滚齿机静压工作台设计

焦建华 李立强 姜 辉 郝峻崧

（齐重数控装备股份有限公司，黑龙江齐齐哈尔 161005）

我国装备制造业、舰船、军工、工程机械、电力等领域对大型、高效、高精度直径5 m以上数控立式滚齿机需求量很大，而目前国内生产最大规格的数控立式滚齿机直径为3.5 m，我国3.5 m以上大型数控立式滚齿机装备完全依赖于向国外进口。目前国内制造直径5 m以上大型数控立式滚齿机的主要制约因素是缺少大型分齿、差动精度高的数控高刚度工作台。

为了解决上述问题，我公司对此进行了技术攻关，开发研制了数控高精度双蜗杆蜗轮消隙静压工作台。该工作台主要由恒压静压主轴轴承结构、闭式恒流静压推力轴承结构、双蜗杆蜗轮消隙主传动结构、C轴闭环反馈装置组成。恒压静压主轴轴承结构具有高定心精度、高刚度的特点;闭式恒流静压推力轴承结构具有承载大、效率高、精度高、精度保持性好的特点;双蜗杆蜗轮消隙主传动结构使工作台C轴作为高精度数控进给回转轴，实现工作台的精密分齿、差动功能，该结构具有消隙效果好，分齿、差动精度高，传动平稳性好的特点。数控立式滚齿机通过该工作台结构，可用滚切法加工渐开线齿形的直齿、斜齿圆柱齿轮和人字齿轮、蜗轮，用机床的单分齿程序及成形刀可实现成形法加工齿轮、内齿轮、渐开线花键及矩形花键。

1 静压工作台结构介绍

恒压静压主轴轴承结构是:空心短主轴固定在工作台底座定心孔上端面上，10个静压油室均布在主轴外圆柱面上，10个进油管均布在空心短主轴内孔侧壁上，与静压主轴配合的主轴锥套与工作台之间采用1∶12圆锥面过盈配合，主轴锥套过盈量的大小是通过调整安装在主轴锥套轴肩下端调整垫的厚度值来控制的。

闭式恒流静压推力轴承结构是:20块静压导轨板均布在工作台底座上端面上，工作台承受的载荷通过工作台外轮廓圆柱面直接传导到圆周均布的地脚垫铁上，工作台底座处于最佳承载状态，静压压板与主承重静压导轨板、圆导轨板共同组成恒流闭式静压导轨结构，静压压板通过垫板固定在工作台底座静压导轨里侧，圆导轨板安装在工作台下端面上。

双蜗杆蜗轮消隙主传动结构是:双蜗轮安装在工作台定心外圆柱面上，双蜗杆安装在工作台底座静压导轨外侧，在双蜗杆中，位于下部的为主传动蜗杆，位于主蜗杆上部的为消隙蜗杆，消隙油缸位于消隙蜗杆左端，在工作台工作过程中，液压系统控制消隙油缸施加给消隙蜗杆的力始终与主传动蜗杆运动方向相反，消隙蜗杆主要起消除主传动蜗杆反向间隙和阻尼的作用，保证工作台在工作过程中保持高精度和运转平稳。

2 静压工作台工作过程（如图1所示）

主轴电动机经减速器降速后直接驱动主蜗杆旋转，主蜗杆与主蜗轮啮合，主蜗轮带动静压工作台旋转，主蜗杆通过一对高精度齿轮驱动消隙蜗杆旋转。液压系统控制消隙油缸施加给消隙蜗杆的力始终与主蜗杆运动方向相反，从而消除主蜗杆的反向间隙，并且对静压工作台转动起到阻尼的作用。静压工作台的位置信号通过主轴上部圆光栅尺反馈给数控系统，使工作台C轴形成闭环控制。

数控高精度双蜗杆蜗轮消隙静压工作台结构已在我公司5 m数控立式滚齿机上投入使用，精度良好、经济效果显著，该结构已被我公司正式申请了国家实用新型专利。