作者：南華大學(xué) 厲善元
R!1p^~/ 7Yy ; 摘要：本文對(duì)鋼球定位分度盤機(jī)構(gòu)在
數(shù)控機(jī)床、轉(zhuǎn)搭式組合機(jī)床以及各種回轉(zhuǎn)工作臺(tái)中的精確設(shè)計(jì)，分析了影響分度定位
精度的因素，提出了解決方法并給出了使用實(shí)例。
{G-k NU a.Vuu)+Quw 在數(shù)控機(jī)床和轉(zhuǎn)搭式組合機(jī)床以及各種回轉(zhuǎn)工作臺(tái)中，常用的分度工作臺(tái)分度、轉(zhuǎn)位和定位工作是按照控制系統(tǒng)的指令自動(dòng)進(jìn)行的，每次轉(zhuǎn)位回轉(zhuǎn)一定的角度(90°、60°、45°等)，但實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)轉(zhuǎn)位的機(jī)構(gòu)卻很難達(dá)到分度精度的要求，所以要有專門的定位元件來保證，因此，分度定位元件往往是分度工作臺(tái)設(shè)計(jì)、制造和調(diào)整的關(guān)鍵部分。目前常用的定位元件有插銷定位、反靠定位、齒盤定位和鋼球定位等。為了獲得高精度的分度，廣泛采用鋼球定位分度盤機(jī)構(gòu)。它具有齒盤定位的一些優(yōu)點(diǎn)，自動(dòng)定心和分度精度高，且制造簡(jiǎn)單，鋼球可外購(gòu)，尤其對(duì)尺寸較小的高精度分度回轉(zhuǎn)工作臺(tái)采用鋼球定位也很理想。鋼球定位是利用鋼球直徑大小可以預(yù)選到誤差很少范圍的原理，從而獲得精密的分度精度。本文進(jìn)行了鋼球定位分度盤機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分析了影響鋼球定位分度盤機(jī)構(gòu)的分度精度的因素，并提出了解決方法。
!~Z"9(v'C m+ 9#5a- 1 結(jié)構(gòu)工作原理
SWLo|)@[/ q\)-BXw: 鋼球定位分度盤機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)見圖1。它依靠高精度的基圓盤4和高精度的鋼球來提高分度機(jī)構(gòu)的精度。用￠8鋼球120粒無間隙地排列在￠297.61238毫米的基圓柱上，并接觸于同一端面，壓緊圈5套在鋼球外面，30°的一圈斜口正對(duì)著鋼球，當(dāng)壓緊圈壓緊時(shí)，將鋼球壓緊在基圓柱和端面上。除此之外，為防止鋼球沿圓周轉(zhuǎn)動(dòng)而破壞分度，在某一對(duì)鋼球之間裝一個(gè)高強(qiáng)度鋼做成的楔頭圓柱銷12，其頭部是45°楔面，以保證高精度分度。這種機(jī)構(gòu)可以用來加工齒牙盤(即端面齒分度盤)等高精度分度的工件。
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$ Q0n =u;MCQ[ 工作時(shí)，當(dāng)手柄7順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，使升降螺套9帶動(dòng)主軸與工作臺(tái)1上升，此時(shí)壓緊圈5帶動(dòng)鋼球上升，即可轉(zhuǎn)動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)行分度。最后逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)手柄7，就能使升螺套9下降并夾緊，鋼球的分度原理如圖2所示。
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4 2 影響分度精度的因素分析及解決方法
s^SJ Y{ pot~<d`:K" 2.1 鋼球的選擇
(.,G=\! N g,j# 鋼球的尺寸精度是分度精度高低的決定因素。為此，鋼球的精度是以預(yù)選的方法來保證的。用1微米的測(cè)微儀，預(yù)選直徑誤差為1微米的鋼球240粒，按要求鋼球的直徑大小誤差與真圓度最好預(yù)選在0.5微米以下。
_cwpA#x`} K^[?O{x^B 2.2 基圓盤的加工
adw2x pj $!Dpj N 基圓盤的基圓直徑要求較高，基圓直徑的計(jì)算如下：
0YHFvy) Pc9H0\+Xk 舉例如圖3，鋼球直徑為￠8毫米。已知圓周等分n=120，所以∠AOB=3°，AB為鋼球連心線，所以AB=8，OC為三角形中∠AOC的角的平分線，于是△ACO為直角三角形，而∠AOC=1°30′，則：AO=AC/sin1º30ˊ=4/0.02617695=152.80619 毫米，因此，基圓盤4的基圓柱的直徑d為：
_f{{( 7 e(yh[7p= d=2×ao=2(AO-Aa1)=297.61238毫米
0$nj MnB2l F[0]/ (其中Aa為鋼球半徑，Aa=4毫米)
OJxl<Q=z 9FX-1,Jx 磨削和測(cè)量基圓是比較困難的，為了解決這一難題，我們采用的加工方法是：先將淬硬的基圓盤磨準(zhǔn)兩平面，平行度在0.01毫米以內(nèi)，以平面為基準(zhǔn)磨削內(nèi)孔，應(yīng)保證平面與內(nèi)孔中心垂直度為0.001/100毫米，然后裝上特制的心軸，以內(nèi)孔和端面為基準(zhǔn)磨削基圓。磨削基圓同時(shí)磨出端面。將￠297.6123毫米磨到+0.1毫米的基礎(chǔ)上，每磨小0.01~0.02毫米為一次，即將工件連同芯軸一起拆下(不可將零件從芯軸上拆下)。
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