滚齿机转台结构分析及同步控制研究.pdf

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1、M滚齿机转台结构分析及同步控制研究齐重数控装备股份有限公司(黑龙江齐齐哈尔161005)孙永超李金龙本文研究内容取源于对齐重数控YK311000L数SYS对工况下的转台结构进行应力和变形分析，验证控滚齿机回转滑座的研制，作为国家重点研制项目所设计结构的合理性和可行性。的部件，其设计精度和参数已经达到或超过国际先2．研究对象布局进水平，研究意义重大。刀架的数控转台是滚齿机工作时齿形展成运动本文的主要研究对象是滑座回转装置。滑座安的重要保障之一，其结构和运动精度直接决定着齿装在立柱垂直导轨上，带动动力头架作z向运动。形的加工质量

2、。介绍了本文研究对象YK31IO00L数滑座设有数控动力头架回转装置A轴，由交流伺服控滚齿机的转台结构以及控制方式，分析其工作原电动机经减速机、双导程蜗轮蜗杆驱动回转台旋转，理，根据数控转台的主要性能指标检验其是否满足回转角度为正负30。，A轴设有自动夹紧装置，另设转速、刚度和精度的要求，对其传动部分关键部件有不同动力头架的快换接口。圆光栅闭环控制。进行了校核，同时对转台行了有限元建模并进行了滑座应用滚滑复合导轨。导向导轨均为滚动，静力学分析。支撑面为减磨滑动导轨。滑座采用L形滚动压板，在压板上装有液压夹紧装置。1．方案实施

3、3．同步转台的结构分析首先对滚齿机数控转台部分进行结构分析，根据数控转台的主要性能指标检验其是否满足转速、根据滚齿机的实际使用工况确定该滚齿机数控刚度和精度的要求；同时对数控转台的传动部分进转台部分的结构形式，然后根据数控转台的主要性行校核，包括电动机的校核和蜗轮蜗杆的校核；对能指标检验其是否满足转速、刚度和精度的要求；于数控转台的关键部分，采用有限元分析软件AN—同时对数控转台的主传动部分进行校核，包括电动。⋯¨¨。”_l¨·’l¨-‘_l¨-⋯l⋯·。l¨

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6、_‘’_l¨’_l¨-⋯⋯⋯’”¨十前D4轴60K7M】2T4承温度0卜r—————————————————————M)十。。JH后轴承温度l岳M1乏021—————————一(M22)出．H十。J后轴承温If"D712K5M1赢I2H十D7l2K一1H_十J图16温升稳定次数判断图17为主轴温升过程中报警处理，此报警很重要，能够防止主轴箱温升太大造成轴承烧毁，相对人工操作有了很多的安全保证。图17报警的控制此装置的设计能够保证机床主轴箱温升测试更够为企业减少人力资源。MW加准确，安全，从而保证机床的加工精度，同时也能

7、(收稿日期：20140415)582014：：参磊工。冷加工上vlAachineTools幻l机床自动化机的校核和蜗轮蜗杆的校核；对于数控转台的关键J联=1．59×10一kg·133部分，由于其结构复杂，承载情况也比较复杂，不J杆=1．6×10～kg·m能运用现有理论公式进行计算，采用有限元分析软J：1．196X10～kg·m件ANSYS建立了转台的有限元模型，对相应工况下J=3．496×10一kg。m的转台结构进行应力和变形分析，验证所设计结构(2)最大切削负载转矩，偏载力矩：M=2．88的合理性和可行性。10N．m数控回

8、转工作台主要由蜗轮蜗杆、T作台、主折算到电动机侧：M=6．5N·in轴及其他附件组成，其工作原理如下：交流伺服电(3)加速度性能检验，加速度性能检验原则为：动机轴通过联轴器与蜗杆轴相联，蜗杆与T作台地快速空载启动力矩应该小于电动机的最大转矩。面把合的蜗轮齿圈啮合，带动工作台旋转运动，由快速空载启动力矩数控指令和电动机的反馈共同完成工作台的转速、M=Mo⋯+(2)转向以及转角控制。工件安装在工作台上，工作台式中，⋯为空载时启动折算到电动机轴的最大安装在滑座上，通过滑座的运动可以实现T作台的转矩，为折算到电动机轴的摩擦转矩直线位

9、移，从而可以对工件的径向位置进行调整。M=3N·m数控转台由双电动机同步控制驱动，通过蜗轮三±鱼：<2×l2蜗杆带动转台进行分度。电动机的选型，蜗轮蜗杆0．4’的结构形式以及转台的结构形式对于整个数控转台所以，可以选用1FKT105—7AF71—1DG0，12N·nl，的工作性能起着至关重要的作用。整个数控转台的3000r／min，3．14kW的交流伺服电动机。剖面结构图如图1所示。5．蜗轮蜗杆校核(1)蜗轮蜗杆接触强度校核：按蜗轮齿面疲劳点蚀计算，接触疲劳工作应力校核依据为H=ZEZ。,／1O00T~／a≤O'Hp(3)许

10、用接触应力校核依据为(，HP=肌Z^Z／LS。(4)图1数控转台的剖面结构式中，为材料弹性系数，z。为蜗杆传动接触系数，为使用系数，为蜗轮转矩，o为啮合中心距，4．电动机的参数计算及校核蜗轮轮齿的接触疲劳极限强度值，为寿命系已知电动机的技术参数如下：选用进给电动机数，z为转速对载荷循环次数