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关于分度盘的定位
数控设备维修,机床维修,电路板维修,FANUC维修,三菱维修,西门子维修,机床大修,铲花,   2009-10-25 12:14:54 作者:SystemMaster 来源: 文字大小:[][][]
珠盘定位分度装置的优点
36台分度装置在历经了4年时间,每天20余小时,累计3万小时,几十万次的翻转定位,在大功率、大扭矩、断续切削、事故断刀、程序错误和操作不当引起的碰撞等等各种情况的考验仍然精度如初,故障率为零。充分表现出了良好的特性。 
大刚度是珠盘定位分度装置的特点 
  由于承力接触面积达到几十平方厘米,可以承受较大的冲击载荷,而且通过一段时间的使用后,钢珠与凹槽更加吻合,接触刚度大于初始使用时的刚度。用珠盘定位所做成的分度旋转卡具上,在大切削用量的重载切削工况下和断续切削中4年来表现出了优良的特性。 
  在4年时间当中同时参与性能及寿命验证的还有传统的以端面齿盘(鼠牙盘)定位的装置,两者的精度及保持性没有可以感觉出来的差别,明显差别在于端面齿盘(鼠牙盘)的刚度远远不及珠盘定位,其原因是:由于制造工艺的限制,端面齿盘(鼠牙盘)是通过螺钉分别固定到机座和转台上。2个定位销圆周定位,当遇到冲击力时,定位销剪切变形,齿盘与机座或转台之间产生移动,而珠盘制造工艺可以方便地直接做到转台或机座的本体上。因此不存在上述位移变形。 
0.2度或200秒的小角度分度制造起来易如反掌 
  三片式端面齿盘(鼠牙盘)分度定位结构如果要做到里外齿圈不同齿数难度众所周知,结构限制了越程槽。然而,珠盘定位结构里外圈凹槽数量是否相等,在加工成本上没有任何区别,仅仅是将加工程序的相关参数设定好即可。制造过程中与普通珠盘定位结构没有不同。如果不考虑实现一定的传动比的成本,小角度分度与普通分度的成本是一样的。因此,利用差动原理,珠盘定位结构可以轻而易举地实现0.2或0.1度的小角度分度。 
  例如在0.2度小分度的应用场合下,将珠盘制造成独立的旋转体,珠盘面向机座的一侧镶嵌72枚钢珠,与机座的72个凹槽相吻合,最小分度单位5度。珠盘面向转台的一侧镶嵌75枚钢珠,与转台的75个凹槽相吻合,最小分度单位4.8度。这样,当处于中间的珠盘相对于机座旋转5度时,珠盘另一侧处于原来位置上的钢珠则被后一个位置上的钢珠取代,并且向前位移了0.2度(5-4.8=0.2)。因为0.2:5=1:25,所以,在珠盘与转台之间装备一个1:25的传动装置即可以实现方便快捷的0.2度小分度操作。 
0.1度的小分度单位珠盘定位结构也可以十分方便地实现,144枚钢珠比150枚钢珠,两者分度单位分别为2.5度和2.4度,差动旋转后可以得到0.1度的最小分度。
在实际应用中,0.1度的小分度结构的珠盘仍然使用的是0.2度分度装置的珠盘,一面是72枚钢珠,一面是75枚钢珠,与0.2度分度装置所不同的是:在机座上加工半球形凹槽的数量是144个,在转台上加工出的半球形凹槽数量是150个,这样,每相隔一个凹槽嵌入一个钢珠,从而达到0.1度的最小分度单位。当前所开发的产品,0.1度的小角度分度装置就是采用0.2度的珠盘及其他各个零件,仅仅转台和机座凹槽的数量与0.2度的不一样而已。 
  按照同样的原理,72枚钢珠比80枚钢珠,两者分度单位分别为5度和4.5度,差动旋转后可以得到0.5度的最小分度。36枚钢珠比40枚钢珠,两者分度单位分别为10度和9度,差动旋转后可以得到1度的最小分度,等等。上述0.5度和1度分度的装置同样可以共用相同的珠盘,依此类推。 
  如果将基座侧钢珠及凹槽设置为80枚,将转台侧钢珠及凹槽数设置为81枚,两者的分度单位分别为4度30分和4度26分40秒,两者之差为3分20秒(200秒);传动比为81:1,因此,差动旋转后可以得到最小分度单位为200秒的小角度分度。 
  在一些应用场合所使用的角度很少,比如一些大型落地镗床,仅用到0、90、180、270各个度数,但是对接触刚度要求较高,在此情况下,增加钢珠数量和钢珠的直径,可以将珠盘做成横平竖直的钢珠矩阵,钢珠接触面积可以达到数百甚至数千平方厘米,承载能力可以达到几十吨或上百吨。 
长寿命 
  36套珠盘分度定位装置4年3万小时的验证,毫无磨损和精度下降的迹象,珠盘定位结构部分在定位旋转运动时外力很小,当定位完成后不再存在磨损等情况,再加上钢珠的硬度和对凹槽的热处理,使得磨损微乎其微。由于结构上不是点、线接触,而是面接触,由于接触面积几十平方厘米(相当于同样体积重型滚动轴承接触面积的数倍),接触面积大,接触压强小,应力变化频率低,材料的疲劳失效,发生点蚀的概率几乎为零。由于寿命试验是需要时间的,根据已有的试验结果,预期寿命应当超过10万小时。因此,结构本身注定了长寿命。 
 自我完善能力 
  在人们眼中磨损总是坏事,其实,微量的磨损在一定场合下也许是好事。如果我们把各个方向的磨损差缩小(不是控制磨损量,而是控制磨损量在各个方向不要有大的差别),则使用中微量磨损的过程也是位置度更加均化,精度更加提高的过程。 
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