铣床附件万能分度头的使用技术

陈富洛

摘要：论述了铣床重要附件万能分度头的结构、传动系统和操作使用三个方面的知识和操作技术。

关键词：蜗轮；蜗杆；分度；锁紧；差动

中图分类号：TG54文献标识码：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.05.005

平口钳、回转工作台、立铣头和万能分度头四大机床附件通常被称为铣床的四大法宝，其中应用范围最广最复杂的附件就是万能分度头。虽然数控铣床和加工中心取代了它们几乎是全部的功能，然而受经济条件和大尺寸工件等因素的制约，万能分度头的使用是加工和维修中小企业必须的选项。要正确使用万能分度头，必须从其结构、传动系统和分度方法特点三个方面全面地学习，才能掌握其操作技术。

1万能分度头的结构（按FW250实物为例）

（1）主轴：其前端经常安装三爪卡盘或顶尖，也可以是其它装夹夹具，用以夹持工件；其后端可安装锥柄挂轮轴、挂轮架和挂轮系统组件进行差动分度，加工周向分度槽和花键轴等工件。

（2）本体：内部有主轴、蜗杆和蜗轮。主轴能够进行在垂直平面内由水平位置向上转动小于等于95°，向下转动小于等于5°。

（3）支座：支承所有部件，其底面上的定位键与铣床最上面工作台上的T型槽连接。应用T型螺栓螺母在铣床工作台上紧固。

（4）端盖：内有两对啮合齿轮和挂轮输入轴，能够让动力传递到主轴。

（5）分度盘：两面都有多圈沿圆。

周均布的小孔，完成各种周向分度要求，使用时通过简单的拆卸和装配，让所用的孔面朝外，也可以通过齿轮齿条传动机构进行直线分度。分度盘有两种：白朗·沙普型和辛辛那提型（如表）。

（6）蜗轮副间隙调整及蜗杆脱落机构：拧松蜗杆偏心套压紧螺母，操纵脱落蜗杆手柄使蜗轮与蜗杆脱开，可直接转动主轴，利用调整间隙螺母，可对蜗轮副间隙进行微调。

（7）主轴锁紧机构：用分度头对工件进行切削时，为避免因振动造成主轴转动，每次分度结束后可用主轴锁紧机构将主轴锁紧。此外，分度头还配备有尾架、顶尖、拨叉、千斤顶、齿轮、挂轮架等常用附件。

2万能分度头传动系统（如图所示）

万能分度头通过手柄、挂轮轴经过蜗杆、蜗轮机构同步传递给主轴。蜗杆与蜗轮的传动比

i= n1 ：n2 =1/40

式中n1—蜗杆头数；

n2—蜗轮齿数。

R=n1·Z1·R1n2·Z2

式中R—主轴圈数；

n1—蜗杆头数；

Z1—主动齿轮齿数，Z1=28；

R1—分度手柄圈数；

n2—蜗轮齿数；

Z2—从动齿轮齿数，Z2=28。

图分度头内的传动机构简图

3万能分度头的使用

万能分度头的使用有五个方面：直接分度、简单分度、角度分度、差动分度和螺旋铣削。

3.1直接分度

让蜗杆与蜗轮分离，用主轴上的分度板直接分度。例如，加工一个6槽花键，所用分度板的1周孔数为18时，分度板固定。先用分度拨叉调定其夹角内4个孔即3个孔距后，夹角固定；然后让分度手柄定位销插入拨叉夹角内的左边缘孔后，锁紧主轴，开始铣削主轴卡盘上夹持的第一个花键槽；加工完毕后，松开主轴，拔出分度手柄的定位销，顺时针转动3个孔距，即重新插入拨叉夹角内的右边缘孔，锁紧主轴，将拨叉夹角整体顺时针转动，夹角内分度手柄的定位销由右边缘变成了左边缘，开始加工第二个花键槽；如此下去，就可以加工出周向等分的6个花键槽。当然用这种方法也可以加工不等分的花键槽。

3.2簡单分度

蜗杆与蜗轮的传动比为40∶1，即蜗杆转40圈，啮合传递的蜗轮才转1圈。欲将圆周分成T等分，分度手柄应该转的圈数N=40/T；如铣28个齿的齿轮时，铣第1个齿槽后，主轴需转动N=40/28=10/7=1圈再加3/7圈。由于没有1周圈数为7的分度板，因此选择1周圈数为21孔的分度板，操作如上面的直接分度，只是每铣完一个齿槽，需转动一圈再加9个孔距铣下一个齿槽。

3.3角度分度

蜗杆转1圈，同时推动蜗轮转1/40圈；换成角度即是蜗杆转360°，推动蜗轮转360°/40=9°，当主轴转动A角度时，分度手柄应该转动的度数N=A/9°。操作方法和简单分度同理。

3.4差动分度

差动分度时必须将分度盘锁紧螺钉松开，在主轴后锥孔插入锥柄挂轮轴。按公式计算配备交换齿轮a、b、c、d，或介轮，传动到挂轮输入轴，带动分度盘产生正（或反）方向微动，来补偿计算中设定等分角度与工件等分角度的差值。

计算公式

i﹦40×（x-z）/x﹦（ac）/（bd）

式中i—交换齿轮传动比；

z—工件所需等分值；

a、b、c、d—交换齿轮的齿数；

x—假设工件所需等分值。

式中x值选择：①尽量接近z（小于、大于均可）；②40/x具有分数时，其分母值，必须是能整除分度盘已有孔圈数；③x小于z时，i为负值，装挂轮时必须配有变向介轮，x大于z时，i为正值，挂轮不必装变向介轮；④挂轮配置好后，实际分度的操作和简单分度一致，只是用x替代z，手柄转数为N=40/x，计算和操作与简单分度同理 。

3.5螺旋铣削

以蜗杆的加工为例。螺旋加工必须按要求将铣床工作台转动一个角度即螺旋角β。并依据工件要求算出导程

L=π·Dctgβ

式中L—螺旋线导程；

D—工件直径；

β—螺旋角。

加工螺旋机理是工件纵向进给1个导程，保证分度头带动工件旋转1周。这通过在铣床纵向工作台丝杠末端安装交换齿轮 a与分度头挂架中的交换齿轮b、c、d的配置来实现的。

计算方法

i=acbd﹦40TL

式中i—交换齿轮总传动比；

a、b、c、d—各交换齿轮的齿数；

T—铣床纵向工作台丝杠的螺距。

4结语

总之，通过上面的论述，只有熟练地掌握万能分度头的内部结构、传动系统的特点、运行机理及相关数值计算，才能较好地完成的铣削几种复杂的分度加工。

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