数控回转工作台结构设计_汪俊国

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数控回转工作台结构设计汪俊国.pdf机床制造业是-个国家工业之基石，它为新技术、新

产品的开发和现代工业生产提供了重要的手段，是不可或

缺的战略性产业。尤其是代表机床制造业最高水准的五轴

联动数控机床，在某种意义上它已经成为衡量-个国家的

工业发展水平的重要方面。数控回转工作台作为五轴联动

的基础，它能够实现回转轴与摆动轴的两坐标定位，完成

圆周进给和分度定位的功能。数控回转工作台通过与数控

机床的 X、Y、Z 三轴协同工作可以对工件上等分和不等分

连续孔、槽以及复杂曲面。本公司现有的矿山机械设备因

其恶劣的工作环境和大功率的重载工况，使得其机械零部

件大多结构大而笨重，因此在加工零件上大量不等分孔时

在工位调整及分度划线上耗费了大量的时间。该数控回转

工作台的设计能极大提高等分及不等分孔的定位加工效

率。本文介绍了数控回转工作台的总体结构。

2总体方案设计

该数控回转工作台主要作为数控钻床的分度回转附

件，结构较为紧凑。在结构设计上采用方箱体式结构以增

强回转工作台的刚度和强度，其主要结构包括交流伺服

电机、蜗轮箱、消隙齿轮传动、回转主轴、工作花盘、支撑

导轨、工作台基座，其结构示意图如图 1。

17 16 15 14 13 12 11
Z342
Z4125
Z1 1
Z262
1 2 3 18 4 5 6 7 8 9 10
图 1 机械结构简图
1，4，6，10.轴承 2.主轴推力轴承 3.箱座 5.蜗轮箱 7.蜗轮
轴 8.蜗杆 9.蜗轮 11.交流伺服电机 12.联轴器 13.齿轮

14.齿圈 15.花盘 16.主轴 17.导轨 18.失电制动器

数控回转工作台实现分度转位功能时，先由机床数

控系统输出 n 个脉冲至伺服电机 11，伺服电机通过轴向

可移动式联轴器与蜗杆轴相连，蜗杆 8 带动蜗轮 9 实现
-级减速，在蜗轮轴 7 的上端安装了周向弹簧消隙齿轮

13，消隙齿轮带动花盘齿圈 14 传动，从而使工作台主轴

16 带动工作盘面进行回转，在交流伺服电机将进给脉冲

输出完毕前 t 秒（该时间需要在实际调试过程中确定），

数控系统向伺服电机发出减速指令以减小停止回转时的

惯性冲击力，当转台回转至所需工位时，伺服电机执行制

动命令，通过交流伺服电机的零转速制动力矩实现工作

台的回转制动，在伺服电机执行制动命令的同时，失电制

动器 18 立即断电产生制动扭矩，辅助伺服电机实现主轴

的快速制动，以保证工件准确停止在所需工位。

在钻床进行钻削加工时，仍然通过伺服电机的零转

速转矩和失电制动器的夹紧保持性能克服钻削加工的钻

削扭矩和钻头进给的轴向力。从而保证工作台在切