组合机床多工位回转工作台设计
3 工作台组件选型和设计
3.1 回转工作台的循环工作方式设计
多工位回转工作台式机床共有连续全自动工作循环、单机半自动循环和手动调整三种工
作方式。
连续全自动和单机半自动循环的控制要求为: 按下启动按钮，上料机械手向前， 将待加
工零件送到夹具上，同时进料装置进料，然后上料机械手退回原位， 进料装置放料， 回转工作台自动微抬并转位，接着多个工作滑台向前， 多个动力头同时加工，加工完成后， 各工程滑台退回原位，下料机械手退回原位并取走已加工完的零件，完成一个工作循环， 并开始下一个工作循环，实现全自动工作方式。如果选择预停， 则每个工作循环完成后， 机床自动停止在初始位置、等到再次发出启动命令后，才开始下一个循环 这就是半自动循环工作方式。
手动控制方式主要用于检查和维修。
根据工作循环方式的特点，选择单机半自动循环，即每个工作循环完成后， 机床自动停
止在初始位置、等到再次发出启动命令后， 才开始下一个循环。 所设计工作循环图表示如下：
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3.2 气缸的设计
3.2.1 气缸概述：气缸是一种引导活塞在其中进行直线往复运动的圆筒形金属机件，其作用是将压缩空气的压力能转换为机械能，驱动机构作直线往复运动、摆动和旋转运动。气缸的种类很多，按结构特征，气缸主要分为活塞式气缸和膜片式气缸两种；按运动形式分为直线运动气缸和摆动气缸两类。
3.2.2 气缸的结构：气缸主要由缸筒、端盖、活塞、活塞杆和密封件等组成，其内部结构如图所示：
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3.2.3 气缸的工作原理：以单活塞杆双作用气缸为例，气缸内部被活塞分成两个腔。有活塞杆腔称为有杆腔，无活塞杆腔称为无杆腔。当从无杆腔输入压缩空气时，有杆腔排气，气缸两腔的压力差作用在活塞上所形成的力克服阻力负载推动活塞运动，使活塞杆伸出；当有杆腔进气，无杆腔排气时，使活塞杆缩回。若有杆腔和无杆腔交替进气和排气，活塞实现往复直线运动。
3.2.4 气缸的选择：根据工作所需力的大小来确定活塞杆上的推力和拉力。由此来选择气缸时应使气缸的输出力稍有余量。若缸径选小了，输出力不够，气缸不能正常工作；但缸径过大，不仅使设备笨重、成本高，同时耗气量增大，造成能源浪费。
3.2.5 确定气缸的类型和参数：确定气缸类型为单活塞杆双作用气缸，结合项目需要，选用北京丰鼎泰克机电经营部内径为50mm的气缸，其规格为62*62*93，尺寸大小符合设计要求；其理论作用力可达500N，在加工状态能实现可靠固定，其参数如下图所示。
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3.3 行程开关选型
3.3.1概述：本项目中选用Z-15GQ21-B型号的行程开关，用来对回转工作台进行分度定位。选用Z-15GQ21-B型号的行程开关的原因：该行程开关断路容量达15A，且精度高（重复精度良好）。有标准型、分割接触型、维持接触型等丰富品种，标准型中还具有微小负载用系列，保护端子部位的安全，具有防滴功能的防滴端子，以及保护盖和塑料端子型。
3.3.2工作原理：行程开关的原理就是压下开关使其闭合或断开，以获得机械行程到位的信号
3.3.3工作过程：回转工作台上均匀分布六个行程开关，工作台底部联接的大齿轮回转，进行分度运动。在大齿轮上以 60 ° 的间隔均布6个挡块，分度时，工作台先快速回转。当进入规定位置时， 挡块碰撞限位开关，发出信号使工作台停止回转。
4 回转工作台设计
4.1回转工作台概述
4.1.1 回转工作台传动方案为：步进电机——带轮传动——回转工作台。
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4.1.2 主要参数：
（1）最大回转半径：600 mm （2）回转角度：0 -360° （3）回转精度：15’’/脉冲 （4）最大承重重量：M=200kg
（5）工作情况：两班制，每天8个小时，工作寿命为8年。连续单向运转，载荷较平稳; （6）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量； （7）工作环境：室内，轻度污染环境； 4.2步进电机的选择及运动参数的计算
回转工作台的转动惯量：由于工件的质量相对于工作台可以忽略，且不考虑转台外部阻
力矩。实际工作中，工作台的转速为n=10rad/min，由主要技术参数可得
??10?200??300?1000?2kg?m2?3kg.m2 J?n?M?R?10006010转台角加速度为??2??n?0.5?2????0.5rad/s2?2.09rad/s2
60所以最大力矩为 Tmax?J??3?2.09N?m?6.27N?m
由工作台工作状态及转速Tmax，初步确定步进电机型号为三相步进电机BSHB31112，保持转矩T= 8T?m>6.27 T?m；额定转速为800rpm，基本技术参数如下
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