加工中心回轉工作臺設計1回轉工作臺機械總體結構數控回轉臺由轉臺鎖緊裝置，組合支承結構（選用轉臺軸承），蝸輪蝸桿傳動裝置（剖分蝸桿結構），托板定位與夾緊裝置，圓光柵檢測裝置，分油結構組成。轉臺鎖緊裝置的作用：保證轉臺分度到準確位子時，轉臺與轉臺座有足夠的剛度。組合支承結構作用：承受轉臺的靜壓力又要承受動壓力，還要保證較小的摩擦力。蝸輪蝸桿傳動裝置作用：傳遞動力和連續分度。托板定位與夾緊裝置作用：固定托板，增加剛度。圓光柵檢測裝置作用：檢測旋轉位置精度。2加工中心轉臺工作原理回轉工作臺有兩種狀態：工作臺進行圓周進給完成切削工作；工作臺進行分度工作。數控回轉工作臺由伺服電動機驅動，采用無級變速方式工作。所以定位精度主要由控制系統決定。（1） 圓周回轉進給回轉工作臺的運動由伺服電機接聯軸器，帶動蝸輪蝸桿系統，使工作臺旋轉。當數控回轉工作臺接到數控系統的指令后，首先松開回轉臺部分的油缸剎緊裝置進而松開剎緊片。然后啟動交流伺服電機。按數控指令確定工作臺的回轉方向、回轉速度及回轉角度大小等參數。（2） 定位分度過程剎緊油缸內油壓減小到不足于克服蝶形彈簧4的彈力時，由于回轉臺3是固定不動的，缸體5在蝶形彈簧彈力作用下抬起，剎緊片7與缸體3分開，不再產生剎緊力。剎緊油缸缸體與剎緊片脫離后，交流伺服電機經聯軸器連接蝸輪蝸桿，從而帶動回轉臺回轉。當圓光柵尺12確認轉動到位后，回轉臺停止轉動。剎緊油缸進油，回轉臺剎緊，分度過程完成。3托盤的定位與夾緊裝置設計在此結構加工中心轉臺與托板的鎖緊裝置結構如圖3-1所示，中，定位錐銷4、定位錐套l組成結構完成該裝置的定位功能；夾緊拉爪2、鋼珠3和活塞6的活塞柄組成的結構完成該裝置的夾緊功能。該結構依靠四處錐銷及銷套的圓錐曲面、平面定位.利用夾緊拉爪以及鋼球在活塞桿的凹槽中隨活塞桿運動，在液壓油的作用下進行工作臺的夾緊，定位點與夾緊點重合。在此結構當裝夾好待加工工件的托盤運行到工作區準備連接NMC夾緊前，氣壓通過氣路5供給，進行各定位圓錐面及夾緊結構的清潔。此時托盤開始落下，在此過程中，錐銷錐套進行自導向，當四套定位錐銷與定位錐套的錐面緊密結合時，定位夾緊完成。控制系統接收到定位完成信號后，進行油路7的液壓油供給，活塞在油壓的作用下而向下運動，夾緊拉爪因受到鋼珠向下的推力產生彈性變形而向下拉抻擴張，最終上端定位錐銷與定位錐套靠緊，完成托盤被夾緊的動作。工作時由以下三種狀態循環出現：（1） 準備狀態：托盤準備進入時（托盤準備搬出時），油路8有油壓活塞處在上端，氣路5處于供給狀態，噴氣口噴氣，清潔定位錐面及夾緊結構，防止碎屑進入結構。油路7處在釋放狀態，此時活塞桿在油壓作用位于其行程最上端位置作用下，鋼珠3處在活動狀態。（2） 定位狀態：托盤在落下（或抬起）過程中，油路8的油壓、氣路5的氣壓保持供給狀態，銷套與錐銷的定位園錐面及定位平面留有適當的縫隙，以防止表面被劃傷或因切屑滯留而擠死工作臺的現象，從而保持精度。（3） 夾緊狀態：托盤準備夾緊時，液壓系統油路8處在釋放狀態，油路7加液壓，活塞在液壓油作用下向下運動，鋼球隨著活塞柄移動，在向下運動期間，堅硬的鋼珠3表面壓緊拉爪2上端斜面，把定位錐套拉向定位錐銷定位圓錐面。當氣路中的氣壓達到一定的值時，氣壓傳感器發出信號，從而托盤完成中心定位與夾緊的動作。4鎖緊裝置設計轉臺鎖緊裝置的作用：保證轉臺分度到準確位子時轉臺與轉臺座有足夠的剛度。此設計是由液壓力提供鎖緊力，而恢復自由運動所需要的松開力由蝶形彈簧的變形力提供，回轉體上的剎緊液壓缸直接頂緊，用剎緊液壓缸的缸體與剎緊片的摩擦力來鎖緊。鎖緊力計算過程如下：已知輸入油壓，液壓缸活塞面積是環形面積：S=n（r12-r22）液壓缸頂緊力：F1=P?S;液壓缸鎖緊力：Fr=F1^；其中P為輸入油壓，S為液壓缸活塞面積（環形面積，外圓半徑為r1，內圓半徑為r2），摩擦系數為|J5轉臺軸承選取與滑動軸承相比，滾動軸承具有摩擦力小，功率消耗少，啟動容易等優點。在選用上要考慮軸承的承載能力以及與軸承的安裝、調整、潤滑、密封等問題。本文考慮到軸承各個方面的誤差會直接傳遞給加工工件時的加工誤差，因此選用調心性能比較好的精密轉臺圓錐滾子軸承。此類軸承可以是將雙向推力軸承與一個向心球YRT精導軸承緊固在一起，這些快速安裝的預潤滑單元具備極高的剛性和承載能力，并且有特別高的旋轉精度。6蝸輪蝸桿設計（1）蝸桿傳動的類型根據蝸桿的形狀，蝸桿傳動可分為圓柱蝸桿傳動、環面蝸桿傳動和錐面蝸桿傳動。圓柱蝸桿傳動，按蝸桿軸面齒型又可分為普通蝸桿傳動和圓弧齒圓柱蝸桿傳動。普通蝸桿傳動多用直母線刀刃的車刀在車床上切制，可分為阿基米德蝸桿（ZA型）、漸開蝸桿（ZI型）和法面直齒廓蝸桿（ZH型）等幾種。車制阿基米德蝸桿時刀刃頂平面通過蝸桿軸線。該蝸桿軸向齒廓為直線，端面齒廓為阿基米德螺旋線。阿基米德蝸桿易車削難磨削，通常在無需磨削加工情況下被采用，廣泛用于轉速較低的場合。車制漸開線蝸桿時，刀刃頂平面與基圓柱相切，兩把刀具分別切出左、右側螺旋面。該蝸桿軸向齒廓為外凸曲線，端面齒廓為漸開線。漸開線蝸桿可在專用機床上磨削，制造精度較高，可用于轉速較高功率較大的傳動。（2） 蝸桿傳動的特點①傳動比大，結構緊湊。單級傳動比一般為10-40（80），只傳動運動時（如分度機構），傳動比可達1000。②傳動平穩，噪聲小。③有自鎖性。④傳動效率低且材料成本較高。（3） 蝸桿傳動結構設計及尺寸參數蝸輪蝸桿副的回程誤差是影響工作臺精度的重要因素。本文設計的蝸桿傳動結構，將蝸桿分為兩部分，一部分為空心套，另一部分為蝸桿，空心套與蝸桿通過脹緊套固定安裝，使蝸桿與蝸輪左右工作面始終處在嚙合狀態，不存在反向間隙所以無論正轉，反轉都不會產生回程誤差。為了保證蝸桿和蝸輪左右工作面的嚙合，就需要對這兩工作面施加預緊力，他們是由蝸桿兩端的止推軸承提供，同時達到消除間隙的目的，因此能夠減小機械部件對回轉臺精度的影響。蝸輪參數：當量模數mk=2.44，當量壓力角ask=16.174°，齒數Z=120，當量圓直徑d2k=292.8，當量圓齒厚Sz=3.84±0.15，精度等級5h，蝸輪材料ZQSnl0-1-2,蝸桿頭數Z1=2工作面模數ms=2.3833工作面壓力角as=10.5°，非工作面模數ms=2.385，X作面壓力角as=20°，材料31CrMoV97轉臺其他部分設計托盤功能：承重以及作為基準，要滿足裝夾方便等，通常轉臺托盤設計為正方形。托盤面采用T形槽，便于裝卸零件。轉臺的潤滑密封：回轉部分的潤滑采用循環噴油潤滑，可以沖掉