數(shù)控機(jī)床分度工作臺(tái)_設(shè)計(jì)

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第37頁數(shù)控機(jī)床齒盤式分度工作臺(tái)設(shè)計(jì)系 別專業(yè)名稱班級(jí)學(xué)號(hào)學(xué)生姓名指導(dǎo)教師摘 要本文以數(shù)控機(jī)床為應(yīng)用平臺(tái)，通過研究分度工作臺(tái)的基本原理，結(jié)合數(shù)控技術(shù)，液壓原理，機(jī)械傳動(dòng)及工程力學(xué)等等知識(shí)，對(duì)數(shù)控機(jī)床工作臺(tái)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，來實(shí)現(xiàn)對(duì)尺寸較大、精度要求較高零件進(jìn)行圓周面分度加工和工藝處理。本文設(shè)計(jì)出了主要應(yīng)用于數(shù)控鏜床和加工中心的液壓數(shù)控機(jī)床齒盤式分度工作臺(tái)，為了提高工作臺(tái)精度和剛度，穩(wěn)定性，本設(shè)計(jì)中工作臺(tái)采用齒盤式分度裝置。它的傳動(dòng)部分主要有：液壓馬達(dá)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、端齒盤傳動(dòng)及液壓傳動(dòng)裝置。其余部分主要由工作臺(tái)端面、中心軸、液壓系統(tǒng)、微動(dòng)開關(guān)、支架和底座及箱體等部分組成

2、。它能承受很大的外載，定位剛度好，精度保持性好，可提高加工效率，能夠由數(shù)控系統(tǒng)控制使工作臺(tái)自動(dòng)完成分度并定位夾緊。此工作臺(tái)采用端齒盤夾緊裝置，定位精度高具有正確對(duì)中的能力，嚙合時(shí)不需要再找中心，并可進(jìn)行間隙消除和蝸輪加緊，是一種很實(shí)用的加工工具。它具有高互換性和高耐磨性，經(jīng)濟(jì)效益好，今后會(huì)在數(shù)控機(jī)床上得到廣泛的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：分度工作臺(tái)；端齒盤； 齒輪蝸桿傳動(dòng)； 液壓Nc machine tools tooth disc dividing workbench design AbstractNC machine tool for the application of this article to

3、 the platform, by studying basic principles of indexing table, combined with numerical control technology, principles of hydraulic, mechanical and engineering mechanical knowledge, the CNC machine tool working platform has been designed to achieve a larger size, high precision parts for circular sur

4、face processing and process handling. This designed mainly for hydraulic CNC machine tool of numerical control boring lathe and machining center of teeth dividing table, in order to improve the accuracy and rigidity of table, stability design of teeth dividing table used in this device. Transmission

5、 parts of it are: hydraulic motor, worm gear drive, gear drive, end tooth disk drive and hydraulic drive unit. Mainly by the end of table, the rest centre axle, hydraulic system, micro switch, brackets, and base and box parts. It can withstand a great deal of external loads, locate good rigidity, pr

6、ecision remains good, to improve processing efficiency, can be controlled by CNC system keeping the table automatically indexing and positioning and clamping. This table end tooth disk clamp device, high positioning accuracy has the ability to correctly, mesh does not need to find the Centre, and ma

7、y carry out clearance and worm gear to intensify the elimination, is a very practical tool for processing. It has a high exchange and high wear resistance, good economic returns, and will widely application in CNC machine tool.Key words: Indexing workbench; Tooth disc; Gear worm transmission; hydrau

8、lic1 緒論1.1數(shù)控機(jī)床的發(fā)展背景及意義 數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思說過“各種經(jīng)濟(jì)時(shí)代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎么樣生產(chǎn)，用什么勞動(dòng)治療生產(chǎn)?！?制造技術(shù)和裝備就是人類生產(chǎn)活動(dòng)的最基本的資料，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國(guó)制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，提高制造能力和水品，提高對(duì)動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力，而且在“高尖端”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備對(duì)我國(guó)實(shí)行封鎖和限制。總之，打理發(fā)展數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)成為世界各國(guó)加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高中和國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑。數(shù)控機(jī)床是裝備制造業(yè)的工作母機(jī)，是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代

9、制造技術(shù)和裝備現(xiàn)代化的基石，是保證高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國(guó)防軍工現(xiàn)代化的戰(zhàn)略裝備。它為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門提供裝備和手段，具有無限放大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效應(yīng)。各個(gè)方面現(xiàn)代化裝備都需要大批的高速，精度，高效和專用數(shù)控機(jī)床來加工制造。同是，數(shù)控機(jī)床作為國(guó)防軍工的戰(zhàn)略裝備，是各種武器裝備最重要的制造手段，我國(guó)防現(xiàn)代化的重要保證。經(jīng)驗(yàn)表明，發(fā)展裝備制造業(yè)，數(shù)控機(jī)床是基礎(chǔ)。目前，歐、美、日等工業(yè)化國(guó)家已先后完成了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，而中國(guó)從20世紀(jì)80年代開始起步，仍處于發(fā)展階段。近年來，隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和國(guó)防建設(shè)的需要，對(duì)高檔機(jī)床提出了大量的迫切需求。因此，加速發(fā)展我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)，具有基礎(chǔ)性，決定性和前瞻

10、性的戰(zhàn)略意義。1.2 數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)起步于1958年，近50年的發(fā)展歷程大致可分為3個(gè)階段：第一階段從1958年到1979年，即封閉式發(fā)展階段。在此階段，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展較為緩慢。第二階段是在國(guó)家的“六五”、“七五”期間以及“八五”的前期，即引進(jìn)技術(shù)，消化吸收，初步建立起國(guó)產(chǎn)化體系階段。我國(guó)數(shù)控技術(shù)的研究、開發(fā)以及在產(chǎn)品的國(guó)產(chǎn)化方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。第三階段是在國(guó)家的 “九五”期間，即實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的研究，進(jìn)入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)階段。在此階段，我國(guó)國(guó)產(chǎn)數(shù)控裝備的產(chǎn)業(yè)化取得了實(shí)質(zhì)性進(jìn)步。在“九五”末期，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率達(dá)50，配國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)（普及型）也達(dá)到了10。十一五期間，

11、我國(guó)機(jī)床連續(xù)幾年迅速發(fā)展，到2005年我國(guó)機(jī)床產(chǎn)值躍居到世界第三?，F(xiàn)已經(jīng)形成了一批實(shí)力較強(qiáng)的大型企業(yè)和集團(tuán)，如沈陽機(jī)床集團(tuán)公司和大連機(jī)床集團(tuán)公司。雖然在數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)以及產(chǎn)業(yè)化方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但是我國(guó)高端數(shù)控技術(shù)的研究開發(fā)，尤其是在產(chǎn)業(yè)化方面的技術(shù)水平現(xiàn)狀與我國(guó)的現(xiàn)實(shí)需求還有較大的差距：一是國(guó)內(nèi)高檔數(shù)控機(jī)床在品種，水品和數(shù)量不能滿足國(guó)內(nèi)發(fā)展趨勢(shì)；二是數(shù)控機(jī)床部件和控制系統(tǒng)發(fā)展落后；數(shù)控機(jī)床技術(shù)裝備水品和制造能力不高，沒有強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)與國(guó)際全面接軌，進(jìn)入一個(gè)蓬勃發(fā)展的新時(shí)期。機(jī)床制造業(yè)既面臨著機(jī)械制造業(yè)需求水平提升而引發(fā)的制造裝備發(fā)展的良機(jī)，也遭遇到加入世界貿(mào)易

12、組織后激烈的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)壓力，加速推進(jìn)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展是解決機(jī)床制造業(yè)持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵。隨著制造業(yè)對(duì)數(shù)控機(jī)床的大量需求以及計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的飛速進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍還在不斷地?cái)U(kuò)大，并且不斷發(fā)展以更適應(yīng)生產(chǎn)加工的需要。數(shù)控機(jī)床向高速化、高精度化、復(fù)合化、智能化、開放化、網(wǎng)絡(luò)化、多軸化、綠色化等發(fā)展趨勢(shì)。1.3 數(shù)控工作臺(tái)的研究數(shù)控工作臺(tái)作為機(jī)床配件的一種，屬于機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的一部分，作用是使數(shù)控機(jī)床能按照指令做分度或者回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，是影響加工精度的重要組成環(huán)節(jié)。其現(xiàn)狀與機(jī)床的配件業(yè)和機(jī)床的發(fā)展密切相關(guān)。機(jī)床配件發(fā)展必須由機(jī)床業(yè)全面發(fā)展來進(jìn)行帶動(dòng)，這就不得不提到我國(guó)機(jī)床業(yè)發(fā)展前景，我國(guó)

13、機(jī)床業(yè)要想進(jìn)行更穩(wěn)定且快速前進(jìn)，必須進(jìn)行全面數(shù)控化改革及創(chuàng)新工作，這樣才能使一系列機(jī)床配件業(yè)不斷跟進(jìn)前進(jìn)。但我國(guó)大部分機(jī)床配件廠資金還比較緊張，這使技術(shù)創(chuàng)新改革帶動(dòng)了很大的影響，這也是我國(guó)配件水平未能快速進(jìn)步重要一點(diǎn)。成為影響發(fā)哦機(jī)床業(yè)發(fā)展的一個(gè)障礙。國(guó)產(chǎn)機(jī)床配件較國(guó)際技術(shù)來講，無論技術(shù)還是質(zhì)量或性能上還與發(fā)達(dá)國(guó)家有一定差距。1.4 數(shù)控工作臺(tái)分度頭的研究分度工作臺(tái)結(jié)構(gòu)形式種類很多，從臺(tái)面的定位形式角度出發(fā)，可以分為三類：定位銷式分度定位工作臺(tái)，端齒盤式分度工作臺(tái)，鋼球式定位工作臺(tái)。定位銷式分度機(jī)構(gòu)，它的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，能夠獲得較高的定位精度，因此很多加工中心采用這種工作臺(tái)。齒盤定位的分度工作臺(tái)

14、也稱端面多齒盤或鼠牙盤定位方式，采用這樣方式定位的分度工作臺(tái)能達(dá)到較高的分度定位精度，一般為±3 度，最高可達(dá)±0.4度。它能承受很大的外載，定位剛度高，可靠性很高，嚙合剛性很大。實(shí)際上，由于齒盤嚙合脫開相當(dāng)于倆齒盤對(duì)研過程，隨著齒盤使用時(shí)間的延續(xù)，其實(shí)定位精度還有不斷提升的趨勢(shì)。如直徑200mm和300mm的齒盤式工作臺(tái)最大容許切削力可達(dá)15000N。端齒盤還具有正確對(duì)中的能力，嚙合時(shí)不需要再找中心。再次，直線齒向?qū)τ谶x擇磨削砂輪的外徑自由度大。最后，它具有高互換性和高耐磨性。經(jīng)濟(jì)效益好。鋼球分度定位機(jī)構(gòu)能比齒盤式達(dá)到更高的定位精度，最高定位精度已達(dá)到了±1度。

15、此裝置需要精確布置鋼球，鋼球的精度應(yīng)控制在0.3微米以下，分度定位是由裝置上下槽中各部分鋼球凹凸部分的分別嚙合來實(shí)現(xiàn)的，裝置中上下槽的鋼球數(shù)目相等。由于鋼球和其他結(jié)構(gòu)的精度難于加工，生產(chǎn)成本太高，這種分度工作臺(tái)目前在機(jī)床上還未得到廣泛的采用。1.5 本課題研究的主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)是研究解決齒盤作為分度定位機(jī)構(gòu)的液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)的工作原理和機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算，設(shè)計(jì)思路是先原理后結(jié)構(gòu)，先整體后局部。在各種數(shù)控機(jī)床中，數(shù)控端齒盤分度工作臺(tái)分度裝置的應(yīng)用十分廣泛。齒盤定位的分度工作臺(tái)也稱端面多齒盤或鼠牙盤定位方式，采用這樣方式定位的分度工作臺(tái)能達(dá)到較高的分度定位精度，一般為±3 度，最高可

16、達(dá)±0.4度。它能承受很大的外載，定位剛度高，可靠性很高，嚙合剛性很大。實(shí)際上，由于齒盤嚙合脫開相當(dāng)于倆齒盤對(duì)研過程，隨著齒盤使用時(shí)間的延續(xù)，其實(shí)定位精度還有不斷提升的趨勢(shì)。端齒盤還具有正確對(duì)中的能力，嚙合時(shí)不需要再找中心。再次，直線齒向?qū)τ谶x擇磨削砂輪的外徑自由度大。最后，它具有高互換性和高耐磨性。經(jīng)濟(jì)效益好。本課題研究的主要重點(diǎn)。有：工作臺(tái)定位機(jī)構(gòu)；工作臺(tái)夾緊與松開機(jī)構(gòu)；、工作臺(tái)分度機(jī)構(gòu)；工作臺(tái)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；液壓系統(tǒng)。2數(shù)控機(jī)床齒盤式分度工作臺(tái)總體方案設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床是裝備制造業(yè)的工作母機(jī)，是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代制造技術(shù)和裝備現(xiàn)代化的基石，是保證高技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展和國(guó)防軍工現(xiàn)代化的戰(zhàn)略裝備。它為國(guó)民經(jīng)濟(jì)

17、各個(gè)部門提供裝備和手段，具有無限放大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效應(yīng)。數(shù)控工作臺(tái)作為機(jī)床配件的一種，屬于機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的一部分，作用是使數(shù)控機(jī)床能按照指令做分度或者回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，是影響加工精度的重要組成環(huán)節(jié)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)是研究解決齒盤作為分度定位機(jī)構(gòu)的液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)的工作原理和機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算，設(shè)計(jì)思路是先原理后結(jié)構(gòu)，先整體后局部。通過研究分度工作臺(tái)的基本原理，結(jié)合數(shù)控，液壓原理，齒輪和渦輪傳動(dòng)等知識(shí)，設(shè)計(jì)出主要應(yīng)用于數(shù)控鏜床和加工中心的液壓式數(shù)控機(jī)床分度工作臺(tái)。2.1齒盤式數(shù)控分度工作臺(tái)原理設(shè)計(jì)圖2-1：數(shù)控機(jī)床齒盤式分度工作臺(tái)如圖所示，該工作臺(tái)主要由工作臺(tái)1、底座13、一對(duì)分度齒盤3、4，中心軸5

18、，活塞8，液壓馬達(dá)，蝸輪蝸桿11、12和減速齒輪副9、10，油道16，推桿18和行為開關(guān)19等組成。工作臺(tái)1的抬起是由液壓缸的活塞來完成的，當(dāng)需要分度時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出分度指令，高壓油便從管道進(jìn)入分度工作臺(tái)中央的液壓缸的下腔，于是活塞向上移動(dòng)，通過推力球軸承帶動(dòng)工作臺(tái)向上抬起，使上、下齒盤相互嚙合，完成分度前的準(zhǔn)備工作。2） 當(dāng)分度工作臺(tái)向上抬起時(shí)，通過推桿及微動(dòng)開關(guān)，發(fā)出信號(hào)，使控制液壓馬達(dá)CB-B4的換向閥電磁鐵通電。壓力油從管道進(jìn)入液壓馬達(dá)使其轉(zhuǎn)動(dòng)。 通過蝸桿副和齒輪副帶動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)行分度回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。液壓馬達(dá)的回油是經(jīng)過管道，節(jié)流閥及換向閥溜回油箱。調(diào)節(jié)節(jié)流閥開口的大小，便可以改變工作臺(tái)的分度

19、回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速（一般調(diào)節(jié)在2r/min左右）。工作臺(tái)分度回轉(zhuǎn)角度大小由指令給出，共有12個(gè)等分，即30º的整倍數(shù)。當(dāng)工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)角度接近所需要分度的角度時(shí)，減速擋塊使微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作，發(fā)出減速信號(hào)，換向閥電磁鐵通電，該換向閥將液壓馬達(dá)的回油管道關(guān)閉，此時(shí)，液壓馬達(dá)的回油除了通過節(jié)流閥還要通過節(jié)流閥才流回油箱，節(jié)流閥的作用是使其減速。因此，工作臺(tái)在在停止轉(zhuǎn)動(dòng)前，其轉(zhuǎn)速已明顯下降，為齒盤準(zhǔn)備定位給定了條件，當(dāng)工作臺(tái)達(dá)到所要求的角度時(shí)，準(zhǔn)停擋塊壓合微動(dòng)開關(guān)，發(fā)出信號(hào)，使電磁閥斷電。堵住液壓馬達(dá)的進(jìn)油管道，液壓馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，到此，工作臺(tái)完成了分度的準(zhǔn)停動(dòng)作。3） 當(dāng)液壓馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，即工作臺(tái)完成分度

20、運(yùn)動(dòng)，壓力油從管道進(jìn)入液壓缸上腔，推動(dòng)活塞帶著工作臺(tái)下降，于是上下齒盤又從新嚙合，完成定位和夾緊。液壓缸下腔的油便從，經(jīng)節(jié)流閥溜回油箱。在分度工作臺(tái)下降的同時(shí)，由推桿使行為開關(guān)動(dòng)作，發(fā)出分度回轉(zhuǎn)定位完成的回答信號(hào)。2.2齒盤式數(shù)控分度工作臺(tái)的主要技術(shù)參數(shù)在經(jīng)過查閱相關(guān)的資料和進(jìn)行初步的CAD輔助設(shè)計(jì)后，液壓工作分度工作臺(tái)根據(jù)使用的場(chǎng)合，所需的大小和形狀有很多種類，本人設(shè)計(jì)的是適合于大型數(shù)控臥式鏜銑車分度工作臺(tái)，根據(jù)需要本人設(shè)計(jì)的工作臺(tái)參數(shù)如下： 表2-1：液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)的相關(guān)參數(shù)中心高540（mm）中心套孔直徑100（mm）工作臺(tái)直徑1000*1000（mm）主軸連接尺寸247（mm）T

21、型槽寬度28(mm)分度角度30°使用壓力2.5MPa使用流體液壓油分度方向順/逆時(shí)針最大載重800kg分度精度±0.2（mm）重復(fù)精度±0.2（mm）2.3 數(shù)控機(jī)床分度工作臺(tái)的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.3.1 液壓系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 通過液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)的基本原理和運(yùn)動(dòng)過程，可以知道工作臺(tái)需要一個(gè)液壓系統(tǒng)。控制系統(tǒng)發(fā)出分度指令，液壓缸的工作臺(tái)液壓缸的換向閥電磁鐵E1通電，高壓油便從管道進(jìn)入工作臺(tái)中央的下液壓腔，于是活塞向上移動(dòng)帶動(dòng)工作臺(tái)抬起，液壓缸上腔的油經(jīng)過管道排除，通過節(jié)流閥L2流回油箱，完成分度前的準(zhǔn)備工作；工作臺(tái)分度時(shí)，液壓馬達(dá)CB-B4的換向閥電磁鐵E2通電，液

22、壓馬達(dá)的回閥油是經(jīng)過節(jié)流L1及換向閥E3溜回油箱。調(diào)節(jié)節(jié)流閥L1開口的大小，便可以改變工作臺(tái)的分度回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速（一般調(diào)節(jié)在2r/min左右）。節(jié)流閥L3的作用是使其減速。工作臺(tái)在在停止轉(zhuǎn)動(dòng)前，其轉(zhuǎn)速已明顯下降，為齒盤準(zhǔn)備定位提供條件。如下圖所示：圖2-2：液壓系統(tǒng)2.3.2 液壓泵選擇根據(jù)液壓式數(shù)控分度工作臺(tái)的基本參數(shù)和CAD輔助設(shè)計(jì)對(duì)零部件的設(shè)計(jì)，工作臺(tái)的最大載重設(shè)計(jì)為800kg,工作臺(tái)本身自重大概為700kg。根據(jù)如圖所示的活塞尺寸，計(jì)算過程如下：圖2-3：活塞 根據(jù)液壓傳動(dòng)手冊(cè)選擇CB-B4齒輪油泵為系統(tǒng)液壓泵，具體參數(shù)如下表：表2-2:液壓泵參數(shù)型號(hào)流量（L/min） 壓力 （Mpa）容積

23、效率 （%）重量（kg）驅(qū)動(dòng)功率（KW）轉(zhuǎn)速（r/min）CB-B442.5>852.80.2112002.4 齒盤式數(shù)控分度工作臺(tái)的數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 根據(jù)數(shù)控機(jī)床齒盤式分度工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)過程，其數(shù)控指令動(dòng)作順序如下表：表2-3：數(shù)控系統(tǒng)指令與信號(hào)指令動(dòng)作完成信號(hào)抬起下油腔油道開關(guān)松開，工作臺(tái)抬起，微動(dòng)開關(guān)發(fā)出信號(hào)發(fā)起抬起到位信號(hào)分度擋塊壓到推桿，液壓馬達(dá)停止發(fā)出分度到位信號(hào)下降下油腔油道開關(guān)松開，工作臺(tái)開始下降，微動(dòng)開關(guān)發(fā)出信號(hào)發(fā)出下降、夾緊信號(hào)返回工作臺(tái)下降發(fā)出分度結(jié)束信號(hào)3數(shù)控機(jī)床齒盤式分度工作臺(tái)部件設(shè)計(jì)3.1 工作臺(tái)的設(shè)計(jì)3.1.1 工作臺(tái)整體尺寸設(shè)計(jì)液壓數(shù)控機(jī)床齒盤式分度工作臺(tái)作為需

24、要回轉(zhuǎn)的部件，必須需要專業(yè)的夾具。而且要滿足分度功能，所以本設(shè)計(jì)將工作臺(tái)設(shè)計(jì)做成圓形件。根據(jù)加工零件的范圍：最大載重量為800KG，所以工作臺(tái)臺(tái)面直徑為1000mm，工作臺(tái)的高度為540mm,工作臺(tái)表面需要T形槽，用于工作臺(tái)的夾具定位夾緊。為了使工作臺(tái)耐用和定心作用，在工作臺(tái)的中心處設(shè)計(jì)一個(gè)中心孔，用于襯套的安裝。工作臺(tái)的下端面需要與中心軸和端齒盤安裝定位，所以要設(shè)計(jì)一個(gè)槽，槽寬與才槽深根據(jù)端齒盤的尺寸來設(shè)計(jì)確定。3.1.2 工作臺(tái)T形槽設(shè)計(jì)工作臺(tái)T形槽的作用是用T形螺栓固定工作臺(tái)上的夾具。T形槽的布置需要根據(jù)工作臺(tái)的尺寸確定，根據(jù)設(shè)計(jì)時(shí)方案，工作臺(tái)一共設(shè)計(jì)有4條T形槽分布在工作臺(tái)表面。根據(jù)機(jī)

25、械設(shè)計(jì)手冊(cè)T形槽及螺栓頭部尺寸（GB/T158-1996），選擇如下：圖3-1：T形槽T形槽寬度的極限偏差，按GN1801-79公差與配合，對(duì)于基準(zhǔn)槽，選擇為H8；T形槽寬度的兩次面的表面粗糙度，按GB1031表面粗糙度，基準(zhǔn)槽的Ra應(yīng)小于2.5；T形槽間距的尺寸為200mm。3.1.3 工作臺(tái)中心孔設(shè)計(jì)工作臺(tái)的中心孔，是根據(jù)在中心孔上有一個(gè)襯套，作用是：當(dāng)襯套磨損后，可以方便跟換。襯套為標(biāo)準(zhǔn)件，能起到一定的導(dǎo)向。定心作用。襯套與工作臺(tái)中心孔為過盈配合。所以根據(jù)工作臺(tái)的結(jié)果要求和襯套的標(biāo)準(zhǔn)，工作臺(tái)中心孔的孔徑為100mm。3.1.4 工作臺(tái)螺孔設(shè)計(jì) 數(shù)控分度工作臺(tái)需要中心軸和端齒盤與工作臺(tái)具有

26、精確的相對(duì)定位。中心軸和端齒盤在工作臺(tái)中占據(jù)一正確位置時(shí)，在實(shí)際安裝，進(jìn)行零部件定位時(shí)，需要螺栓的夾緊和定位稍的定位相結(jié)合，才能滿足工作臺(tái)的動(dòng)作要求。所以本設(shè)計(jì)中采用螺栓和定位稍在工作臺(tái)上圓周分布，來對(duì)工作臺(tái)和其他部件進(jìn)行定位夾緊。3.2 端齒盤設(shè)計(jì)多齒分度工作臺(tái)按其齒根部的切槽深度可分為三種齒形，本裝置采用剛性齒，其分度精度高，累積誤差在；重復(fù)精度好，自動(dòng)定心精度高，中心偏移量在0.001mm左右。在使用過程中，可逐步減少殘余分度誤差。其分度精度不受正反轉(zhuǎn)限制，但只能做整度分度，最小分度為,其中Z為齒盤的齒數(shù)。本設(shè)計(jì)采用的是直線齒端齒盤，上下盤的齒形完全一樣，齒盤的材料選為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)HU

27、C25-28，正火穩(wěn)定性處理。端齒盤主要參數(shù)計(jì)算：（1）本設(shè)計(jì)中工作臺(tái)設(shè)計(jì)的最小分度角度為，在設(shè)計(jì)中齒盤的齒數(shù)可以是12的倍數(shù)即可，根據(jù)JB/T 4316.11999，選擇Z=144齒。（2）端齒盤的直徑D根據(jù)JB/T 4316.11999，端齒盤系列參數(shù)和尺寸規(guī)定，以及分度臺(tái)臺(tái)面所要求的尺寸來確定。所以選擇：外徑D=630mm 內(nèi)徑d=500mm。（3）端齒盤的齒形角 ，選擇。 （4）端齒盤的齒長(zhǎng) ，選擇。（5）端齒盤內(nèi)徑 根據(jù)結(jié)構(gòu)可以確定為 。（6）端齒盤的齒高 。（7）大端齒距 （8）齒頂高 (9) 端齒盤的定位使用三個(gè)M6的螺釘均勻在同一圓周上，同時(shí)使用M6定位稍來定位，確定端齒盤的定

28、位精度，滿足工作要求。綜上所述，可以繪出端齒盤如圖：圖3-2：端齒盤副根據(jù)設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)，端齒盤的齒形圖如圖所示：圖3-3：端齒盤齒形其中：，3.3 中心軸設(shè)計(jì) 3.3.1 中心軸尺寸設(shè)計(jì)液壓數(shù)控分度工作臺(tái)的中心軸其結(jié)構(gòu)尺寸基本上是按照工作臺(tái)的整體尺寸確定的，其左端面的螺孔與定位稍孔都是根據(jù)工作臺(tái)的下表面的螺孔分布設(shè)計(jì)的，其右端面的螺孔是根據(jù)與之配合的齒圈設(shè)計(jì)的，再用若干個(gè)均勻分布的螺栓緊固。中心軸最重要的部分是其上部分的直徑大小，在工作臺(tái)結(jié)構(gòu)的條件下，盡可能的使中心軸的支承面大，因?yàn)橐簤簲?shù)控分度工作臺(tái)在分度旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，需要液壓油頂起活塞，活塞兩端都有推力軸承，通過推力軸承頂起中心軸支承面，在此過

29、程中工作臺(tái)的重物不一定在中心，所以會(huì)產(chǎn)生一定的傾覆力。中心軸的支承面越大則傾覆力越小，分度后重復(fù)定位精度將提高，所以本設(shè)計(jì)的中心軸支承面最大尺寸為310mm。中心軸的下端，用三個(gè)圓周分部的M4螺釘進(jìn)行定位和夾緊。中心軸的上端用4個(gè)圓周分布的M6螺釘夾緊，并且用2個(gè)對(duì)稱的M6螺栓進(jìn)行定位，保證中心軸對(duì)工作臺(tái)的水平和中心定位精度。中心軸示意圖如下：圖3-4：中心軸 3.3.2 中心軸軸承設(shè)計(jì)根據(jù)中心軸的原理和尺寸等數(shù)據(jù)，本設(shè)計(jì)選擇推力軸承：推力球軸承由座圈、軸圈和鋼球保持架組建三部分構(gòu)成。與軸配合的稱為軸圈，與外殼配合的為座圈。推力滑動(dòng)軸承只承受軸向載荷，在中心軸上升下降移動(dòng)時(shí)，靠軸承作用產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)

30、。根據(jù)中心軸的軸徑為：上端的軸徑85mm，查機(jī)械制圖,附表21推力球軸承（GB/T 301-1995）可知，選用軸承代號(hào)為：51217。其中：d=88mm，d1=85mm，D=125mm，T=31mm下端的軸頸70mm,查機(jī)械制圖，附表21推力球軸承（GB/T301-1995）,選用軸承代號(hào)為51215。. 其中：d=77mm，d1=75mm，D=110，T=27mm。如下圖：圖3-5：中心軸軸承3.4 活塞設(shè)計(jì)液壓數(shù)控分度工作臺(tái)的活塞，根據(jù)軸心轉(zhuǎn)軸的結(jié)果尺寸可以確定活塞孔的大小為30mm，在本設(shè)計(jì)中，當(dāng)兩個(gè)接觸面的距離較長(zhǎng)，可以適當(dāng)減少接觸面的距離，降低加工難度，也提高了精度，如圖，活塞的左

31、端面是推力軸承的支撐槽，推力軸承的外徑為125mm，根據(jù)要求支撐槽的直徑為127mm,活塞的尺寸如圖所示：圖3-6：活塞尺寸圖活塞是根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作壓力確定的，液壓驅(qū)動(dòng)活塞從而帶動(dòng)工作臺(tái)升降，早其運(yùn)動(dòng)中不能發(fā)泄泄露現(xiàn)象，所以需要密封圈，根據(jù)密封圈設(shè)計(jì)出活塞上的密封槽?；钊枰鶑?fù)運(yùn)動(dòng)，所以需要密封元件，本設(shè)計(jì)選擇0型橡膠密封圈，它適用與裝再各種機(jī)械設(shè)備上，在工作壓力0700Mpa 、溫度為-40120度的環(huán)境中，在固定活運(yùn)動(dòng)情況下氣密封的作用，根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表713查得適用與活塞的密封圈。其尺寸為：D1=135mm，d1=130mm，D2=195mm，d2=190mm。3.5 傳動(dòng)

32、系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.5.1 傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)（1）工作臺(tái)抬起：工作臺(tái)9的抬起是由液壓缸的活塞8來完成的，其油路工作原理如圖所示當(dāng)需要分度時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出分度指令，工作臺(tái)液壓缸的換向閥電磁鐵E2通電，高壓油便從管道24進(jìn)入分度工作臺(tái)9中央的液壓缸12的下腔，于是活塞8向上移動(dòng)，通過推力球軸承10、11帶動(dòng)工作臺(tái)9向上抬起，使上、下齒盤13、14相互嚙合，液壓缸上腔的油經(jīng)過管道23排除，通過節(jié)流閥L3流回油箱，完成分度前的準(zhǔn)備工作。2）回轉(zhuǎn)分度：當(dāng)分度工作臺(tái)向上抬起時(shí)，通過推桿個(gè)微動(dòng)開關(guān)，發(fā)出信號(hào)，使控制液壓馬達(dá)CB-B4的換向閥電磁鐵E3通電。壓力油從管道25進(jìn)入液壓馬達(dá)使其轉(zhuǎn)動(dòng)。 通過蝸桿副3、4

33、和齒輪副5、6帶動(dòng)工作臺(tái)9進(jìn)行分度回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。液壓馬達(dá)的回油是經(jīng)過管道26，節(jié)流閥L2及換向閥E5溜回油箱。調(diào)節(jié)節(jié)流閥L2開口的大小，便可以改變工作臺(tái)的分度回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速（一般調(diào)節(jié)在2r/min左右）。工作臺(tái)分度回轉(zhuǎn)角度大小由指令給出，共有12個(gè)等分，即30º的整倍數(shù)。當(dāng)工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)角度接近所需要分度的角度時(shí)，減速擋塊使微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作，發(fā)出減速信號(hào)，換向閥電磁鐵E5通電，該換向閥將液壓馬達(dá)的回油管道關(guān)閉，此時(shí)，液壓馬達(dá)的回油除了通過節(jié)流閥L2還要通過節(jié)流閥L4才流回油箱，節(jié)流閥L4的作用是使其減速。因此，工作臺(tái)在在停止轉(zhuǎn)動(dòng)前，其轉(zhuǎn)速已明顯下降，為齒盤準(zhǔn)備定位給定了條件，當(dāng)工作臺(tái)達(dá)到所要求的角度

34、時(shí)，準(zhǔn)停擋塊壓合微動(dòng)開關(guān)，發(fā)出信號(hào)，使電磁閥E3斷電。堵住液壓馬達(dá)的進(jìn)油管道25，液壓馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，到此，工作臺(tái)完成了分度的準(zhǔn)停動(dòng)作。3）工作臺(tái)下降定位夾緊：當(dāng)液壓馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，即工作臺(tái)完成分度運(yùn)動(dòng)，電磁閥E2斷電。壓力油從管道24進(jìn)入液壓缸上腔，推動(dòng)活塞8帶著工作臺(tái)下降，于是上下齒盤又從新嚙合，完成定位和夾緊。液壓缸下腔的油便從23，經(jīng)節(jié)流閥L3溜回油箱。在分度工作臺(tái)下降的同時(shí)，由推桿使另一個(gè)微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作，發(fā)出分度回轉(zhuǎn)定位完成的回答信號(hào)。分度工作臺(tái)下降的同時(shí)，推桿使另一微動(dòng)開關(guān)動(dòng)作，發(fā)出den度遇到完成信號(hào)。分度工作臺(tái)的傳動(dòng)渦輪蝸桿副具有自鎖性，即運(yùn)動(dòng)不能從蝸輪傳至蝸桿。但當(dāng)工作臺(tái)下降，上

35、下齒盤從新嚙合時(shí)，齒盤帶動(dòng)齒輪5，蝸輪會(huì)產(chǎn)生微小轉(zhuǎn)動(dòng)。如果蝸輪蝸桿鎖住不動(dòng)，則上下齒盤下降時(shí)難以嚙合并準(zhǔn)確定位。為此，將蝸輪軸設(shè)計(jì)成浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，即軸向用上下兩個(gè)推力球軸承2抵住一個(gè)螺旋彈簧1上面。這樣，工作臺(tái)微小回轉(zhuǎn)時(shí)，蝸輪帶動(dòng)蝸桿壓縮彈簧1做微量的軸向移動(dòng)，完成定位夾緊。 綜上所述，此運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的最主要的作用就是通過液壓馬達(dá)帶動(dòng)蝸輪蝸桿將運(yùn)動(dòng)傳遞給齒輪副，帶動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)行回轉(zhuǎn)分度運(yùn)動(dòng)。示意圖如下：圖3-7：動(dòng)力傳動(dòng)示意圖3.5.2 蝸輪蝸桿設(shè)計(jì)（1）選擇蝸桿、蝸輪材料和熱處理方式及精度等級(jí) 本著可靠。經(jīng)濟(jì)實(shí)用的原則，根據(jù)該液壓馬達(dá)的傳遞功率、轉(zhuǎn)度實(shí)際情況，選擇蝸桿傳動(dòng)的類型為圓柱蝸桿傳動(dòng)，蝸桿材料

36、為40Cr，表面淬火后磨削。蝸輪輪緣為ZcuSn10P1,砂模鑄造。選取7級(jí)精度（GB10089-88）。（2）蝸桿蝸輪的設(shè)計(jì)計(jì)算通過計(jì)算可以獲得多重可行方案，下面僅將本人采用的方案計(jì)算結(jié)果列于下表。表3-1：蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)依據(jù)結(jié)果蝸輪接觸疲勞極限根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表4-8260蝸輪工作小時(shí)蝸輪壽命系數(shù)2.43蝸輪轉(zhuǎn)速=1200/4030轉(zhuǎn)速系數(shù)0.807最小安全系數(shù)可靠性一般1.1許用接觸應(yīng)力700.23初設(shè)傳動(dòng)效率0.4蝸輪軸上的轉(zhuǎn)矩 =95500.210.9/3026740彈性系數(shù)根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表4-8147接觸系數(shù)根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)圖4-92.42設(shè)計(jì)計(jì)算項(xiàng)目設(shè)計(jì)依據(jù)結(jié)果使用系數(shù)

37、根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表1-31計(jì)算中心距a/mm119.82實(shí)取中心距a/mm根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表4-4125蝸桿頭數(shù)同上1蝸輪齒數(shù)同上41模數(shù) /mm同上4蝸桿分度圓直徑同上46.4蝸輪變位系數(shù)同上0.708比值0.37蝸桿速度2.914蝸桿齒頂圓直徑= +2m54.4蝸桿齒根圓直徑37.12直徑系數(shù)q11.6倒程角蝸桿螺紋部分長(zhǎng)度84.88蝸輪分度圓直徑162蝸輪齒根圓直徑154蝸輪齒頂圓直徑171.2蝸輪輪緣寬度B/mm31（3）蝸輪蝸桿受力分析和校核根據(jù)設(shè)計(jì)約束分析，蝸桿傳動(dòng)的強(qiáng)度條件包括：蝸輪齒面接觸強(qiáng)度條件和輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度條件。由于蝸桿傳動(dòng)失效多數(shù)發(fā)生在蝸輪上，所以在進(jìn)行計(jì)算蝸桿傳動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算時(shí)

38、，只需對(duì)蝸輪輪齒進(jìn)行強(qiáng)度校核，蝸桿的強(qiáng)度可按照軸的計(jì)算方法進(jìn)行，對(duì)于閉式蝸桿傳動(dòng)，只需要校核齒面接觸疲勞強(qiáng)度，對(duì)于<80時(shí)，不需要對(duì)蝸輪輪齒進(jìn)行彎曲疲勞校核。齒面接觸疲勞強(qiáng)度： 代入數(shù)據(jù)計(jì)算=87.8<=700 ，故安全。（4）蝸桿的強(qiáng)度校核：蝸桿主要承受轉(zhuǎn)矩，所以按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度條件進(jìn)行校核。一般而言，蝸桿類似于軸，強(qiáng)度是否滿足只需要對(duì)危險(xiǎn)截面進(jìn)行校核即可，根據(jù)蝸桿的結(jié)構(gòu)尺寸結(jié)構(gòu)可知，螺紋部分和軸肩部分為危險(xiǎn)截面。扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度約束條件為：為蝸桿的許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表6-3 =40為蝸桿的抗扭截面模量 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)附表6-8 = A 、對(duì)螺紋部分校核： =10229.48:=0.16

39、< B、對(duì)軸肩部分校核：=819.2;=2.78< 故安全。圖3-8：蝸輪蝸桿3.5.3 聯(lián)軸器的選擇和設(shè)計(jì)根據(jù)液壓馬達(dá)的輸出功率和轉(zhuǎn)速，本設(shè)計(jì)選擇剛性聯(lián)軸器。軸的直徑選擇20mm,輸出轉(zhuǎn)速已知為1200（r/min）。下面確定聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩。由于液壓馬達(dá)啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，可能出現(xiàn)動(dòng)載荷及過載的現(xiàn)象，所以按下式計(jì)算：根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)表9-2 =1.5；查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選擇圓錐銷套筒聯(lián)軸器：軸直徑d(H7): 20mm 精度要求H7許用轉(zhuǎn)矩/(N·m): 50D0: 35；L: 60；: 15；C: 1.0C1: 1.0（mm）。圓錐銷GB/T 117-2000: 6×

40、;35 mm (GB5014-72)3.5.4 齒輪副設(shè)計(jì) 由于前述可知T=26740，傳動(dòng)比定為，效率，工作日按每年300工作日計(jì)算，壽命為10年。（1） 選擇吃材料、熱處理方式 根據(jù)GB/T10085-1988的推薦，采用直齒輪傳動(dòng)的形式?？紤]到齒輪傳動(dòng)屬于中速、中載：小齒輪：45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，硬度為230255HBS；大齒輪：45號(hào)鋼正火處理，硬度為190217HBS。（2）初選差數(shù)并初步計(jì)算主要尺寸傳遞轉(zhuǎn)矩：T=26740載荷系數(shù)：查表取K=1.2齒寬系數(shù)：許用接觸壓力：傳動(dòng)比初選：，將以上差數(shù)代入公式：，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)取模數(shù)，則：，取圓整后：修改螺旋角： 與估計(jì)值相近。齒寬b：，取，。（

41、2） 驗(yàn)算齒輪彎曲強(qiáng)度條件計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)： 查機(jī)械設(shè)計(jì)圖3-14，得，；查圖3-15得：,取，。計(jì)算彎曲應(yīng)力： 表3-2齒輪副數(shù)據(jù)表小齒輪模數(shù)2.5大齒輪模數(shù)2.5小齒輪齒數(shù)60小齒輪齒數(shù)300小齒輪分度圓直徑162mm大齒輪分度圓直徑776mm小齒輪齒根圓直徑154mm大齒輪齒根圓直徑766.72mm小齒輪齒頂圓直徑171.2mm大齒輪齒頂圓直徑784mm圖3-9：大齒輪示意圖 圖3-10：小齒輪示意圖3.5.5 傳動(dòng)系統(tǒng)潤(rùn)滑及密封性設(shè)計(jì)常用的潤(rùn)滑油大致可以分為三類：有機(jī)油、礦物油和化學(xué)合成油。根據(jù)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)，列用的潤(rùn)滑油列表如下（GB433-89）：表3-3：潤(rùn)滑油列表名稱牌號(hào)運(yùn)動(dòng)粘

42、度/cSt閃點(diǎn)/C>凝固點(diǎn)/<主要用途全損耗用油L-AN3228.8-35.2150-5分辨用于高速機(jī)油和機(jī)械油、靜壓軸承、機(jī)床主軸等軸承油L-FC2219.8-24.2140-12使用于軸承、液壓系統(tǒng)、齒輪等機(jī)械設(shè)備輪機(jī)液壓泵用油L-TSA3228.8-35.2180-7適用于輪機(jī)、高載軸承和小型液體軸承 在本設(shè)計(jì)的工作臺(tái)中，為了阻止液體、氣體工作介質(zhì)或潤(rùn)滑劑泄漏，防止灰塵、水分進(jìn)入潤(rùn)滑部位，必須設(shè)有密封裝置。本設(shè)計(jì)中，各軸承均采用接觸式機(jī)械密封。在液壓系統(tǒng)中必須需要靜密封。采用O形橡膠密封圈。3.6 分度工作臺(tái)底座設(shè)計(jì) 3.6.1 底座選擇 工作臺(tái)的底座是鑄造經(jīng)過加工后的一個(gè)零

43、部件，工作臺(tái)底座的壁厚與選擇的材料有關(guān)，所以根據(jù)下表：表3-4：鑄造碳鋼機(jī)架常用材料牌號(hào)特點(diǎn)及應(yīng)用ZG200-400及ZG230-450常用于模鍛底座、外殼機(jī)座、軋鋼機(jī)機(jī)架、氣缸箱體等ZG270-500大型鑄鋼件生產(chǎn)中最常用的，具有較號(hào)的鑄造性喝焊接性，廣泛應(yīng)用軋鋼、鍛壓、礦山等設(shè)備ZG310-570用于中藥機(jī)架所以，選擇ZG200-400作為底座的材料根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，底座需要一定的穩(wěn)定性和穩(wěn)固。需要一定的鑄造斜度，選擇的傾斜度如下表：表3-5：鑄造斜度斜度b:h角度應(yīng)用范圍1:20h=25500mm時(shí)鋼的鑄件3.6.2 壁厚選擇根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（電子版）鑄件最小允許壁厚可查得為12mm，在工

44、作臺(tái)底座需要有液壓油管道。 根據(jù)，將壁厚、管道半徑、公稱壓力等數(shù)據(jù)，并可查出ZG200-400的需用應(yīng)力為：200MP，由上式，所以在底座設(shè)計(jì)中，液壓管道與底座壁有0.025mm就不會(huì)泄漏，在本設(shè)計(jì)中大于2mm。底座的設(shè)計(jì)均選用12mm.3.6.3 底座穩(wěn)定性設(shè)計(jì) 工作臺(tái)與底座連接如下圖所示：圖3-11：工作臺(tái)與底座固定結(jié)構(gòu)由圖所示，此處設(shè)計(jì)采用壓板機(jī)構(gòu)：壓板用于調(diào)整間隙和承受傾覆力矩，壓板用螺釘固定在部件上，用墊片來調(diào)整間隙，可以調(diào)節(jié)工作臺(tái)與底座之間的相對(duì)位置，并且固定住工作臺(tái)，讓工作臺(tái)具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性。并且可以改變壓板的厚度來調(diào)整工作臺(tái)的高度，壓板用均勻分布的螺栓來定位保證精準(zhǔn)。3.7 活

45、塞密封塊設(shè)計(jì) 分度工作臺(tái)的活塞腔有兩部分組成：一是活塞上腔，其作用是在工作臺(tái)完成分度后，通過液壓油使工作臺(tái)下降，端齒盤嚙合；二是活塞下腔，其作用是在工作臺(tái)需要分度的時(shí)候通過液壓油，時(shí)工作臺(tái)上升，端齒盤脫離嚙合，準(zhǔn)備分度。活塞的下腔由工作臺(tái)底座的內(nèi)壁和活塞組成，下腔是活塞和工作臺(tái)底座內(nèi)壁和活塞密封塊組成的?；钊芊鈮K的內(nèi)壁是根據(jù)活塞桿的直徑設(shè)計(jì)，根據(jù)定位于夾緊原理，密封塊的定位使用M4螺釘，使用螺栓固定，其結(jié)果如圖：圖3-12:活塞密封塊3.8 推桿及微動(dòng)開關(guān)設(shè)計(jì)3.8.1 推桿和準(zhǔn)停擋塊的設(shè)計(jì)推桿導(dǎo)向塊的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)工作臺(tái)的設(shè)計(jì)尺寸，與分度工作臺(tái)分度是需要的角度相結(jié)合，因?yàn)樵诠ぷ髋_(tái)分度的時(shí)候

46、是利用擋塊和推桿實(shí)線分度信號(hào)傳送的，擋塊部件一共有2個(gè)推桿，當(dāng)擋塊遇到第一個(gè)推桿時(shí)，會(huì)發(fā)出工作臺(tái)回轉(zhuǎn)減速的信號(hào)，工作臺(tái)在在停止轉(zhuǎn)動(dòng)前，其轉(zhuǎn)速已明顯下降，為齒盤準(zhǔn)備定位給定了條件。當(dāng)工作臺(tái)達(dá)到所要求的角度時(shí)，擋塊遇到第二個(gè)推桿，準(zhǔn)停擋塊壓合微動(dòng)開關(guān)，發(fā)出回轉(zhuǎn)分度到位的信號(hào)，使電磁閥E3斷電，堵住液壓馬達(dá)的進(jìn)油管道25，液壓馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，工作臺(tái)完成了分度的準(zhǔn)停動(dòng)作。工作臺(tái)上一共有12個(gè)擋塊，每個(gè)最小分度角度是30度，符合設(shè)計(jì)要求。示意圖如下：圖3-13：推桿和準(zhǔn)停擋塊 正視圖 俯視圖3.8.2 微動(dòng)開關(guān)的設(shè)計(jì)在工作臺(tái)每次上升（下降）時(shí)，都需要微動(dòng)開關(guān)發(fā)出上升到位（下降到位）的信號(hào)。工作臺(tái)上升時(shí)，推

47、桿發(fā)出上升到位信號(hào)，液壓馬達(dá)停止，上下齒盤脫離嚙合，完成分度前的準(zhǔn)備工作：當(dāng)完成分度后，工作臺(tái)需要下降，此時(shí)上下齒盤從新嚙合，推桿推動(dòng)微動(dòng)開關(guān)發(fā)出下降到位信號(hào)，完成分度準(zhǔn)停。微動(dòng)開關(guān)示意圖如左：圖3-14：推桿和微動(dòng)開關(guān)3.9 工作臺(tái)設(shè)計(jì)原理和結(jié)構(gòu)3.9.1 工作臺(tái)定位結(jié)構(gòu)和原理工作臺(tái)的分度時(shí)定位依靠推桿和微動(dòng)開關(guān)，如上小節(jié)所述。工作臺(tái)分度完成后的定位和夾緊主要是通過齒盤實(shí)現(xiàn)的。設(shè)計(jì)中，上齒盤的起始螺栓孔的中心與齒盤的中心線重合，下齒盤的要與齒槽的對(duì)稱中心線重合。工作臺(tái)下降后，下端齒盤和上齒盤的嚙合后，依靠齒盤的嚙合對(duì)工作臺(tái)進(jìn)行定位；工作臺(tái)中蝸輪軸設(shè)計(jì)成浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，軸向用上下兩個(gè)推力球軸承抵住一

48、個(gè)螺旋彈簧上面，工作臺(tái)產(chǎn)生微小回轉(zhuǎn)時(shí)，蝸輪帶動(dòng)蝸桿壓縮彈簧做微量的軸向移動(dòng)，從而使蝸輪不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，整個(gè)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)再次對(duì)工作臺(tái)進(jìn)行重復(fù)性定位。3.9.2 工作臺(tái)夾緊、松開結(jié)構(gòu)和分度原理圖3-15：工作臺(tái)示意圖12345678910推桿擋塊T形槽工作臺(tái)密封塊推力軸承中心軸活塞上油腔上端齒盤11121314151617181920下端齒盤大齒輪微動(dòng)開關(guān)油道底座軸承蓋下油腔支撐架蝸輪蝸桿 如上圖所示，工作臺(tái)需要分度時(shí)松開是通過油道使油進(jìn)入下油腔17，使活塞8向上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)推力軸承6使中心軸7向上運(yùn)動(dòng)，從而工作臺(tái)也向上移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)上端齒盤10和下端齒盤11脫離嚙合，為實(shí)現(xiàn)分度動(dòng)作做好準(zhǔn)備。 當(dāng)工作臺(tái)分度完成

49、后，需要下降使工作臺(tái)夾緊，油液會(huì)從油管14進(jìn)入上油腔9，使活塞向下運(yùn)動(dòng)，中心軸帶動(dòng)工作臺(tái)下降，上端齒盤10和下端齒盤11從新嚙合，并配合端齒盤副上的圓周分布的螺栓定位稍定位，實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)的夾緊定位。 數(shù)控機(jī)床齒盤式分度工作臺(tái)設(shè)計(jì)最重要的部分為分度部分，次設(shè)計(jì)中的分度結(jié)構(gòu)如上圖中示意，工作臺(tái)需要分度時(shí)，上升到一定高度，使小齒輪和大齒輪12嚙合，為分度做好準(zhǔn)備，通過推桿個(gè)微動(dòng)開關(guān)，發(fā)出信號(hào)，數(shù)控指令控制使控制液壓馬達(dá)CB-B4的換向閥電磁鐵通電。壓力油從管道進(jìn)入液壓馬達(dá)使其轉(zhuǎn)動(dòng)。 通過蝸桿副19、20和齒輪副10、11帶動(dòng)工作臺(tái)1進(jìn)行分度回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)角度接近所需要分度的角度時(shí)，減速擋塊使

50、微動(dòng)開關(guān)1動(dòng)作，發(fā)出減速信號(hào)，當(dāng)液壓馬達(dá)停止轉(zhuǎn)動(dòng)后，即工作臺(tái)完成分度運(yùn)動(dòng)，電磁閥斷電。壓力油從管道進(jìn)入液壓缸上腔，推動(dòng)活塞8帶著工作臺(tái)下降，于是上下齒盤又從新嚙合，完成定位和夾緊。 分度工作臺(tái)的傳動(dòng)渦輪蝸桿副19、20具有自鎖性，即運(yùn)動(dòng)不能從蝸輪傳至蝸桿。但當(dāng)工作臺(tái)下降，上下齒盤從新嚙合時(shí)，齒盤帶動(dòng)齒輪12，蝸輪會(huì)產(chǎn)生微小轉(zhuǎn)動(dòng)。為此，將蝸輪軸設(shè)計(jì)成浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，軸向用上下兩個(gè)推力球軸承抵住一個(gè)螺旋彈簧上面，工作臺(tái)微小回轉(zhuǎn)時(shí)，蝸輪帶動(dòng)蝸桿壓縮彈簧做微量的軸向移動(dòng)，完成定位夾緊。4結(jié) 論本文通過對(duì)數(shù)控機(jī)床齒盤式分度工作臺(tái)的設(shè)計(jì)原理、結(jié)構(gòu)及研究意義進(jìn)行了闡述，本畢業(yè)設(shè)計(jì)是研究解決齒盤作為分度定位機(jī)構(gòu)的液

51、壓數(shù)控分度工作臺(tái)的工作原理和機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和計(jì)算，設(shè)計(jì)思路是先原理后結(jié)構(gòu)，先整體后局部。主要對(duì)數(shù)控分度工作臺(tái)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，通過研究分度工作臺(tái)的基本原理，結(jié)合數(shù)控，液壓原理，齒輪和渦輪傳動(dòng)、CAD制圖等知識(shí)，設(shè)計(jì)出主要應(yīng)用于數(shù)控鏜床和加工中心的液壓式數(shù)控機(jī)床分度工作臺(tái)。本設(shè)計(jì)最大的工作量是CAD圖紙的設(shè)計(jì)、蝸輪蝸桿、端齒盤及很多零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核。繪制出了工作臺(tái)的總裝配圖和多個(gè)零部件圖，翻閱多種參考文獻(xiàn)，對(duì)其整個(gè)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)、液壓系統(tǒng)，定位系統(tǒng)等進(jìn)行了設(shè)計(jì)。此機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)有：工作臺(tái)的中心軸和活塞的相對(duì)位置與精度設(shè)計(jì)；微動(dòng)開關(guān)以及分度精度的設(shè)計(jì)；齒盤帶動(dòng)工作臺(tái)有微小轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)采用蝸桿軸浮動(dòng)結(jié)構(gòu)；工

52、作臺(tái)水品精度及穩(wěn)定性設(shè)計(jì)。通過馬老師的幫助及查閱參考文獻(xiàn)，一并克服了以上難題。當(dāng)然文中還有不少的缺陷，比如底座與工作臺(tái)的連接、工作臺(tái)外殼的設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性等最后，我通過自己的努力，最終完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此過程中，學(xué)習(xí)到了很多機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)的重要知識(shí)：CAD軟件的應(yīng)用、零件設(shè)計(jì)時(shí)校核的步驟、系統(tǒng)穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)以及查閱文獻(xiàn)的技巧。致 謝此次緊張而又艱苦的畢業(yè)設(shè)計(jì)就結(jié)束了，此刻我仿佛經(jīng)歷了一次翻山越嶺，登上了高山之巔，頓時(shí)心曠神怡。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，這是我們邁向社會(huì)、從事職業(yè)前不可少的過程。我認(rèn)真的完成了這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)，為明天能穩(wěn)健的在工作崗位從事相關(guān)工作。在論文即將

53、付梓之際，思緒萬千，心情久久不能平靜。我感悟到書是前人正確經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，我們做設(shè)計(jì)是離不開參考文獻(xiàn)及很多工具書的。它可以教給我很多課本中沒有的知識(shí)，但是此次設(shè)計(jì)，我覺得最重要的是要從實(shí)際出發(fā)，多動(dòng)手去做，多去實(shí)踐。摸著石頭過河是我們初學(xué)者必要的精神。在此，我最想感謝我的導(dǎo)師，您治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，思想深邃，視野雄闊，為我營(yíng)造了一種良好的精神氛圍。沒有您的幫助我是無法完成此次論文的。從論文題目的選定到論文寫作的指導(dǎo),經(jīng)由您悉心的點(diǎn)撥,讓我受益匪淺。同時(shí)感謝幫助過許多師長(zhǎng)、同學(xué)，你們給予了我無私的幫助，讓我少走了很多彎路。從而我能順利的完成論文。也感謝學(xué)校及系里對(duì)我們畢業(yè)論文的支持。最后，再一次感謝在我論文中幫助過我的老師和同學(xué)們，以及在設(shè)計(jì)中被我引用或參考的論著的作者。參考文獻(xiàn)1 陳蔚芳，王宏濤.機(jī)床數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用:科學(xué)出版社 ,2009.62 鐘毅芳,吳