1. 研究目的与意义（文献综述）

装备制造业提供了各个行业发展所需的技术装备，在国民经济的发展中起着不可替代的作用，是我国经济发展的重要支柱。其中，机床作为工作母机便成了机械行业研究的重点，机床的加工能力在一定程度上决定了国家科技的发展程度，如船用螺旋桨、重型发电机转子、汽轮机转子、大型柴油机曲轴等的加工都不是普通的机床所能解决的，目前，大家普遍认为，五轴联动数控机床系统是解决该问题的唯一手段[1]。而五轴联动数控机床的类型共有两种，分别是主轴头回转型数控机床和数控回转工作台型机床，前者虽然在功能上与后者相同，但是它价格昂贵，并且由于主轴头机构复杂、重量大，导致主轴刚性较差，所以数控回转工作台就成为了各个加工复杂零件厂商的首选。在数控回转工作台迅猛发展的态势之下，有很多关键技术值得研究，如核心传动技术、间隙调节技术和刹紧定位技术等[2]。
我的课题就是在此背景下进行研究的，湖北航特装备制造股份有限公司为了改善141型制动分泵的加工质量，减少装夹次数和定位误差，故着手研制全功能五轴转台装备，其功能与普通数控回转工作台类似，但是它又要结合公司产品的具体情况。141型制动分泵的加工比较简单，没有复杂的曲面，只有倾斜的孔和比较隐蔽的槽，所以不需要五轴联动加工，只需在工作台转动一定角度之后进行加工。
数控回转工作台在国内外都已经有了长足的发展，这为我继续研究五轴转台提供非常宝贵的参考资料。目前国内的研究比较火热，武汉智德立精工制造技术有限公司的王学新在2016年5月指出了分度转台的技术现状与亟待解决的技术难题，其中保证转台在加工过程中的平面度与同心度误差是世界性的技术攻关难题[3]。沈阳机床股份有限公司的孙岗存和沈阳合金材料有限公司的袁丽在2011年以HMS80型卧式加工中心数控回转工作台的设计为例，详细阐述了数控回转工作台的结构设计及相关理论计算[4]。在间隙调节技术上，有众多的研究学者偏向于采用双导程蜗杆结构及消隙齿轮来减小传动过程中的反向间隙，这种结构能够满足重型加工零件的需要[5~7]；但是方法不止一种，山东理工大学的王友林在2009年和2010年分别提出了用锥齿轮连同一对蜗轮蜗杆机构[8]和两对蜗轮蜗杆机构[9]来实现双转轴式回转工作台的传动；苏州古田自动化科技有限公司的赵相雨和邱海涛在2015年11月还发明了一种凸轮滚子无间隙数控分度转台结构[10]，为消除反向间隙提供了一种新方法。深圳职业技术学院的梁伟文和北京精雕科技集团有限公司的邓宇等人分别根据自己公司的需要设计出了同类型的数控回转工作台[11~15]，为工作台技术的发展做出了很大贡献。
美国机械工程师Patrick J. Walsh等人在《DESIGN AND FABRICATION: HAAS CNC ROTARY TABLES》一书中详细的介绍了数控旋转工作台的设计和可用于数控回转工作台设计的各种材料和几何形状的性能[16]。Ruhuna大学的Muditha Dassanayake和东京农工大学的Masaomi Tsutsumi测量和比较了由滚子凸轮传动和电动机直接驱动的两个回转工作台的运动特性，从中得出滚子凸轮传动性能较好的结论[17]。神户大学的Ryuta Sato提出了一种由蜗轮驱动的数控回转工作台的数学模型，结果表明，该模型可以模拟阶跃响应，旋转振动和不平衡质量的影响，可以有效的检测回转工作台的加工质量[18]。韩国三星电子有限公司的Oh Yeon Taek还做出了旋转工作台校准的精密角度分度系统[19]，可以很好的控制分度台的重复精度。布雷西亚大学助理教授Alberto Borboni等人提出用数值算法来完成圆柱形凸轮分度机构的位置精确点设计[20]，完美的解决了凸轮滚子无间隙数控分度问题。
综上所述，现在数控回转工作台在国内外都有了快速的发展，各国学者蜂拥而至，集中研究该方向，并且也都取得了很多成果，攻克了回转台的关键技术难题。但是他们设计的回转工作台都有一定的局限性，如果用于质量较轻的小型零件的加工，单个工位的回转台不能实现快速加工，并且不能发挥回转台的最大能力，造成资源浪费。所以我要改进这一缺点，并结合航特公司产品要求设计出适合高效率的加工小型零件的数控回转工作台。

2. 研究的基本内容与方案

通过阅读大量的参考文献，我基本了解了数控回转工作台的结构组成和技术难点，这也让我明确了自己的研究内容。

研制全功能五轴转台装备的主要内容包括：
（1）概述五轴转台的研究背景，详细论述数控回转工作台的国内外发展现状，确定课题的研究方向，阐明研究目的与意义。

（2）仔细研究比较蜗轮蜗杆传动和凸轮滚子传动的优缺点，并考虑实用性和经济性等因素，确定五轴转台中a轴和c轴的传动机构，并对其中用到的零部件进行性能校核。

3. 研究计划与安排

第1周 充分理解课题要求，查找参考文献

第2周 仔细阅读参考文献，挑选有参考价值的外文文献进行翻译

第3周 深入研究参考文献，确定初步技术方案，完成开题报告

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 崔旭芳，周英. 数控回转工作台的原理和设计[J]. 砖瓦，2008(6): 23-27.
[2] 柳耀阳，李翔宇，韩廷超等. 数控回转工作台关键技术研究[J]. 机械制造，2013(4): 23-25.
[3] 王学新. 分度转台的技术现状分析与亟待解决的技术难题[J]. 世界制造技术与装备市场，2016(05): 82-84.
[4] 孙岗存，袁丽. 数控回转工作台的设计研究[J]. 制造技术与机床，2011(11): 79-81.
[5] 汪俊国，方正德. 数控回转工作台结构设计[J]. 机械工程师，2012(10): 155-157.
[6] 李立强，姜辉. 数控回转工作台设计[J]. 制造技术与机床，2014(1): 99-102.
[7] 刘新宇. 五轴数控机床回转工作台的设计[J]. 组合机床与自动化加工技术，2009(6): 99-101.
[8] 王友林. 数控双转轴式回转工作台的结构与工作原理[J]. 煤矿机械，2009(12)：102-103.
[9] 王友林. 新型两轴数控回转工作台的结构设计[J]. 机床与液压，2010，38(16): 18-19.
[10] 赵相雨，邱海涛. 一种凸轮滚子无间隙数控分度转台结构[P]. 中国专利：105290878，2015-11-04.
[11] 梁伟文. 五轴联动双转工作台[P]. 中国专利：203228020，2012-12-06.
[12] 邓宇，付江寒，魏志军. 一种桥板尾座式五轴旋转装置[P]. 中国专利：205218542，2015-11-25.
[13] 付江寒，邓宇，王岱. 一种倾斜轴双电机驱动的双轴数控回转工作台[P]. 中国专利：106425533，2016-12-08.
[14] 邓宇，付江寒，魏志军. 一种五轴旋转单元[P]. 中国专利：205218639，2015-11-25。

[15] 邓宇，付江寒，魏志军. 一种悬臂式五轴旋转装置[P]. 中国专利：205218534,2015-11-25.
[16] Patrick Walsh，Craig Rothgery，Steve Kumpf. DESIGN amp; FABRICATION: HAAS amp; MAZAK CNC ROTARY TABLE[M]. Critical Design Report，2005.
[17] Muditha Dassanayake，Masaomi Tsutsumi. Comparison of Motion Characteristics of High Performance CNC Rotary Tables. Asme International Mechanical Engineering Congress amp; Exposition[J]. 2010(11):12-18.
[18] Sato, R.. Mathematical Model of a CNC Rotary Table Driven by a Worm Gear[J]. International Journal of Intelligent Mechatronics and Robotics. 2012，2(4):27-40.
[19] Taek, O.Y. Design of precision angular indexing system for calibration of rotary tables[J]. Journal of Mechanical Science and Technology，2012，26(3): 847-855.
[20] Borboni, A，Francesco Aggogeri，Nicola Pellegrini et al. Precision Point Design of a Cam Indexing Mechanism[J]. Advanced Materials Research, 2012. 590: 399-404.