三等分液压回转台.doc

液压等分回转台的研究应用摘要：基于行星架零件结构圆周均布的特点，为了更快捷的加工，采用液压等分回转台进行分度，零件用油缸自动压紧。操作简便，加工效率高，切削效果良好。本文着重阐述等分回转台的设计。关键词：液压等分回转台，行星架，均布1. 引言回转台是常用机床附件，在零件加工中应用很普遍。回转台可辅助铣床等机床完成各种曲线零件，各种角度零件的分度铣削以及用于画线工作。它的主要类型有普通回转台和数控回转台。对于一些结构角度等分零件的铣削加工，最方便的当然是采用加工中心配合数控回转台来满足加工要求。但对于大批量生产和经济性考虑，普通机床通过改造来达到跟加工中心相同的加工效果，才是最优化的选择。由此设计一台自动回转的等分回转台配合铣床动作实现自动加工是本文需要阐述的内容。2. 设计步骤2.1零件工艺分析 行星架零件材料QT600-3,正火硬度229-302HBS,需加工三处圆周均布槽口尺寸为，表面粗糙度要求为Ra 3.2，初定用三面刃铣刀进行加工如图1所示。图1 行星架及刀具布置2.2整体方案拟定夹具方面，根据零件加工的位置，只要在铣刀盘覆盖范围内，都可以满足加工要求，所以径向定位要求不高，可以采用在外圆弧面上加挡销定位。零件整体以底面支撑，用内花键孔定位。零件的压紧采用中间伸出螺杆在顶面用开口垫圈配合螺母粗压紧，因铣削力较大，为保证压紧可靠不震动，螺杆另一端用液压油缸拉紧。整体加工方面，根据加工工艺分析，应该采用卧式铣床安装三面刃铣刀盘加工。针对零件加工槽口三等分的特点，为实现多工位自动换位加工，采用三等分液压回转台进行分度换位。2.3三等分液压回转台的设计 回转台的分度、转位、定位机构在很多情况下是同一种机构，但当其定位精度达不到要求时，则增加专门的定位装置。它们的主要功能是实现直线分度移动或圆周分度转位运动，即带动工作台或执行机构完成给定的周期性间歇运动。根据刀具布置要求，该回转台应该采用卧式结构。根据工位数，选定为三分度。因铣削的载荷比较大，为了保证工作的平稳性和可靠性，采用液压带动齿轮齿条的的形式分度。因齿轮齿条的分度行程会存在一定的误差，为了保证定位精度要设计专门的定位装置，本设计采用圆锥销和锥套定位，在一定误差范围内可以实现自找正，消除累积误差并实现间歇性运动，满足加工动作要求。总体结构如图2所示。2.3.1回转台工作原理 将待加工零件装夹到夹具上，另一端驱动压紧油缸将零件压紧。定位油缸处于压紧状态。刀盘进给铣削第一个槽口，加工完毕后退刀。压紧油缸抬起，直到碰到接近开关发出停止信号，同时齿条活塞杆工作带动齿轮转动工作台，总行程回转120度，此时接近开关发出信号，压紧油缸伸出压紧定位，同时齿条活塞杆复位。刀盘进给，再次循环。三次加工结束后压紧油缸松开，取下工件，加工完成。图2 带三等分液压回转台总体结构2.3.2重要结构解析回转台定位装置采用孔盘分度，在分度盘上有6个圆周均布的孔，回转台每次回转结束油缸就推动锥头活塞插入定位孔，弥补定位误差。分度盘采用锥孔是为了更好的和主轴配合用圆螺母压紧和配合间隙比用圆柱轴孔配合小很多。主轴支承形式采用两端固定，一头是深沟球轴承，另一头是推力球轴承与带锥度双列圆柱滚子轴承组合。它的特点是能很好承受轴的双向载荷，即能够很好的承受定位盘上所带来轴向压紧力。而且带锥度双列圆柱滚子轴承刚性好，承载能力大，可以很好的承受加工时刀具的切削力。回转台的回转是靠液压推动齿条带动齿轮转动来完成的。复位时为了不带动齿轮，在齿轮内设计了一个超越离合器结构。该结构在主从动部件旋转方向改变时自动结合和脱开，驱动元件只能从单一方向使从动元件运动。本设计选用滚柱式超越离合器，因其滚柱及滚道加工工艺一致性好，可达到轴承硬度相近指标，因此使用寿命长久，扭矩稳定。在外环与星轮之间用圆柱滚柱支撑，借助弹簧顶销产生持续推力，使滚柱与内环始终挤压接触，通过楔块式滚道实现转矩传递。由于滚柱在内外环间能自由转动，磨损小而均匀，当短时过载，滚柱打滑不会损坏离合器，转矩减小后仍能正常工作。但由于弹簧顶销是滑动件，容易发生卡死现象，所以只适用于中低转速场合，回转台转速不高，满足设计要求。具体机构如图3三等分液压回转台。图3 三等分液压回转台用于转位的油缸两头都各有一调整挡铁，可以用于调整油缸行程L，实现微调回转的定位位置。在误差范围内可以用前面提到的专门定位装置来抵消。2.3.3设计计算 由加工情况所知，刀具的铣削深度=6mm,铣削宽度=54mm,再根据加工位置的限制，选择镶齿硬质合金刀具，直径为200mm，齿数20。已知加工材料QT600-3,硬度229-302HBS。根据加工加工表面粗糙度要求3.2m,确定进给量f为1.2mm/r，即每齿进给量=f/z=0.05mm/z。根据铣刀盘直径确定刀具寿命T=240min。铣削速度公式；式中为切削条件改变时切削速度修正系数；的单位为m/min根据刀具的类型和材料，零件的加工硬度，选择相应系数计算。也可根据表格直接查得，本设计选定为80m/min。铣削的切削技术参数计算如下：转速n=127.3r/min；进给速度=127.3mm/min；切削圆周力；式中单位N，为切削条件改变时切削力修正系数；功率，单位kw。计算所得约2.3kw现选用型号为X63W万能铣床，技术参数主轴电机功率=10kw,进给电机功率=3kw。主轴转速v=30-1500r/min，机床效率=0.75。故0.75且刀具转速在主轴转速范围内，满足切削用量要求，可以采用。为了满足加工强度要求需要计算切削力产生的扭矩在回转台的颠覆力矩范围之内。2.3.4液压原理设计调整变量叶片泵的流量要求达到分度转位时间为1.5S,定位插销、拔销时间各为0.8S,工件夹紧时间为2s。具体原理图如下图4 液压原理图具体回转台动作如下：手动装入工件-YV7通电工件压紧（YV5通电SQ23发讯插销定位）-1SP发讯加工工件凸台1- YV6通电SQ24发讯拔销-YV9通电SQ25发讯回转120度- YV5通电SQ23发讯插销定位- YV10通电齿条复位-2SP发讯加工工件凸台2- YV6通电SQ24发讯拔销-YV9通电SQ25发讯回转120度- YV5通电SQ23发讯插销定位- YV10通电齿条复位-2SP发讯加工工件凸台3-YV8通电工件放松-取下工件-进入下一循环跟据回转台工作原理和加工动作，通过电器程序对电机和电磁铁动作控制来实现回转台的加工动作。回转台整体装配完成后，在分度头箱体内腔加注锂基润滑脂润滑，注满1/2内腔。整体安装到铣床上，根据加工位置和动作要求，调整好刀具和滑台动作行程，排好液压管路避免干涉。调定需要的主轴转速和滑台工进速度。完成整体安装调试。3. 结语该液压等分回转台通过现场加工，动作实现自动，切削效果良好，与普通加工相比大大提高了加工效率。对于等分回转台的应用很普遍，市场上有许多高精密的回转台，现实生产可以直接根据要求采购。本文着重表述的是一种液压回转台的结构原理，目的在于能够更直