陳富洛
摘要:論述了銑床重要附件萬能分度頭的結構、傳動系統和操作使用三個方面的知識和操作技術。
關鍵詞:蝸輪;蝸桿;分度;鎖緊;差動
中圖分類號:TG54文獻標識碼:A
doi:10.14031/j.cnki.njwx.2017.05.005
平口鉗、回轉工作臺、立銑頭和萬能分度頭四大機床附件通常被稱為銑床的四大法寶,其中應用范圍最廣最復雜的附件就是萬能分度頭。雖然數控銑床和加工中心取代了它們幾乎是全部的功能,然而受經濟條件和大尺寸工件等因素的制約,萬能分度頭的使用是加工和維修中小企業必須的選項。要正確使用萬能分度頭,必須從其結構、傳動系統和分度方法特點三個方面全面地學習,才能掌握其操作技術。
1萬能分度頭的結構(按FW250實物為例)
(1)主軸:其前端經常安裝三爪卡盤或頂尖,也可以是其它裝夾夾具,用以夾持工件;其后端可安裝錐柄掛輪軸、掛輪架和掛輪系統組件進行差動分度,加工周向分度槽和花鍵軸等工件。
(2)本體:內部有主軸、蝸桿和蝸輪。主軸能夠進行在垂直平面內由水平位置向上轉動小于等于95°,向下轉動小于等于5°。
(3)支座:支承所有部件,其底面上的定位鍵與銑床最上面工作臺上的T型槽連接。應用T型螺栓螺母在銑床工作臺上緊固。
(4)端蓋:內有兩對嚙合齒輪和掛輪輸入軸,能夠讓動力傳遞到主軸。
(5)分度盤:兩面都有多圈沿圓。
周均布的小孔,完成各種周向分度要求,使用時通過簡單的拆卸和裝配,讓所用的孔面朝外,也可以通過齒輪齒條傳動機構進行直線分度。分度盤有兩種:白朗·沙普型和辛辛那提型(如表)。
(6)蝸輪副間隙調整及蝸桿脫落機構:擰松蝸桿偏心套壓緊螺母,操縱脫落蝸桿手柄使蝸輪與蝸桿脫開,可直接轉動主軸,利用調整間隙螺母,可對蝸輪副間隙進行微調。
(7)主軸鎖緊機構:用分度頭對工件進行切削時,為避免因振動造成主軸轉動,每次分度結束后可用主軸鎖緊機構將主軸鎖緊。此外,分度頭還配備有尾架、頂尖、撥叉、千斤頂、齒輪、掛輪架等常用附件。
2萬能分度頭傳動系統(如圖所示)
萬能分度頭通過手柄、掛輪軸經過蝸桿、蝸輪機構同步傳遞給主軸。蝸桿與蝸輪的傳動比
i= n1 :n2 =1/40
式中n1—蝸桿頭數;
n2—蝸輪齒數。
R=n1·Z1·R1n2·Z2
式中R—主軸圈數;
n1—蝸桿頭數;
Z1—主動齒輪齒數,Z1=28;
R1—分度手柄圈數;
n2—蝸輪齒數;
Z2—從動齒輪齒數,Z2=28。
圖分度頭內的傳動機構簡圖
3萬能分度頭的使用
萬能分度頭的使用有五個方面:直接分度、簡單分度、角度分度、差動分度和螺旋銑削。
3.1直接分度
讓蝸桿與蝸輪分離,用主軸上的分度板直接分度。例如,加工一個6槽花鍵,所用分度板的1周孔數為18時,分度板固定。先用分度撥叉調定其夾角內4個孔即3個孔距后,夾角固定;然后讓分度手柄定位銷插入撥叉夾角內的左邊緣孔后,鎖緊主軸,開始銑削主軸卡盤上夾持的第一個花鍵槽;加工完畢后,松開主軸,拔出分度手柄的定位銷,順時針轉動3個孔距,即重新插入撥叉夾角內的右邊緣孔,鎖緊主軸,將撥叉夾角整體順時針轉動,夾角內分度手柄的定位銷由右邊緣變成了左邊緣,開始加工第二個花鍵槽;如此下去,就可以加工出周向等分的6個花鍵槽。當然用這種方法也可以加工不等分的花鍵槽。
3.2簡單分度
蝸桿與蝸輪的傳動比為40∶1,即蝸桿轉40圈,嚙合傳遞的蝸輪才轉1圈。欲將圓周分成T等分,分度手柄應該轉的圈數N=40/T;如銑28個齒的齒輪時,銑第1個齒槽后,主軸需轉動N=40/28=10/7=1圈再加3/7圈。由于沒有1周圈數為7的分度板,因此選擇1周圈數為21孔的分度板,操作如上面的直接分度,只是每銑完一個齒槽,需轉動一圈再加9個孔距銑下一個齒槽。
3.3角度分度
蝸桿轉1圈,同時推動蝸輪轉1/40圈;換成角度即是蝸桿轉360°,推動蝸輪轉360°/40=9°,當主軸轉動A角度時,分度手柄應該轉動的度數N=A/9°。操作方法和簡單分度同理。
3.4差動分度
差動分度時必須將分度盤鎖緊螺釘松開,在主軸后錐孔插入錐柄掛輪軸。按公式計算配備交換齒輪a、b、c、d,或介輪,傳動到掛輪輸入軸,帶動分度盤產生正(或反)方向微動,來補償計算中設定等分角度與工件等分角度的差值。
計算公式
i﹦40×(x-z)/x﹦(ac)/(bd)
式中i—交換齒輪傳動比;
z—工件所需等分值;
a、b、c、d—交換齒輪的齒數;
x—假設工件所需等分值。
式中x值選擇:①盡量接近z(小于、大于均可);②40/x具有分數時,其分母值,必須是能整除分度盤已有孔圈數;③x小于z時,i為負值,裝掛輪時必須配有變向介輪,x大于z時,i為正值,掛輪不必裝變向介輪;④掛輪配置好后,實際分度的操作和簡單分度一致,只是用x替代z,手柄轉數為N=40/x,計算和操作與簡單分度同理 。
3.5螺旋銑削
以蝸桿的加工為例。螺旋加工必須按要求將銑床工作臺轉動一個角度即螺旋角β。并依據工件要求算出導程
L=π·Dctgβ
式中L—螺旋線導程;
D—工件直徑;
β—螺旋角。
加工螺旋機理是工件縱向進給1個導程,保證分度頭帶動工件旋轉1周。這通過在銑床縱向工作臺絲杠末端安裝交換齒輪 a與分度頭掛架中的交換齒輪b、c、d的配置來實現的。
計算方法
i=acbd﹦40TL
式中i—交換齒輪總傳動比;
a、b、c、d—各交換齒輪的齒數;
T—銑床縱向工作臺絲杠的螺距。
4結語
總之,通過上面的論述,只有熟練地掌握萬能分度頭的內部結構、傳動系統的特點、運行機理及相關數值計算,才能較好地完成的銑削幾種復雜的分度加工。
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