齿轮加工专用数控分度头的设计与改造*

吴志强 苗万里

(①常州轻工职业技术学院，江苏常州 213164;②常州市数控及智能装备产业公共技术服务平台，江苏常州 213164;③江苏省宿迁金马机床有限公司，江苏宿迁 223800)

本文设计了一种新型的齿轮加工专用数控分度头，利用数控铣床第四轴来完成齿轮的分度工作，具有结构简单、使用方便的特点。与普通万能分度头相比，其在操作中无需人工进行分度和夹紧主轴，工人劳动强度大大降低、劳动效率得到极大提高。与普通数控分度头相比，由于结构设计紧凑、合理，价格比普通数控分度头低了一半，得到用户的一致好评。

1 使用普通万能分度头进行直齿齿轮铣削加工的情况分析

由于直齿齿轮的铣齿一般常在卧式数控升降台铣床上用齿轮铣刀加工，分度工作由操作人员依据万能分度头的孔盘进行手动分度。

例1:铣一齿轮，齿数为12。

使用如图1所示F11100万能分度头进行分度，计算每次分度头手柄的转数:40/12=3+4/12=3+8/24(40为分度头的传动比)。即:铣完一个齿后，分度头手柄摇3转，再在24的孔圈上转过8个孔距。

例2:当用于加工质数齿轮或工件时，要用差动分度法。

这种分度要用挂轮把分度头主轴和侧轴连接起来进行分度。例:铣一齿轮齿数为111。先假设齿轮齿数为120，则挂轮传动比i=40(120－111)/120=40×9/120=4×9/(3×4)=40×90/(30×40)=80×90/(60×40)。手柄转数n=40/120=1/3=22/66。即采用两对挂轮:80、90为主动轮;60、40为被动轮。因假设齿轮齿数大于实际齿数，因此手柄和分度盘的转向相同，所以两对不加介轮，每转一齿，分度头手柄要66孔圈的圆周上转过22个孔距。

由于齿轮加工的分度工作全部依赖操作人员的手动操作，所以工人劳动强度大、生产效率低。

2 齿轮加工专用数控分度头的设计与改造

齿轮加工专用数控分度头的设计考虑到与普通万能分度头零件的通用性问题，具体结构设计如图2所示。该数控分度头也可通过对图1所示普通万能分度头进行的数控改造得到。即，拆去图1中万能分度头的手柄5、挂轮架9、主轴刹紧手柄1、分度盘7、分度盘刹紧手柄8和定位销6等零件，再添加设计制造:齿轮23，其模数、齿数与蜗杆轴上的齿轮17一致，内孔大小与伺服电动机轴相配合;电动机接盘24，将其固定在底座上，安装孔与原固定分度盘支架孔一致;加长主轴锁紧螺杆7，在螺杆上加装摇杆4，使摇杆替代主轴锁紧手柄。工作台左右移动时，与定向滑杆3相联接的挡块使摇杆4来回摆动，主轴也随着摇杆的摆动而夹紧或松开。

使用该数控分度头时，只要在数控程序中编辑齿轮分度的度数，加工完一个齿后，分度头会自动分度。操作工只需上下料，无需分度和夹紧主轴。极大降低了工人的劳动强度，提高生产效率。

3 结语

本齿轮加工专用数控分度头只需一台伺服电动机，不仅价格比普通数控分度头低了一半，而且还省去了普通数控分度头主轴锁紧所需要的气动(液压)元件、气动(液压)泵站等，并且可以使用普通万能分度头进行数控改造，就可以形成产品。

本分度头适用于直齿齿轮的数控铣齿加工。也可以加工其他需要圆周分度的零件。由于具有优良的性价比，同时生产加工效率高，其产品推向市场后，得到用户的一致好评。

［1］濮良贵，纪良刚.机械设计［M］.北京:高等教育出版社，1989.

［2］卜炎.机械传动装置设计手册［M］.北京:机械工业出版社，1999.