回转工作台有数控回转工作台和分度工作台两种。

1.数控回转工作台

数控回转工作台多用于数控镗、铣床,主要功能有两个:一是实现工作台的分度转位,即在非切削时,装有工件的工作台能完成0°～360°任意角度的分度;二是实现工作台圆周方向的进给,即切削时,与x、y、z 三个坐标轴联动,加工复杂的空间曲面。

数控回转工作台外形和普通机床的分度工作台相似,但其内部结构具有数控进给驱动机构的许多特点。图2-22所示为加工中心上的数控回转工作台,这是一种补偿型的开环数控回转工作台,它的进给、分度转位和定位锁紧都由给定的指令进行控制。

工作台的运动由伺服电动机1驱动,通过齿轮副2、4,蜗轮副9、10,带动工作台做圆周进给或分度运动。为了消除传动间隙和反向间隙,主动齿轮2和从动齿轮4的侧隙,是通过调整偏心环3来消除的;齿轮4与蜗杆9靠楔形拉紧圆柱销5来连接,这样能消除轴与套的配合间隙;为消除蜗杆副的传动间隙,采用双螺距渐厚蜗杆9,通过移动蜗杆的轴向位置来调整间隙。这种蜗杆的左右两侧面具有不同的螺距,因此蜗杆齿厚从头到尾逐渐增大。但由于同一侧的螺距是相同的,所以仍然保持着正常的啮合。

当工作台静止时,必须处于锁紧状态。工作台面用沿其圆周方向分布的八个夹紧液压缸14进行夹紧。当工作台不回转时,夹紧液压缸的上腔进压力油,使活塞15向下运动,通过钢球17、夹紧瓦12、13将蜗轮10夹紧。当工作台需要回转时,数控系统发出指令,使夹紧液压缸上腔的油流回油箱。在弹簧16的作用下,钢球17抬起,夹紧瓦12、13松开蜗轮10,然后由伺服电动机1通过传动装置,使蜗轮10和工作台按照控制系统的指令做回转运动。

图2-22　开环数控回转工作台结构

1—伺服电动机;2—主动齿轮;3—偏心环;4—从动齿轮;5—圆柱销;6—锁紧瓦;7—套筒;8—螺钉;9—蜗杆;10—蜗轮;11—丝杠;12、13—夹紧瓦;14—液压缸;15—活塞;16—弹簧;17—钢球;18—光栅(www.daowen.com)

开环数控回转工作台的定位精度主要取决于蜗轮副的传动精度,因而必须采用高精度的蜗轮副。除此之外,还可以在实际测量工作台静态定位误差之后,确定需要补偿的角度位置和补偿脉冲的符号(正向或反向),记忆在补偿回路中,由数控装置进行误差初始补偿。

数控回转工作台设有零点,当它做返回零点运动时,先用挡块碰撞限位开关(图中未示出),使工作台降速,然后通过感应块和无触点开关,使工作台准确地停在零位。数控回转工作台在任意角度转位和分度时,由光栅进行读数控制,因此能够达到较高的分度精度。

2.分度工作台

数控机床的分度工作台与数控回转工作台不同,它只能够完成分度运动,而不能实现圆周进给。由于结构原因,通常分度工作台的分度运动只限于完成规定的角度(如90°、60°或45°等)。机床上的分度传动机构,本身很难保证工作台分度的高精度要求,常常需要将定位机构和分度机构结合起来,再用夹紧装置保证机床工作时的安全可靠。

图2-23所示为一定位销式分度工作台。分度工作台2置于长方形工作台11中间,在不单独使用分度工作台2时,两个工作台可以作为一个整体使用。分度工作台2的底部均匀分布着8个定位销8,在工作台底座12上有一定位孔衬套7以及供定位销移动的环形槽。由于定位销之间的分布角度为45°,因此分度工作台只能做2、4、8等分的分度运动。定位销式分度工作台的分度精度主要由定位销和定位孔的尺寸精度及坐标精度决定,最高可达±5＂。为了适应大多数零件的加工要求,应当尽可能提高最常用的180°分度销孔的坐标精度,而其他角度(如45°、90°和135°)的坐标精度可以适当降低。

图2-23　定位销式分度工作台

分度工作台还有鼠齿盘式分度工作台,由于鼠齿盘分度机构的向心多齿啮合,应用了误差平均原理,能获得较高的分度精度和定心精度,但鼠齿盘制造比较困难。