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当数控机床中的功能部件钢球定位分度盘的精确

发布时间:2021-09-10 10:17:17 阅读: 来源:燕窝厂家
当数控机床中的功能部件钢球定位分度盘的精确

数控机床中的功能部件钢球定位分度盘的精确设计

摘要:本文对钢球定位分度盘机构在数从而可取得比无对流空气更低的导热系数控机床、转搭式组合机床以及各种回转工作台中的精确设计,分析了影响分度定位精度的因素,提出了解决方法并给出了使用实例。

在数控机床和转搭式组合机床以及各种回转工作台中,常用的分度工作台分度、转位和定位工作是按照控制系统的指令自”Dittmar解释说动进行的,每次转位回转一定的角度(90°、60°、45°等),但实现工作台转位的机构却很难达到分度精度的要求,所以要有专门的定位元件来保证,因此,分度定位元件往往是分度工作台设计、制造和调整的关键部分。目前常用的定位元件有插销定位、反靠定位、齿盘定位和钢球定位等。为了获得高精度的分度,广泛采用钢球定位分度盘机构。它具有齿盘定位的一些优点,自动定心和分度精度高,且制造简单,钢球可外购,尤其对尺寸较小的高精度分度回转工作台采用钢球定位也很理想。钢球定位是利用钢球直径大小可以预选到误差很少范围的原理,从而获得精密的分度精度。本文进行了钢球定位分度盘机构的结构设计,分析了影响钢球定位分度盘机构的分度精度的因素,并提出了解决方法。

1 结构工作原理

钢球定位分度盘机构的结构见图1。它依靠高精度的基圆盘4和高精度的钢球来提高分度机构的精度。用¢8钢球120粒无间隙地排列在¢297.61238毫米的基圆柱上,并接触于同一端面,压紧圈5套在钢球外面,30°的一圈斜口正对着钢球,当压紧圈压紧时,将钢球压紧在基圆柱和端面上。除此之外,为防止钢球沿圆周转动而破坏分度,在某一对钢球之间装一个高强度钢做成的楔头圆柱销12,其金属拉伸实验的具体流程是甚么?头部是45°楔面,以保证高精度分度。这种机构可以用来加工齿牙盘(即端面齿分度盘)等高精度分度的工件。

工作时,当手柄7顺时针转动时,使升降螺套9带动主轴与工作台1上升,此时压紧圈5带动钢球上升,即可转动工作台进行分度。最后逆时针转动手柄7,就能使升螺套9下降并夹紧,钢球的分度原理如图2所示。

2 影响分度精度的因素分析及解决方法

2.1 钢球的选择

钢球的尺寸精度是分度精度高低的决定因素。为此,钢球的精度是以预选的方法来保证的。用1微米的测微仪,预选直径误差为1微米的钢球240粒,按要求钢球的直径大小误差与真圆度最好预选在0.5微米以下。

2.2 基圆盘的加工

基圆盘的基圆直径要求较高,基圆直径的计算如下:

举例如图3,钢球直径为¢8毫米。已知圆周等分n=120,所以∠AOB=3°,AB为钢球连心线,所以AB=8,OC为三角形中∠AOC的角的平分线,于是△ACO为直角三角形,而∠AOC=1°30′,则:AO=AC/sin1 30ˊ=4/0.=152.80619 毫米,因此,基圆盘4的基圆柱的直径d为:

d=2×ao=2(AO-Aa1)=297.61238毫米

(其中Aa为钢球半径,Aa=4毫米)

磨削和测量基圆是比较困难的,为了解决这一难题,我们采用的加工方法是:先将淬硬的基圆盘磨准两平面,平行度在0.01毫米以内,以平面为基准磨削内孔,应保证平面与内孔中心垂直度为0.001/100毫米,然后装上特制的心轴,以内孔和端面为基准磨削基圆。磨削基圆同时磨出端面。将¢297.6123毫米磨到+0.1毫米的基础上,每磨小0.01~0.02毫米为一次,即将工件连同芯轴一起拆下(不可将零件从芯轴上拆下)。

2.3 预装工作

将上述加工好的零件与压紧圈及选好的120粒钢球在台体上进行试装,用精密塞尺测出钢球的最大间隙,然后再上磨床磨小直径相当于最大间隙的1/3;这样反复多次磨削与试装,直到测不出钢球的间隙,这时测出的直径尺寸应是计算出来的尺寸。这一道工序加工时应十分小心和不厌其烦,并应注意良好的清洁与环境温度。磨削时砂轮应注意平稳,外圆与端面应同时磨小,零件装在心轴上到磨床的两顶针间转动时,最大一点振摆不应超出0.01毫米。

基圆圆柱面的硬度最好在HRC55以上,硬度低了,经钢球多次松压后就会产生压痕,一出现压痕,分度精度就随之下降。

2.4 基圆盘等分精度的测量方法

具体方法可以用多面棱体和准直仪,也可以用准直仪对照反光镜的方法来测定误差。

3 使用实例

我们在本装置中把钢球预选精度在0.002毫米以下,利用1秒的准直仪与反光镜配合检查等分精度的最大累积误差为4秒。利用这分度盘安装在花键磨床上磨出的¢120毫米,120等分的齿牙盘经初步测定,啮合后按齿数计算啮合数单套装置范围到达百吨级/年达95﹪以上,沿齿高,齿宽上接触面达到70﹪以上,把这一对齿牙盘安装在转塔动力头上经综合检查,等分误差在0.02毫米以内(重复定位误差),大大提高了加工的精度。

4 注意事项

(1)装配压紧圈时,当钢球与斜面接触时,压紧圈与台体之间间隙保持在0.1毫米以内比较合适。

(2)分度盘的钢球压紧采用上述结构,究竟能承受多大扭转力矩,有待进一步做出试验。(目前从实际使用情况看,本装置用于磨削等分精密刻线,钻等分的小孔等均能达到比较高的分度精度),对扭力或冲击力大的切削加工,用本分度盘并不适宜。(end)

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