圖3.10可知，工作臺的動作過程可歸納為兩個：①是轉臺被豎直液壓缸頂起或降落鎖緊；②是在轉臺被頂起后，水平的液壓缸通過高精度齒輪齒條嚙合帶動轉臺旋轉。轉臺的旋轉過程為：首先，轉臺剎緊油腔15泄壓，在彈簧作用下剎緊螺栓2 抬起，工作臺松開，同時齒條復位傳感器12檢測齒條是否復位，未復位則應先通油將齒條復位，然后齒盤抬起油腔6進油，雙聯齒盤5逐漸抬起，同時離合器8 結合，齒盤抬起傳感器9發出信號，齒盤松開，此時轉位油缸進油，推動齒條向左移動，齒條帶動齒輪、離合器、工作臺轉動。a轉位活塞齒條移至左端時，轉臺轉過90°，齒條到位傳感器13發出信號，齒盤剎緊油腔進油，齒盤逐漸剎緊，離合器脫開，齒盤剎緊傳感器10發出信號，齒盤剎緊，轉臺剎緊油腔通油，將工作臺剎緊，轉臺完成一次轉位過程。3.4本章小結(1)介紹重心驅動技術在鏜削系統中的應用，通過對比分析，雙絲杠驅動方式相對單絲杠驅動方式，具有驅動力要求小、使用壽命大、較高的抗振性等優點，且研究了絲杠跨距的改變對系統振動的影響，隨著絲杠跨距的增加，系統在相應陣型下的固有頻率也隨著增加，因此，在實際工況允許的情況下，應盡量選用較寬的絲杠跨距。(2)在研究分析進給系統應具備主要特點的前提下，提出了驅動電機、高速滾珠絲杠與直線導軌相結合的進給系統，并對滾珠絲杠進行預拉伸，以及驅動電機的選型計算模型。(3)在研究分析回轉工作臺結構形式的前提下，結合實際，設計出一種液壓鼠盤嚙合的實現高精度準確定位與高剛度卡緊等分回轉工作臺。

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