高精度回转工作台的结构设计与分析
3 .3高精度回转工作台的结构设计与分析
精密复合式镗铣加工中心的回转工作台为水平放置，工作台为加工中心提供 了回转运动，使机床原有的加工使用范围得到扩大，高精度回转工作台的重要性 能有六个方面：分度精度和重复定位精度；&刹紧力矩的大小；c.密封性能；4 回转定位速度；&承载能力；/精度保持性。
3.3.1高精度回转工作台的主要结构形式
复合式镗铣加工中心的回转工作台是机床的关键功能部件，其作用是承载着 被加工零件以及实现精确地旋转。
机床的回转工作台基本上可以分为两类：连续分度和有限分度。连续回转工 作台主要由机械定位与检测系统两部分所构成的，常见连续回转工作台结构为： 伺服电机与蜗轮蜗杆副相组合，以及闭环或者半闭环的检测装置[43]。而有限分度 回转工作台通常用端齿盘元件进行定位，并且配有相应的传动装置。本课题研究 的复合式镗铣加工中心的回转工作台是典型的有限分度回转工作台，该工作台的 设计是本课题中的难点，设计基本思路是：首先根据加工对象的特征分析，确定 该工作台为有限分度，分别采用上鼠盘与下鼠盘高精度啮合的结构作为转台的定 位元件，采用液压缸作为转盘的转位动力，该转盘具有15°等分的高精度定位的 特点，工作台的cad数字模型如图3.8所示，工作台的外形尺寸如图3.9所示。
3.3.2高精度等分度回转工作台的结构分析
精密复合式镗铣加工中心的转台为液压等分转台，其是为专机设计的一种液 压有限分度转台，回转工作台转台的松开、刹紧、回转运动均是通过液压缸来实 现的，使得工作台在给定指令的情况下完成特定角度回转，进而对工件进行加工 制造。从结构分析可知，精密复合式镗铣加工中心的工作台具有高精度、大刹紧 力、高承载能力、高精度保持性等优点，工作台的结构及工作原理图如图3.10所示。
由观图3.10可知，工作台的动作过程可归纳为两个：①是转台被竖直液压缸顶起或降落锁紧；②是在转台被顶起后，水平的液压缸通过高精度齿轮齿条啮合带动转台旋转。
转台的旋转过程为：首先，转台刹紧油腔15泄压，在弹簧作用下刹紧螺栓2 抬起，工作台松开，同时齿条复位传感器12检测齿条是否复位，未复位则应先通 油将齿条复位，然后齿盘抬起油腔6进油，双联齿盘5逐渐抬起，同时离合器8 结合，齿盘抬起传感器9发出信号，齿盘松开，此时转位油缸进油，推动齿条向 左移动，齿条带动齿轮、离合器、工作台转动。a转位活塞齿条移至左端时，转 台转过90°，齿条到位传感器13发出信号，齿盘刹紧油腔进油，齿盘逐渐刹紧， 离合器脱开，齿盘刹紧传感器10发出信号，齿盘刹紧，转台刹紧油腔通油，将工 作台刹紧，转台完成一次转位过程。
3.4本章小结
(1)介绍重心驱动技术在镗削系统中的应用，通过对比分析，双丝杠驱动方 式相对单丝杠驱动方式，具有驱动力要求小、使用寿命大、较高的抗振性等优点， 且研究了丝杠跨距的改变对系统振动的影响，随着丝杠跨距的增加，系统在相应 阵型下的固有频率也随着增加，因此，在实际工况允许的情况下，应尽量选用较 宽的丝杠跨距。
(2)在研究分析进给系统应具备主要特点的前提下，提出了驱动电机、高速 滚珠丝杠与直线导轨相结合的进给系统，并对滚珠丝杠进行预拉伸，以及驱动电 机的选型计算模型。
(3)在研究分析回转工作台结构形式的前提下，结合实际，设计出一种液压 鼠盘啮合的实现高精度准确定位与高刚度卡紧等分回转工作台。
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3.3.1高精度回转工作台的主要结构形式
复合式镗铣加工中心的回转工作台是机床的关键功能部件，其作用是承载着 被加工零件以及实现精确地旋转。
机床的回转工作台基本上可以分为两类：连续分度和有限分度。连续回转工 作台主要由机械定位与检测系统两部分所构成的，常见连续回转工作台结构为： 伺服电机与蜗轮蜗杆副相组合，以及闭环或者半闭环的检测装置[43]。而有限分度 回转工作台通常用端齿盘元件进行定位，并且配有相应的传动装置。本课题研究 的复合式镗铣加工中心的回转工作台是典型的有限分度回转工作台，该工作台的 设计是本课题中的难点，设计基本思路是：首先根据加工对象的特征分析，确定 该工作台为有限分度，分别采用上鼠盘与下鼠盘高精度啮合的结构作为转台的定 位元件，采用液压缸作为转盘的转位动力，该转盘具有15°等分的高精度定位的 特点，工作台的cad数字模型如图3.8所示，工作台的外形尺寸如图3.9所示。
3.3.2高精度等分度回转工作台的结构分析
精密复合式镗铣加工中心的转台为液压等分转台，其是为专机设计的一种液 压有限分度转台，回转工作台转台的松开、刹紧、回转运动均是通过液压缸来实 现的，使得工作台在给定指令的情况下完成特定角度回转，进而对工件进行加工 制造。从结构分析可知，精密复合式镗铣加工中心的工作台具有高精度、大刹紧 力、高承载能力、高精度保持性等优点，工作台的结构及工作原理图如图3.10所示。
由观图3.10可知，工作台的动作过程可归纳为两个：①是转台被竖直液压缸顶起或降落锁紧；②是在转台被顶起后，水平的液压缸通过高精度齿轮齿条啮合带动转台旋转。
转台的旋转过程为：首先，转台刹紧油腔15泄压，在弹簧作用下刹紧螺栓2 抬起，工作台松开，同时齿条复位传感器12检测齿条是否复位，未复位则应先通 油将齿条复位，然后齿盘抬起油腔6进油，双联齿盘5逐渐抬起，同时离合器8 结合，齿盘抬起传感器9发出信号，齿盘松开，此时转位油缸进油，推动齿条向 左移动，齿条带动齿轮、离合器、工作台转动。a转位活塞齿条移至左端时，转 台转过90°，齿条到位传感器13发出信号，齿盘刹紧油腔进油，齿盘逐渐刹紧， 离合器脱开，齿盘刹紧传感器10发出信号，齿盘刹紧，转台刹紧油腔通油，将工 作台刹紧，转台完成一次转位过程。
3.4本章小结
(1)介绍重心驱动技术在镗削系统中的应用，通过对比分析，双丝杠驱动方 式相对单丝杠驱动方式，具有驱动力要求小、使用寿命大、较高的抗振性等优点， 且研究了丝杠跨距的改变对系统振动的影响，随着丝杠跨距的增加，系统在相应 阵型下的固有频率也随着增加，因此，在实际工况允许的情况下，应尽量选用较 宽的丝杠跨距。
(2)在研究分析进给系统应具备主要特点的前提下，提出了驱动电机、高速 滚珠丝杠与直线导轨相结合的进给系统，并对滚珠丝杠进行预拉伸，以及驱动电 机的选型计算模型。
(3)在研究分析回转工作台结构形式的前提下，结合实际，设计出一种液压 鼠盘啮合的实现高精度准确定位与高刚度卡紧等分回转工作台。
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