高精度回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析
3.3高精度回轉(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析精密復(fù)合式鏜銑加工中心的回轉(zhuǎn)工作臺為水平放置，工作臺為加工中心提供 了回轉(zhuǎn)運動，使機床原有的加工使用范圍得到擴大，高精度回轉(zhuǎn)工作臺的重要性 能有六個方面：分度精度和重復(fù)定位精度；&剎緊力矩的大小；C.密封性能；4 回轉(zhuǎn)定位速度；&承載能力；/精度保持性。3.3.1高精度回轉(zhuǎn)工作臺的主要結(jié)構(gòu)形式復(fù)合式鏜銑加工中心的回轉(zhuǎn)工作臺是機床的關(guān)鍵功能部件，其作用是承載著 被加工零件以及實現(xiàn)精確地旋轉(zhuǎn)。機床的回轉(zhuǎn)工作臺基本上可以分為兩類：連續(xù)分度和有限分度。連續(xù)回轉(zhuǎn)工 作臺主要由機械定位與檢測系統(tǒng)兩部分所構(gòu)成的，常見連續(xù)回轉(zhuǎn)工作臺結(jié)構(gòu)為： 伺服電機與蝸輪蝸桿副相組合，以及閉環(huán)或者半閉環(huán)的檢測裝置[43]。而有限分度 回轉(zhuǎn)工作臺通常用端齒盤元件進行定位，并且配有相應(yīng)的傳動裝置。本課題研究 的復(fù)合式鏜銑加工中心的回轉(zhuǎn)工作臺是典型的有限分度回轉(zhuǎn)工作臺，該工作臺的 設(shè)計是本課題中的難點，設(shè)計基本思路是：首先根據(jù)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(jié)構(gòu)作為轉(zhuǎn)臺的定 位元件，采用液壓缸作為轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)位動力，該轉(zhuǎn)盤具有15°等分的高精度定位的 特點，工作臺的CAD數(shù)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(zhuǎn)工作臺的結(jié)構(gòu)分析精密復(fù)合式鏜銑加工中心的轉(zhuǎn)臺為液壓等分轉(zhuǎn)臺，其是為專機設(shè)計的一種液 壓有限分度轉(zhuǎn)臺，回轉(zhuǎn)工作臺轉(zhuǎn)臺的松開、剎緊、回轉(zhuǎn)運動均是通過液壓缸來實 現(xiàn)的，使得工作臺在給定指令的情況下完成特定角度回轉(zhuǎn)，進而對工件進行加工 制造。從結(jié)構(gòu)分析可知，精密復(fù)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(yōu)點，工作臺的結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)臺被豎直液壓缸頂起或降落鎖緊；②是在轉(zhuǎn)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(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)過程為：首先，轉(zhuǎn)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(fù)位傳感器12檢測齒條是否復(fù)位，未復(fù)位則應(yīng)先通 油將齒條復(fù)位，然后齒盤抬起油腔6進油，雙聯(lián)齒盤5逐漸抬起，同時離合器8 結(jié)合，齒盤抬起傳感器9發(fā)出信號，齒盤松開，此時轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動。a轉(zhuǎn)位活塞齒條移至左端時，轉(zhuǎn) 臺轉(zhuǎn)過90°，齒條到位傳感器13發(fā)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(fā)出信號，齒盤剎緊，轉(zhuǎn)臺剎緊油腔通油，將工 作臺剎緊，轉(zhuǎn)臺完成一次轉(zhuǎn)位過程。3.4本章小結(jié)(1)介紹重心驅(qū)動技術(shù)在鏜削系統(tǒng)中的應(yīng)用，通過對比分析，雙絲杠驅(qū)動方 式相對單絲杠驅(qū)動方式，具有驅(qū)動力要求小、使用壽命大、較高的抗振性等優(yōu)點， 且研究了絲杠跨距的改變對系統(tǒng)振動的影響，隨著絲杠跨距的增加，系統(tǒng)在相應(yīng) 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(yīng)盡量選用較 寬的絲杠跨距。(2)在研究分析進給系統(tǒng)應(yīng)具備主要特點的前提下，提出了驅(qū)動電機、高速 滾珠絲杠與直線導(dǎo)軌相結(jié)合的進給系統(tǒng)，并對滾珠絲杠進行預(yù)拉伸，以及驅(qū)動電 機的選型計算模型。(3)在研究分析回轉(zhuǎn)工作臺結(jié)構(gòu)形式的前提下，結(jié)合實際，設(shè)計出一種液壓 鼠盤嚙合的實現(xiàn)高精度準(zhǔn)確定位與高剛度卡緊等分回轉(zhuǎn)工作臺。