《《工作臺設計》PPT課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《《工作臺設計》PPT課件（35頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、西安交通大學先進制造所工作臺設計工作臺設計西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所工作臺的設計工作臺的設計一、工作臺的概述和功能一、工作臺的概述和功能二、工作臺的設計流程二、工作臺的設計流程三、工作臺設計舉例三、工作臺設計舉例西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所一、工作臺的概述和功能一、工作臺的概述和功能工作臺工作臺：支撐工件通過傳動機構完成相應的回轉、直線曲線、角度分度等運動，并配有夾緊裝置。功能：功能：支撐工件 傳遞運動 定位基準功能要求：功能要求：尺寸容量 形體尺寸應能容納加工零件的形體尺寸應能容納加工零件的 最大輪廓尺寸最大輪廓尺寸性能要

2、求 靜剛度要高靜剛度要高 動剛度要好動剛度要好 溫度分布均勻溫度分布均勻 受力合理受力合理 耐磨性好耐磨性好 西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所二、設計流程二、設計流程不同加工形式工作臺分類不同加工形式工作臺分類根據(jù)零件選參數(shù)根據(jù)零件選參數(shù)支撐機構支撐機構傳動形式（消隙機構）傳動形式（消隙機構）潤滑密封裝置潤滑密封裝置定位結構定位結構計算校核計算校核西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所2.1工作臺的形式工作臺的形式根據(jù)機床的不同，工作臺有三種外型根據(jù)機床的不同，工作臺有三種外型 方形工作臺方形工作臺:工作面上可加工工作面上可加工V形，形，T

3、形形 U型槽和圓孔，型槽和圓孔，長孔等長孔等.一般適用于鏜床一般適用于鏜床 鉆床鉆床 銑床銑床轉臺轉臺 ：適用于磨床適用于磨床 立式車床立式車床 專用機床等專用機床等移動轉臺移動轉臺：適用于鏜銑加工中心等適用于鏜銑加工中心等西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所二、設計流程二、設計流程根據(jù)加工形式選型根據(jù)加工形式選型確定工作臺的參數(shù)確定工作臺的參數(shù)支撐結構支撐結構傳動形式（消隙機構）傳動形式（消隙機構）潤滑密封裝置潤滑密封裝置定位結構定位結構計算校核計算校核西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所2.2工作臺參數(shù)工作臺參數(shù) HTK160 x180面

4、積面積mmmm160016001800 1800 承重承重kgkg10000 10000 行程行程mm mm 2000(2000(選項選項1000,3000,4000)1000,3000,4000)轉數(shù)轉數(shù)r/minr/min1 1 移動速度移動速度mm/minmm/min1-6000 1-6000 定位精度定位精度mmmm0.026 0.026 B(4B(49090)18(4)18(4)重復定位精度重復定位精度mmmm0.015 0.015 B(4B(49090)10(4)10(4)外形尺寸外形尺寸mmmm500050002300230011101110重量重量kg kg 130001300

5、0技術參數(shù)：技術參數(shù)：承載、尺寸、行程、承載、尺寸、行程、轉速、定位精度、移轉速、定位精度、移動速度動速度 西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所二、設計流程二、設計流程根據(jù)加工形式選型根據(jù)加工形式選型確定工作臺的參數(shù)確定工作臺的參數(shù)支撐結構支撐結構傳動形式（消隙機構）傳動形式（消隙機構）潤滑密封裝置潤滑密封裝置定位結構定位結構計算校核計算校核西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所2.4支撐結構支撐結構 臺面材料：臺面材料：以大型和重型化為目標的機床，材料的以大型和重型化為目標的機床，材料的力學性力學性能能起著決定性的作用；以超速、超精加工為目標

6、的現(xiàn)代化起著決定性的作用；以超速、超精加工為目標的現(xiàn)代化數(shù)控機床，其結構材料還要求具備高的數(shù)控機床，其結構材料還要求具備高的減震性、熱穩(wěn)定性減震性、熱穩(wěn)定性和抗腐性和抗腐性等綜合的性能。等綜合的性能?；诣T鐵材料灰鑄鐵材料易于鑄造，且切削加工性好，易于鑄造，且切削加工性好，制造成本低制造成本低，并具有良好的耐磨性和減，并具有良好的耐磨性和減震性，是傳動的機床結構材料震性，是傳動的機床結構材料西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所2.4支撐結構支撐結構 臺面結構臺面結構 要求：布局合理要求：布局合理 高剛度高剛度 西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究

7、所2.4支撐結構支撐結構臺面結構設計臺面結構設計此種工作臺采用厚壁及環(huán)形和輻射形的加強筋組合的此種工作臺采用厚壁及環(huán)形和輻射形的加強筋組合的高剛性結構設計，工作臺回轉運動導軌與滑座對高剛性結構設計，工作臺回轉運動導軌與滑座對應有四圈圓環(huán)導軌面，支承面積大，支承剛度高。應有四圈圓環(huán)導軌面，支承面積大，支承剛度高?；趫A形工作臺設計，其臺面上的基于圓形工作臺設計，其臺面上的T型槽也采用型槽也采用等角度放射式布置，放射等角度放射式布置，放射T型槽布置與工作臺內(nèi)型槽布置與工作臺內(nèi)部布筋的布置設計上也采用對應的方式，保證在部布筋的布置設計上也采用對應的方式，保證在工作臺上進行工件裝夾時具備較好抗拉強度和

8、高剛性。工作臺上進行工件裝夾時具備較好抗拉強度和高剛性。西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所2.4支撐結構支撐結構靜壓支撐（輔助支撐）靜壓支撐（輔助支撐）工作原理與靜壓軸承相同。將具有一定壓力的潤滑油，經(jīng)節(jié)流器工作原理與靜壓軸承相同。將具有一定壓力的潤滑油，經(jīng)節(jié)流器輸入到導軌面上的油腔，即可形成承載油膜，使導軌面之間處于輸入到導軌面上的油腔，即可形成承載油膜，使導軌面之間處于純液體摩擦狀態(tài)。純液體摩擦狀態(tài)。優(yōu)點優(yōu)點：導軌運動速度和載荷的變化對：導軌運動速度和載荷的變化對油膜厚度的影響很小；液體摩擦，摩擦油膜厚度的影響很??；液體摩擦，摩擦系數(shù)僅為系數(shù)僅為0.0050.0

9、05左右，油膜抗振性好。左右，油膜抗振性好。西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所2.4支撐結構支撐結構 滾動支撐（輔助支撐）滾動支撐（輔助支撐）在靜、動導軌面之間放置在靜、動導軌面之間放置滾動體如滾珠、滾柱、滾針或滾動導軌塊滾動體如滾珠、滾柱、滾針或滾動導軌塊，組成滾，組成滾動導軌動導軌 。優(yōu)點：摩擦因數(shù)小優(yōu)點：摩擦因數(shù)小 磨損小磨損小 具有較高的重復具有較高的重復定位精度定位精度 潤滑系統(tǒng)簡單潤滑系統(tǒng)簡單缺點：缺點：抗振性差抗振性差 結構復雜結構復雜 成本較高成本較高西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所二、設計流程二、設計流程根據(jù)加工形式選

10、型根據(jù)加工形式選型確定工作臺的參數(shù)確定工作臺的參數(shù)支撐機構支撐機構傳動形式（消隙機構）傳動形式（消隙機構）潤滑密封裝置潤滑密封裝置分度定位結構分度定位結構計算校核計算校核西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所2.3分度定位機構分度定位機構分度工作臺：分度工作臺：分度工作臺的功用只是將工件轉位換面，和自動換刀裝置配分度工作臺的功用只是將工件轉位換面，和自動換刀裝置配合使用，實現(xiàn)工件一次安裝能完成幾個面的多種工序，提高工作效率合使用，實現(xiàn)工件一次安裝能完成幾個面的多種工序，提高工作效率.分度工作臺的分度精度要求較高（普通級分度工作臺的分度精度要求較高（普通級 10 精密級精

11、密級 5 高精密級高精密級3）常用的定位元件有插銷定位、反靠定位、齒盤定位和鋼球定位等幾種。常用的定位元件有插銷定位、反靠定位、齒盤定位和鋼球定位等幾種。齒盤可齒盤可承受很大的外載，定位剛度高，精度保持性好。承受很大的外載，定位剛度高，精度保持性好。數(shù)控回轉工作臺：數(shù)控回轉工作臺：除了分度和轉位的功能之外，還能實現(xiàn)數(shù)控圓周進給除了分度和轉位的功能之外，還能實現(xiàn)數(shù)控圓周進給運動。運動。常用有轉動角度的常用有轉動角度的測量元件測量元件(圓光柵或圓感應同步器圓光柵或圓感應同步器)，由，由伺服電機伺服電機控制使轉臺控制使轉臺定位精度更高。定位精度更高。西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制

12、造技術研究所2.3分度定位機構分度定位機構插銷定位：插銷定位：基本定位機構是定位銷和定位套。操縱定位銷的插入和基本定位機構是定位銷和定位套。操縱定位銷的插入和拔出，有的是用杠桿或凸輪并與分度回轉、夾緊等動作一起實現(xiàn)機拔出，有的是用杠桿或凸輪并與分度回轉、夾緊等動作一起實現(xiàn)機械強制控制，有的則是用單獨的油缸控制。械強制控制，有的則是用單獨的油缸控制。反靠定位：反靠定位：用兩個定位塊，一個固定不動，用兩個定位塊，一個固定不動，另一個由彈簧和不動定位塊的作用上下移動。另一個由彈簧和不動定位塊的作用上下移動。缺點：移動導向桿和導向套仍有磨損。缺點：移動導向桿和導向套仍有磨損。西安交通大學西安交通大學

13、先進制造技術研究所先進制造技術研究所2.3分度定位機構分度定位機構 齒盤定位：齒盤定位：定位精度高、剛性好、機構簡單、改變分度工位時定位精度高、剛性好、機構簡單、改變分度工位時調(diào)整方便。在花盤底面和底座頂面上都裝有齒盤，由齒盤的嚙合使工調(diào)整方便。在花盤底面和底座頂面上都裝有齒盤，由齒盤的嚙合使工作臺定位。工作臺轉位時，須將花盤抬起，使兩個齒盤脫開。作臺定位。工作臺轉位時，須將花盤抬起，使兩個齒盤脫開。采用齒盤定位的回轉工作臺，采用齒盤定位的回轉工作臺，由于靠圓周排列的多齒嚙合由于靠圓周排列的多齒嚙合 定位，所以無論是定位，所以無論是受徑向力受徑向力、軸向力或切向力軸向力或切向力，它的定位剛性，

14、它的定位剛性 都很好。都很好。西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所2.3分度定位機構分度定位機構 鋼球定位：鋼球定位：除了用一圈相互擠緊的鋼球代替了端面齒盤外，其分除了用一圈相互擠緊的鋼球代替了端面齒盤外，其分度傳動的工作原理、分度延續(xù)時間、可調(diào)性及自動化程度等，均與度傳動的工作原理、分度延續(xù)時間、可調(diào)性及自動化程度等，均與 前面介紹的齒盤定位分度相似；前面介紹的齒盤定位分度相似；分度精度高于齒盤。分度精度高于齒盤。西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所二、設計流程二、設計流程根據(jù)加工形式選型根據(jù)加工形式選型確定工作臺的參數(shù)確定工作臺的參數(shù)支撐

15、機構支撐機構傳動形式（消隙機構）傳動形式（消隙機構）潤滑密封裝置潤滑密封裝置分度定位機構分度定位機構計算校核計算校核西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所2.5傳動方式傳動方式兩種伺服進給機構兩種伺服進給機構靜壓蝸桿蝸母條副傳動靜壓蝸桿蝸母條副傳動能滿足加工中心進給元件沒有間隙、磨損小、剛度高、阻尼性好、傳動效率高的要求,它是絲杠螺母機構的一種特殊形式,適用于龍門鏜銑床、數(shù)控落地銑鏜床。其優(yōu)點表現(xiàn)在摩擦阻力小、使用壽命長、抗振性能好,且有足夠的軸向剛度,蝸母條能無限接長。西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所2.5傳動方式傳動方式滾珠絲杠螺母副傳

16、動滾珠絲杠螺母副是直線運動與回轉運動相互轉換的新型傳動裝置,一般應用于機械加工的高速加工中心和經(jīng)濟型高速數(shù)控機床,它具有以下特點:傳動效率高,摩擦損失小;給予適當?shù)念A緊,可消除絲杠和螺母螺紋間隙;運動平穩(wěn)，無爬行現(xiàn)象,傳動精度高;有可逆性;磨損小,使用壽命長。兩種伺服進給機構兩種伺服進給機構西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所2.5傳動方式傳動方式 回轉工作臺傳動回轉工作臺傳動蝸蝸桿桿傳動傳動(1)系統(tǒng)剛度大。系統(tǒng)剛度大。(2)易于調(diào)整和恢復傳動精度。易于調(diào)整和恢復傳動精度。(3)使用壽命長。使用壽命長。(4)易于蝸桿的精密加工，制造成本低。易于蝸桿的精密加工，制造成

17、本低。電機電機西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所2.5傳動方式傳動方式 回轉工作臺傳動回轉工作臺傳動錐齒輪傳動錐齒輪傳動漸開線圓漸開線圓柱柱齒輪傳動齒輪傳動齒輪傳動形式多應用廣泛，其主要特點是：工作可靠傳動齒輪傳動形式多應用廣泛，其主要特點是：工作可靠傳動比穩(wěn)定等。比穩(wěn)定等。漸開線圓漸開線圓柱柱齒輪傳動齒輪傳動錐齒輪傳動錐齒輪傳動西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所2.6消隙機構消隙機構 消隙機構的分類消隙機構的分類電控消隙電控消隙 （1 1）差補消隙）差補消隙 （2 2 雙伺服電機雙伺服電機機械消隙機械消隙 （1 1）彈簧消隙）彈簧消隙

18、（2 2）斜齒輪隔墊消隙）斜齒輪隔墊消隙 （3 3）雙導程蝸桿消隙）雙導程蝸桿消隙 （4 4）雙蝸桿消隙）雙蝸桿消隙西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所2.6消隙機構消隙機構 機械消隙機械消隙彈簧消隙彈簧消隙該機構是利用彈簧連接在一起的兩片齒輪同時嚙合在配對齒輪上。其中一片齒輪該機構是利用彈簧連接在一起的兩片齒輪同時嚙合在配對齒輪上。其中一片齒輪與軸固定，另一片齒輪為空套在軸上的浮動齒輪片。當齒輪傳動時，嚙合齒與工與軸固定，另一片齒輪為空套在軸上的浮動齒輪片。當齒輪傳動時，嚙合齒與工作齒面間的齒隙，被彈簧拉緊的另一片浮動齒輪輪齒所填滿。這種結構被廣泛應作齒面間的齒隙，

19、被彈簧拉緊的另一片浮動齒輪輪齒所填滿。這種結構被廣泛應用在齒輪傳動副的消隙上。用在齒輪傳動副的消隙上。西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所2.6消隙機構消隙機構 機械消隙機械消隙雙導程蝸桿雙導程蝸桿雙螺距漸厚蝸桿齒的左、右兩側面具有不同的齒距雙螺距漸厚蝸桿齒的左、右兩側面具有不同的齒距(導程導程)；而同一側面的齒距；而同一側面的齒距(導導程程)則是相等的。雙螺距漸厚蝸桿傳動的公稱模數(shù)則是相等的。雙螺距漸厚蝸桿傳動的公稱模數(shù)m可看成普通渦輪副的軸向模數(shù)，可看成普通渦輪副的軸向模數(shù)，一般等于左、右齒面模數(shù)的平均值。此蝸桿齒厚從頭到尾逐漸增厚。但由于同一一般等于左、右齒面模

20、數(shù)的平均值。此蝸桿齒厚從頭到尾逐漸增厚。但由于同一側的螺距是相同的，所以仍然可以保持正常的嚙合。因此，可用軸向移動蝸桿的側的螺距是相同的，所以仍然可以保持正常的嚙合。因此，可用軸向移動蝸桿的方法來消除蝸桿與蝸輪的齒側隙。方法來消除蝸桿與蝸輪的齒側隙。西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所2.6消隙機構消隙機構 機械消隙機械消隙雙齒輪消隙雙齒輪消隙西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所2.6消隙機構消隙機構雙蝸桿傳動雙蝸桿傳動 在動力傳遞過程中，兩個蝸桿轉向相反，其中一根蝸桿驅動蝸輪旋轉，另一根蝸桿則起到消除嚙合背隙的作用。也就是說，當蝸輪蝸桿副存

21、在間隙時只要將其中一根蝸桿的軸向位置進行調(diào)整，便可將蝸輪蝸桿之問的嚙合間隙消除掉，使得雙蝸桿傳動數(shù)控分度裝置保持高的傳動精度和高的接觸剛度。73200消消隙結構隙結構西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所二、設計流程二、設計流程根據(jù)加工形式選型根據(jù)加工形式選型確定工作臺的參數(shù)確定工作臺的參數(shù)分度定位結構分度定位結構傳動形式（消隙機構）傳動形式（消隙機構）潤滑密封裝置潤滑密封裝置支撐結構支撐結構計算校核計算校核西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所2.7潤滑密封裝置潤滑密封裝置回轉部分的潤滑：回轉部分的潤滑：一般采用循環(huán)噴油潤滑，可以沖掉傳動過程中

22、齒輪嚙合一般采用循環(huán)噴油潤滑，可以沖掉傳動過程中齒輪嚙合區(qū)的磨粒、減少磨損、延長使用壽命、對渦輪蝸桿進行很好的冷卻與潤滑區(qū)的磨粒、減少磨損、延長使用壽命、對渦輪蝸桿進行很好的冷卻與潤滑等。等。密封裝置：密封裝置：為防止工作過程中切屑與雜質進入旋轉臺，回轉部分與下箱之為防止工作過程中切屑與雜質進入旋轉臺，回轉部分與下箱之間要用密封圈封好，這樣還能起到潤滑軸承的作用。間要用密封圈封好，這樣還能起到潤滑軸承的作用。密封圈：密封圈：依靠密封件發(fā)生彈性變形，在密封接觸面上造成接依靠密封件發(fā)生彈性變形，在密封接觸面上造成接 觸壓觸壓 力，接觸力，接觸壓力大于被密封介質的內(nèi)壓，則不發(fā)生泄漏，反之則發(fā)生泄漏。

23、壓力大于被密封介質的內(nèi)壓，則不發(fā)生泄漏，反之則發(fā)生泄漏。西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所二、設計流程二、設計流程根據(jù)加工形式選型根據(jù)加工形式選型確定工作臺的參數(shù)確定工作臺的參數(shù)分度定位結構分度定位結構傳動形式（消隙機構）傳動形式（消隙機構）潤滑密封裝置潤滑密封裝置支撐結構支撐結構計算校核計算校核西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所2.8計算校核計算校核數(shù)控回轉工作臺傳動部分的計算數(shù)控回轉工作臺傳動部分的計算圓柱齒輪傳動設計計算圓柱齒輪傳動設計計算主要包括：材料選擇、精度及參數(shù)選擇、螺旋角選擇、齒寬系數(shù)確定、主要包括：材料選擇、精度及參數(shù)選

24、擇、螺旋角選擇、齒寬系數(shù)確定、計算齒輪各個直徑、中心距、齒輪寬度、齒面接觸強度設計、校核彎計算齒輪各個直徑、中心距、齒輪寬度、齒面接觸強度設計、校核彎曲疲勞強度等等。曲疲勞強度等等。渦輪蝸桿傳動設計計算渦輪蝸桿傳動設計計算主要包括：渦輪蝸桿材料、硬度、頭數(shù)、齒數(shù)、螺旋升角、渦輪齒寬、主要包括：渦輪蝸桿材料、硬度、頭數(shù)、齒數(shù)、螺旋升角、渦輪齒寬、彎曲疲勞強度校核、效率計算、熱平衡計算等等。彎曲疲勞強度校核、效率計算、熱平衡計算等等。西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所2.8計算校核計算校核不同工作油壓下工作臺變形圖不同工作油壓下工作臺變形圖西安交通大學西安交通大學 先進制造技術研究所先進制造技術研究所三、工作臺設計舉例三、工作臺設計舉例臺面臺面密封裝置密封裝置傳動機構傳動機構底座底座靜壓塊靜壓塊西安交通大學先進制造所