1、 毕业设计（论文） 文献综述文献综述 题目 双轴回转工作台结构设计 专业 机械设计制造及其自动化 班级 学号 学生 指 导 教 师 教 授 二九 年 文献综述文献综述 一一. . 双轴回转工作台双轴回转工作台简介简介 双轴回转工作台是五轴联动的基础，它能够实现回转轴和摆动轴的两 坐标定位。在三轴联动的数控铣床上增加了双轴回转工作台，并通过数控 改造使之成为五轴数控铣床，是扩展机床使用功能的简捷方式。 数控机床加工某些零件时,除需要有沿 X、Y、Z 三个坐标轴的直线进给 运动之外, 还需要有绕 X、 Y、 Z 三个坐标轴的圆周进给运动,分别称为 A、 B、 C 轴。 安装双回转轴工作台的五轴联动
2、机床也称五坐标机床, 它是在三个平 动轴(沿 X、Y、Z 轴的直线运动) 的基础上增加了两个转动轴(能实现绕 X 轴、Z 轴旋转运动, 即 A 轴和 C 轴)，双轴回转工作台实现了 A 轴和 C 轴的 转动。 设置在床身上的工作台可以环绕 X 轴回转，定义为 A 轴，A 轴一般 工作范围有限，并非 360 度。工作台的中间还设有一个回转台，环绕 Z 轴 回转，定义为 C 轴，C 轴都是 360 度回转。这样五轴联动机床实现五轴联动 的关键就在于双回转轴工作台。 二二. . 双轴回转工作台的特双轴回转工作台的特点点 装有双轴回转工作台不仅可使刀具相对于工件的位置任意可控, 而且 刀具轴线相对于工
3、件的方向也在一定范围内任意可控,由此使的五轴联动 机床加工具有以下特点: A A. 可避免刀具干涉, 加工普通三坐标机床难以加工的复杂零件,加工 适应性广,如图 1 (a) 所示。 B B. 对于直纹面类零件, 可采用侧铣方式一刀成型, 加工质量好、效率 高,如图 1(b) 所示。 C C. 对一般立体型面特别是较为平坦的大型表面, 可用大直径端铣刀 端面逼近表面进行加工, 走刀次数少, 残余高度小, 可大大提高加工效率 与表面质量,如图 1(c) 所示。 D D. 对工件上的多个空间表面可一次装夹进行多面、多工序加工,加工 效率高并有利于提高各表面的相互位置精度, 如图 1 (d) 所示。
4、E E. 五轴加工时, 刀具相对于工件表面可处于最有效的切削状态。例如 使用球头刀时可避免球头底部切削,如图 1 (e) 所示, 利于提高加工效率。 同时,由于切削状态可保持不变,刀具受力情况一致, 变形一致, 可使整个 零件表面上的误差分布比较均匀,这对于保证某些高速回转零件的平衡性 能具有重要作用。 F F. 在某些加工场合, 如空间受到限制的通道加工或组合曲面的过渡 区域加工, 可采用较大尺寸的刀具避开干涉, 刀具刚性好,有利于提高加 工效率与精度,如图 1 (f)所示。现在, 大家普遍认为, 五轴联动数控机床 系统是解决叶轮、叶片、船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大 型柴油机曲
5、轴等加工的唯一手段。所以,每当人们在设计、研制复杂曲面遇 到无法解决的难题时,往往转向求助于五轴数控系统。 图图 1 1 五轴联动加工的特点五轴联动加工的特点 三三. . 双轴回转工作台的结构和原理双轴回转工作台的结构和原理 23456122345612 由于五轴联动数控机床系统价格十分昂贵, 加之 NC 程序制作较难,使 五轴系统难以“平民”化。 现在很多的工厂使用的是三轴联动的数控机床,即能实现 X、Y、Z 三个 轴方向的同时平动。如果再配上一个双轴回转工作台,能实现绕 X 轴、Z 轴 旋转(即A轴和 C轴), 再完成数控部分的改造,实现同时控制即能实现五轴 联动。这样即可减少固定资产的无
6、形磨损, 又避免购置新机的大量资金投 入。 3.1 双轴双轴回转工作台的功用回转工作台的功用 第一, 使工作台进行圆周进给完成切削工作;第二, 使工作台进行分 度工作。它按照控制系统的命令,在需要时完成上述务。数控回转工作台由 伺服电动机驱动, 采用无级变速方式工作,所以定位精度完全由控制系统 决定。 3.2 双轴双轴回转工作台的传动和结构回转工作台的传动和结构 此处引用的工作台属于闭环数控回转工作台, 两个旋转编码器分别位 于与工作台固接的轴端和支撑座的尾端,能将旋转后的位置准确的反馈回 系统。这种数控回转工作台由交流伺服电动机驱动, 在它的输出轴上接连 轴器, 再接一级齿轮减速器。该数控回转工作台由圆柱齿轮传动系统、涡 轮涡杆传动系统、间隙消除装置及蜗轮夹紧装置组成。 因为是涡轮涡杆传动与分度, 所以停位不受限, 并不像端齿分度盘一 样, 只能分度固定的角度的整数倍(5、10、15等), 而且偏转范围较 大(110-70),能加工任何角度与倾斜度的孔与表面。齿的侧隙是靠
