雙凸輪聯動工作臺交換技術*

李全普 楊銘東 李 凱

(大連華根機械有限公司，遼寧大連 116620)

制造業是一個國家或地區經濟發展的重要支柱，其發展水平標志著該國家或地區的經濟實力、科技水平、生活水準和國防實力。機械制造業是制造業的核心，是制造機械產品的工業部門，也是為國民經濟各部門提供裝備的部門。機械制造業的生產能力和發展水平標志著一個國家或地區國民經濟現代化的程度。現階段我們研究的方向是在保證機床質量的基礎上如何提高它的生產效率、可靠性和低成本。

大連機床集團加工中心研究所通過對滾齒凸輪機構的剖析和研究，在經過不斷的摸索與嘗試中進一步對滾齒凸輪機構進行了創新，發明出適用于中小型機床的雙凸輪聯動工作臺交換技術，現廣泛用于MDH系列機床上，并取得了較大的利潤。

滾齒凸輪機構也稱蝸桿凸輪分度機構，是一種高速、高精度垂直軸傳動的分度機構，它由凸輪和滾子轉盤組成(如圖1)。

滾齒凸輪機構有如下特點:

(1)高速 凸輪軸的轉速可達1 200 r/min，遠遠超過其他凸輪機構的轉速;

(2)高精度 通常分度精度可在±30″之內，現已有分度精度接近±5″的產品，反向間隙可在10″之內，定位精度高;

(3)低噪聲 滾子與凸脊側面為線接觸，傳動平穩，噪聲低;

(4)高剛性 適當預緊后，可獲得高的剛性。試驗表明，預緊量不宜過大，當預緊量超過3 μm后，摩擦扭矩急增;

(5)高效、高壽命、易調整 滾子與凸輪間為滾動摩擦傳動，傳動效率在90%以上，壽命高，維修方便。

1 原有機床交換工作臺的技術結構

臥式加工中心托板抬起旋轉交換工作臺的結構主要包括工作臺抬起機構和工作臺旋轉機構。工作臺抬起一般由液壓缸驅動，工作臺旋轉可由減速電動機帶動凸輪驅動或由液壓旋轉缸驅動。其工作過程可分為工作臺抬起、工作臺旋轉以及工作臺落下3個步驟。從其工作過程可以看到，在工作臺交換全過程中每步都需要檢測其位置，由此使得工作臺交換時間加長，同時運動過程不可靠，容易出現定位不準的現象。

2 雙凸輪聯動工作臺交換機構

經過改進與滾齒凸輪機構相結合后的技術結構如圖2所示。

該技術將原技術中兩套獨立的結構通過將滾齒凸輪機構與一對平面凸輪有機地結合起來，組成一套相互關聯的聯動機構。從圖2中可以看到，減速電動機運轉時，2個平面抬起凸輪與滾齒凸輪機構進行聯動，由于兩組凸輪在設計過程中對凸輪曲線進行了合理匹配，使得工作臺在交換過程中可以快速、安全、可靠地完成。

具體工作過程為:工作臺移動到交換位置(系統信號發出)，減速電動機運轉使2個平面抬起凸輪運轉帶動杠桿抬起使工作臺抬起;同時滾齒凸輪推動六角軸旋轉180°，通過輸出軸帶動工作臺完成工作臺交換;2個平面抬起凸輪繼續運轉帶動杠桿落下使工作臺落下，工作臺交換過程完成。

改進后的雙凸輪聯動工作臺交換結構優點:(1)較大程度上縮短了工作臺交換時間，提高了效率;(2)提高了運轉的可靠性，使得工件的抬起和落下更穩定和準確;(3)減少了開關檢測及工作臺抬起油缸，降低了成本。

3 結語

通過對滾齒凸輪機構改進而發明的雙凸輪聯動工作臺交換技術現已趨于成熟，經過反復實驗，此技術運用于中小型機床上最為適宜。該技術已經獲得國家實用新型專利。

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