一、前 言
分度盤是我廠生產磨齒機的關鍵零件, 精度高、批量大、品種規格多, 因此, 計量工作繁重, 且搬運費勁。75 年, 我們分度盤小組為了逐步擺脫測量時的往返搬運, 做到隨機自動檢測, 使加工者心中有數, 以便選擇最佳磨削用量, 保證精度, 提高磨削效率, 減輕勞動強度,便在Q0 O02 分度盤磨床上用單面臨床自動測量裝置與西德霍夫勒(H 6 fl er )H sg o 自動周節儀對同一塊分度盤進行了周節誤差的對比測量, 并得到了測量數據可靠的結論。隨著生產的發展和經過一階段的實踐考核, 暴露了一些問題。如, 由于單面測量會產生附加力矩,易造成分度盤在磨削時的磨削量的變化(磨削火花有明顯的變化), 而影響加工精度, 故不宜將單面測量應用于邊磨邊測的工藝方法。此外, 還因每測量一塊分度盤, 需重新調整一次測桿, 既增加輔助時間又比較麻煩。
分度盤是圓分度的基礎元件, 要求的是角度等分精度。由于使用時是雙面接觸定位, 而且在Q月0 0 2 分度盤磨床上加工時又是雙面磨削, 因此, 只有進行雙面測量, 才能更合理、更準確地反映分度盤的精度。
鑒于上述情況, 我們在7 5 年10 月著手進行臨床雙面測量分度盤的研制工作。
二、雙面測量裝置原理
如圖1 所示, 本測量屬于相對測量, 其方法是根據圓周可以劃分任意等分, 其精度則用是否“ 閉合, , 來加以驗證。能達到的精確度取決于參與測量系統長度測量元件的“度量能力”和整個測量系統的穩定性。
本雙面測量裝置是建立在雙面磨削加工分度盤齒槽的基礎上的。整個圓周上齒槽寬窄一致, 徑向跳動3 微米左右, 這樣就保證了測桿7 的小球接觸在分度盤的等直徑上; 在工件磨削位置機床軸系徑向跳動為1. 5 微米, 把工件安裝在緊靠尾架頂尖這端, 可以最大限度地減小由于機床頭架徑向跳動而給測量結果帶來附加的周節累積誤差值, 保證了測量數據的準確度。上、下測桿, 分別安裝在上、下測爪的密珠套里, 水平測量壓力由彈簧6 保證, 這樣使測桿在水平方向上浮動。而上、下測爪分別由上、下測體通過寬平行簧片2 7( 上下各二片)與上、下測體固定塊1 5 、24 連接一起, 裝在同一支架2 上。在上測體上固定傳感器n , 在下測體上固定測量頂桿28 。由于采用了寬平行簧片, 保證上、下測體在垂直方向是浮動的, 所以上、下測桿在整個平面內保證是無隙浮動的, 這就滿足了臨床雙面測量分度盤對測量裝置的基本要求。這樣當兩測桿進入測量齒槽后, 傳感器所反映的讀數值是兩齒槽在同一測量節圓角平分線的弦長, 這一弦長的誤差就是雙面周節誤差。測量時, 分度定位是由機床本身的母盤來保證的。由于上、下測桿在垂直方向是浮動的, 因此, 母盤的本身精度誤差完全可以忽略不計。測量架進入測量位置的定位, 由定位支點2 3 及拉簧1 保證恒拉力, 同時有液壓小孔節流。測量架的退出, 由機床液壓系統在規定的測量節拍時間供給壓力油實現。
三、雙面測量裝置的關鍵
1.我們采用的是精化后的面積式電容傳感器, 構成橋路, 由80 K O 載頻放大輸出。重復精度戈0. 0 5 微米, 對稱性、線性度在滿刻度范圍內均小于2 界。
2. 測桿測量頭采用卯. 8 毫米一級精度鋼珠, 過盈量1 ~ 2 微米。測桿在套內進出方向裝有導向, 以便克服測量頭球與測桿不同軸度所帶來的測量誤差。
3. 測量架重復定位精度為1 0 次進退誤差小于1. 6 微米。從理論上講測量定位誤差不影響測量數值, 但實際上在制造、安裝過程中, 上、下測桿在空間位置不可能做到在同一垂直平面內和相互平行, 所以提高測量架定位精度可以忽略測桿由于制造、裝配上的誤差而給測量帶來的附加誤差, 從而提高了側量數據的精確度。
四、試驗結果
我們對Y 7 1 2 5 型磨齒機價2 8 0 毫米、槽數Z ＝3 5、3 6、4 4、4 8 、5 3、6 8 、7 2 、80、8 3 等和勸50 0 毫米、槽數Z ~ 10 6、12 9 、1 54 等分度盤, 分別逐塊逐槽的進行了單面和雙面測量的數據比較。雙面測量的周節誤差, 周節累積誤差基本上介于二個單面測量之中, 是一條二個單面測量的平均誤差數據曲線(圖4 )。
由于測頭接觸同一槽的二個齒面, 二個力大小近似相等, 方向相反, 被測量的分度盤幾乎無旋轉力矩的影響, 并且在測量同種規格的分度盤時, 上、下測桿調整一次即可, 這不僅使調整工作量相應減少, 也使測量數據的可靠性提高, 從而為實現邊磨邊測的方法提供了條件。
測量結果由表頭讀出(放大10 0 0 倍) , 也可數字打印輸出逐槽的周節誤差值。
五、對比試驗情況
通過對上述各種規格分度盤單、雙面實測數據進行比較后, 又在本廠現有的儀器上進行了一次嚴格的對比試驗, 對安裝在心軸上的同一塊分度盤(價2 80 毫米, Z ~ 6 5) 分別用西德霍夫勒H S9 0 周節儀, 東德蔡司(Z e 招5) T A 4 動D 周節儀, 與臨床測量裝置進行了單面(左面、右面) 和雙面(兩測頭同時接觸相鄰兩齒槽的各槽的二面)連續重復進行5 遍測量。
１從測量數據的結果得到:
臨床測量每槽6 遍數據的重復精度, 9 5 % 在0. 2 5 微米以內, 最大不超過0. 3 微米,
臨床雙面測量重復精度全部在0. 25 微米以內, 比西德霍夫勒H sg o 和東德蔡司T A 4 加D周節儀的重復精度好。
2.從三臺儀器測量得到的左、右齒面和雙面的任意周節誤差△t 和周節累積誤差△t的數值和趨向來看基本是一致的, △t和△t, 的最大值也基本是同一槽號; 尤其是左齒面誤差, 三臺儀器的測量值更為接近。從三臺儀器測量而得到的每個齒槽的水和水二數據對應于每個齒槽的序號作出誤差測量值曲線比較圖如圖2 、3 和4 所示。三臺儀器測得的水和水: 最大值列于下表。
3.從臨床雙面測量裝置測得的雙面誤差數據與霍夫勒B sg o 周節儀測得的左、右單面誤差數據知, 雙面誤差數據基本介于二單面誤差數據間, 山與小: 數據的趨向與最大值位置也是一致的, 如圖4 所示。
4.根據以上三臺儀器測量數據的對比情況, 我們認為分度盤臨床雙面測量裝置可以用來測量雙面磨削加工的廠標準2 級精度分度盤。
六、存在問題
目前密珠測桿套的外徑功9. 5 毫米, 所以小于9. 5 毫米齒距的分度盤不能雙面測量; 單面修磨加工的分度盤也不能采用本雙面測量裝置, 遇到上述情況, 還得換下雙面測桿, 改用單面測量, 換算到雙面的誤差值; 少于28 齒槽的分度盤, 受到測頭進入齒槽的角度限制; 一般也不能采用本雙面測量, 測量數據結果的運算處理還沒有解決等, 都是存在的問題。總之,我們分度盤臨床雙面測量研制工作, 取得了一定的成績與經驗, 但還處于不斷完善和改進之中, 上述存在的一些間題還有待于進一步研究。
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