4第四节数控机床回转工作台

第二节数控机床主传动系统及主轴部件第三节数控机床的进给系统第四节数控机床回转工作台第五节数控加工使用的刀具及自动换刀系统第六节数控加工用辅助装置第五章数控机床的结构第一节数控机床的结构要求为了提高数控机床的生产效率，扩大其工艺范围，对于数控机床的进给运动除了沿坐标轴X、Y、Z三个方向的直线进给运动之外，常常还需要有绕X、Y、Z轴的圆周进给运动。通常数控机床的圆周进给运动，可以实现精确的自动分度改变工件相对于主轴的位置，以便分别加工各个表面，这对箱体零件的加工带来了便利。对于自动换刀的多工序数控机床来说，回转工作台已成为一个不可缺少的部件。第四节数控机床回转工作台一、数控回转工作台二、分度工作台数控机床中常用的回转工作台有数控回转工作台和分度工作台。一、数控回转工作台数控回转工作台主要用于数控镗床和铣床。从外形上看它与分度工作台没有多大差别，但在内部结构和功用上则有较大的不同。如图所示数控回转工作台由传动系统、间隙消除装置及蜗轮夹紧装置等组成。数控回转工作台（图）是由电液步进电动机1驱动，经齿轮2和4带动蜗轮8，通过蜗杆10使工作台回转。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。（图）当工作台静止时，必须处于锁紧状态。为此，在蜗轮底部装有八对夹紧块12及13，散在底座上均布着八个小液压缸14，夹紧液压缸14的上腔通入压力油，使活塞向下运动，通过钢球17撑开夹紧块12及13，将蜗轮夹紧。当工作台需要回转时，数控系统发出指令，夹紧液压缸14上腔的油流回油箱，钢球17在弹簧16的作用下向上抬起，夹紧块12和13松开蜗轮，这时蜗轮和回转工作台可按照控制系统的指令作回转运动。回转工作台的导轨面由大型滚柱轴承支承，并由圆锥滚子轴承及圆锥孔双列圆柱滚子轴承保持准确的回转中心。（图）数控回转工作台的导轨面由大型滚柱轴承支承，并由圆锥滚柱轴承及双列向心圆核滚子轴承保持回转中心的准确。数控回转工作台设有零点，当它作回零运动时首先由安装在蜗轮上的挡块碰撞限位开关。使工作台减速，然后通过感应块和无触点开关的作用使工很自准确的停在零点位置上。数控回转工作台可作任意角度的回转和分度，可由光栅18进行读数控制，因此能够达到较高的分度精度。如图为一个完整的数控回转工作台。二、分度工作台分度工作台是按照数控系统的指令，在需要分度时工作台连同工件回转规定的角度，有时也可采用手动分度。分度工作台只能够完成分度运动而不能实现圆周运动，并且它的分度运动只能完成一定的回转度数如90°、60°或45°等。1．鼠牙盘式分度工作台鼠牙盘式分度工作台主要由工作台面底座、夹紧液压缸、分度液压缸和鼠牙盘等零件组成，其结构如图所示。鼠牙盘是保证分度精度的关键零件，在每个齿盘的端面有数目相同的三角形齿。当两个齿盘啮合时，能自动确定周向和径向的相对位置。机床需要进行分度工作时（图），数控装置就发出指令，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，与此同时：在工作台7向上移动过程中带动内齿轮12向上套人齿轮11，完成分度前的准备工作。当工作台7上升时（图），推杆2在弹簧力的作用下向上移动，使推杆1能在弹簧作用下向右移动，离开微动开关S2，使S2复位，控制电磁阀（图中未示出）使压力油经油孔21进入分度油缸左腔19，推动齿条活塞8向右移动，带动与齿条相啮合的齿轮11作逆时针方向转动。由于齿轮11已经与内齿轮12相啮合，分度台也将随着转过相应的角度。回转角度的近似值将由微动开关和档块17控制，开始回转时，挡块14离开推杆15使微动开关S1复位，通过电路互锁，始终保持工作台处于上升位置。当工作台转到预定位置附近，挡块17通过16使微动开关S3工作（图）。控制电磁阀开启使压力油经油孔22进入到压紧液压缸上腔9。活塞3带动工作台7下降，上鼠齿盘4与下鼠齿盘3在新的位置重新啮合，并定位压紧。液压缸下腔10的回油经节流间可限制工作台的下降速度，保护齿面不受冲击。当分度工作台下降时（图），通过推杆2及1的作用启动微动开关S2，分度液压缸右腔18通过油孔20进压力油，活塞齿条8退回。齿轮11顺时针方向转动时带动挡块17及14回到原处为下一次分度工作作好准备。此时内齿轮12已同齿轮11脱开，工作台保持静止状态。鼠齿盘式分度工作台的优点是：定位刚度好，重复定位精度高，分度精度可达±（0.5″-3″）结构简单。缺点是：鼠齿盘制造精度要求很高，且不能任意角度分度，它只能分度能除尽鼠齿盘齿数的角度。这种工作台不仅可与数控机床做成一体，也可作为附件使用，广泛应用于各种加工和测量装置中。2.定位销式分度工作台如图所示是自动换刀数控卧式镜铣床的分度工作台。分度工作台（图）1位于长方形工作台10的中间，在不单独使用分度工作台1时，两个工作台可以作为一个整体工作台来使用。这种工作台的定位分度主要靠定位销和定位孔来实现。在工作台1的底部均匀分布着八个削边圆柱定位销7，在工作台底座21上制有一个定位孔衬套6以及供定位销移动的环形槽。其中只能有一个定位销7进入定位衬套6中，其余七个定位销则都在环形槽中。因为八个定位销在圆周上均匀分布，之间间隔为45度，因此工作台只能作二、四、八等分的分度运动。分度时（图），数控装置发出指令，由电磁阀控制下底座13上的六个均匀分布锁紧液压缸8（图中只示出一个）中的压力油经环形槽流向油箱，活塞11被弹簧12顶起，工作台1处于松开，与此同时，间隙消除液压缸5卸荷，压力油经管道18流入中央液压缸17，使活塞16上升,通过螺柱15由支座4把止推轴承20向上抬起，顶在底座21上，通过螺钉3、锥套2使工作台1抬起。固定在工作台面上的定位销7从定位套6中拔出，作好分度前的准备工作。工作台1抬起之后，数控装置在发出指令使液压马达转动，驱动两对减速齿轮（图中未示出），带动固定在工作台1下面的大齿轮9回转，进行分度。在大齿轮9上每45°间隔设置一挡块。分度时，工作台先快速回转，当定位销即将进入规定位置时，挡块碰撞第一个限位开关货发出信号使工作台减速，当挡块碰撞第二个限位开关时，工作台停上回转，此刻相应的定懂销7正好对准定位孔衬套6。分度工作台的回转速度由液压马达和液压系统中的单向节流间来调节。完成分度后（图），数控装置发出信号使中央液压缸17卸荷，工作台1靠自重下降。相应的定位销专插入定位孔衬套6中，完成定位工作。定位完毕后消除间隙液压缸5通入压力油，活塞向上顶住工作台1消除径向间隙。然后使锁紧液压缸8的上腔通入压力油，推动活塞杆11下降，通过活塞杆上的T形头压紧工作台。至此分度工作全部完成，机床可以进行下面工序的加工。工作台的回转轴支承是滚针轴承19和径向有1：12锥度的加长型圆锥孔双列圆位级子轴承14（图）。轴承19装在支座4内，能随支座4作上升或下降移动。当工作台抬起时，支座4所受推力的一部分由推力轴承20承受，这就有效地减少了分度工作台回转时的摩擦力矩，使转动更加灵活。轴承14内环由螺钉3固定在支座4上，并可以带着滚柱在加长的外环内作15mm的轴向移动。当工作台回转时它就是回转中心。