用,工件一次安装能实现几面加工。而数控回转工作台除了分度和转位的功能之外,还能实现圆周进给运动。 2.1.3.1 分度工作台
分度工作台的分度、转位和定位按照控制系统的指令自动进行。分度工作台只能完成分度运动。由于结构上的原因,分度工作台只能完成规定的角度(如45?、60?或90?等) 的分度运动,以改变工件相对于主轴的位置,完成工件大部分或全部平面的加工。为满足分度精度,分度运动需要使用专门的定位元件。常用的定位方式按定位元件的不同可分为定位销式、鼠齿盘定位和钢球定位等几种。 1.定位销式分度工作台
图2-6所示为卧式镗铣床加工中心的定位销式分度工作台。这种工作台的定位分度主要靠配合的定位销和定位孔来实现。分度工作台1嵌在长方形工作台10之中。在不单独使用分度工作台时,两个工作台可以作为一个整体使用。
图2-6 定位销式分度工作台的结构
1-分度工作台;2-锥套;3-螺钉;4-支座;5-消隙油缸;6-定位孔衬套;7-定位销; 8-锁紧油缸;9-大齿轮;10-长方形工作台;11-活塞杆;12-弹簧;13-油槽; 14、19、20-轴承;15-螺柱;16-活塞;17-中央液压缸;18-油管;21-底座;22-挡块
回转分度时,工作台须经过松开、回转、分度定位、夹紧四个过程。在分度工作台1的底部均匀分布着八个圆柱定位销7,在底座21上有一个定位孔衬套6及供定位销移动的环形槽。其中只有一个定位销7进入定位孔衬套6中,其他7个定位销则都在环形槽中。因为定位销之间的分布角度为45°,因此工作台只能作2、4、8等分的分度运动。
(1)松开 分度时机床的数控系统发出指令,由电器控制的液压缸使六个均布的锁紧油缸8中的压力油,经环形油槽13流回油箱,活塞11被弹簧12顶起,工作台1处于松开状态。同时消隙油缸5卸荷,油缸中的压力油经回油路流回油箱。油管18中的压力油进入中央液压缸17,使活塞16上升,并通过螺栓15、支座4把推力轴承20向上抬起15mm,顶在底座21上。分度工作台1用四个螺钉与锥套2相连,而锥套2用六角头螺钉3固定在支座4上,所以当支座4上移时,通过锥套2使工作台1抬高15mm,固定在工作台面上的定位销7从定位孔衬套6中拔出,做好回转准备。
16
(2)回转 当工作台抬起之后发出信号,使液压马达驱动减速齿轮,带动固定在工作台1下面的大齿轮9转动实现回转运动。
(3)定位 分度工作台的回转速度由液压马达和液压系统中的单向节流阀来调节,分度初作快速转动,在将要到达规定位置前减速,减速信号由固定在大齿轮9上的挡块22(周向均布八个)碰撞限位开关发出。当挡块碰到第一个限位开关时,发出信号使工作台降速,碰到第二个限位开关时,分度工作台停止转动。此时,相应的定位销7正好对准定位孔衬套6。
(4)夹紧 分度定位完毕后,数控系统发出信号使中央液压缸17卸荷,油液经管道18流回油箱,分度工作台1靠自重下降,定位销7插入定位孔衬套6中。定位完毕后消隙液压缸5通压力油,活塞顶向工作台面1,以消除径向间隙。经油槽13来的压力油进入锁紧液压缸8的上腔,推动活塞11下降,通过11上的T形头将工作台锁紧。至此分度工作进行完毕。
定位销式分度工作台的定位精度取决于定位销和定位孔的精度,最高可达±5″。定位销和定位孔衬套的制造和装配精度要求都很高,硬度的要求也很高而且耐磨性要好。 2.鼠牙盘式分度工作台
鼠牙盘式分度工作台主要由工作台面、底座、夹紧液压缸、分度液压缸及鼠牙盘等零件组成,如图2-7所示。
17
图2-7 鼠牙盘式工作台
1、2、15、16-推杆;3、4-下、上鼠牙盘;5、13-推力轴承;6-活塞;7-工作台;8-齿条活塞; 9、10-夹紧液压缸上、下腔;11-齿轮;12-内齿圈;14、17-挡块;18、19-分度液压缸右、左腔;
20、2l-分度液压缸进、回油管道;22、23-升降液压缸进、回油管道
机床需要分度时,数控系统就发出分度指令(也可用手压按钮进行手动分度),由电磁铁控制液压阀(图中未示出),使压力油经管道23至分度工作台7中央的夹紧液压缸下腔10,推动活塞6上移(液压缸上腔9的回油经管道22排出),经推力轴承5使工作台7抬起,上鼠牙盘4和下鼠牙盘3脱离啮合。工作台上移的同时带动内齿圈12上移
18
并与齿轮11啮合,完成了分度前的准备工作。
当工作台7向上抬起时,推杆2在弹簧作用下向上移动,使推杆1在弹簧的作用下右移,松开微动开关D的触头,控制电磁阀(图中未示出)使压力油经管道21进入分度液压缸的左腔19内,推动齿条活塞8右移(右腔18的油经管道20及节流阀流回油箱),与它相啮合的齿轮11作逆时针转动。根据设计要求,当齿条活塞8移动113mm时,齿轮1l回转90°,因此时内齿圈12已与齿轮11相啮合,故分度工作台7也回转90°。分度运动的速度快慢可通过进回油管道20中的节流阀控制齿条活塞8的运动速度进行调整。
齿轮11开始回转时,挡块14放开推杆15,使微动开关C复位。当齿轮11转过90°时,它上面的挡块17压推杆16,使微动开关E被压下,控制电磁铁使夹紧液压缸上腔9通入压力油,活塞6下移(下腔10的油经管道23及节流阀流回油箱),工作台7下降。鼠牙盘4和3又重新啮合,并定位夹紧,分度运动进行完毕。管道23中用节流阀用来限制工作台7的下降速度,避免产生冲击。
当分度工作台下降时,推杆2被压下,推杆1左移,微动开关D的触头被压下,通过电磁铁控制液压阀,使压力油从管道20进入分度液压缸的右腔18,推动齿条活塞8左移(左腔19的油经管道21流回油箱),使齿轮11顺时针回转。它上面的挡块17离开推杆16,微动开关正的触头被放松。因工作台面下降夹紧后齿轮11下部的轮齿已与内齿圈12脱开,故分度工作台面不转动。当活塞齿条8向左移动113mm时,齿轮11就顺时针转90°,齿轮11上的挡块14压下推杆15,微动开关C的触头又被压紧,齿轮11停在原始位置,为下次分度做好准备。
鼠牙盘式分度工作台的优点是分度和定心精度高,分度精度可达±0.5″~±3″。由于采用多齿重复定位,从而可使重复定位精度稳定,而且定位刚性好,只要分度数能除尽鼠牙盘的齿数,都能分度,适用于多工位分度。 2.1.3.2 数控回转工作台
数控回转工作台可以实现圆周进给运动,还可以完成分度运动。图2-8给出了JCS-018型自动换刀数控卧式镗铣床的数控回转工作台。该数控回转台由传动系统、间隙消除装置及蜗轮夹紧装置等组成。
19
图2-8 数控回转工作台
1-电液脉冲马达;2、4-齿轮;3-偏心环;5-楔形拉紧销;6-压块; 7-螺母;8-锁紧螺钉;9-蜗杆;10-蜗轮;11-调整套;12、13-夹紧瓦; 14-夹紧液压缸;15-活塞;16-弹簧;17-钢球;18-光栅;19-撞块;20-感应块
当数控转台接到数控系统指令后,首先松开蜗轮10,然后启动电液脉冲马达1,按指令脉冲来确定工作台的回转方向、速度及角度大小等参数。工作台的运动由电液脉冲马达1驱动,经齿轮2和4带动蜗杆9,通过蜗轮10使工作台回转。为了尽量消除传动间隙和反向间隙,齿轮2和齿轮4相啮合的侧隙是靠调整偏心环3来消除的。齿轮4与蜗杆9是靠楔形拉紧圆柱销5(A-A剖面)来连接的,这种连接方式能消除轴与套的配合间隙。为了消除蜗杆副的传动间隙,采用了双螺距渐厚蜗杆,通过移动蜗杆的轴向位
20