鋼球定位分度盤機構在數控機床、轉搭式組合機床以及各種迴轉工作

在數控機床和轉搭式組合機床以及各種迴轉工作台中，常用的分度工作台分度、轉位和定位工作是按照控制系統的指令自動進行的，每次轉位迴轉一定的角度(90°、60°、45°等)，但實現工作台轉位的機構卻很難達到分度精度的要求，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台設計、製造和調整的關鍵部分。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，廣泛採用鋼球定位分度盤機構。它具有齒盤定位的一些優點，自動定心和分度精度高，且製造簡單，鋼球可外購，尤其對尺寸較小的高精度分度迴轉工作台採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選到誤差很少範圍的原理，從而獲得精密的分度精度。本文進行了鋼球定位分度盤機構的結構設計，分析了影響鋼球定位分度盤機構的分度精度的因素，並提出了解決方法。

1 結構工作原理

鋼球定位分度盤機構的結構見圖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構的精度。用￠8鋼球120粒無間隙地排列在￠297.61238毫米的基圓柱上，並接觸於同一端面，壓緊圈5套在鋼球外面，30°的一圈斜口正對著鋼球，當壓緊圈壓緊時，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動而破壞分度，在某一對鋼球之間裝一個高強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。這種機構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。

工作時，當手柄7順時針轉動時，使升降螺套9帶動主軸與工作台1上升，此時壓緊圈5帶動鋼球上升，即可轉動工作台進行分度。最後逆時針轉動手柄7，就能使升螺套9下降並夾緊，鋼球的分度原理如圖2所示。

2 影響分度精度的因素分析及解決方法

2.1 鋼球的選擇

鋼球的尺寸精度是分度精度高低的決定因素。為此，鋼球的精度是以預選的方法來保證的。用1微米的測微儀，預選直徑誤差為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選在0.5微米以下。

2.2 基圓盤的加工

基圓盤的基圓直徑要求較高，基圓直徑的計算如下：

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，於是△ACO為直角三角形，而∠AOC=1°30′，則：AO=AC/sin1º30?=4/0.02617695=152.80619 毫米，因此，基圓盤4的基圓柱的直徑d為：

d=2×ao=2(AO-Aa1)=297.61238毫米

(其中Aa為鋼球半徑，Aa=4毫米)

磨削和測量基圓是比較困難的，為了解決這一難題，我們採用的加工方法是：先將淬硬的基圓盤磨准兩平面，平行度在0.01毫米以內，以平面為基準磨削內孔，應保證平面與內孔中心垂直度為0.001/100毫米，然後裝上特製的心軸，以內孔和端面為基準磨削基圓。磨削基圓同時磨出端面。將￠297.6123毫米磨到+0.1毫米的