学习情境12：等分加工

一、等分工件的加工工艺 

1、 万能分度头

分度头是铣床的精密附件之一。机械制造中的许多零件（如花键、齿轮、离合器等）在铣削中都需利用分度头进行圆周分度，以铣削出等分的齿槽。常用分度头有等分分度头、半万能分度头和万能分度头等，其中万能分度头使用最广泛。

（1）万能分度头的主要功用

①能将工件做任意圆周等分或通过交换齿轮做直线移距分度。

②可将工件轴线装夹成水平、垂直或倾斜的位置。

③通过交换齿轮，可使分度头主轴随纵向工作台的进给运动做等速连续旋转，用以铣削螺旋面和等速凸轮的型面。

（2）万能分度头的型号

常用的万能分度头型号有FW100型、FW125型、FWl35型和FWl60型等几种，它们的中心高分别为100mm、125mm、135mm和160mm。如下图所示，FWl25型万能分度头外型和转动系统，是目前铣床上使用较多的一种分度头。它的主要功用是：能够将工件作任意的圆周分度或作直线移距分度；可把工件轴线装置成水平、垂直或倾斜的位置；通过挂轮，可使分度头主轴随工作台的进给运动作连续旋转，以铣削螺旋面。   

1－分度盘紧固螺钉 2－分度叉 3－分度盘

4－螺母 5－侧轴6－涡杆脱落手柄

7－主轴锁紧手柄  8－回转体 9－主轴

10－基座11－分度手柄  12－分度定位销

13－刻度盘

   （3）分度头的结构及作用   ①分度头主轴  分度头主轴为空心轴，两端均为莫氏4号锥度，前锥孔用来安装顶尖或锥度心轴，后锥孔用来安装挂轮轴。主轴前端有一短圆锥，用来安装三爪自定心卡盘的连接盘。松开基座后方的两个紧固螺钉，可使分度头的主轴随回转体在基座的环形导轨内转动?6?～90?。主轴的前端的刻度盘上有360?刻线，可用来直接分度。主轴锁紧手柄用来紧固分度头主轴。涡杆脱落手柄用于涡轮副的结合或脱落。侧轴用来安装交换齿轮。分度手柄与孔盘、定位销、分度叉配合使用完成分度工作。  如图A所示，FW125表示中心高为125mm的万能分度头，其中，F表示分度头，W表示万能型，125表示中心高（分度头主轴处于水平位置时，主轴轴心线到基座底面底高度为125mm）。  ②传动系统  主轴传动路线：转动分度手柄，使1∶1圆柱直齿轮转动，再带动1∶40蜗杆涡轮旋转，最后使主轴转动。  侧轴传动路线：先松开孔盘侧面的紧固螺钉，把定位销插入孔盘孔眼中，转动分度手柄，使孔盘转动，再带动1∶1螺旋齿轮旋转，最后使侧轴转，如图B所示。  ③传动原理  主轴传动原理：分度手柄转40r代表分度头主轴转1r。侧轴传动原理：分度手柄与侧轴转数相等，如图C所示。   

（4）万能分度头附件

①三爪自定心卡盘通过连接盘安装在分度头主轴上，用来夹持工件。将方头扳手插入卡盘体底方孔1内，转动扳手可使小锥齿轮2带动大锥齿轮3转动。大锥齿轮3的背面有一平面螺纹4，与三爪卡爪5上的牙齿啮合，因此，当平面螺纹转动时，三爪卡爪同时向心或离心移动，将工件夹紧或松开，如下图A所示。   

A 

C 

B

   能解决分度手柄不是整转数时的分度，是各种分度方法的分度依据。孔盘随分度头备有一块或两块，其正反两面都有均布的孔圈，如下图B所示。    

②分度叉

         如图12-8所示，分度叉的作用是避免每次分度要数一次孔数的麻烦，且防止摇错。在分度时，松开分度叉两只紧固螺钉3，使分度叉叉脚1和2之间调整成需要转过的孔距数（比需要转过的孔数多一个孔，因为第一个孔作为起点，不计算）。

③前顶尖、拨盘和鸡心夹 

         前顶尖、拨盘和鸡心夹是装夹带中心孔的轴类零件。使用时，将前顶尖装入分度头主轴锥孔内，将拨盘装在分度头主轴前端端面上，然后用内六角螺钉紧固。用鸡心夹将工件夹紧放在分度头与尾座两顶尖间，同时，鸡心夹的弯头放入拨盘的开口内，将工件预紧后，紧固拨盘开口上的紧固螺钉，使拨盘和鸡心夹连接，用来保证在铣削时分度头主轴锁紧后工件不会发生转动，如图12-9所示。   

A   B 

A    B

④尾座  如下图所示，A为普通万能分度头尾座，B为数控用液压尾座。尾座用来配合分度头装夹带中心孔的轴类零件。转动手柄可使顶尖进退，以便装卸工件；松开螺钉，转动调整螺钉，可使顶尖升降或倾斜一个不大的角度，使尾座顶尖中心线与分头主轴中心线调整到同轴 。  

⑤挂轮轴、挂轮架

         如图A所示，挂轮轴、挂轮架用来安装交换齿轮。挂轮轴装入分度头主轴的后锥孔内，用来安装交换齿轮；挂轮架利用开缝孔安装在分度头的侧轴上，用来安装挂轮轴套；挂轮轴套用来安装交换齿轮；支承板通过螺钉轴安装在分度头基座后方的螺孔上，用来支撑挂轮架 。

 ⑥交换齿轮

         如图B所示，交换齿轮一套共12个，即25（两个）、30、35、40、50、55、60、70、80、90、100，用来进行轮系底配置、铣削螺旋槽配置、斜齿轮配置等工件。   

A 

B 

B 

A

⑦千斤顶   如右图所示，千斤顶用来支撑刚性较差、易弯曲变形的工件，以减小铣削时的变形和振动。使用时松开紧固螺钉，转动调整螺母，使V形顶头上下移动，当V形顶头的V形槽与工件接触稳固后，再锁紧紧固螺钉。 

2. 回转工作台

（1）回转工作台的种类

         回转工作台简称转台，其主要功用是铣削圆弧曲线外形、平面螺旋和分度。回转工作台有机动回转工作台、手动回转工作台、立卧回转工作台、可倾回转工作台和万能回转工作台等多种类型。常用的立轴式手动回转工作台如图12-14所示。机动回转工作台如 右图所示。常用的回转工作台的型号有T12160、T12200、T12320、T12400、T12500等。

（2）回转工作台的外形结构和传动系统

         图右中，回转工作台5的台面上有数条T形槽，供装夹工件和辅助夹具穿装T形螺栓用，工作台的回转轴上端有定位圆台阶孔和锥孔6，工作台的周边有360°的刻度圈，在底座4前面有0线刻度，供操作时观察工作台的回转角度。底座前面左侧的手柄1，可锁紧或松开工作台。使用机床工作台作直线进给铣削时，应锁紧回转工作台，使用回转工作台作圆周进给铣削或分度时，应松开回转工作台。

        底座前面右侧的手轮与蜗杆同轴联结，转动手轮使蜗杆旋转从而带动与回转工作台主轴联结的蜗轮旋转，以实现装夹在工作台上的工件作圆周进给和分度运动。手轮轴上装有刻度盘，若蜗轮是90齿，则刻度一周为4°，每一格的示值为4°∕n，n为刻度盘的刻度格数。

         偏心销3与穿装蜗杆的信人民偏心套联结，如松开偏心套锁紧螺钉2，使偏心销3插入蜗杆副啮合定位槽或脱开定位槽，可使蜗轮蜗杆处于啮合或脱开位置。当蜗轮蜗杆处于啮合位置旱应锁紧偏心套，处于脱开位置时，可直接用手推动转台旋转至所需要位置。 

二 、等分加工操作   1、简单分度法     简单分度法是分度中使用最多的一种方法。分度时，将分度盘固定，转动分度手柄使涡杆带动涡轮旋转，从而使装夹的工件转到所需要的角度。  由FWl25型分度头传动系统可知，当分度手柄转过40转时，主轴旋转1转，比值40就叫做分度头的定数。其他各种型号的分度头基本上都采用这种定数。简单分度法可写成下列算式：  n=N/Z=40/Z   式中：n——每等分一次分度手柄应转过的转数；Z——工件的圆周等分数（齿数或边数）；N——分度头定数，一般为40。  上式为简单分度的计算公式，当计算得的n不是整数而是分数时，可用分度盘上的孔数来进行分度（把分子和分母根据分度盘上的孔圈数，同时扩大或缩小同一倍数）。FWl25型分度头有两块分度盘，每一块的正面圆周上有6道均匀分布的孔圈，反面有5道，每块分度盘上的孔圈孔数见表所示。   

例  在FW250分度头上加工一六方工件，求每铣一面分度手柄应转过多少？

解：          n=40∕6=6+2∕3 转

即分度头手柄应摇6转又2∕6转，这时工件转过了1∕6转。   

（2）角度分度法   角度分度法实质上是简单分度法的一种特殊形式，只是分度计算的依据不同。简单分度法是以工件的等分数z作为计算依据，而角度分度法则以工件的角度?作为计算依据。从分度头结构可知，分度手柄摇40转，分度头主轴带动工件转一转，也就是手柄转一转，工件只转了9度，所以得出计算公式为：                                     n= ? ?/9? 或 n=? ?/540?                                        n=? ?/32400?                           式中：n——手柄转数；? ——工件所需的转角。  （3）工件的装夹   分度头主轴前端具有一段短的外锥面，三爪卡盘的过渡盘就用它来定心的，并且用三个螺钉固定在主轴的台阶面上。工件可以一端用三爪卡盘夹紧，一端用尾架顶尖顶住，这样装夹的刚性比较好，但定心精度比较差，主要取决于三爪卡盘的精度。为了增加工件的刚性，可以在工件装夹之后，再用一个或两个千斤顶把它撑住；也可以把工件的两端都用顶尖顶起来，这样装夹的定心精度比较高，但刚性比较差，此时，为了带动工件和分度头主轴一起转动，应当把拨盘用三个螺钉固定在主轴前端的台阶面上，同时把鸡心夹头固定在工件上，并且把它的柄部嵌在拨盘的缺口中，用两个螺钉顶住，以防松动。  

思考题 

• [1] 机械加工企业中，常将生产管理部门与质量检测部门相对独立，这样设置有什么必要性？是否可以将生产管理部门与质量检测部门合并为一个部门？
• [2] 如果您是一个企业的管理者，您的企业目前还处于一种个体企业的粗放管理状态，您将按什么样的顺序来推行ISO2000、5S、“QC”活动等，您觉得应该优先实施的应是那一种管理改革？
• [3] 对您的工作过程进行总结，认真写好实训报告，分析自己在实训过程中遇到的问题，自己是如何改进或以后将如何改进，您将通过怎样的努力去成为一名优秀员工？
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练习题