一种大型翻转工作台的设计与制造

一种大型翻转工作台的设计与制造

侯天祥①杨翔麟②王峰③田兴宇④倪长圣⑤

科德数控股份有限公司  辽宁 大连 166000

摘要：机床转台类组件等大型装配体装配时需要反复起吊翻转工件进行装配，非常的浪费时间，而且存在一定的危险性。因此为了提高工作效率，消除安全隐患，设计了一种转台安装过程中使用的翻转工作台。该翻转工作台通用性广泛，可以满足多种机型转台和其他大型装配体的装配需要，研究结果对大型工作台的设计与研究具有借鉴意义。

关键词：转台装配；翻转工作台；蜗轮蜗杆。

中图分类号：TH122              文献标识码：A

Design and Manufacture of Large Flip Worktable

HouTianxiang① Wang Feng② Li Yinghua③ Yang Xianglin④

（KEDE NUMERICAL CONTROL CO.,LTD，Liaoning Dalian 166000）

Abstract;When assembling large-scale assemblies such as machine tool turntable components, it is necessary to repeatedly lift and flip the turntable for assembly, which is very troublesome and time-consuming, and there is a certain danger. Therefore, a flip worktable for use in the installation process of the turntable was designed. The overturning table has wide versatility and can meet the assembly needs of various types of turntables and other large assemblies.

Keywords：jack;coordinated structural;technology method

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转台、铣头等功能部件是精密机床不可缺少的机床部件之一。这些部件的体积和重量往往都很大，装配作业时，翻转这些大型零件会占用大量时间且十分危险。在某些特殊角度进行装配时，还会出现无法固定部件导致不能装配的情况。因此，为了提高生产效率，降低成本，必须要研制可以提高翻转效率，任何角度都可以进行装配的翻转工作台。

本文基于实际应用环境，在装配现状需求的基础上，设计了大型翻转工作台的结构并给出零件的详细加工工艺过程，为翻转工作台的设计与制造提供了依据。

1 翻转装配现状分析

随着科技的发展，大型翻转工作台可应用于机床转台、铣头等大型装配体的装配过程中。。经调研发现，大型结构件翻身的生产安全隐患，在工程机械制造领域普遍存在。因此，为了缩短装配时间，提高工作效率，保证工人安全，必须设计一种大型翻转工装。

2翻转工作台的结构和工作原理

2.1结构说明

使用solidworks构建翻转工作台三维模型【2】。为实现产品工件的翻转，翻转平台轴接在底座上,翻转平台由传动机构驱动,翻转平台上可拆卸地安装固定有过渡盘,过渡盘上开设有用于安装待装配的组件的安装孔。装配转台等组件时,只需将待装配的组件安装在过渡盘上的安装孔内,即可装配组件在过渡盘上的外露端,该端装配完成后,通过回转驱动机构驱动翻转平台连同组件一起翻转,使组件的另一端外露,即可进行相应的装配操作。三维模型及结构简图如图1。

图1翻转工作台三维模型

2.2技术要点

蜗轮蜗杆减速机最显著的特点就是具有自锁功能，蜗轮付摩擦系数为0.8时，蜗杆导程角小于4°38′39″即自锁，反之不自锁【3】。当蜗杆的导程角小于啮合轮齿间的当量摩擦角时，机构具有自锁性，可实现反向自锁，即只能由蜗杆带动蜗轮，而不能由蜗轮带动蜗杆。如在重机械中使用的自锁蜗杆机构，其反向自锁性可起安全保护作用。本设备也可以使用减速机带刹车马达驱动，实现产品翻转并在任意位置停止，并可以自动控制。

为减少驱动扭矩，应使产品的重心尽量与轴承座的轴心重合，即产品重心与旋转轴心重合，本设备将悬臂设计成弯曲形状，改变产品与本设备的安装面位置，达到产品重心与旋转轴心一致的目标【4】。

3 零部件的设计及工艺过程

3.1 底座组件

由于本设备用于大型装配体的装配，底座承载力较大。根据理论计算和设计要求，设备的承载力需要达到3吨以上。为达到设计要求，底座组件由三种规格工字钢（32cx775、20ax2704和32ax2000）、角钢50x50x5-1060、地脚板和斜筋组成，并设计双排支撑架;加强筋对单排支撑架起加强作用,使底座的整体结构牢固、可靠。材料为Q235-A，各部分焊接到一起，所有焊缝均为连续角焊，焊肉清理干净打磨光滑。焊后需退火处理、打砂去除表面氧化皮，最后将所有表面喷漆，环氧树脂底漆和面漆，三遍底漆+两遍面漆，面漆颜色：RAL5005蓝色

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3.2传动组件

传动组件由涡轮蜗杆减速机、轴承座、手轮、轴承、轴承压盖、随动轴和转轴、手轮等部分组成。其中，整个传动组件的设计是整个工作台设计的重点。首先根据所装配的装配体的质量和形状，建立理想化solidworks模型，与工作台建立组合装配体。在组合装配体上以两传动组件的中心连线建立坐标系，选取伴随转动的部件，使用solidworks软件的评估功能，找到重心位置，并以两传动组件的中心连线为旋转轴，计算最大转动惯量。最后，用solidworks软件对轴承座、悬臂、支座等主要传动部件进行受力分析，保证整体结构在高载重、高负荷的工作情况下安全可靠。

4 大型翻转工作台的使用

通过装配KMC800机床的转台来测试大型翻转工作台：将转台吊起，摆正角度，把转台放置在翻转工作台上，旋紧连接螺栓，开始进行翻转装配。经过实验表明，使用翻转工作台将装配翻转时间缩短到原来的二分之一，在特殊角度和方向装配上大大提高工作效率。

5 结尾

随着社会的飞速发展，经济建设的开展，其选别工作量也越来越大，人工翻转耗时耗力及人为失误等缺陷也日渐突出，以往大型翻转机构的设备结构复杂、工作原理不合理、得不到推广和应用，本工作台对大型装配体专用翻转机构提出了自己的方案，它改变了之前人工翻转效率低、安全性差、费时费力的局面，是装配大型零部件的合理选择。

参考文献

[1] 邱宣怀．机械设计[M]．北京：高等教育出版社，2007.

[2] 陈涉．SolidWorks2005中文版基础与应用教程[M]．北京：电子工业出版社，2006.

[3] 徐平友. 蜗杆蜗轮机构的自锁性[J].贵阳.现代机械.2002.

[4] 徐灏．机械设计手册[M]．北京：机械工业出版社，2007．

第一作者简介：侯天祥，男，1997年生，助理工程师，研究方向为机械制造及工艺装备。

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