吳志強(qiáng) 苗萬里

(①常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇常州 213164;②常州市數(shù)控及智能裝備產(chǎn)業(yè)公共技術(shù)服務(wù)平臺(tái)，江蘇常州 213164;③江蘇省宿遷金馬機(jī)床有限公司，江蘇宿遷 223800)

本文設(shè)計(jì)了一種新型的齒輪加工專用數(shù)控分度頭，利用數(shù)控銑床第四軸來完成齒輪的分度工作，具有結(jié)構(gòu)簡單、使用方便的特點(diǎn)。與普通萬能分度頭相比，其在操作中無需人工進(jìn)行分度和夾緊主軸，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低、勞動(dòng)效率得到極大提高。與普通數(shù)控分度頭相比，由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)緊湊、合理，價(jià)格比普通數(shù)控分度頭低了一半，得到用戶的一致好評。

1 使用普通萬能分度頭進(jìn)行直齒齒輪銑削加工的情況分析

由于直齒齒輪的銑齒一般常在臥式數(shù)控升降臺(tái)銑床上用齒輪銑刀加工，分度工作由操作人員依據(jù)萬能分度頭的孔盤進(jìn)行手動(dòng)分度。

例1:銑一齒輪，齒數(shù)為12。

使用如圖1所示F11100萬能分度頭進(jìn)行分度，計(jì)算每次分度頭手柄的轉(zhuǎn)數(shù):40/12=3+4/12=3+8/24(40為分度頭的傳動(dòng)比)。即:銑完一個(gè)齒后，分度頭手柄搖3轉(zhuǎn)，再在24的孔圈上轉(zhuǎn)過8個(gè)孔距。

例2:當(dāng)用于加工質(zhì)數(shù)齒輪或工件時(shí)，要用差動(dòng)分度法。

這種分度要用掛輪把分度頭主軸和側(cè)軸連接起來進(jìn)行分度。例:銑一齒輪齒數(shù)為111。先假設(shè)齒輪齒數(shù)為120，則掛輪傳動(dòng)比i=40(120－111)/120=40×9/120=4×9/(3×4)=40×90/(30×40)=80×90/(60×40)。手柄轉(zhuǎn)數(shù)n=40/120=1/3=22/66。即采用兩對掛輪:80、90為主動(dòng)輪;60、40為被動(dòng)輪。因假設(shè)齒輪齒數(shù)大于實(shí)際齒數(shù)，因此手柄和分度盤的轉(zhuǎn)向相同，所以兩對不加介輪，每轉(zhuǎn)一齒，分度頭手柄要66孔圈的圓周上轉(zhuǎn)過22個(gè)孔距。

由于齒輪加工的分度工作全部依賴操作人員的手動(dòng)操作，所以工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低。

2 齒輪加工專用數(shù)控分度頭的設(shè)計(jì)與改造

齒輪加工專用數(shù)控分度頭的設(shè)計(jì)考慮到與普通萬能分度頭零件的通用性問題，具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖2所示。該數(shù)控分度頭也可通過對圖1所示普通萬能分度頭進(jìn)行的數(shù)控改造得到。即，拆去圖1中萬能分度頭的手柄5、掛輪架9、主軸剎緊手柄1、分度盤7、分度盤剎緊手柄8和定位銷6等零件，再添加設(shè)計(jì)制造:齒輪23，其模數(shù)、齒數(shù)與蝸桿軸上的齒輪17一致，內(nèi)孔大小與伺服電動(dòng)機(jī)軸相配合;電動(dòng)機(jī)接盤24，將其固定在底座上，安裝孔與原固定分度盤支架孔一致;加長主軸鎖緊螺桿7，在螺桿上加裝搖桿4，使搖桿替代主軸鎖緊手柄。工作臺(tái)左右移動(dòng)時(shí)，與定向滑桿3相聯(lián)接的擋塊使搖桿4來回?cái)[動(dòng)，主軸也隨著搖桿的擺動(dòng)而夾緊或松開。

使用該數(shù)控分度頭時(shí)，只要在數(shù)控程序中編輯齒輪分度的度數(shù)，加工完一個(gè)齒后，分度頭會(huì)自動(dòng)分度。操作工只需上下料，無需分度和夾緊主軸。極大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。

3 結(jié)語

本齒輪加工專用數(shù)控分度頭只需一臺(tái)伺服電動(dòng)機(jī)，不僅價(jià)格比普通數(shù)控分度頭低了一半，而且還省去了普通數(shù)控分度頭主軸鎖緊所需要的氣動(dòng)(液壓)元件、氣動(dòng)(液壓)泵站等，并且可以使用普通萬能分度頭進(jìn)行數(shù)控改造，就可以形成產(chǎn)品。

本分度頭適用于直齒齒輪的數(shù)控銑齒加工。也可以加工其他需要圓周分度的零件。由于具有優(yōu)良的性價(jià)比，同時(shí)生產(chǎn)加工效率高，其產(chǎn)品推向市場后，得到用戶的一致好評。

［1］濮良貴，紀(jì)良剛.機(jī)械設(shè)計(jì)［M］.北京:高等教育出版社，1989.

［2］卜炎.機(jī)械傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)手冊［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1999.