1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写

2000字左右的文献综述：

文 献 综 述

1．课题背景及意义

近年来,随着我国国民经济的迅速发展和国防建设的需要,对高档数控机床提出了急迫的大量需求。机床制造业是一国工业之基石,它为新技术、新产品的开发和现代工业生产提供重要的手段,是不可或缺的战略性产业^[1]。

数控加工中心目前是机械以及电子装备制造业的核心技术的应用产品，是现代制造业的核心设备之一，对提高制造业的加工质量和效率有着极其重要的意义。数控转台是数控加工中心的关键零部件，它能极大的提高加工中心的加工效率和加工精度，目前大部分的数控加工中心己配备数控转台，以扩大加工范围。数控转台从结构上能够分为:驱动，传动，分度定位，刹车装置等机构^[2]。各个机构的研究也成为数控转台的关键技术所在，对研制先进的数控转台来说这些关键技术缺一不可。

随着数控转台各项关键技术的研究和创新，国产数控转台发展速度较快，但在一些关键技术和指标上和国外还存在差距，主要包括：转台的精度保持性，动态性能稳定性，整机可靠性。为全面提升数控转台性能和产业化质量，需要开展包括精度保持性与可靠性关键技术，转台数字化设计及结构优化等关键技术的研究工作，进行功能部件的选型软件设计，对功能部件的安装误差，加工误差进行防真计算，给用户合适的建议

2.国内外数控转台的发展现况

当前国外数控转台研究以欧洲、美国、日本为代表，这些国家的数控转台代表了当今数控转台发展的最高端的水平。目前国外著名机床厂数控转台技术发展优先项目点可归结为:高速、高精度、环保、智能、复合化^[3]。

因为我国的工业基础相对薄弱，国外政府针对中国的技术封锁，国内数控转台与国外水平相比还是比较低的，但是在国家相关政策的支持及相关企业、学校等部门的努力下，我国数控转台技术也相应的进入了迅速发展时期，渐渐设计了很多高科技的产品^[4]。

国内的数控转台市场主要被我国内地和台湾地区的生产厂家所占领，少量高端产品由日本、德国、美国等公司占领，国内产品主要以中低档产品为主。国内外主要的生产厂家有烟台环球机床附件集团有限公司、烟台德力精密机械公司、中国台湾的德川机械、日本的NIKKEN（日研）、德国Peiseler、美国HASS公司等。国内的数控转台产品在材料选用、制造工艺、装配工艺等方面与国外产品相比仍有一定差距，主要表现在数控转台的速度、精度、可靠性上。国内产品在价格和维修方面具有的优势^[5]。

3.数控转台国内外的研究

3.1动静态分析研究现状

现如今，转台结构有限元分析的热点问题己经聚焦在如何创建部件或整体结构的数学建立、如何将网格划分的更加合理，以及在得到有限元的分析结果后，如何基于该类数据进行结构的优化和改进。随着转台的不断发展，复杂的转台结构形式使得建立合理的模型变得更加重要，同时也变得更加困难。对于复杂的模型开展研究前通常情况下需要进行一定程度的简化，在简化的原则问题上，对于形状规则的零部件或简单的零件，学者们的简化意见基本没有差异，但当涉及到不规则零部件或较为复杂的零件时，分歧随之就出现了，不同的学者在处理方法上存在着极大的不同。例如开展支承轴承的简化分析处理时，有的学者将轴承简化为杆结构或梁，有的则将其等效为采用几点进行支承的弹簧，最符合实际工况的简化是张春玉等人所采取的将轴承结构简化为空心圆柱壳体的处理方法，该方法在简化了轴承模型结构的同时，在有限元分析计算中仍然可以将轴承与轴的面接触如实的体现出来，使仿真分析的结果更加接近现实工况^[6-9]。在建立有限元模型后，研究者们在网格划分问题上最初意见也并不一致。在对于转台框架的单元类型进行界定时，主要的研究者们都倾向于选择实体单元、板单元、壳体单元其中之一，但通过对各种单元开展分析后，研究人员普遍认为采用壳单元划分框架的薄壁结构，得到的结果更加具有参考意义，也使得壳单元分析成为一种主流。目前，转台结构的有限元分析己经由最初的线弹性范围内分析向非线性领域扩展，研究对象也从分析框架部分延伸到转台整体上，研究者们正在克服各种影响转台系统性能的因素，进一步提高转台的静动态指标。

近年来，机床动态特性分析方法有了很大的发展，机床静动力学特性的研究进入了一个新的阶段。在国外，2001年，YC Shin利用有限元法对机床高速主轴齿轮进行接触分析^[10]。在国内，2001年广西大学的刘光浩应用有限元分析方法与梁单元相结合对梁和工作台结构进行了静力学优化设计，并证明了有限分析结果的正确性。东南大学的硕士生蒋红旗在他的《GKZ14高空作业车作业臂有限元结构分析》的学位论文中，把试验分析与有限元计算方法相结合，对承载部件进行了静力学特性分析，找出薄弱细节，并在此基础上对主轴进行改进^[11] 。兰州理工大学的潘耀庭在他的学位论文《2MW风电机轮毅加工数控机床夹具及分度转台的设计与研究》采用有限元分析软件ANSYS对钻台中心柱进行了有限元模拟分析与计算，确定数控夹具在受到压力的状态下还能维持风电机轮毅的加工精度与工作的稳定性^[12]。

刘峰^[13]等人采用有限元法建立了转台系统的振动模型，对单轴转台的振动特性进行了研究。通过对轴承进行了不同简化方法的处理，得到了转台在两种轴承模型下的 振动频率和振型，为结构优化设计和后续的研究提供参考和依据。

刘文亮^[14]等人采用 Pro/Engineer 4.0 三维造型软件建立了蜗轮蜗杆实体模型，并通过整合在 Pro/Engineer 4.0 中的有限元分析软件 ANSYS 建立了蜗轮蜗杆的三维有限元模型，对蜗杆进行了有限元动力学模态分析，得出了蜗杆的低阶固有频率和对应的振型。研究结果可为蜗杆的动态响应计算和结构设计提供理论依据。

刘文博^[15]利用模态分析得出结论对折振：包括一阶对折振、二阶对折振、#8230;主要表现为轴向出现规则波浪振型，在端面上为规则多边形振型，综合起来为结构扭曲型的对折振。扭振：轴向基本无振动，在各端面上表现为相对扭转振动。

3.2数控转台支承机构的发展及研究现状

不论何种形式的转台，其回转台面都需要轴向和径向支撑。数控转台回转支撑，最初来源于机械转台的回转支撑。在数控转台之前，机械回转工作台的支撑基本上是滑动轴承。

考虑到摩擦、磨损以及精度保持，上世纪80年代初，时为国内机电部直属的烟台机床附件研究所设计开发出了国内首台数控转台。转台的径向滑动轴承支撑改成了滚动轴承支撑，轴向支撑保持原机械转台的铸铁滑动导轨。直到80年代末，聚四氟乙烯板材在机床上应用并得到验证之后，数控转台的轴向支撑才由铸铁滑动导轨改成了贴塑导轨，滑动摩擦系数减小到了原来的1/3，提高了数控转台的有效载荷。

到2001年左右随着新技术和新工艺的不断应用，机床加工能力随之提高，工艺方法也更加完善，大规格端面滚子轴承逐渐应用于数控转台，支撑结构开始向全滚动方式转变。

2003年左右，现在用于数控转台的YRT复合轴承，国内烟台环球机床附件集团首先开始应用于数控转台。

近几年，出现了直径5 m以上、承载百吨以上的大规格数控转台的需求，这种场合以上支撑类型已经不适用，合理的支撑结构为静压轴承与精密圆柱滚子轴承的组合^[16]。

因此，静压支承成为了一个研究热点，唐军等人为了解决大重型数控转台的单油腔静压推力轴承无法承受偏载荷问题，提出了单油腔静压支承与静压径向轴承复介设计方案。同时，为了方便静压径向轴承油腔加工，提出了一种新式回型槽油腔结构^[17]。

张健等人提出了一种定量式闭式静压回转 支撑技术方案。该技术方案为定量式多头泵的出油管与滑座上以及周边的静压块静压油腔连通，通过压板和滑座分别给静压导轨

副上、下表面提供静压油。该结构内大齿圈上、下表面的静压油压力是随转台上的负载动态响应、自行调节的，无论转台是否偏载，大齿圈上、下表面都能够同时承受相同的静压力；而周边静压块 产生的静压力主要用来阻止转台的随意浮起，使转台的浮起量稳定在一定范围内。与传统的大型回转工作台相比，该项技术解决 了传统开式静压转台承受偏载能力差、浮起高度不受控制、加工精度低的难题^[18]。

此外，还有一些人利用有限元分析支承结构中的轴承，也取得了一些成果。例如上海大学的李晓强同学对推力球轴承进行了相关的接触分析。采用有限元分析软件进行接触分析，不但可以减少数学理论计算的时间，还可以直观地展示出推力球轴承的接触应力分布和应变情况。这种方法既找到了轴承失效的原因，还为推理轴承的有限元分析设计打下了坚定的基础^[19]。

参考文献

[1] 崔旭芳等.数控回转工作台的原理和设计[J]. 砖瓦2008,(6):23-27

[2]Hwang，Ji Seon，PhD.Five一axwas NC machining of compound sculptured surfaces [M].PURDUE UNIVERSITY 1997: 41一46.

[3]梁诚，刘建群.五轴联动数控机床技术现状与发展趋势[J].机械制造，2009,(6):34一37

[4]Divid.NC post一processor for 5一axwas milling machine of table-rotating tilting type. Journal Materials Processing Technology.EWASCI[J].2002:130一131.

[5]吕超等.数控转台的结构形式[J].金属加工.2013(13):18-19

[6]张超.ANSYS在激光雷达伺服转台静力分析中的应用[[J].郑州轻工业学院学报(自然科学版). 2005(20):70-72.

[7]刘季.星载激光雷达转台结构分析与优化[J].郑州轻工业学院学报(自然科学版). 2006(12):44-46.

[8]郭阳宽，李玉和，李庆样等.利用模态分析伺服转台内框架设计的合理性[J].工具技术.2004 (12):25-30.

[9] M.H.Imam. Three-dimensional Shape optimization[J].Int J Number Meths

Engs. 1982 (18):661一673.

[10]KW Wang，YC Shin，CH Chen .The Natural Frequencies of high一speed Spindles with Angular Contact Beatings[J].Proceedings of the institution of Mechanical Engineers Part C:Mechanical Engineering Science，2001，205(3):147一154.

[11]蒋红旗.GKZ14高空作业车作业臂有限元结构分析[D].江苏:东南大学硕士论文，2004: 56-60.

[12]韦继翀.甘肃:2MW风电机轮毅加工数控机床夹具及分度转台的设计与研究[D]

兰州理工大学硕士论文，2009, (9): 57-59.

[13]刘锋等.基于有限元法的转台振动特性研究[J]. 工业技术.2013（17）：103-104

[14]刘文亮等.THS6350 卧式加工中心转台蜗杆的有限元模态分析[J]. 机床电器. 2011.（4）：7-9

[15]罗文博. 模态分析在回转工作台台面中的研究与应用[J].机械与电子.2011（35）：250

[16]吴培坚等. 数控转台支撑轴承的演变[J].制造技术与机床.2011(4):44-46

[17]唐军等.大重型静压支承静态性能及油膜流体仿真[J]. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版).2011(6):426-429

[18] 张健等.大型精密数控转台关键技术分析与应用[J]. 机械设计与制造.2012(1):

[19] 李晓强.基于ANSYS的推力球轴承优化设计「D].上海:上海大学 硕士论文，

2008:32一35

Y