双凸轮联动工作台交换技术*

李全普 杨铭东 李 凯

(大连华根机械有限公司，辽宁大连 116620)

制造业是一个国家或地区经济发展的重要支柱，其发展水平标志着该国家或地区的经济实力、科技水平、生活水准和国防实力。机械制造业是制造业的核心，是制造机械产品的工业部门，也是为国民经济各部门提供装备的部门。机械制造业的生产能力和发展水平标志着一个国家或地区国民经济现代化的程度。现阶段我们研究的方向是在保证机床质量的基础上如何提高它的生产效率、可靠性和低成本。

大连机床集团加工中心研究所通过对滚齿凸轮机构的剖析和研究，在经过不断的摸索与尝试中进一步对滚齿凸轮机构进行了创新，发明出适用于中小型机床的双凸轮联动工作台交换技术，现广泛用于MDH系列机床上，并取得了较大的利润。

滚齿凸轮机构也称蜗杆凸轮分度机构，是一种高速、高精度垂直轴传动的分度机构，它由凸轮和滚子转盘组成(如图1)。

滚齿凸轮机构有如下特点:

(1)高速 凸轮轴的转速可达1 200 r/min，远远超过其他凸轮机构的转速;

(2)高精度 通常分度精度可在±30″之内，现已有分度精度接近±5″的产品，反向间隙可在10″之内，定位精度高;

(3)低噪声 滚子与凸脊侧面为线接触，传动平稳，噪声低;

(4)高刚性 适当预紧后，可获得高的刚性。试验表明，预紧量不宜过大，当预紧量超过3 μm后，摩擦扭矩急增;

(5)高效、高寿命、易调整 滚子与凸轮间为滚动摩擦传动，传动效率在90%以上，寿命高，维修方便。

1 原有机床交换工作台的技术结构

卧式加工中心托板抬起旋转交换工作台的结构主要包括工作台抬起机构和工作台旋转机构。工作台抬起一般由液压缸驱动，工作台旋转可由减速电动机带动凸轮驱动或由液压旋转缸驱动。其工作过程可分为工作台抬起、工作台旋转以及工作台落下3个步骤。从其工作过程可以看到，在工作台交换全过程中每步都需要检测其位置，由此使得工作台交换时间加长，同时运动过程不可靠，容易出现定位不准的现象。

2 双凸轮联动工作台交换机构

经过改进与滚齿凸轮机构相结合后的技术结构如图2所示。

该技术将原技术中两套独立的结构通过将滚齿凸轮机构与一对平面凸轮有机地结合起来，组成一套相互关联的联动机构。从图2中可以看到，减速电动机运转时，2个平面抬起凸轮与滚齿凸轮机构进行联动，由于两组凸轮在设计过程中对凸轮曲线进行了合理匹配，使得工作台在交换过程中可以快速、安全、可靠地完成。

具体工作过程为:工作台移动到交换位置(系统信号发出)，减速电动机运转使2个平面抬起凸轮运转带动杠杆抬起使工作台抬起;同时滚齿凸轮推动六角轴旋转180°，通过输出轴带动工作台完成工作台交换;2个平面抬起凸轮继续运转带动杠杆落下使工作台落下，工作台交换过程完成。

改进后的双凸轮联动工作台交换结构优点:(1)较大程度上缩短了工作台交换时间，提高了效率;(2)提高了运转的可靠性，使得工件的抬起和落下更稳定和准确;(3)减少了开关检测及工作台抬起油缸，降低了成本。

3 结语

通过对滚齿凸轮机构改进而发明的双凸轮联动工作台交换技术现已趋于成熟，经过反复实验，此技术运用于中小型机床上最为适宜。该技术已经获得国家实用新型专利。

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