摘 要 本论文对回转分度工作台进行了设计，通过研究分度工作台的原理，结合数控、液压驱动、齿轮传动等知识，设计出一种用于五工位组合机床的回转工作台。为了提高工作台的分度精度，本设计采用端齿盘用作分度装置，液压作为驱动置。关键词：回转工作台；分度；液压驱动； 齿轮 Abstract This paper is about the turning points degrees workbench, through the research design principle of indexing worktable with CNC, hydraulic drive, gear transmission, etc, and designed a kind of knowledge for five station of rotary worktable portfolio tools. In order to improve the workbench indexing accuracy, this design USES the end tooth disk used for indexing device, hydraulic as driving devices.Keywords: rotary worktable; Indexing; Hydraulic drive; gear1绪 论1.1 回转工作台的主要种类及特点概述 带有可转动的台面、用以装夹工件并实现回转和分度定位的机床附件，简称转台或第四轴。转台按功能的不同可分为通用转台和精密转台两类。图1.1 转台1.1.1通用转台 是镗床、钻床、铣床和插床等重要附件，用于加工有分度要求的孔、槽和斜面，加工时转动工作台，则可加工圆弧面和圆弧槽等。通用转台按结构不同又分为水平转台、立卧转台和万能转台。 1）水平转台：在圆台面上有工件定位用的中心孔和夹紧用的T型槽 。台面外圆周上刻有360的等分刻线。台面与底座之间设有蜗杆-蜗轮副（见蜗杆传动）,速比为90:1或120:1，用以传动和分度,蜗杆从底座伸出的一端装有细分刻度盘和手轮。转动手轮即可驱动台面，并由台面外圆周上的刻度（以度为单位）与细分刻度盘读出旋转角度。分度精度一般为60。水平转台的蜗杆伸出端也可用联轴器与机床传动装置联接，以实现动力驱动。 2）立卧转台：底座有两个相互垂直的安装基面，使台面既可水平也可垂直放置。 3）万能转台：台面可以在090范围内倾斜任意角度, 使工件在空间的任何角度都能准确调整。回转工作台。 1.1.2精密回转工作台（rotary table） 精密转台用于在精密机床上加工或角度计量。常见的有光学转台、数显转台和超精密端面齿盘转台。 图1.2 精密转台1）光学转台：主轴上装有玻璃或金属精密刻度盘，经光学系统将刻度细分、放大，通过目镜或光屏读出角度值。 2）数显转台：转台主轴上装有精密圆光栅或圆感应同步器，由数字显示装置读出角度值。上述两种精密转台的分度精度最高可达1。 3）超精密端面齿盘转台：利用一对经过精密对研的1440齿、720齿或360齿的端面齿盘分度定位,其分度精度最高可达0.01，作精密角度计量用。 1.2相关课题国内外研究的现状 随着科学技术的发展，国外相同品种、不同结构的数控机床附件产品也在不断出现。例如转轴直接驱动的数控回转工作台已经出现，完全改变了传统的工作台的结构，回转速度及精度要比传统的机械结构高得多，伺服电动机驱动数控刀架也已出现两年多时间，当然，真正普及应用还要有一个过程。1.2.1我们现有水平及国内外对比情况: 我国生产的数控机床附件产品应该说满足中低挡数控机床的配套需求没问题，但在为高档数控机床配套的附件产品方面与国外比较差距较大，产品设计能力方面有差距，但不是很大主要差距在于整个行业的装备制造能力和协作配套能力。因此对整个数控机床附件产品水平影响较大，这是目前国内产品水平较国外产品水平低的主要原因。1.2.2我国数控机床附件产品水平较国外低主要表现在: 1）速度 基于材料、检测能力、装备制造能力等方面的条件限制，我过附件产品在速度方面较国外同类产品要差。例如数控铣床、加工中心配套的各类数控回转工作台，日本日研公司直径200mm数控回转工作台最高转速可达88r/min,而国内的只有1216r/min.主要差别在于材料的选用。 2）可靠性 国外数控机床附件产品开发应用比较早，经验丰富，再由于技术进步，新材料、新结构的不断出现与应用，使得其产品可靠性非常好。如日本日研公司部分规格的数控回转工作台的核心部件蜗杆副，齿轮采用氮化钢，齿部表面氮化处理，硬度高；蜗杆为硬质合金蜗杆；整个蜗杆副为硬齿面接触，耐磨。既实现了高速，又保证了可靠性。而国内基本上均采用传统材料和传统的结构，加上外购配套件的可靠性差造成产品的整体可靠性较外国产品的差距。可以说数控机床附件产品的整体可靠性与我国目前整个工业发展水平有相当密切的关系，随着配套件水平的提高，整体状况将有所改善。 3）精度 我国数控机床附件的精度及稳定性应该说还是比较好的，基本上能满足主机的配套要求。较日本、德国等工业发达国家的产品有一定差距，但不大，与台湾地区产品相当。这与行业企业近几年抓质量、提高质量意识有密切的关系。1.2.3相应的措施及对策 我国数控机床附件产品可以说还处在一个发展阶段，品种、规格、可靠性等方面还需要有一个完善的过程，还远远没有达到成熟的程度。因此作为国家应该给予一定的扶持，作为企业应在适应市场需要、加大产品的开发力度、提高装备水平、采用新材料、新工艺、新技术方面多下工夫。我国高档数控制造水平达到或接近国际水平，在制造手段上已逐步完善并已有颇具实力的开发生产能力，建立起不同程度的拥有一定规模的数控机床生产基地。数控机床正朝着高精度、高效率、高自动化、全功能的机电一体化方向发展。1.3回转工作台发展趋势1.3.1市场前景 随着我们制造业的发展，数控转台将会越来越多的被应用，以扩大加工范围，提高生产率。估计近几年要求转配数控转台的机床将会大幅度增长。预计未来几年，虽然某些行业由于产能过剩，受到宏观调控的影响而继续保持着较低的行业景气度外，部分装备制造业将有望保持较高的增长率，特别是那些国家行业政策鼓励振兴和发展的装备行业。作为装备制造业的母机，普通加工机床将获得年均15%-20%左右的稳定增长。1.3.2发展趋势 目前回转工作台已广泛应用于组合机床、数控机床和加工中心上，它的总发展趋势主要体现为：1）在规格上将向两头延伸，即开发小型和大型转台； 2）在性能上将研制以钢为材料的涡轮，大幅度提高工作台转速和转台的承载能力；3）在形式上继续研制两轴联动和多轴并联回转的数控转台。1.4本课题研究的内容 随着数控技术不断发展与提高，使机床主机对配件要求与依赖都越来越高。机床配件技术发展间接决定了机床主机发展水平，专业化发展方向成为我国机床配件业总体发展趋势。为了缩小与国外工业大国差距，我们各大机床厂应全力配合，企业本身要加快技术改革步伐，积极自主创新，并且勇于与国外企业多多学习。企业应该努力学习国际先进机床技术，全面开展创新工作，企业高层也应该鼓励并且大力支持机床配件创新，从而使我们机床配件业越做越强。 本毕业设计是研究端齿盘作为分度定位机构的液压式数控分度工作台的工作原理和机械结构的设计和计算部分，设计思路是先原理后结构，先整体后局部。 目前端齿盘为分度定位机构的液压式数控分度工作台广泛运用于数控机床和加工中心上。它的总发展趋势是： 1）在规格上向两头延伸，即开发小型和大型分度工作台。 2）在性能上研制以钢为主的齿轮、齿盘，大幅度提高分度工作台的承载能力。 3）分度定位装置不断提高分度工作台分度时的定位精度。 在各种数控机床和其他机械的制造中，数控端齿盘分度工作台等分度装置的应用十分广泛。近些年来，随着数控技术的不断进步、自动化程度的普遍提高，组合机床、数控车床、数控铣床的生产和应用日益广泛，对高精度、高效率的分度装置的需求也越来越大。随着我们制造业的发展，为了适应不同的产品加工要求，扩大加工范围，分度工作台也将在一定范围内得到运用。2 液压式数控分度工作台总体方案设计 随着人类生活的物质要求不断提高和人类社会的不断发展，越来越复杂的零件被设计运动到各个领域。所以对加工它们的机床提出了更高的要求。液压式数控分度工作台实现工件的多工位加工，满足工件的加工要求。液压式数控分度工作台为五工位组合机床的重要部件，其功能与加工中心的功能密切关系。 在液压式数控分度工作台总体设计关键是要确定工作台的参数，回转工作台最主要的参数为工作台尺寸等，根据确定的零件的典型零件进行选择。工作台尺寸是回转工作台的主参数，主要取决于典型零件的外廓尺寸、装夹方式等。应选比典型零件稍大一些的工作台，以便留出安装夹具所需的空间，还应考虑工作台的承载能力，承载能力不足时应考虑加大工作台尺寸，以提高承载能力。2.1液压式数控分度工作台原理设计 图2.1(a) 图2.1（b） 端齿盘式分度工作台 图2.1（a）、2.1（b）所示是端齿盘式液压分度工作台的结构原理图。它主要由工作台台面、底座、夹紧油缸、分度油缸及齿盘等部件组成，其工作过程如下： 1、 分度工作台抬起、松开 机床需要分度时，根据数控装置发出分度指令，由电磁铁控制液压阀（图中未标出），使压力油进入管道进入分度工作台7中央的夹紧油缸油腔10，并推动活塞6移动（油缸上腔9的油经管道22排除回油）。活塞6通过推力球轴承5（轴承13与之配套使用），使工作台7抬起，上端齿盘4和下端齿盘3脱离啮合。在工作台7向上移动时带动内齿圈12与齿轮11下部啮合，完成分度前的准备工作。同时，工作台7向上抬起，推杆2在弹簧作用下向上移动，使推杆1能在弹簧的作用下右移松开微动开关D，发出松开到位信号。 2、分度工作台回转、分度 控制系统在接到松开到位信号后，控制电磁铁（液压阀）动作，使压力油经管道21进入分度油缸左腔19，并推动齿条8右移（分度油缸右腔的油经管道20排出回油）。齿条8带动齿轮11做回转运动，实现工作台的回转。改变油腔的行程，即可以改变齿轮11的回转角度。图中的分度工作台为：油缸的行程163.28mm，齿轮回转的角度为72。当齿轮回转的过程中，挡块14放开推杆15；72到位后，挡块17压上推杆16，微动开关E发出到位信号，回转动作结束。分度工作台的回转速度可以通过液压系统进行调节。 3、分度工作台落下、夹紧 控制系统在接收到信号后，由电磁铁液压阀（图中未标出），使压力油经管道22进入分度工作台的夹紧油缸的油腔9，并推动活塞6下移（油缸下腔10的油紧管道23排除回油）。活塞6通过推力球轴承5（轴承13与之配套使用），使工作台7落下，上端齿盘4和下端齿盘3啮合、夹紧、定位。工作台夹紧后，压下推杆2，使推杆1左移，压上微动开关C动作，发出夹紧完成信号。 4、分度油缸返回 控制系统在接收到加紧完成信号后，控制电磁铁（液压阀）动作使压力油经管道20进入分度油缸右腔18，并推动齿条8左移（分度油缸左腔19的油经管道21排