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摘 要

数控转台作为机床成产的重要部件，其性能的优劣会直接影响到机床的整体加工性能。本论文主要设计Tk62800三维数控转台。

首先，对数控转台进行了介绍。然后，对传动系统部分进行结构分析，并应用pro/e软件，设计出数控转台的三维造型，而且对它进行校核和干涉检查。最后，通过有限元分析软件ABAQUS建模，对零件进行模态分析。

根据软件的结果，分析部件在工作载荷作用下的变形及应力分布情况，并选用合适的优化设计方案，避免部件在实际工作过程中失效状况的发生。

关键词： 数控转台 有限元分析 模态分析 优化设计

ABSTRACT

As an important attachment of a machine tool, the performance of a NC rotary table will affect the overall quality of the machine tool directly. This paper mainly design Tk62800 three-dimensional numerical control turntable.

Firstly, the paper introduces the numerical control turntable. Secondly, the structural analysis of the drive system is carried out, and the 3D modeling of NC rotary table is designed by pro/e software. The checking and interference checking of the parts is done. Finally, through the finite element analysis software ABAQUS, the modal analysis of the parts is carried out.

According to the calculation results of the software, we have analyzed the deformation and the stress distribution of the parts which are under the working load , and by adopting appropriate optimized design schemes we could effectively avoid any occurrence of failure conditions when the parts are being in the practical working process.

Key Words：NC rotary table; the finite element analysis; modal analysis; appropriate optimized design

目录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 数控转台的介绍 1

1.1 转台的介绍 1

1.2 转台分类 2

1.3 新型数控转台 7

1.4国内外数控转台发展概况 7

第二章 数控转台传动系统的结构分析 9

2.1数控转台的组成 9

2.2数控转台传动系统结构分析 9

第三章 关键零部件的校核计算及干涉检查 13

3.1 三维CAD介绍 13

3.2 三维造型 14

3.3校核计算 19

3.4干涉检查 21

第四章 有限元优化 23

4.1 有限元软件介绍 23

4.1.1介绍ANSYS 、ABAQUS、NX NXTRAN 23

4.1.2 详细介绍ABQUS的功能以及为何选择ABAQUS 25

4.2 零部件动态性能分析 28

第五章 总结与展望 36

5.1 总结 36

5.2 展望 36

参考文献 37

致谢 39

第一章 数控转台的介绍

1.1 转台的介绍^[1-2]

“转台”是回转工作台的简称，在计量工作中又称为分度台。

广义而言，具有旋转工作台的仪器或设备，都可称作“转台”，如陀螺测试中使用的伺服转台、速率转台等专用仪器，然而，通常所说的“转台”，并非是这些专用仪器，而是指通用性很强的、应用范围很广的回转工作台而言，它既是机床加工中一种重要的分度附件。用作加工时，转台可以与普通钻、铣床或者精密铣床、镗床、磨床、坐标镗床等配用，对钻模、分度板、齿轮、凸轮、样板、多面体、端齿盘，以及航空发动机的机匣、涡轮盘、复合钻模等等有精密角度要的零件进行检测。

转台在机械、航空、仪表、电子等工业系统都有广泛的用途。转台的发展水平，很大程度上标志着一个国家的工业水平。

转台的种类和型号虽然繁多，但其基本结构大同小异，主要有四大系统：主轴系统、传动系统、锁紧系统、读数系统；两大零件：工作台和底座。主轴系统是转台的关键部件，工作台和检测元件就安装在主轴上，主轴系统的精度直接影响转台的分度精度；工作台和主轴系统依靠传动系统驱动，当选转到所要求的角度时，必须用锁紧机构固定，然后进行测量或加工；工作台旋转的角度数值，是由读数系统给出的，它除了显示出检测元件和主轴系统的整度数之外，还具备一套测微机构，从而给出分、秒数值，使转台可以进行任意角度的分度。

典型转台见图1所示光学投影转台

图1.1 光学投影转台

• 1. 转台分类^[2-3]

由于转台型号繁多，品种多样，使用广泛，所以其分类方法也是多种多样的，可以从不同专业角度对转台进行分类。

1. 按用途分类

图1.2 正在工作中的光学投影台

加工用转台作为机床──作为机床附件中加工使用的转台.该类转台要求有尺寸小、重量轻、刚性大、操作简单迅速和与加工相适应的精度。

计量用转台──在计量室中作为角度一起用于零件检测的转台。该类转台要求较高的分度精度和相应的技术指标，分度误差一般不大于10角秒。

图1.3 正在检测的自动转台

2.按结构形式分类

水平转台──工作台在水平方向回转360度的转台。该类转台型号最多，数量最大，使用最普遍。（见图1.1）

立式转台──工作台在水平垂直方向回转360度的转台。该类转台型号较少，使用不多，它可以代替分度头，并可以与其他形式的转台拼配，实现特殊的使用要求。（见图1.4）

双向转台──转台可以在水平和垂直两种姿态下工作，扩大了应用范围，，又称为立卧式转台（见图1.5(a),1.5(b)）

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