一、前 言

       分度盘是我厂生产磨齿机的关键零件, 精度高、批量大、品种规格多, 因此, 计量工作繁重, 且搬运费劲。75 年, 我们分度盘小组为了逐步摆脱测量时的往返搬运, 做到随机自动检测, 使加工者心中有数, 以便选择最佳磨削用量, 保证精度, 提高磨削效率, 减轻劳动强度,便在Q0 O02 分度盘磨床上用单面临床自动测量装置与西德霍夫勒(H 6 fl er )H sg o 自动周节仪对同一块分度盘进行了周节误差的对比测量, 并得到了测量数据可靠的结论。随着生产的发展和经过一阶段的实践考核, 暴露了一些问题。如, 由于单面测量会产生附加力矩,易造成分度盘在磨削时的磨削量的变化(磨削火花有明显的变化), 而影响加工精度, 故不宜将单面测量应用于边磨边测的工艺方法。此外, 还因每测量一块分度盘, 需重新调整一次测杆, 既增加辅助时间又比较麻烦。

      分度盘是圆分度的基础元件, 要求的是角度等分精度。由于使用时是双面接触定位, 而且在Q月0 0 2 分度盘磨床上加工时又是双面磨削, 因此, 只有进行双面测量, 才能更合理、更准确地反映分度盘的精度。

      鉴于上述情况, 我们在7 5 年10 月着手进行临床双面测量分度盘的研制工作。

二、双面测量装置原理

      如图1 所示, 本测量属于相对测量, 其方法是根据圆周可以划分任意等分, 其精度则用是否“ 闭合, , 来加以验证。能达到的精确度取决于参与测量系统长度测量元件的“度量能力”和整个测量系统的稳定性。

      本双面测量装置是建立在双面磨削加工分度盘齿槽的基础上的。整个圆周上齿槽宽窄一致, 径向跳动3 微米左右, 这样就保证了测杆7 的小球接触在分度盘的等直径上; 在工件磨削位置机床轴系径向跳动为1. 5 微米, 把工件安装在紧靠尾架顶尖这端, 可以最大限度地减小由于机床头架径向跳动而给测量结果带来附加的周节累积误差值, 保证了测量数据的准确度。上、下测杆, 分别安装在上、下测爪的密珠套里, 水平测量压力由弹簧6 保证, 这样使测杆在水平方向上浮动。而上、下测爪分别由上、下测体通过宽平行簧片2 7( 上下各二片)与上、下测体固定块1 5 、24 连接一起, 装在同一支架2 上。在上测体上固定传感器n , 在下测体上固定测量顶杆28 。由于采用了宽平行簧片, 保证上、下测体在垂直方向是浮动的, 所以上、下测杆在整个平面内保证是无隙浮动的, 这就满足了临床双面测量分度盘对测量装置的基本要求。这样当两测杆进入测量齿槽后, 传感器所反映的读数值是两齿槽在同一测量节圆角平分线的弦长, 这一弦长的误差就是双面周节误差。测量时, 分度定位是由机床本身的母盘来保证的。由于上、下测杆在垂直方向是浮动的, 因此, 母盘的本身精度误差完全可以忽略不计。测量架进入测量位置的定位, 由定位支点2 3 及拉簧1 保证恒拉力, 同时有液压小孔节流。测量架的退出, 由机床液压系统在规定的测量节拍时间供给压力油实现。

三、双面测量装置的关键

　　1.我们采用的是精化后的面积式电容传感器, 构成桥路, 由80 K O 载频放大输出。重复精度戈0. 0 5 微米, 对称性、线性度在满刻度范围内均小于2 界。

　　2. 测杆测量头采用卯. 8 毫米一级精度钢珠, 过盈量1 ~ 2 微米。测杆在套内进出方向装有导向, 以便克服测量头球与测杆不同轴度所带来的测量误差。

　　3. 测量架重复定位精度为1 0 次进退误差小于1. 6 微米。从理论上讲测量定位误差不影响测量数值, 但实际上在制造、安装过程中, 上、下测杆在空间位置不可能做到在同一垂直平面内和相互平行, 所以提高测量架定位精度可以忽略测杆由于制造、装配上的误差而给测量带来的附加误差, 从而提高了侧量数据的精确度。

四、试验结果

　　我们对Y 7 1 2 5 型磨齿机价2 8 0 毫米、槽数Z ＝3 5、3 6、4 4、4 8 、5 3、6 8 、7 2 、80、8 3 等和劝50 0 毫米、槽数Z ~ 10 6、12 9 、1 54 等分度盘, 分别逐块逐槽的进行了单面和双面测量的数据比较。双面测量的周节误差, 周节累积误差基本上介于二个单面测量之中, 是一条二个单面测量的平均误差数据曲线(图4 )。

　　由于测头接触同一槽的二个齿面, 二个力大小近似相等, 方向相反, 被测量的分度盘几乎无旋转力矩的影响, 并且在测量同种规格的分度盘时, 上、下测杆调整一次即可, 这不仅使调整工作量相应减少, 也使测量数据的可靠性提高, 从而为实现边磨边测的方法提供了条件。

　　测量结果由表头读出(放大10 0 0 倍) , 也可数字打印输出逐槽的周节误差值。

五、对比试验情况

　　通过对上述各种规格分度盘单、双面实测数据进行比较后, 又在本厂现有的仪器上进行了一次严格的对比试验, 对安装在心轴上的同一块分度盘(价2 80 毫米, Z ~ 6 5) 分别用西德霍夫勒H S9 0 周节仪, 东德蔡司(Z e 招5) T A 4 动D 周节仪, 与临床测量装置进行了单面(左面、右面) 和双面(两测头同时接触相邻两齿槽的各槽的二面)连续重复进行5 遍测量。

　　１从测量数据的结果得到:

　　临床测量每槽6 遍数据的重复精度, 9 5 % 在0. 2 5 微米以内, 最大不超过0. 3 微米,

　　临床双面测量重复精度全部在0. 25 微米以内, 比西德霍夫勒H sg o 和东德蔡司T A 4 加D周节仪的重复精度好。

　　2.从三台仪器测量得到的左、右齿面和双面的任意周节误差△t  和周节累积误差△t的数值和趋向来看基本是一致的, △t和△t, 的最大值也基本是同一槽号; 尤其是左齿面误差, 三台仪器的测量值更为接近。从三台仪器测量而得到的每个齿槽的水和水二数据对应于每个齿槽的序号作出误差测量值曲线比较图如图2 、3 和4 所示。三台仪器测得的水和水: 最大值列于下表。

　　3.从临床双面测量装置测得的双面误差数据与霍夫勒B sg o 周节仪测得的左、右单面误差数据知, 双面误差数据基本介于二单面误差数据间, 山与小: 数据的趋向与最大值位置也是一致的, 如图4 所示。

　　4.根据以上三台仪器测量数据的对比情况, 我们认为分度盘临床双面测量装置可以用来测量双面磨削加工的厂标准2 级精度分度盘。

六、存在问题

　　目前密珠测杆套的外径功9. 5 毫米, 所以小于9. 5 毫米齿距的分度盘不能双面测量; 单面修磨加工的分度盘也不能采用本双面测量装置, 遇到上述情况, 还得换下双面测杆, 改用单面测量, 换算到双面的误差值; 少于28 齿槽的分度盘, 受到测头进入齿槽的角度限制; 一般也不能采用本双面测量, 测量数据结果的运算处理还没有解决等, 都是存在的问题。总之,我们分度盘临床双面测量研制工作, 取得了一定的成绩与经验, 但还处于不断完善和改进之中, 上述存在的一些间题还有待于进一步研究。