AA Gage -AG Davis 多齿分度台
一、圆分度仪器综述
角度计量是一个重要的计量单位,角度计量是计量技术的重要组成部分。角度测量就是被测角度量与角度
单位进行比较,有时与长度单位进行比较,直接和间接求出角度值。要实现角度比较就要有相应的测量方法。
一个测得值的可靠性在很大程度上取决于测量方法的精度。在角度计量中,有大量的圆分度误差的测量器件,
如光学度盘、圆光栅盘、机械式的多齿分度盘、各种规格的多面棱体以及在仪器中起分度作用的精密蜗轮、
花键、分度盘等圆分度器件都需要进行圆分度误差测量。在测量中,要遵定封闭准则和正确选择计量器具及
标准件。
多齿分度台是利用圆周闭合原理(图1-1),由一对外径相同,齿数和齿形相同的平面端齿盘相互啮合
组成的分度装置。在恒力的作用下全部齿轮紧密啮合。由于“平均效应”的关系能获得很高的分度精密。
多齿分度台作为一种高精密角度标准仪器,目前广泛应用于精密测试,定位精加工等领域。特别在计量传递中,
多齿分度台己作为高精密度圆分度标准。多齿分度台作为检测角度的精密工具,它既可作为角度基准用于测量,
又可作为分度装置用于加工。它与光电自准直仪配合使用,可检测基数360/n(n为齿数)的各种多面棱体、
角度块规、光学棱镜等高精度的精密零件(如:孔位、垂直面、平行面)。多齿分度台的组合差动还可以进行
高精度的任意角检测。多齿分度台具有结构简单、操作方便、对环境要求不严格、分度精度高、无角位移空程、
测量重复性好等优点,因而广泛使用在计量、机械加工等部门。特别在计量传递中,多齿分度台己作为高精度
圆分度标准,用来检定多面棱体以及零件的角度。随着多齿分度台的广泛应用,对多齿分度台的快速、准确的
检定显得日益重要。
多齿分度台的上下齿盘啮合时,由于全部齿牙同时参与啮合定位,多齿啮合的“平均效应”和“弹性过约束原理”
,使多齿分度台的啮合精度大大高于齿盘的加工分度精度。多齿分度台较以往各种分度装置,其精度提高了一个
数量级(目前的分度精度己达0.125″)。由于齿盘在任意同心圆上的齿厚和齿槽宽度相等,因此啮合时没有齿侧间隙
存在,其分度精度也就不受正反转的影响,齿牙的向心性使啮合端齿盘具有固定的啮合圆中心。这也是导致多齿
分度台具有很高重复定位精度的主要原因之一(重复定位精度为0.05″)。多齿分度台的使用过程恰似端齿盘的对研
过程,正确的良好使用可以不断地改变端齿盘啮合齿面的接触精度,逐渐减小啮合分度误差(在一定范围内),磨损
不但不会使精度降低,反而可能有所提高,这是其它分度装置不可能具有的独特优点。
二、多齿分度台主要结构
虽然多齿分度台装置的结构形式很多,使用要求也各不相同,但从原理上分析,其结构一般由端齿盘、
起落旋转机构、机座三个主要部分组成。多齿分度台示意图如图1-1所示:端齿盘是多齿分度台装置的心脏,起标
准角度输出和精密西分度的作用。它的结构设计和加工精度直接决定了多齿分度台装置的工作精度和使用性能。
起落旋转机构的主要作用:
l将上齿盘抬起一定的高度,保证上齿盘和下齿盘能进行相对旋转运动,分度转动结束后又能带动上齿盘平稳地下降。
2为啮合端齿盘提供合适的、均匀的、恒定的轴向力。
3.根据分度角使上齿盘相对下凿盘进行旋转分度。起落旋转机构设计是否合理影响多齿分度台装置的使用性能。
当起落旋转机构不干涉上、下齿盘自由啮合时,它不影响多齿分度台装置的工作精度。下齿盘是多齿分度台的安装
基准,连接各个部分的纽带,同时也是多齿分度台装置使用时的安装基准。
三、分度台装置的分类
多齿分度台装置通常按照工作性质、应用范围、结构形式、使用特点进行分类。
A按工作性质和应用范围可分为:
1.精密多齿分度台:
2.多齿分度台分度回转工作台;
3.多齿分度台定位装置;
4.多齿分度台连接装置。
B按多齿分度台装置的分度方式可分为:
1.按齿盘齿数分度的多齿分度台装置;
2.差动多齿分度台,按差动的齿数又可分为:一齿差动和多齿差动多齿分度台分度装置;
3.带细分装置的多齿分度台分度装置,又可分为机械细分多齿分度台和激光干涉细分多齿分度台。
C按多齿分度台装置的起落旋转机构的结构形式可分为:
1.偏心轴式多齿分度台:
2.凸轮式多齿分度台;
3.杠杆式多齿分度台;
4.螺旋槽式多齿分度台;
5.多头螺旋式多齿分度台;
6.活塞油缸式多齿分度台;
7.电磁式多齿分度台。
D按多齿分度台的自动化程度可分为:
1.手动多齿分度台;
2.半自动多齿分度台:
3.全自动多齿分度台。
E按多齿分度台工作台的运动可分为:
1.抬起式多齿分度台;
2.不抬起式多齿分度台,它还可细分为双齿圈不抬起式多齿分度台、导柱不抬起式多齿分度台和凸耳不抬起式多
齿分度台。
四、多齿分度台现状
1956年美国AG gage 量规公司成功研制 Z= 360 ,分度精度为±0.25″的刚性齿多齿分度台,60年代初期,
该多齿分度台经美国国家标准局(NIST)检定确认分度精度为±0.25″。在这期间,美国的多齿分度台的研制得到
了较大的发展。除美国AG gage 量规公司外,美国密执安(Michigan tool Co)和穆尔(Mooretool Co.)也生产各
种规格的多齿分度台,并作为产品销售到英国、前联邦德国、日本、瑞士等国家。)60年代末美国穆尔工具公司
生产的齿数为360、720、1440、2160齿的各种规格多齿分度自均各有正弦尺细分装置。目前美国多齿分度台细分装
置的最小分度值为0.125″,分度精度为±O.25″。