开题报告-直驱的回转工作台设计

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1、直驱的回转工作台开题报告班级机0606-12号姓名王文东指导教师王科社一、综述近年来，借助三维CAD建模和有限元分析优化的紧密配合，可以精确设计出复杂而高效的各种机械产品，但与此同时，产品零件的结构和形状也日趋复杂，例如多个自由曲面、多个非正交基准、薄壁厚等，使得加工难度也越来越大。传统数控机床的笛卡尔坐标进给运动配合球头铣刀，虽然能够加工简答的自由曲面，但是因受到工具和工件之间可能的干涉限制，难以高效和准确的加工复杂的零件。因此在直线进给运动上叠加回转进给运动的多轴联动数控机床成为当前机床产品创新的主要趋势。随着我国国民经济的迅速发展和国防建设的需要，对高档数控机床提出了急

2、迫的大量需求。机床制造业是一国工业之基石，它为新技术、新产品的开发和现代工业生产提供重要的手段，是不可或缺的战略性产业。即使是发达工业化国家，也无不高度重视。机床是一个国家制造业水平的象征。从某种意义上说，数控机床系统反映了一个国家的工业发展水平状况。2009年我国制定出台了一系列扩内需、调结构、保增长的应对措施，工业和信息化部及有关部门根据《装备制造业调整和振兴规划》和《“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项实施方案》及相关产业政策，组织实施了一批科技重大项目和技术改造项目，使机床工具行业保持持续增长，工业总产值实现同比增长16.1%。2009年我国机床产值和消费额分别

3、达到153亿美元和197亿美元，均列世界第一位。通过各项政策措施的落实到位，促进了国产高档数控机床及其配套产品的迅速发展，市场需求结构得到优化，企业兼并重组取得较大进展，重点企业的自主创新能力明显增强。高档数控机床的自主创新成果显著。自主创新成果产业化进程加快，企业开发了一批高速、精密、复合、多轴联动数控机床，以及一批大规格、大吨位数控机床新产品，这些新产品基本满足了国家重点工程用户加工生产需要，在国民经济建设和国防军工发展中起到了关键作用。在重型、超重型数控机床研发方面，重型龙门五轴联动复合机床、超重型数控卧式镗车床、五轴联动叶片加工机床、数控重型曲轴铣车复合加工机床、大型

4、数控冲压生产线等一批国际先进水平的高档数控机床的研制成功，满足了航空航天、发电设备、汽车等重点领域对于超大零件的重点加工需求；高速/精密数控车床、加工中心等产品广泛应用于汽车、航空航天、电子、军工等多个行业领域，并带动了众多中小企业设备更新改造和产业升级。同时，主机发展带动为其配套的数控系统与伺服驱动/电机、各类功能部件等产业发展，延长了产业链，拉动了上下游产业及地方经济的发展。二、研究内容所设计的数控转台最好要符合以下的主要指标：良好的分度精度和重复定位精度、精度保持性、承载能力、密封性能、足够的刹紧力和回转定位速度。在数控转台驱动中，传统的驱动方式通常是旋转伺服电机加蜗轮

5、、蜗杆副、齿轮副机构，由于存在机械传动链，虽有较好的静态刚度，但在完成启动、加速、减速、反转及停车等运动时，会产生弹性变形、摩擦和反向间隙等，造成机械振动、运动响应慢、动态刚度差及其它非线性误差，难以实现高精度加工。采用数控转台直接驱动技术实现“零传动”，从而可以提高回转工作台的回转精度与定位精度。三、实现方法及预期目标1回转工作台的结构方案回转工作台的总体布局为：床身作为支承转台轴承和工作台的基础部件固定于地面，上设有定心轴，回转台面可绕定心轴作旋转运动。精密转台式将双向推力轴承于一个向心引导轴承紧固在一起这些快速安装的预润滑单元具备极高的刚性和承载能力，并且有特别高的旋转

6、精度。他们能够承受径向载荷、轴向载荷和颠覆力矩特别适合需要高精度运行的场合。安装注意！如果是常规设计安装L系列支撑圈，轴承的摩擦力矩会有相应的增加，支撑圈的高度至少要是垫圈处的高度的2倍。回转工作台（主体部分）的外观图2床身床身采用优质高强度铸铁，断面设计密筋布置，并采用有限元分析，保证高的抗弯、抗扭刚度，使其具有高的固有频率，提高抗振性。床身作为支承滑座和工作台的基础部件，为保证高载荷下基础件不变形，床身下设有三排地脚垫铁。3工作台回转工作台采用优质铸铁加工，工作台的T型槽用于夹紧工件，工作台中心有定位止口，与回转轴轴同轴，可用于工件定位。工作台的回转精度是由装在滑座中心轴

7、上的精密圆锥孔双列圆柱滚子轴承保证，轴承外圈与锥套配合，锥套与工作台锥孔经精密研磨，而双列圆柱滚子轴承与滑座上的定心轴也是锥孔定位，定心效果好。安装时在推力滚子轴承与工作台回转轴间调整有0.03~0.06mm间隙，当工作台浮起时，此处间隙完全贴合，在精密圆锥孔双列圆柱滚子轴承及推力滚子轴承的共同作用下，工作台可完成精密回转。工作台的回转分度采用圆光栅进行全闭环控制，带距离编码功能，线数为36000线，系统精度±1″，测量步距0.00005°，同时配可调心型联轴器，可将圆光栅回转中心与回转台回转心调整一致