第三节 孔盘操纵变速机构

孔盘操纵变速机构是一个很成熟的机构，该机构曾获得斯大林奖。

一、XA6132型铣床主轴变速操纵机构

图3-6所示为该铣床主轴变速操纵机构的示意图。它是由一个孔盘集中操纵越级的变速机构。当需要变速时，先压下变速操纵手柄2，使其上的凸键脱开定位槽（图中未画出），然后顺时针（从上往下看）转动手柄2，扇形齿轮3也随着顺时针转动，齿条4带动连杆5及变速孔盘6向右移动，齿条轴7和9及其他的齿条轴都脱开孔盘。变速选择旋扭1通过锥齿轮11、12将孔盘转到选择速度对应的位置，再将变速操纵手柄2反时针转动，到位后，将手把定位端的凸键嵌入定位槽中，此时孔盘左移至固定位置处。由于各齿条轴所对应的孔盘位置不同，故会出现孔盘上的大孔、小孔和无孔三种可能。齿条轴端部设计成阶梯轴，孔的大小和有无就决定了齿条轴在孔盘的插入量，从而决定了其在轴向的移动量，最终决定每对齿条轴上拨叉的移动量，从而达到变速要求。当孔盘在变速结束的定位位置上时，每对齿条轴都借助于阶梯由孔盘定位，齿条轴被固定，此时拨叉所拨动的滑移齿轮恰好处在正确的啮合位置。

在压下手柄2并顺时针转动时，转轴上的凸轮（图中未画出）将微动开关压上；逆时针转动手柄2时，凸轮将微动开关松开，电动机寸动，以便滑移齿轮的齿顺利进入与其相啮合的齿轮的齿槽中。

要说明的是齿条轴7右侧的台阶杆与齿条是两体的，台阶杆在齿条孔中滑动，并有压缩弹簧将杆顶出一定距离，当孔盘左移到终点位置时，台阶杆在弹簧力的作用下向右顶着孔盘，因而使手柄2在定位时凸键总是紧靠在定位槽的侧面，不会使手柄2自行脱落。

图示只画出了一对齿条轴，该齿条轴控制轴Ⅳ上的三联滑移齿轮（齿数分别为37、47、26）左、中、右三个位置。

未画出的另外两对齿条轴分别控制轴Ⅱ上的三联滑移齿轮（齿数分别为19、22、16）左、中、右三个位置和轴Ⅳ上的二联滑移齿轮（齿数分别为82、19）左、右两个位置，每对齿条轴分别与空套在同一轴上的三个中间齿轮啮合，以保证每对齿条轴相对位置关系。

二、XA6132型铣床进给箱变速操纵机构

该机构与主轴变速操纵机构一样，也采用孔盘集中越级变速机构，如图3-7所示。图示位置，是变速完成状态。当变速时，通过手把7将孔盘1沿轴向向外拉出，此时齿条杆14与齿条24、齿条杆16与齿条23、齿条杆18与齿条21均与孔盘脱开。当转动手把7时，通过销13带动孔盘一起转动，当刻度盘转到对应速度的位置时，孔盘也转到相应的位置。将手把7往里推，随着各齿条所对应的孔盘位置不同，会出现孔盘有大孔、小孔或无孔三种可能。齿条轴的端部（即齿条杆）设计成阶梯轴。现以齿条杆18与齿条21为例说明变速操纵机构原理。当齿条杆18插入大孔，齿条21对应孔盘无孔时，则拨叉处最左端；当齿条杆18和齿条21对应的孔盘均为小孔时，则拨叉处于中间位置；当齿条杆18对应孔盘无孔，齿条21对应孔盘为大孔时，则拨叉处于最右端。只要孔盘的大、小孔设计合适，就可按照要求变速。齿条杆14与齿条24靠近孔盘中心位置，该处的孔盘设计成凸、凹两部分，各在圆周上占180°，当齿条杆14对应凸起部分时，齿条24则对应凹下部分，反之亦然。这样就使拨叉25有左、右两个位置，从而实现双联滑移齿轮变速。

孔盘的轴向在变速完成后始终受齿条杆一个向右的推力，这是因为齿条杆与齿条是两体的，齿条杆装在齿条孔中并可轴向滑动几毫米，齿条杆与齿条间有压缩弹簧，齿条杆在弹簧的弹力下使孔盘受向右的推力，轴4上的锥套11便推压钢球10径向外移，使钢球10被楔住。同时轴4也被轴向定位。

孔盘的周向定位是借助于定位套5周向均布的凹坑和钢球12来实现的。当钢球12在弹簧力作用下进入定位套上的凹坑时，就实现了圆周定位。

在手把7向外拉时，孔盘通过压杆压合微动开关（图中未画出），使进给电动机停止，准备变速。当手把7向里推动时，放松微动开关，进给电动机寸动，各齿轮因惯性缓慢转动，以便滑移齿轮顺利进入啮合状态。

进给变速孔盘、滑移齿轮与进给量的关系见表3-1。

三、XA6132型铣床孔盘变速操纵机构的调整

该机床的主轴箱与进给箱均采用孔盘变速操纵机构。当该机构被拆卸后，只有正确地装配方能使机构正常工作。现以进给箱变速操纵机构为例说明其正确的装配方法。

如图3-7所示，变速操纵机构可分成两大部分，即件号1～13及外壳等右半部分和件号14～25及壳体等左半部分，这两部分用螺钉、定位销连接，可以拆分。

1.右半部分的修复调整

通常情况下，这部分不需检修和调整，只有当钢球10与锥套11卡不住，造成手把7滑出时或者变速操纵机构不能定位时才进行拆修和调整。

当出现手把7经常滑出而引起掉档时，应更换锥套11或钢球10，方法是拆下左侧的钢板罩及手把7与轴套8的连接销，拆下手把7，向左抽出轴4，将轴套一起抽出，钢球10脱落，即可检查锥套11的磨损状况，从而确定更换钢球还是锥套。

如果速度指示盘定位定不住时，可抽出定位套5，检查钢球12和弹簧，视其状态进行修复或更换，然后装回原位。

轴套8、锥套11、钢球10、轴4都装回原位后装上钢板罩和手把7，即完成修复与调整。

2.左半部分的调整

按750mm/min进给量的要求，调好齿条轴与选速盘的对应位置。此位置即为图3-7所示的位置。

将已整体拆下的右半部分变速到750mm/min位置上，并操纵手把7到变速完成的位置上（检查轴套8的轴向位置，确定变速完成的位置），测量壳体左端面至孔盘端面距离（注意测量时孔盘应消除轴向间隙），假设所测结果为A。然后再调整左半部分，测量齿条杆18与齿条21、齿条杆16与齿条23的小台阶端面到壳体右端面的距离也应为A，否则应调整齿条与齿轮19或17的相对位置，直至达到要求为止。对于齿条杆14和齿条24的调整应根据端面凸轮3的端面至左端面的距离进行。

将左、右两部分组装完毕后，在每档速度上检查齿条杆变速完成后是否有轴向窜动，如果有窜动，说明装配有问题，应重新装配。

四、铣床孔盘操纵变速机构的常见故障与排除方法（见表3-2）