数控机床中的功能部件钢球定位分度盘的精确设计（1）

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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/sin1º30?=4/0.02617695=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)。

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