ZTK50型重型數控回轉工作臺介紹

趙汝明

（齊齊哈爾二機床（集團）有限責任公司，黑龍江 齊齊哈爾161005）

0 引言

ZTK50型重型數控回轉工作臺是一種具有直線及回轉運動的工作臺，是為大型落地銑鏜床加工大型工件時，安裝定位及加工工件設計的。利用它的B軸及V軸的二向進給，擴大了銑鏜床的加工范圍，可減少工件裝夾次數、提高生產效率。ZTK50型重型數控回轉工作臺主要由床身、滑座、工作臺、工作臺回轉傳動、工作臺直線進給傳動、工作臺4×90°定位等結構組成。

1 主要規格參數

工作臺臺面尺寸為3500 mm×3500 mm；工作臺最大承載為50 t；工作臺直線運動行程（V軸行程）為2000 mm；工作臺直線進給速度范圍（無級）為1～3000 mm/min；工作臺回轉進給速度范圍（無級）為0.001～1 r/min；工作臺外形尺寸為5820 mm×3675 mm×1400 mm；工作臺總重量約為45 t。

2 結構說明（如圖1）

圖1 外觀圖

2.1 床身

滑座沿床身平面滑動，床身和地基是通過大量的調平墊鐵聯接的，為避免混凝土上的局部壓力過大，而把機床和工件的重量平均分配在較寬的地基聯接面上。這種設計使床身能長時間保持其幾何精度而無需調整；由于是大載荷的運動，從而使地基的變形減少到較低的數值。床身本身有回油裝置，回油管路與泵站相聯接。

2.2 滑座

滑座有四條水平導軌，導軌面寬且由靜壓潤滑，由下壓板適當預載，壓板也由靜壓潤滑。滑座沿床身導軌運動，水平方向直線性由二條垂直導軌保證，垂直導軌基本沿滑座中心線配置，滑座沿床身導軌水平移動。這四條導軌，兩兩相對，靜壓驅動，相當于開一個加力頗大的預載系統。這種剛度是保持穩定狀態和從兩端精確加工大型工件所必需的。

導軌用材料：床身的導軌是優質焊接件，導軌板是特殊的耐磨合金，即使短時間內潤滑不足，也可避免機械故障發生，刮油裝置避免了床身導軌上靜壓油的損失，保證了內部油的收集并排除了外部微粒進入液壓管路的可能。

2.3 工作臺

工作臺是優質焊接件，是借助于先進的計算機程序優化設計的，在保證最大承載強度下，使臺面的變形最小，工作臺的厚度尺寸最佳，從而使得整機的總高尺寸最小，既提高了穩定性，又節省基礎施工的成本。加強筋的合理布置，改善了焊接件結構的整體剛度。合理布置的筋板組成的網格結構有足夠的支承剛度，把施加的軸向力傳遞給靜壓導軌。

工作臺的T型槽用于夾緊工件，T型槽的尺寸為36mm×56 mm×25 mm，工作臺中央有已加工的精密孔，與回轉中心線同軸，可用于工件找正。大直徑寬導軌面的靜壓導軌支撐工作臺，上導軌面加工成環狀，下導軌面由耐磨材料制成，位于滑座上，因而允許系統短時間內油壓降低而不發生機械故障。

靜壓潤滑降低了摩擦因數，并保證了油膜有很高的剛度，以實現準確定位，無爬行現象，即使有偏心負荷，也能保持良好的幾何精度。工作臺中心靠一個精密圓錐滾子軸承加以適當的預加負荷來定位。

2.4 工作臺回轉傳動（B軸）

如圖2，回轉運動是由包括裝在滑座上的一個齒輪箱和裝在工作臺上的齒圈完成。齒圈精確地安裝于工作臺上，和齒輪箱的兩個螺旋齒輪做無間隙的傳動，從而保證運動平穩。齒輪箱是由一個調速范圍大的交流電機驅動的，此電機具有較高的動剛度和較低的慣量，傳動部件是裝有自動消除間隙的兩個螺旋齒輪；通過彈簧推動其中一個齒輪消除間隙，加到彈簧上的力是可調的，因而使齒圈和兩個小齒輪的嚙合是無間隙的，同時將規定值的力加到小齒輪上，使其對齒圈有預加負荷，齒輪箱本身是用不多的齒輪而獲得很高的機械性能，間隙很小，通過CNC的高增益值操作此軸，可得到快速準確的定位。在轉動B軸上，提供一個由錐齒輪傳遞運動的手動回轉驅動器，供緊急操作和維修之用。為保證安全，錐齒輪嚙合時，回轉電機電流即被斷開。齒圈應保證定期注入鋰基潤滑脂。

圖2 傳動系統示意圖

2.5 工作臺直線進給傳動（V軸）

如圖2，進給傳動系統包括一個大直徑的滾珠絲杠，用二個軸承座架在床身上，剛度好，兩端能承受徑向和軸向載荷；在滑座上，靠近滾珠絲杠的位置上裝有一個雙螺母的絲母，具有消除間隙的作用，間隙的消除是在滾珠絲杠副制作時設定的，不能輕易調整。

2 .6 工作臺4×90°定位

如圖3，定位裝置安裝在回轉進給箱相反一側，止動銷為一滑動件，由液壓缸驅動。工作臺上有四個可精確定位的位置，每隔90°一個。當有指令時，止動銷進入銷孔。限位開關檢驗滑動件的位置，當滑動件處于工作臺四個位置之一時，工作臺不再回轉。止動銷沒有工作臺準確定位的功能，只有在借助CNC控制的動力驅動下，才能準確定位。只有在順時針方向回轉時，才能進行分度。

圖34×90°精確定位示意圖

3 結論

ZTK50型重型數控回轉工作臺的成功研制擴大了大型數控落地銑鏜床加工復雜大型工件時的加工范圍，使機床能夠在一次裝夾后，完成更多工序的加工，大大提高了工件加工效率。