CN111843057A - 一种提高分度盘分度与定位精度的多齿定位爪 - Google Patents

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Abstract

本发明属于精密齿轮制造技术领域，涉及一种提高分度盘分度与定位精度的多齿定位爪。设计的多齿定位爪定位时齿爪上的每个齿面都与配套的分度盘的齿面同时接触，且多齿定位爪分离过程中不与分度盘发生干涉。本发明提供的多齿定位爪可直接通过螺钉连接到原大平面砂轮磨齿机分度系统的定位爪座上，具有加工简单、安装方便的优点，在不更换磨齿机分度系统其它配件的情况下，利用多齿定位的误差均化效应，可进一步提高分度盘式分度系统的分度与定位精度，具有制作成本低，能进一步提高分度系统精度的优点，具有良好的市场应用前景。

Description

一种提高分度盘分度与定位精度的多齿定位爪
技术领域
本发明属于精密齿轮制造技术领域，涉及一种提高分度盘分度与定位精度的多齿定位爪。
背景技术
分度系统是机械加工装备中非常重要的一个系统。分度系统的分度精度及定位精度将直接影响工件的加工质量。目前，高精度的分度系统有电子分度系统和机械分度系统两大类。机械分度系统根据分度元件的不同，又分为蜗轮蜗杆分度系统、齿轮齿条分度系统、槽轮分度系统、分度盘式分度系统和端齿分度系统等。其中，端齿分度系统的分度精度最高，一般可达到0.5″，最高可达到0.1″，为机械分度系统中分度精度最高的分度元件；其次是分度盘式分度系统，其分度精度可达5″～10″。中国发明专利【ZL200910309243.2】公开了一种基于端齿分度系统的磨齿机用高精度端齿自动分度装置，用于加工1级以上齿距精度的超精密齿轮。中国发明专利【ZL201310629970.3】公开了一种高精度多球分度定位装置，利用高精度球作为分度元件，其原理跟端齿分度盘的分度原理类似。虽然应用端齿分度系统和多球分度定位装置可获得较高的分度精度，但由于高精度端齿盘制造工艺复杂，制造成本较高，且分度齿数只能为端齿盘齿数的公约数，因此端齿分度系统未在精度加工领域中广泛应用。现有Y7125型和Y7431型大平面砂轮磨齿机上的分度系统采用的单齿定位爪-分度盘式分度装置，定位爪为单齿结构。分度定位时，单齿定位爪在分度凸轮和弹簧的作用下卡入分度盘的一个齿槽中，利用定位爪施加给分度盘正反转扭矩的平衡实现了分度系统的分度与定位。但目前这种单齿定位爪结构的分度盘式分度系统受分度盘的齿距加工精度的影响，其结构仍有较大的提升空间。
发明内容
为改善现有单齿定位爪-分度盘式分度装置的性能，本发明提供了一种多齿定位爪，利用多齿定位的误差均化效应，进一步提高分度盘式分度系统的分度与定位精度。
具体技术方案为：一种多齿定位爪，在定位板上加工有多个可同时参与分度与定位的齿爪，齿爪为两侧面为平面的非对称梯形齿，齿爪的每个齿的齿高与其对应的定位爪回转半径的比值相同；齿爪与分度盘所有的接触线以及多齿定位爪的回转轴线皆共面，确保在定位时齿爪上的每个齿面都与配套的分度盘的齿面同时接触，且多齿定位爪分离过程中不与分度盘发生干涉。
齿爪两侧非对称梯形齿的齿根和齿顶位置用一段圆弧面光滑连接。
多齿定位爪齿爪的廓形根据与其配套的分度盘的廓形设计，采用慢走丝线切割工艺进行初步加工。
所述多齿定位爪与配套分度盘装配后，根据光隙法判断齿爪各齿面的与分度盘轮齿的接触状况，以判断齿爪有加工余量的齿面；通过修磨齿爪有加工余量的齿面，以达到多齿参与定位的效果，提高分度盘的分度与定位精度。
本发明的有益效果在于，本发明提供的多齿定位爪可直接通过螺钉连接到原大平面砂轮磨齿机分度系统的定位爪座上，具有加工简单、安装方便的优点，在不更换磨齿机分度系统其它配件的情况下，利用多齿定位的误差均化效应，可进一步提高分度盘式分度系统的分度与定位精度，具有制作成本低，能进一步提高分度系统精度的优点，具有良好的市场应用前景。
附图说明
图1多齿定位爪。
图2多齿定位爪与分度盘分离状态示意图。
图3多齿定位爪与分度盘定位状态示意图。
图中：1多齿定位爪；1-1齿爪；1-1-1梯形齿工作面；1-1-2齿根圆弧；1-1-3齿顶圆弧；1-2定位板；1-3螺纹孔；2连接螺钉；3拉簧；4定位爪座；5分度凸轮；6分度盘。
具体实施方式
以齿数为z＝240的渐开线廓形的标准齿轮分度盘为例，阐述多齿定位爪1的制作过程。
根据分度盘6分圆直径d＝270mm，可计算出分度盘6的模数m＝1.125mm。利用Y7125磨齿机可以加工1级精度分度圆为270mm的标准齿轮分度盘6。以该规格参数的标准齿轮，设计多齿定位爪1。以原来单齿定位的分度盘6的齿槽的中线开始做分度圆靠近定位爪座的切线，与分度盘6轮齿的交点作为多齿定位爪1与分度盘6的接触线位置。根据交点的个数，可以确定该规格多齿定位爪1最多齿数为5个齿。分别作通过上述交点的渐开线齿面的切线，该切线即为多齿定位爪1非对称梯形齿工作面1-1-1，优化多齿定位爪齿根圆弧1-1-2和齿顶圆弧1-1-3的大小，使多齿定位爪1的每个齿的齿高与其对应的定位爪回转半径成相同比例，从而确保在定位时齿爪1-1的每个齿面理论上都与配套的分度盘6的齿面同时接触，且多齿定位爪1分离过程中不与分度盘发生干涉。
多齿定位爪1的材料选用轴承钢材料，热处理硬度不低于HRC55。将热后的多齿定位爪1通过慢走丝线切割工艺割出，表面粗糙度Ra不大于0.8μm。
将加工好的多齿定位爪1以上述1级精度标准齿轮分度盘6中的定位位置为基准，通过连接螺钉2穿过定位板1-2上的螺纹孔1-3，连接到定位爪座4上，通过拉簧3实现多齿定位爪1与分度盘6的定位。由于标准齿轮分度盘6、多齿定位爪1等存在加工和安装误差，致使齿爪1-1实际上不能与标准齿轮分度盘6多齿接触。通过光隙法对称四个位置观察齿爪1-1与分度盘6齿面的接触情况，判断出需要修磨的齿爪1-1的齿面及去除量。通过反复修磨，使尽可能多的齿爪1-1的齿面参与啮合定位，以提高多齿定位的误差均化效应，从而提高多齿定位爪-分度盘式分度系统的分度精度与定位稳定性。
定位爪座4在分度凸轮5的驱动下，带动多齿定位爪1离开或进入分度盘6的齿槽中，从而实现分度盘式分度系统的分度与定位。

Claims (4)

1.一种提高分度盘分度与定位精度的多齿定位爪，其特征在于，在定位板(1-2)上加工有多个可同时参与分度与定位的齿爪(1-1)，齿爪(1-1)为两侧面为平面的非对称梯形齿工作面(1-1-1)，齿爪(1-1)中每个齿的齿高与其对应的定位爪回转半径的比值相同；齿爪(1-1)与分度盘(6)所有的接触线以及多齿定位爪的回转轴线皆共面，确保在定位时齿爪(1-1)上的每个齿面都与配套的分度盘(6)的齿面同时接触，且多齿定位爪分离过程中不与分度盘(6)发生干涉。
2.如权利要求1所述的多齿定位爪，其特征在于，齿爪(1-1)两侧非对称(1-1-1)梯形齿的齿根和齿顶位置用一段圆弧面光滑连接。
3.如权利要求1所述的多齿定位爪，齿爪(1-1)的廓形根据与其配套的分度盘(6)的廓形设计，采用慢走丝线切割工艺进行初步加工。
4.权利要求1-3任一所述多齿定位爪的应用，其特征在于，多齿定位爪与配套分度盘(6)装配后，根据光隙法判断齿爪(1-1)各齿面的与分度盘(6)轮齿的接触状况，以判断齿爪(1-1)有加工余量的齿面；通过修磨齿爪(1-1)有加工余量的齿面，以达到多齿参与定位的效果，提高分度盘(6)的分度与定位精度。
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