精密多齿分度盘的研制

　　1　精密多齿分度装置简介

　　精密多齿分度装置是利用一对齿数相同的多齿分度盘进行分度的装置,其结构如图1所示。

　　图中,部件1是上多齿分度盘(简称上齿盘);2是下多齿分度盘(简称下齿盘);3是偏心轴;4是顶杆,偏心轴3的偏心部分插入顶杆4的槽中。图1为上、下齿盘啮合时的工作状态,此时偏心轮3处于锁紧位置。需要重新转位分度时,先转动偏心轴3使上齿盘升高直至完全脱离下齿并能自由转动,从而进行定值分度。当上齿盘达到分度定位要求后,再转动偏心轴3使上齿盘落下并与下齿盘啮合即可恢复工作状态。

　　多齿分度装置具有自动定心、分度精度高的特点,且分度精度具有良好的重复性和持久性,因此可广泛应用于各种需要高精度分度定位的机构,如各种数控机床、组合机床、加工中心、精密测量仪器以及机床夹具等。

　　2　多齿分度盘对定副的误差平均效应

　　多齿分度装置实际上相当于由一对齿数相同的端面齿盘构成的齿盘离合器。设下齿盘有n个齿,齿的转角误差分别为Δα1、Δα2……Δαn,当上齿盘只有一个齿与下齿盘啮合时,如图2(a)所示。

　　以下齿盘的第一个齿槽为基准,上齿盘的单个齿与下齿盘的第一个齿槽啮合时的分度定位误差为Δα1,与第二个齿槽啮合时,分度定位误差为Δα1+Δα2,……,与第n个齿槽啮合时,分度定位误差为Δαn=Σni=1Δα1。由此可见,当上齿盘只有一个齿参与啮合时,多齿分度盘的分度定位精度是不高的。当上齿盘有两个齿参与啮合时,如图2(b)所示。从下齿盘的第一个齿槽到第n个齿槽,多齿分度盘的累积定位误差降为12Σni=1Δα1。若上齿盘的n个齿全部与下齿盘啮合,则多齿分度盘的定位误差为1nΣni=1Δα1。

　　由此可见,多齿分度盘的定位精度是1n∑nj=1Δαi且当多齿分度盘作任意分度时,其分度误差保持恒定,均为1n ni=1Δαi,从而保证了分度精度的均匀性。这就是多齿分度装置的“误差平均效应”。

　　多齿分度装置的另一个特点是分度定位精度的持久性。对于一般的机械分度装置,其分度精度会随着分度装置的磨损而逐渐降低,而多齿分度装置在使用过程中由于上下齿盘不断相互研磨,使得上下齿盘的啮合程度不断改进,进而提高了分度定位精度。

　　3　多齿分度盘的加工工艺

　　精密多齿分度装置的定位精度是由上、下齿盘的精密啮合来保证的,这就要求上、下齿盘的齿必须沿圆周精确等分,并且上下齿盘齿数相等,齿和齿槽的尺寸、形状及角度完全一致。这一切必须通过特定的加工工艺来保证。因为上、下齿盘的结构、齿数、齿形相同。本文以上齿盘为例,来研究齿盘的加工工艺。如图3所示。