数控机床及编程：回转工作台9

1、第1页共8贞 课题19 第三节 回转工作台与导轨 一、回转工作台 为了提高生产效率，扩大工艺范羽，数控机床除了沿X、Y和Z三个坐标轴的直 线进给运动之外，往往还带有绕X、Y和Z轴的圆周进给运动。一般数控机床的圆周 进给运动由回转工作台来实现。数控铳床的回转工作台除了用来进行各种圆弧加工 或与直线进给联动进行曲而加工外，还可以实现精确的自动分度，这给箱体零件的 加工带来了便利。对于自动换刀的多工序加工中心来说，回转工作台已成为一个不 可缺少的部件。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两种。 （一）数控回转工作台 数控回转工作台主要用于数控镇铳床,它的功用是使工作台进行圆周进给运

2、动, 以完成切削工作，并使工作台进行分度运动。它按照控制系统的指令，在需要时分 别完成上述运动。数控回转工作台外形和通用机床的分度工作台相似，但其内部结 构却具有数控进给驱动机构的许多特点。 图3-20所示为自动换刀数控卧式镇铳床的数控回转工作台。这是一种补 偿型的开环数控回转工作台，它的进给、分度转位和左位锁紧都由给立的指令 进行控制。 工作台的运动由伺服电机驱动，通过减速齿轮和带动蜗杆，再传递给蜗轮0, 使工作台回转。为了消除传动间隙和反向间隙，齿轮和相啮合的间隙，是靠调整偏 心环来消除：齿轮与蜗杆是靠楔形拉紧圆柱销来连接，此法能消除轴与套的配合间 隙；为消除蜗杆副的传动间隙，采用双螺距渐

3、厚蜗杆，通过移动蜗杆的轴向位置来 调整间隙。这种蜗杆的左右两侧而具有不同的螺距，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，所以仍然保持着正常的啮合。 当工作台静止时，必须处于锁紧状态。工作台面用沿其圆周方向分布的八个夹 紧第2页共8页 2 液压缸进行夹紧。当工作台不回转时，夹紧液压缸的上腔进压力油.使活塞向下 运动，通过钢球、夹紧瓦及将蜗轮夹紧。当工作台需要回转时，数控系统发出指令, 使夹紧液压缸的上腔的油流回油箱。在弹簧的作用下，钢球抬起，夹紧瓦及松开蜗 轮，然后由伺服电机通过传动装置，使蜗轮和工作台按照控制系统的指令作回转运 动。 开环系统的数字回转工作台的定位精度主要取

4、决于蜗轮副的传动精度， 因而必 须采用髙精度的蜗轮副。除此之外，还可以实际测量工作台静态泄位第2页共8页 3 光袖 钢探弹簧活塞 夹烧液压缸夹紧瓦 锁紧摞轩m压块梃形拉緊销 P向 撞块 感应块 图3-20 自动换刀数控卧式镇铳床的数控回转工作台 第4页共8贞 4 误差之后，确泄需要补偿的角度位苣和补偿脉冲的符号（正向或反向），记忆 在补偿回路中，由数控装置进行误差初具补偿。 数控回转工作台设有零点，当它作返回零点运动时，先用挡块碰撞限位开关（图 中未示出），使工作台降速，然后通过感应块和无触点开关，使工作台准确地停在 零位。数控回转工作台在任意角度转位和分度时，由光栅进行读数控制，因此能够 达

5、到较高的分度稱度。 （二）分度工作台 数控机床的分度工作台与数控回转工作台不同，它只能够完成分度运动，而不 能实现圆周进给。 由于结构上的原因， 通常分度工作台的分度运动只限于完成规左 的角度 （如900、600或450等）。机床上的分度传动机构，本身很难保证工作台分 度的髙精度要求，常常需要将龙位机构和分度机构结合起来，再用夹紧装置保证机 床工作时的安全可靠。第5贞共8页 5 分度工作台 锥套 支座 衬套定位销 齿轮 抒块 紬氐 螺钉，间隙消除液圧缸. 锁紧液圧缸长歹形工作台 图3-21定位销式分度匸作台 图3-21所示是THK6380型自动换刀数控卧式镇铳床的龙位销式分度工作台。这 种工作

6、台的左位分度主要靠定位销和左位孔来实现。分度工作台置于长方形工作台 中间，在不单独使用分度工作台时，两个工作台可以作为一个整体使用。工作台的 底部均匀分布着个削边圆柱左位销，在工作台底座上有一泄位孔衬套以及供左位销 移动环形槽。因为立位销之间的分布角度为450,因此工作台只能作二、四、八等 分的分度运动。 泄位销式分度工作台的分度精度，主要由定位销和左位孔的尺寸精度及坐标精 度决泄。最高可达 5。为适应大多数的加工要求，应当尽可能提髙最常用的180 分度销孔的坐标精度,而其它角度（如45、90。和135 ）可以适当降低。 分度工作台还有鼠齿盘式分度工作台。 二、导轨 数控机床使用的导轨，尽管还

7、是滑动导轨、滚动导轨和静压导轨，但在导轨材 料和结构上与普通机床的导轨有着显著的不同。数控机床的导轨对导向精度、精度 保持性、摩擦特性、运动平稳性和灵敏性都有更高的要求。轴承魯iT甲奂液压缸活塞缥柱 W、A1 下痕座希簧活靈鱼阡 第6页共8页 6 （一）滚动导轨 滚动导轨是在导轨工作面之间安排滚动件，使两导轨面之间形成滚动 摩擦。摩擦系数很小（0.00250.005）,动、静摩擦系数相差很小，运 动轻便灵活，所需功率小，精度好，无爬行。为提高数控机床的移动部件 的运动精度和定位精度，数控机床的导轨广泛釆用滚动导轨。 1.滚动导轨块 山标准导轨块构成的滚动导轨具有效率高、灵敬性好、寿命长、润滑

8、简单及装拆方便等优点。 标准滚动导轨块结构形式如图3-22所示，它多用于中等负荷的导轨。 滚动导轨块曲专业厂家生产，有多种规格、形式可供用户选用。使用时将 导轨块用螺钉固定在机床的运动部件上，当运动部件移动时，滚柱在支承 部件的导轨面与本体之间滚动， 同时乂绕本体循环滚动。 与之相配的导轨 多用钢淬硕导轨。 (a) 图3-22 滚动导轨支承第6页共8页 7 侧面密封垫 图3-23 取元式直线滚动导轨 2.直线滚动导轨 直线滚动导轨是近年来新生产的一种滚动导轨，其突出的优点为无间 隙，并且能够施加预紧力，导轨的结构如图3-23所示。直线滚动导轨体、 滑体、滚珠、保持器、端盖等组成。它山生产厂组装

9、成，故乂称单元式直 线滚动导轨。使用时，导轨固定在不运动的部件上，滑块固定在运动的部 件上。当滑块沿导轨体移动时，滚珠在导轨体和滑块之间的圆弧直槽内滚 动，并通过端盖内的滚道，从工作负荷区到非工作负荷区。然后再滚回工 作负荷区，不断循环，从而把导轨体和滑块之间的移动变成滚珠的滚动。 口前在国内外的中小型数控机床上广泛采用这种导轨。 （二）静压导轨 静圧导轨的滑动面之间开有油腔，将有一定压力的油通过节流器输入 油腔，形成圧力油膜，浮起运动部件，使导轨工作表面处于纯液体摩擦， 不产生磨损，精度保持性好。同时摩擦系数也极低（0.0005）,使驱动功 率大为降低。其运动不受速度和负载的限制，低速无爬行

10、，承载能力大， 刚度好，油液有吸振作用，抗振性好，导轨摩擦发热也小。除上述优点外, 静压的缺点是结构复杂，要有供油系统，油的清洁度要求高。此导轨多用保持架 承敎球列 I. tn Is 导轨体 端部密封垫端盖 滑块 润滑油杯 第6页共8页 8 于重型机床。 （三）滑动导轨 为了进一步减少导轨的磨损和提高运动性能，近年来乂出现了新型的 塑料滑动导轨。 在与床身导轨相配的滑动导轨上粘接上静、 动摩擦系数基 本相同，耐磨、吸振的塑料软带，或者在定、动导轨之间采用注塑的方法 制成塑料导轨。这种塑料导轨具有良好的摩擦特性、耐磨性及吸振性，因 此H前在数控机床上广泛使用。图3-24所示为朔料导轨的结构。 塑料软带材料是以聚四氟乙 烯为基体，加入青铜粉、二硫化 钮和石墨等填充剂混合烧结并做 成软带状，国内已有牌号为TSF 的导轨软带主产，以及配套用的 DJ胶合剂。导轨软带使用的工艺 简单，只要将导轨粘贴面作半精 加工至表面粗糙度Ra3. 21.6um, 压固化后，再经精加工即可。山于这类导轨软带釆用了粘接方法，故习惯 上称为“贴塑导轨”。 导轨注