用于零件批量加工的卧轴式分度装置

摘要：介绍了一种适用于批量加工、结构紧凑、能提高零件加工效率的卧轴式分度装置的设计，并对该分度装置的分度误差进行了分析。
关键词：分度销；分度盘；分度误差；弹簧夹头

1 前言

机械加工行业最常用的分度装置是具有三爪卡盘的分度头，这种分度头结构尺寸较大，在零件的批量加工中，夹紧零件的外圆或内孔速度慢、分度盘的设计又缺乏针对性，使得零件加工的辅助时间长，加工效率低。对此，设计了一种适用于零件批量加工、结构紧凑、分度效率高的分度装置。

2 结构、零件的装夹和分度过程

2.1 结构

该分度装置属于卧轴式分度装置，其结构如图1所示。

分度盘6通过螺母7和键10与主轴9相连接，主轴9通过轴承13和锁紧螺母14与本体3相连接，本体通过螺栓4与机床工作台相连接；主轴9的头部加工有30°内锥孔和莫氏锥度孔，与内锥孔相配合的是用于夹紧外圆的弹簧夹头8的外锥面，弹簧夹头8的尾部加工有圆孔，连接销5通过圆孔将弹簧夹头8与拉杆11相连接；该分度装置的尾部安装有手轮1，手轮1分别通过螺纹和插销2与拉杆11和主轴9相连接；安装在本体3内的分度销16在弹簧17的作用下插人分度盘6的分度孔中，分度销16的尾部通过销20与手柄19相连接，手柄19可以通过与固定板15相连接的铰链18摆动，销20可以在手柄19的滑槽内滑动。

2.2装夹

当被加工零件的装夹部位是外圆时，将零件的外圆放入弹簧夹头8的内孔中，转动手轮1，由于分度销16和键10限制了主轴的转动，因此拉杆11在与手轮1配合的螺纹和制转销12的作用下向右移动，并通过连接销5拉动弹簧夹头8向右移动，在主轴9内锥面的作用下，弹簧夹头8产生变形将零件夹紧。改变弹簧夹头8的内孔尺寸或增加三瓣式衬套，可以满足一定尺寸范围内的零件夹紧需要。

当被加工零件的装夹部位是内孔时，取下图1中的弹簧夹头8，按图2示安装内涨式弹簧夹头8和涨夹头8a，内涨式弹簧夹头8的尾部加工有莫氏锥度，与主轴头部的莫氏锥度孔相配合。安装零件时，将零件的内孔放入弹簧夹头8的外圆上，转动手轮1，拉杆11在与手轮1配合的螺纹和制转销12的作用下向右移动，并通过连接销5拉动涨夹头8向右移动，在涨夹头8a的外锥面的作用下，内涨式弹簧夹头8产生变形将零件夹紧。改变弹簧夹头8的外圆尺寸或增加三瓣式衬套，可以满足一定尺寸范围内的零件夹紧需要。

2.3 分度过程

零件装夹完成后，操作手柄19将分度销16从分度盘6内拉出，转动手轮1，则与轴承13内圈相连接的整个部件(含零件1,2,5,6,7,8,9,10,11,12,14)和被夹紧的零件随之转动，此时分度销16在弹簧17的作用下，紧靠在分度盘6的内侧面，待分度盘6的另一个定位孔与分度销16对齐时，在弹簧17的作用下分度销16插入新的定位孔中，完成分度过程。

图1中的分度盘6为三等分分度，改变分度盘6上定位孔数量和位置，可以实现多种等分和非等分分度。

3 分度误差分析

3.1 影响分度误差的随机误差

由于系统性误差可以通过调整予以消除，因此在此仅对各种随机误差造成的分度误差进行分析。图3表示对分度误差有影响的各零部件尺寸误差和位置误差。

。e1-弹簧夹头外锥面相对于零件安装孔的径向跳动误差；e2-主轴内锥面相对于轴承安装基准圆轴线的径向跳动误差；e3-主轴上分度盘安装基面相对于轴承安装基准圆轴线的径向跳动误差；X1-主轴上分度盘安装基准轴直径尺寸下偏差；△α1-分度盘分度误差；X2-分度盘安装孔直径尺寸上偏差；X3-分度销直径尺寸下偏差；X4-分度销孔直径尺寸上偏差。

3.2 分度误差的计算

在回转分度中、分度销在相邻两个分度孔中的定位情况见图4。

T1：分度销的定位随机误差
T2：分度盘累积定位随机误差

TI,T2产生的分度误差

分度误差：

取R=60，根据目前我国制造水平，取。e1=e2=e3=0.02，X1=0.016、X2=0.025(直径尺寸为φ30-50时)X3=0.017, X4=0.024(直径尺寸为φ10-18时)，△α1=±0.5'

代入上式得：△α=±2.2'。可见该分度装置具有较高的分度精度。

4 结语

本设计的分度装置已在批量生产中得到应用。实际应用表明，该分度装置分度精度稳定、可以满足一定精度零件的加工要求；使用该分度装置大大减少了工件分度所需的辅助时间，有效地提高了零件的加工效率。