滾齒機靜壓工作臺設計

焦建華 李立強 姜 輝 郝峻崧

（齊重數控裝備股份有限公司，黑龍江齊齊哈爾 161005）

我國裝備制造業、艦船、軍工、工程機械、電力等領域對大型、高效、高精度直徑5 m以上數控立式滾齒機需求量很大，而目前國內生產最大規格的數控立式滾齒機直徑為3.5 m，我國3.5 m以上大型數控立式滾齒機裝備完全依賴于向國外進口。目前國內制造直徑5 m以上大型數控立式滾齒機的主要制約因素是缺少大型分齒、差動精度高的數控高剛度工作臺。

為了解決上述問題，我公司對此進行了技術攻關，開發研制了數控高精度雙蝸桿蝸輪消隙靜壓工作臺。該工作臺主要由恒壓靜壓主軸軸承結構、閉式恒流靜壓推力軸承結構、雙蝸桿蝸輪消隙主傳動結構、C軸閉環反饋裝置組成。恒壓靜壓主軸軸承結構具有高定心精度、高剛度的特點;閉式恒流靜壓推力軸承結構具有承載大、效率高、精度高、精度保持性好的特點;雙蝸桿蝸輪消隙主傳動結構使工作臺C軸作為高精度數控進給回轉軸，實現工作臺的精密分齒、差動功能，該結構具有消隙效果好，分齒、差動精度高，傳動平穩性好的特點。數控立式滾齒機通過該工作臺結構，可用滾切法加工漸開線齒形的直齒、斜齒圓柱齒輪和人字齒輪、蝸輪，用機床的單分齒程序及成形刀可實現成形法加工齒輪、內齒輪、漸開線花鍵及矩形花鍵。

1 靜壓工作臺結構介紹

恒壓靜壓主軸軸承結構是:空心短主軸固定在工作臺底座定心孔上端面上，10個靜壓油室均布在主軸外圓柱面上，10個進油管均布在空心短主軸內孔側壁上，與靜壓主軸配合的主軸錐套與工作臺之間采用1∶12圓錐面過盈配合，主軸錐套過盈量的大小是通過調整安裝在主軸錐套軸肩下端調整墊的厚度值來控制的。

閉式恒流靜壓推力軸承結構是:20塊靜壓導軌板均布在工作臺底座上端面上，工作臺承受的載荷通過工作臺外輪廓圓柱面直接傳導到圓周均布的地腳墊鐵上，工作臺底座處于最佳承載狀態，靜壓壓板與主承重靜壓導軌板、圓導軌板共同組成恒流閉式靜壓導軌結構，靜壓壓板通過墊板固定在工作臺底座靜壓導軌里側，圓導軌板安裝在工作臺下端面上。

雙蝸桿蝸輪消隙主傳動結構是:雙蝸輪安裝在工作臺定心外圓柱面上，雙蝸桿安裝在工作臺底座靜壓導軌外側，在雙蝸桿中，位于下部的為主傳動蝸桿，位于主蝸桿上部的為消隙蝸桿，消隙油缸位于消隙蝸桿左端，在工作臺工作過程中，液壓系統控制消隙油缸施加給消隙蝸桿的力始終與主傳動蝸桿運動方向相反，消隙蝸桿主要起消除主傳動蝸桿反向間隙和阻尼的作用，保證工作臺在工作過程中保持高精度和運轉平穩。

2 靜壓工作臺工作過程（如圖1所示）

主軸電動機經減速器降速后直接驅動主蝸桿旋轉，主蝸桿與主蝸輪嚙合，主蝸輪帶動靜壓工作臺旋轉，主蝸桿通過一對高精度齒輪驅動消隙蝸桿旋轉。液壓系統控制消隙油缸施加給消隙蝸桿的力始終與主蝸桿運動方向相反，從而消除主蝸桿的反向間隙，并且對靜壓工作臺轉動起到阻尼的作用。靜壓工作臺的位置信號通過主軸上部圓光柵尺反饋給數控系統，使工作臺C軸形成閉環控制。

數控高精度雙蝸桿蝸輪消隙靜壓工作臺結構已在我公司5 m數控立式滾齒機上投入使用，精度良好、經濟效果顯著，該結構已被我公司正式申請了國家實用新型專利。