專利名稱：臥式加工中心數(shù)控新型分度工作臺的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種新型分度工作臺，尤其是一種臥式加工中心數(shù)控新型分度工 作臺。
背景技術：
臥式加工中心是機電一體化高技術產(chǎn)品，也是數(shù)控機床中科技含量較高的一 種加工中心，其中的分度工作臺又是臥式加中心最關鍵功能部件，該部件的制造 技術難度較大。通常臥式加工中心的分度工作臺是用一臺伺服電機來驅(qū)動蝸桿一 蝸輪副(或蝸桿_蝸輪副+齒輪副)帶動工作臺旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)工作臺的角位移，達 到分度的目的。分度工作臺分度精度、定位精度和重復定位精度取決分度機構中 端齒盤的精度，端齒盤的精度越高，分度臺的分度精度也就越高。目前臥式加工 中心中最典型的兩種高精度的分度工作臺的結構，一個是采用蝸桿一蝸輪副分度
機構，另一個是采用蝸桿一蝸輪副+齒輪副的分度機構。這兩種結構具有共同特 點，它們都是用一臺電機專門來驅(qū)動分度機構，并且都是用端齒盤來進行精確定 位的。不同之處在于第一種的結構簡單，只用了一對蝸桿一蝸輪副，傳動鏈較短； 第二種除用了一對蝸桿一蝸輪副外，還多用了一對齒輪副，傳動鏈較長。但目前 技術中的分度工作臺一般都結構復雜，必須專門使用一臺電機來來驅(qū)動分度機 構，因此成本較高。并且傳統(tǒng)技術中采用的蝸桿和蝸輪的材料容易磨損，導致精 度下降，造成使用壽命的降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種臥式加工中心數(shù)控新型分度工作臺，以解決目前技 術存在的結構復雜，成本較高，容易磨損，使用壽命低的問題。 為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案為
一種臥式加工中心數(shù)控新型分度工作臺，包括上滑鞍、下滑鞍和工作臺，所 述上滑鞍上安有下齒盤，上滑鞍中心安裝有可上下滑動的活塞，所述的活塞與上 滑鞍之間有油路或氣路，活塞中轉(zhuǎn)動安裝有支撐軸，所述支撐軸上方安裝有工作 臺，所述工作臺與下齒盤相對的位置處安裝有上齒盤，所述下滑鞍中間安裝有絲 桿，所述絲桿由電機驅(qū)動，所述的絲桿上有絲桿螺母，所述的絲桿螺母與下滑鞍上的螺母座固定連接，其特征在于所述的支撐軸底部連接有齒輪，所述的下滑 鞍中固定有與上滑鞍移動方向平行的齒條，所述齒輪與齒條相互嚙合。
所述的臥式加工中心數(shù)控新型分度工作臺，其特征在于所述的齒輪下連有 傳感器。
本發(fā)明是臥式加工中心工作臺的精密、自動分度機構。該機構利用了機床的 直線坐標運動，并將其轉(zhuǎn)換為工作臺的旋轉(zhuǎn)運動，快速地完成機床的自動分度。 與傳統(tǒng)的臥式加工中心分度工作臺相比，本裝置不需要專門為分度工作臺配置一 臺用于驅(qū)動分度機構的伺服電機，這不僅節(jié)省了 1臺套的伺服機及其驅(qū)動單元， 而且對機床控制系統(tǒng)的控制功能的要求，從4坐標功能降低為3坐標功能。
本發(fā)明變直線座標運動為工作臺的分度運動，用一臺伺服電機兼顧直線座和 回轉(zhuǎn)座標的驅(qū)動。本發(fā)明用于臥式加工中心，可減少一臺伺服電機和一套伺服驅(qū) 動單元，并能實現(xiàn)用3軸控制系來控制必須用4座標控制系統(tǒng)才能控制的臥式加 工中心，可降低控制系統(tǒng)(含伺機服電機和伺服一動單元)的配套會用15%—
20%。
本發(fā)明與傳統(tǒng)的臥式加工中心的分度工作臺相比，由于本發(fā)明是借助直線驅(qū) 動裝置，在原裝置的基礎上只增加了 1根齒條和1個齒輪，就構成了新型的分度 工作臺，簡化了傳統(tǒng)的分度結構。從制造成本方面來看，蝸輪是用銅合金等貴金 屬制成，齒輪、齒條是用普通鋼材制成，兩者的材料費用相差10多倍。而且蝸 輪副較齒輪副的制造難度大、精度低、加工費用高，約齒輪加工費用的10-15倍。 從分度精度及其保持性來看，蝸輪副較齒輪副是難制造、難調(diào)整，即便是采用變 螺距的蝸桿，蝸輪副傳動機構的間隙調(diào)整也十分麻煩、易磨損，精度保性差。而 齒輪副制造容易，還可以通過淬火、磨削等工藝方法來提高制造精度，因此不容 易磨損，有較好的精度保持性。


圖1為本發(fā)明剖視結構圖。
圖2為本發(fā)明上滑鞍結構圖。
圖3為本發(fā)明俯視結構圖。
具體實施例方式
參見附圖， 一種臥式加工中心數(shù)控新型分度工作臺，包括上滑鞍6、下滑鞍7和工作臺1，所述上滑鞍6上安有下齒盤5，上滑鞍6中心套有活塞3，活塞3 中套有支撐軸2，所述支撐軸2上方套有工作臺1，所述工作臺1與下齒盤5相 對的位置處安有上齒盤4，所述下滑鞍7上安有螺母座13，螺母座13中有絲桿 螺母12，所述絲桿螺母12套在滾珠絲桿11的一端，所述滾珠絲桿11另一端由 電機20驅(qū)動，所述工作臺1底部連接有套有壓縮彈簧15的發(fā)信桿14，所述發(fā) 信桿14通過開關碰撞桿17與行程開關18連接，所述的支撐軸2底部連接有齒 輪9，所述的下滑鞍7中固定有齒條8，所述齒輪9與齒條8相互嚙合連接。所 述的齒輪9下連有傳感器10。
工作臺抬起過程如下當機床加工程序運行至分度指令時，控制管路的電磁 閥接通，壓力油(或氣)從管路進入液壓缸下腔，活塞3在液(或氣)壓介質(zhì)的 推動下帶動支撐軸2向上運動、此時液壓缸上腔中的壓力油(或氣)被擠入管路 流回油箱；工作臺l、上齒盤3、及齒輪9被支撐軸2帶動向上運動，直至活塞 3上升至頂端，此時上齒盤4與下齒盤5完全分離、齒輪9與齒條8已經(jīng)嚙合， 發(fā)信桿14在壓縮彈簧15的作用下，上升緊貼住工作臺的底部，并通過開關碰撞 桿17壓下行程開關18的觸點，發(fā)出工作抬起到位信號。
工作臺分度過程如下當工作臺抬起到位信號到達，X軸伺服電機起動并 帶動滾珠絲桿11旋轉(zhuǎn)，絲桿螺母12通過螺母座13帶動上滑鞍6沿下滑鞍7的 導軌作直線動動。由于齒輪9與己被固定在下滑鞍7上的齒條8已經(jīng)嚙合，因此 裝在支撐軸2上的齒輪9在上滑鞍6的帶動下作在直線運作動的同時必須還要 按與齒條嚙合線作回轉(zhuǎn)動動，上滑鞍6才能完成直線運動。在齒輪9的回轉(zhuǎn)時帶 動了支撐軸2、工作臺1和上齒盤4同步回轉(zhuǎn)，這就可以執(zhí)行工作臺的分度運動。 本結構還可以通過滾珠絲桿的正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)齒輪的正反轉(zhuǎn)，使工作臺可實現(xiàn)正負方 向的回轉(zhuǎn)，完成正向和負向的分度的功能。
當工作臺分度運動結束，控制油缸上腔管路的電磁閥接通，壓力油(或氣) 沿管路進入油缸上腔，活塞3在壓力油(或氣)的作用下向下運動，連同支撐軸 2帶動工作1、上齒盤4和齒輪9一同向下運動，直至上齒盤4與下齒盤5完全 嚙合，下腔的壓力油(或氣)被擠出送回油箱，行程開關18的觸點復位。在上 腔壓力油(氣)的作用下，固定在工作臺上的上齒盤4與固定在上滑鞍上的上齒 盤全部嚙合，被牢牢夾緊在指令的角度上。本機構是利用座標的直線運動間接地實現(xiàn)工作臺的回轉(zhuǎn)分度運動，工作臺分 度時它的最小轉(zhuǎn)動角度，也就是端齒盤最小轉(zhuǎn)角，通常稱之為端齒盤的單位轉(zhuǎn)角
(常用的有3° 、5°和r )，為實現(xiàn)單位轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)動，與之關聯(lián)的直線座標(如
上滑鞍6)相對應要移動一段距離，這個距離我們稱它為單位轉(zhuǎn)角行程。單位轉(zhuǎn) 角行程是計算指令轉(zhuǎn)角行程基本運算單位。
任何一臺用齒盤定位的分度的臥式加工中心，其工作臺的分度數(shù)是固定的。 常用齒盤的分度數(shù)有3° X120等分、5° X72等分和1° X360等分三種，.前兩 種用得較多，后一種為細分齒盤，用得較少。從結構來說任何一臺臥式加工中心， 所配置的齒盤的等分數(shù)決定了機床分度工作臺的最小分度角(單位轉(zhuǎn)角)，齒輪 與齒條的模數(shù)和齒輪的齒數(shù)決定了齒輪的周長和齒條的最小有效長度。因此單位 轉(zhuǎn)角行程應等于齒輪節(jié)圓直徑除以齒盤的等分數(shù)。
設單位轉(zhuǎn)角行程為Ln，齒輪節(jié)圓直徑為dm，齒盤等數(shù)為N,則單位轉(zhuǎn)角行
程為
Ln=dm/N
采用本分度機構的任何一臺臥式加工中心，Ln是一個定數(shù)。如一臺臥式加 工中心工作臺配置了 5° X72等分的齒盤，5°就是該機床工作臺的最小分度角 (單位轉(zhuǎn)角)，則單位轉(zhuǎn)角行程L^dm/72。對這臺機床而言，齒輪節(jié)圓直dm是 唯一的，所以1^= L5=dm/72是的定數(shù)。如另一臺臥式加工中心它配置的是3。 X120等分的齒盤，該機床的單位轉(zhuǎn)位行程Ln-Lfdm/120，對這臺機床來講，L3 還是一個定數(shù)。
機床工作時工作臺轉(zhuǎn)位(分度)是按程序指令執(zhí)行的，通常是用B指令來 指令工作臺的轉(zhuǎn)位角度，如指令工作臺正向旋轉(zhuǎn)30° ，就用B30°這條指令來 指定工作臺按順時針方向轉(zhuǎn)30° 。對于本結構的分度工作臺來說，我們有必要 計算出對應指令轉(zhuǎn)角的直線座標的行程，我們稱之為工作臺的指令轉(zhuǎn)角行程，而 工作臺的指令轉(zhuǎn)角行程就是X軸(或Z軸)因工作臺轉(zhuǎn)位需要，而移動和的行 程。由于本機構選擇了 X軸的伺服電動機來驅(qū)動分度機構，因此指令角行程就 是X向的行程。如工作臺的指令角為30。，對于配置為5。 X72等分齒盤的臥 式加工中心，指令轉(zhuǎn)角行程X應等于指令角與單位轉(zhuǎn)角之商乘以單位轉(zhuǎn)角行程， 即X=(指令轉(zhuǎn)角/單位角)L5= (30/5) L5=6L5如指令角為負值時，則工作臺須反時針旋。此時X^6L5。指令轉(zhuǎn)角行程是
與指令轉(zhuǎn)角、單位轉(zhuǎn)角、單位轉(zhuǎn)角行程有關的線性函數(shù)。計算指令角行程的通式 為
X=± (指令轉(zhuǎn)角/機床最小分度角)Ln 順時針旋轉(zhuǎn)取正值，反之取負值。
權利要求
1、一種臥式加工中心數(shù)控新型分度工作臺，包括上滑鞍、下滑鞍和工作臺，所述上滑鞍上安有下齒盤，上滑鞍中心安裝有可上下滑動的活塞，所述的活塞與上滑鞍之間有油路或氣路，活塞中轉(zhuǎn)動安裝有支撐軸，所述支撐軸上方安裝有工作臺，所述工作臺與下齒盤相對的位置處安裝有上齒盤，所述下滑鞍中間安裝有絲桿，所述絲桿由電機驅(qū)動，所述的絲桿上有絲桿螺母，所述的絲桿螺母與下滑鞍上的螺母座固定連接，其特征在于所述的支撐軸底部連接有齒輪，所述的下滑鞍中固定有與上滑鞍移動方向平行的齒條，所述齒輪與齒條相互嚙合。
2、 如權利要求1所述的臥式加工中心數(shù)控新型分度工作臺，其特征在于 所述的齒輪下連有傳感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種臥式加工中心數(shù)控新型分度工作臺，包括上滑鞍、下滑鞍和工作臺，所述上滑鞍上安有下齒盤，上滑鞍中心套有活塞，活塞中套有支撐軸，所述支撐軸上方套有工作臺，所述工作臺安有上齒盤，所述下滑鞍上安有螺母座，螺母座中有絲桿螺母，所述絲桿螺母套在滾珠絲桿的一端，所述滾珠絲桿由電機驅(qū)動，所述工作臺底部連接有套有壓縮彈簧的發(fā)信桿，所述發(fā)信桿通過開關碰撞桿與行程開關連接，所述的支撐軸底部連接有齒輪，所述的下滑鞍中固定有齒條，所述齒輪與齒條相互嚙合連接。本發(fā)明結構簡單，成本較低，所用零件不易磨損，能夠保持較好的精度，而且使用壽命較長。
文檔編號B23Q1/25GK101422863SQ20081024309
公開日2009年5月6日 申請日期2008年11月28日 優(yōu)先權日2008年11月28日
發(fā)明者許祥泰 申請人:安徽池州家用機床股份有限公司