法兰盘加工的回转工作台设计

湖南工业大学专科毕业设计（论文）

（2011届） 专科毕业设计（论文）

题 目 名 称： 学 院（部）： 专 业： 学 生 姓 名： 班 级： 指导教师姓名： 最终评定成绩： 回转工作台设计 机械工程学院 机械设计与制造专业 张金超 机械0823 学号 40 苏再军 职称

2011 年5 月

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湖南工业大学专科毕业设计（论文）

摘 要

本文主要论述了回转工作台的设计过程。工作台是加工中心的重要部分。加工中心机床除了沿X、Y和Z三个坐标轴直线进给运动外，往往还带有绕X、Y和Z轴的圆周进给运动。一般圆周进给运动由回转工作台来实现。回转工作台是采用分度工作台的设计。工作台分度转位动作包括：工作台旋转，凸轮脱离啮合，完成分度前的准备工作；回转分度；凸轮重新啮合，完成定位夹紧共二个步骤。正文部分着重讲述了电机、同步带和主要轴承的选择、同步带轮、凸轮和圆盘

数控回转工作台毕业设计

数控回转工作台设计Design of NC rotary worktable

导 师: 答辩人: 答辩人:高贾顺 专 业:机械设计制造及其自动化

数控回转工作台毕业设计

数控回转工作台设计包括：

1.研究背景 2.内容提要 3.设计要点 4.运动仿真

数控回转工作台毕业设计

1.研究背景2010年在北京举办的第11届中国国际机床 展览会上，数控机床、加工中心、复合机床在装 备制造业内已呈现出大量推广态势，这类工作机 床在各类制造业已经普及应用，并清晰地表达出 时代特征与发展潮流。机床运动无论是并联运动 机床，还是串联叠加机床，对大多数金属加工机 床来说，数控进给复合运动的加工，是以直线轴 加上回转轴的联动来实现。为了应对日益增多的 复杂零件加工、提高加工精度和效率，多轴机床 和复合机床将会进一步创新发展。因此在现代加 工中心的开发中，数控回转台的设计与制造，成 为研制机床的核心任务之一，而数控回转台，同 时也起着承载工作重量、夹持工件的功能，故要 重视其创新设计。

数控回转工作台毕业设计

2.内容提要本次毕业设计的题目是数控回转工作台设计。通过对数控回转工作台 的设计，使大学生在步入社会之前，不仅能够设计出数控回转工作台， 而且能够掌握

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数控回转工作台的设计

1 概要

1.1 前言

1.1.1 数控回转工作台的介绍

数控机床是一种高效率的加工设备，当零件被装夹在工作台上以后，为了尽可能完成较多工艺内容，除了要求机床有沿X、Y、Z三个坐标轴的直线运动之外，还要求工作台在圆周方向有进给运动和分度运动。这些运动通常用回转工作台实现。

a、数控回转工作台的主要功能有两个：一是实现工作台的进给分度运动，即在非切削时，装有工件的工作台在整个圆周进行分度旋转；二是实现工作台圆周方向的进给运动，即在进行切削时，与X、Y、Z三个坐标轴进行联动，加工复杂的空间曲面。

b、分度工作台只能完成分度运动，而不能实现圆周运动。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定的角度（如45°60°或90°等），即在需要分度时，按照数控系统的指令，将工作台及其工件回转规定的角度，以改变工件相对于主轴的位置，完成工件各表面的加工。

数控回转工作台在电火花线切割机床上的应用：

电火花线切割加工已广泛用于国防和民用的生产和科研工作中，用于加工各种难加工材料、复杂表面和有特殊要求的零件、刀具和模具。从工艺的可能性而言，现在的商品电火花线切割加工机床可分为三类：切割直壁二维型面的线切割加工工艺及机床；有斜

1概述

1.1数控加工中心的概述

加工中心自问世至今已有30多年，世界各国出现了各种类型的加工中心，虽然外形结构各界，但从总体来看主要由以下几大部分组成。

1、基础部件。它是加工中心的基础结构，由床身、立柱和工作台等组成，它们主要承受加工中心的静载荷以及在加工时产生的切削负载，因此必须要有足够的刚度。这些大件可以是铸铁件也可以是焊接而成的钢结构件，它们是加工中心中体积和重量最大的部件。

2、主轴部件。由主轴箱、主轴电动机、主轴和主轴轴承等零件组成。主轴的启、停和变速等动作均由数控系统控制，并且通过装在主轴上的刀具参与切削运动，是切削加工的功率输出部件。

3、数控系统。加工小心的数控部分是由CNC装置，可编程控制器、伺服驱动装置以及操作面板等组成。它是执行顺序控制动作和完成加工过程的控制中心。

4、自动换刀系统。由刀库、机械手等部件组成。当需要换刀时，数控系统发出指令，由机械手(或通过其他方式)将刀具从刀库内取出装入主轴孔中。

5、辅助装置。包括涡滑、冷却、排屑、防护、液压、气动和检测系统等部分。这些装置虽然不直接参与切削运动，但对加工中心的加工效率、加工精度和可靠性起着保障作用，因此也是加工中心中不对缺少的部分。

带有可转动的台面、用以装夹工

09届机械设计制造及其自动化专业毕业设计（论文）

毕业设计（论文）

题专班学学

二○○九 年

目 双轴回转工作台

业 机械设计制造及其自动化 级 号 生

机057 3050211188 张立方

副教授 指导教师 高 峰

09届机械设计制造及其自动化专业毕业设计（论文）

双轴回转工作台

摘 要

在现有的三坐标联动数控机床的工作台上再增加一个具有两个旋转自由度的数控回转工作台，将其安装在原有的工作台上，与原有的工作台成为一个整体，成为一个多自由度的回转工作台，即双轴回转工作台。再通过对数控系统的升级（不属于此题范畴），使该机床成为五坐标联动的数控机床。这样的双回转数控工作台不仅可以沿X、Y、Z方向作平行移动，在A、B两轴能同时运动，且能随时停止，在A轴上能够在一定角度内连续旋转，在B轴上可以做360度的连续旋转。不仅可以加工简单的直线、斜线弧，还可适应更复杂的曲面和球形零件的加工。

关键词：双轴，回转工作台，五坐标联动，设计，机床

09届机械设计制造及其自动化专业毕业设计（论文）

The double turns round rotary worktable

ABSTRACT

At current three s

机电一体化-回转工作台的设计

二、设计任务及要求

设计题目： 数控回转工作台的设计

1. 设计内容包括：总体设计，机械系统的设计与计算，计算机控制系统设计，编写设计计算说明书；

2. 设计要求包括：回转角度0～360°；最大回转半径400㎜；最大承载重量50㎏；

3. 机械部分的设计：装配工作图1张（ 1号 ）； 4. 计算机控制的设计：控制系统接口图一张；

5. 控制装置采用步进电机驱动，MCS-51或单片机FX2N-PLC控制系统，软件环分，由键盘输入实现开环控制。 三、机械系统设计

在数字回转工作台机械传动部分选用蜗轮蜗杆传动,因为蜗杆传动平稳,振动,冲击和噪声均较小;能以单级传动获得教大的传动比,结构紧凑,有利于实现回转工作台所要求的分度的实现.故选用蜗轮蜗杆传动. （一）、蜗杆类型的选择:

蜗杆选择为渐开线圆柱蜗杆.因为此种蜗杆不仅可车削还可以像圆柱齿轮那样用齿轮滚刀滚削,并可用但面或单锥面砂磨削.制造精度高.是普通圆柱蜗杆传动中较理想的传动.传动效率也高,在动力传动和机床精密传动中应用较为广泛. （二）、蜗杆蜗轮材料的选择:

由于蜗杆传动啮合摩擦较大,且由于蜗轮滚刀的形状尺寸不可能做得和蜗杆绝对相同,被加工出的蜗轮齿形难以和蜗杆精确共轭,

1零件的分析............................................................. 2

2工艺规程设计 ......................................................... 3

3 夹具设计 ............................................................. 55

4总结 ...................................................................... 58

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零件的分析

1.1零件的作用

CA6140卧式车床上的法兰盘，为盘类零件，用于卧式车床上。车床的变

速箱固定在主轴箱上，靠法兰盘定心。法兰盘内孔与主轴的中间轴承外圆相配，外圆与变速箱体孔相配，以保证主轴三个轴承孔同心，使齿轮正确啮合。主要作用是标明刻度，实现纵向进给。

1.2零件的工艺分析

0.045

法兰盘是一回转体零件,有一组加工表面,这一组加工表面以Φ200mm0.120

的孔为中心 ,包括：Φ100 mm的外圆柱面及左端面, 尺寸为Φ45 0.34 0.017mm的

圆柱面,Φ90mm的外

回转工作台的常见故障及排除方法

回转工作台的常见故障及排除方法参见表8-5。

表8-5 回转工作台的常见故障及排除方法

故障现象 故障原因 排除方法

控制系统没有抬起信号输入 检查控制系统是否有抬起信号输出 抬起液压阀卡住没有动作 修理或清除污物，更换液压阀

工作台没有抬

液压压力不够 检查油箱内油是否充足，并重新调整压力

起动作

抬起液压缸研损或密封损坏 修复研损部位或更换密封圈 与工作台相连接的机械部分研损 修复研损部位或更换零件

工作台抬起或松开完成信号没有发出 检查信号开关是否失效，更换失效开关 控制系统没有转位信号输入 检查控制系统是否有转位信号输出

钉

工作台不转位

液压转台的转位液压缸研损或密封损坏 修复研损部位或更换密封圈

液压转台的转位液压阀卡住没有动作 修理或清除污物，更换液压阀 工作台支承面回转轴及轴承等机械部分研损

控制系统输入的脉冲数不够

工作台转位分

机械转动系统间隙太大

修复研损部位或更换新的轴承 检查系统输入的脉冲数

调整机械转动系统间隙，轴向移动蜗杆，或更换齿轮、锁紧胀紧套等

与电动机或齿轮相联的胀紧套松动

检查胀紧套联接情况，拧紧胀紧套压紧螺

度不到位，发生液压转台的转位液压缸研损，未转到位 修复研损部位

法兰盘规格尺寸表大全

法兰盘规格尺寸表包涵哪些内容?法兰有公斤压力6kg 、10kg 、16kg 、25kg 等不同重量，不同重量下的法兰盘规格尺寸也不同。下面，世界工厂泵阀网为大家汇总法兰盘规格尺寸表，以供查阅参考。

以下法兰盘规格尺寸表包括了10kg 、16kg 、25kg 重量下，法兰的通径、外径等信息。

法兰盘公算通径在5~600mm 之间，公称压力：0.1, 0.25, 0.6, 1.0, 1.6, 2.5, 4.0, 6.4, 10.0, 16.0, 25.0, 32.0, 40.0, Mpa。 法兰盘规格尺寸表如下：

2530 4 0 5 650 081 00 251 1502 00 20 300535 0 40 400 5050 6001151 3 145 1506 10 8159 21 245 28503 3 450 4506 50 5802 60 7405840

8 50011 1 120 155 460 118 2010 24 2950 53 41504 7 0255585 506 707

18 812 02 24224 26 28 8230 3 3223 34 42848 504 44 4 84 888 1

辽宁科技大学 机械加工工序卡片 产品型号 产品名称 大批量 法兰盘 车间 金工车间 毛 坯 种 类 零件图号 零件名称 法兰盘 工序名称 粗车左端成型 彭艺策 共 1 页 第 1 页 材 料 牌 号 工序号 1 毛坯外形尺寸 设备型号 CA6140型卧式车床 HT150 每 台 件 数 1 同时加工件数 1 切削液 乳化液 每毛坯可制件数 1 设备编号 夹具名称 铸件 设备名称 车床 夹具编号 工位器具编号 工位器具名称 工序工时 (分) 准终 单件 工步工时 机动 辅助 进给量 mm/r 0.66 0.66 0.46 0.36 工步号 1 2 3 4 粗车端面 粗车外圆 粗车内孔深度至尺寸 粗车内孔（中间） 工 步 内 容 工 艺 装 备 车刀，游标卡尺 车刀，游标卡尺 车刀，游标卡尺 车刀，塞规 主轴转速 切削速度 r/min m/min 250 250 250 250 切削深度 mm 2 3 1.7 2.3 进给次数 1 1 1 1 37.2 37.2 37.2 37.2 辽宁科技大学 机械加工工序卡片 产品型号 产品名称 大批量