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课题
第五单元分度方法§
5.1万能分度头
课时
2课时
教学目的
要求
掌握万能分度头的作用与结构
教学重点
万能分度头的作用
教学难点
万能分度头的结构
教学方法
讲授法、讨论法
教学准备
及教具
课件、视频
分配
教学内容及过程
授课组织及知识补充
8分钟
20分钟
10分钟
7分钟
15分钟
2分钟
18分钟
第一课时
复习提问：
1、铣键槽的方法？
引入新知：
在铣削加工中，常会遇到铣六方、齿轮、花键和刻线等工作。
这时，就需要利用分度头分度。
因此，分度头是万能铣床上的重要附件。
应用最广泛的分度头是万能分度头。
1）万能分度头的功用
①）能使工件实现绕自身的轴线周期地转动一定的角度（即进行分度）：
②）利用分度头主轴上的卡盘夹持工件，使被加工工件的轴线，相对于铣床工作台在向上900和向下100的范围内倾斜成需要的角度，以加工各种位置的沟槽、平面等（如铣圆锥齿轮）：
③）与工作台纵向进给运动配合，通过配换挂轮，能使工件连续转动，以加工螺旋沟槽、斜齿轮等。
万能分度头由于具有广泛的用途，在单件小批生产中用得很多。
2）万能分度头的结构
分度头的主轴是空心的，两端均为锥孔，前锥孔可装入顶尖（莫氏4号），后锥孔可装入心轴，以便在差动分度时挂轮，把主轴的运动传给侧轴可带动分度盘旋转。
主轴前端外部有螺纹，用来安装三爪卡盘。
松开壳体上部的两个螺钉，主轴可以随回转体在壳体的环形导轨内转动，因此主轴除安装成水平外，还能扳成倾斜位置。
当主轴调整到所需的位置上后，应拧紧螺钉。
主轴倾斜的角度可以从刻度上看出。
在壳体下面，固定有两个定位块，以便与铣床工作台面的T形槽相配合，用来保证主轴轴线准确地平行于工作台的纵向进给方向。
手柄用于紧固或松开主轴，分度时松开，分度后紧固。
以防在铣削时主轴松动。
另一手柄是控制蜗杆的手柄，它可以使蜗杆和蜗轮联接或脱开（即分度头内部的传动切断或结合），在切断传动时，可用手转动分度的主轴。
第二课时
蜗轮与蜗杆之间的间隙可用螺母调整。
分度时，可转动分度手柄，通过传动机构（传动比1／1的一对齿轮，1／40的蜗轮蜗杆）使主轴带动工件分度。
工件转过的角度，由手柄转过的角度或转数来计算。
分度时先拨出定位销，然后转动手柄分度，分度后放下定位销插入所需要的孔内，这样可以精确地控制手柄的转数和转角。
小结；
1、万能分度头作用
2、万能分度头结构
作业：
1、万能分度头作用是什么？
2、万能分度头的结构是什么？
后记：
讲授法
教师举例、讨论法
2014年3月10日第5-6
3月11日第1-2节
§
5.2用万能分度头分度
掌握万能分度头的分度方法
简单分度法
直接分度法
分度方法
（1）直接分度
当分度数目很少，分度精度要求不高时，可采用直接分度法。
分度时，先松开锁紧螺钉，扳动手柄，使分度头内部的蜗轮与蜗杆脱开，然后用手直接转动主轴进行分度，而不通过手柄和蜗杆
另外，也可以不用脱开蜗杆和蜗轮啮合，而直接转动分度手柄，从固定在主轴前端的刻度盘上看出主轴所转过的角度。
分度完毕后，扳动手柄将主轴锁紧，以防铣削加工时，主轴发生松动。
这种分度方法简便，但分度精度较低，铣削时刚性也差，目前很少应用。
一般直接分度就做一块12孔的分度盘，通过定位销插入分度盘来分度。
这样分度，又方便，又迅速，精度也较高。
2）简单分度
这是比较常用的方法，是直接利用分度盘，通过蜗轮蜗杆的传动来分度的方法。
根据机床传动比的概念，分度的关系式如下：
n2＝n1*i
其中n1为分度盘手柄的转数n（为所求）；
n2为被传动的主轴转数，由于主轴带动工件分度，当工件的分度数目为Z时，则铣完每一个齿（或槽）时，主轴应转1/Z（此为已知）；
i为手柄轴到主轴之间的总传动比，即
I=1／1X1／40
=1／40。
故有
n=40/z
式n=40／Z即为简单分度法。
例如铣齿数Z=36的齿轮，每一次分齿时分度手柄转数为n=40／Z=40／36=10／9（圈），即每分一齿，分度手柄需转过一整圆再多摇过1／9圈。
这1／9圈一般通过分度盘来控制。
国产分度头一般备有两块分度盘。
分度盘的两面各钻有不通的许多圈孔，各圈孔数均不相等，而同一孔圈上的孔距是相等的。
第一块分度盘正面各圈孔数依次为24、25、28、30、34、37：
反面各圈孔数依次为38、39、41，42、43。
第二块分度盘正面各圈孔数依次为46、47、49、51、53、54：
反而各圈孔数依次为57、58、59、62、66。
简单分度法，需将分度盘固定。
再将分度手柄上的定位销调整到孔数为9的倍数的孔圈上，即在孔数为54的孔圈上。
此时手柄转过一周后，再沿孔数为54的孔圈转过6个孔距（n=10／9=60／54）。
为了确保手柄转过的孔距数可靠，可调整分度盘上的扇股（又称扇形夹）的夹角，使之正好等于6个孔距而孔数为6+1=7，这样依次进行分度时就可以准确无误。
分度的方法还有差动分度和角度分度。
小结：
1、直接分度法
2、简单分度法
1、什么是直接分度法？
2、什么是简单分度法？
2014年4月7日第5-6节
4月8日第1-2节
5.3用回转工作台分度
1.了解回转工作台2.分度计算
分度计算方法
第一课
复习提问：
一、 带有可转动的台面、用以装夹工件并实现回转和分度定位的机床附件，简称转台或第四轴。
转台按功能的不同可分为通用转台和精密转台两类。
转台
通用转台
是镗床、钻床、铣床和插床等重要附件，用于加工有分度要求的孔、槽和斜面，加工时转动工作台，则可加工圆弧面和圆弧槽等。
通用转台按结构不同又分为水平转台、立卧转台和万能转台。
①水平转台:
在圆台面上有工件定位用的中心孔和夹紧用的T型槽。
台面外圆周上刻有360°
的等分刻线。
台面与底座之间设有蜗杆-蜗轮副（见蜗杆传动）,速比为90:
1或120:
1，用以传动和分度,蜗杆从底座伸出的一端装有细分刻度盘和手轮。
转动手轮即可驱动台面，并由台面外圆周上的刻度（以度为单位）与细分刻度盘读出旋转角度。
分度精度一般为±
60″。
水平转台的蜗杆伸出端也可用联轴器与机床传动装置联接，以实现动力驱动。
②立卧转台：
底座有两个相互垂直的安装基面，使台面既可水平也可垂直放置。
③万能转台:
台面可以在0°
～90°
范围内倾斜任意角度,使工件在空间的任何角度都能准确调整。
回转工作台
精密转台用于在精密机床上加工或角度计量。
常见的有光学转台、数显转台和超精密端面齿盘转台。
精密转台
①光学转台：
主轴上装有玻璃或金属精密刻度盘，经光学系统将刻度细分、放大，通过目镜或光屏读出角度值。
②数显转台：
转台主轴上装有精密圆光栅或圆感应同步器，由数字显示装置读出角度值。
上述两种精密转台的分度精度最高可达±
1″。
③超精密端面齿盘转台：
利用一对经过精密对研的1440齿、720齿或360齿的端面齿盘分度定位,其分度精度最高可达±
0.01″，作精密角度计量用。
二、分度计算回转半径：
400mm
小齿轮da1=33mm采用实心式齿轮
大齿轮da2=99mm采用腹板式齿轮
取中心距a=50mm，m=1.25mm，蜗杆分度圆直径d1=22.4mm
中心距标准中心距α=m/2（Z1+Z2）=60.5mm
分度圆直径：
d1=mZ1=1.5x22=33mm,
d2=mZ2=1.5x66=99mm
齿顶圆直径：
da1=d1+2m=33+2x1.5=36mm,
da2=d2+2m=99+2x1.5=102mm
齿宽：
b=ψdd1=0.6x33=19.8mm,取b2=b1+（5-10）=25-30mm,取b1=30mm。
直径系数q=17.92；
分度圆直径d1=22.4mm，蜗杆头数Z1=1；
分度圆导程角γ=3°
11′38″
蜗杆轴向齿距：
PA==3.94mm；
（3-7）
蜗杆齿顶圆直径：
（3-8）
蜗杆轴向齿厚：
=1.97mm（3-10）
蜗轮齿数：
Z2=62，变位系数Χ=0
验算传动比：
i=
/
=62/1=62（3-11）
这是传动比误差为：
（60-62）/60=2/60=0.033=3.3%（3-12）
蜗轮分度圆直径：
d2=mz2=
（3-13）
蜗轮喉圆直径：
da2=d2+2ha2=93.5（3-14）
蜗轮喉母圆直径rg2=a-1/2da2=50-1/293.5=3.25（3-17）
键的工作长度l=L-b=10-5=5mm
2014年4月14日第5-6节
4月15日第1-2节
6.1圆柱齿轮的铣削
掌握圆柱齿轮的铣削方法
圆柱齿轮的铣削
第一课时
一、
1、螺旋槽的铣削方法？
2.凸轮的铣削方法？
日常生活应用齿轮举例、讨论齿轮的重要性
二、齿轮齿形的加工原理可分为两大类：
展成法（又称范成法），它是利用齿轮刀具与被切齿轮的互相啮合运转而切出齿形的方法，如插齿和滚齿加工等；
成形法（又称型铣法），它是利用仿照与被切齿轮齿槽形状相符的成形铣刀或指状铣刀切出齿形的方法，在铣床上加工齿形的方法属于成形法。
铣削时，工件如在卧式铣床上用分度头卡盘和尾架顶尖装卡，用一定模数的盘状（或指状）铣刀进行铣削。
当加工完一个齿槽后，接着对工作分度，再继续对下一齿槽进行铣削。
圆柱形齿轮和圆锥齿轮，可在卧式铣床或立式铣床上加工。
人字形齿轮在立式铣床上加工。
蜗轮则可以在卧式铣床上加工。
卧式铣床加工齿轮一般刚盘状铣刀，而在立式铣床上则使用指状铣刀。
三、成形法加工的特点是：
1）设备简单，只用普通铣床即可，刀具成本低；
2）由于铣刀每切一齿梢都要重复消耗一段切入、退刀和分度的辅助时间，因此生产率较低；
3）加工出的齿轮精度较低，只能达到11—9级。
这是因为在实际生产中，不可能为每加工一种模数、一种齿数的齿轮就制造一把成形铣刀，而只能将模数相同且齿数不同的铣刀编成号数，每号铣刀有它规定的铣齿范围，又每号铣刀的刀齿轮廓只与该号范围的最小齿数齿槽的理论轮廓相一致，对其它齿数的齿轮只能获得近似齿形。
根据同一模数而齿数在一定的范围内，可将铣刀分成8把一套币和15把一套的两种规格。
8把一
套适用于铣削模数为0.3～8的齿轮；
15把一套适用于铣削模数为1—16的齿轮，15把一套的铣刀
加工精度较高一些。
铣刀号数小，加工的齿轮齿数少，反之刀号大，能加工的齿数就多。
根据以上特点，成形法铣齿一般多用于修配或单件制造某些转速低、精度要求不高的齿轮。
在
大批大量生产中、或精度要求较高的齿轮，都在专门的齿轮加工机床加工。
模数齿轮铣刀刀号选择表（8把一套）
四、圆柱直齿轮的铣削加工
圆柱直齿轮可以在卧式铣床上用盘状铣刀或立式铣床上用指状铣刀进行切削加工。
现以在卧式铣床上加一只z=16（即齿数为16），m=2（即模数为2）的圆柱直齿轮为例，介绍齿轮的铣削加工过程。
1.检查齿坯尺寸
主要检查齿顶圆直径，便于在调整切削深度时，根据实际齿顶圆直径予以增减，保证分度圆齿厚的正确。
2.齿坏装夹和校正
正齿轮有轴类齿坏和盘类坯。
如果是轴类齿坯，一端可以直接由分度头的三爪卡盘夹住，另一端由尾座顶尖顶紧即可；
如果是盘类齿坯，首先把齿坯套在心轴上，心轴一端夹在分度头三爪卡盘上，另一端由尾顶尖顶紧即可。
校正齿坯很重要。
首先校正圆度，如果圆度不好，会影响分度圆齿厚尺寸；
再校正直线度，即分度头三爪卡盘的中心与尾座顶尖中心的连线一定要与工作台纵向走刀方向平行，否则铣出来的齿是斜的；
最后校正高低，即分度头三爪卡盘的中心至工作台面距离与尾座顶尖中心至工作台面距离应一致，如果高低尺寸超差，铣出来的齿就有深浅。
3.分度计算与调整
根据工件的齿数和精度要求，确定分度方法，进行分度计算，根据计算结果选择分度盘孔圈数孔数，并调整分度叉。
4.铣刀的选择、装夹和对中
根据齿轮的模数和齿数按表选择合适的铣刀刀号。
首先选择与被切齿轮的模数相同的圆盘铣刀；
其次根据下表选择铣刀刀号（因为同一模数的圆盘铣刀有8只），故选用2号铣刀。
1、圆柱直齿轮的铣削加工方法。
1、圆柱直齿轮的铣削加工方法？
2014年5月12日第5-6节
5月13日第1-2节
6.2斜齿轮的铣削
掌握斜齿轮的铣削方法
斜齿轮的铣削
课件、视频、斜齿轮模型
同学们，这节课，老师带来了几个模型，知道是什么吗？
看来大家对斜齿轮并不陌生。
那位同学来说一说，哪里用到了斜齿轮？
实际上，斜齿轮在生活中的应用非常广泛，它和杠杆、滑轮、轮轴、斜面一样，也属于简单机械。
那作为简单机械的齿轮在工作中会起到哪些作用呢？
同学们可以根据自己的经验来猜一猜。
（学生在生活中，或多或少的都见过斜齿轮，对斜齿轮的作用也有一定的了解，尽管不全面，也不够准确，但这样的导入能唤起学生对齿轮这一事物的思考，为下一步活动做准备。
）
（一） 探究活动一：
做斜齿轮，感受斜齿轮的特点
1．激发做斜齿轮的兴趣。
斜齿轮究竟有什么作用呢？
老师认为，只要你们做个斜齿轮模型体验体验齿轮的特点，再利用它来研究研究，就能把这个问题解决，你们能行吗？
（孩子们最喜欢动手操作，为学生提供动手的机会和平台，让学生亲自体验做斜齿轮的过程，目的是让学生在制作过程发现斜齿轮的特点，为斜齿轮作用的探究过程提供最直按的经验。
2．学生动手做斜齿轮。
学生进行做斜齿轮的活动。
（教师在结束前1分利用课件上的小闹钟加以提示，让学生树立时间观念）
3．转动自制齿轮，初步感受齿轮的特点。
请同学们互相配合，把你们的小齿轮组合起来，转一转，看有什么发现？
学生把齿轮在泡沫板上进行固定、组装，并进行操作与观察，谈自己发现。
（学生制作的小齿轮普遍存在不够圆、齿不均匀，齿轮组合在一起时，相邻的两个齿轮不能互相咬合，个别同学还会存在固定齿轮时轴没有插在圆心上的问题，同时呈现用于做齿轮的材料也不够坚硬与结实等一系列问题。
目的是通过此交流过程，让学生自己发现和意识到制作中出现的一些问题都会影响齿轮的正常工作。
同时体会到正常工作的齿轮应具备的基本条件.）第二课时
（二）、 探究活动二：
利用斜齿轮模型探究齿轮的作用
1、设计研究方案。
斜齿轮究竟有哪些作用呢？
现在，我利用自制的斜齿轮模型，也可以借助老师提供的齿轮模型来研究。
你们准备怎样组装斜齿轮进行研究呢？
学生在小组内交流，并汇报研究方案。
（为了避免研究的盲目性，保证探究的效果，有必要让学生在实验前对实验方法进行设想。
2．探究斜齿轮的作用。
下面请同学们按照刚才设想的方法去研究，在研究过程中，要注意做好实验记录。
（教师为学生提供实验报告单）
“齿轮作用的研究”实验记录单
组装方法我的发现其他小组的发现
学生做实验，并认真填写记录单。
3．汇报研究发现。
请各个小组汇报各自的研究和发现，同时还要注意把兄弟小组的研究与本组做对比，记录有价值的发现。
①学生汇报自己小组的发现。
②根据小组的发现，结合其他小组的发现，再次分析实验结果，得出实验结论。
学生汇报自己的研究发现，教师进行适时点拨，引导学生总结出齿轮的作用。
（适时板书：
传递力、改变转动方向、改变转动速度）
（学生实验的同时，教师将实验中的观察记录作为指导重点，目的是让学生注意观察实验现象，搜集观察实验中的大量信息，以便为学生互相交流、归纳结论提供事实依据。
汇报中，引导学生注意倾听，同时提醒学生要注意记录、积累别的小组的发言，体现合作交流的学习理念。
通过刚才的研究，我们不仅知道了齿轮能传递力，还发现了它能改变转动的速度和运动的方向。
（三）、 拓展活动：
创新设想
1．学以致用，科学猜想。
（出示一个钟表）同学看，这是一块普通的钟表，它的里面就有齿轮，齿轮的转动带动了钟面上的指针。
请同学们想一想，要保证时针、分针、秒针向同一个方向也就是顺时针转动，你认为至少要有几个齿轮？
它们是怎样组合的？
学生根据自己的理解发表意见。
（这一问题，学生的意见可能各不相同，教师不给予肯定与否定，让学生自由发表自己的见解，在回答中互相启发，碰撞思维的火花。
这一设计的目的是将学生探究出的齿轮的作用在实际中进行应用。
加深学生对齿轮的作用的认识，同时也渗透了培养学生善于用掌握的科学知识分析、解决实际问题的能力，使学生意识到科学服务于生活。
2．引出新问题，拓展延伸到课外探究。
钟表里究竟有几上齿轮？
它们到底是怎样组合的？
又是怎样工作的呢？
那样组装有什么道理？
还有没有更好的组装方法？
这些问题请你们课下自己想办法去解决，老师相信你们一定能解决它。
下节课我们再来重点交流。
（恰当引导学生课下进行拓展活动，活动主题即为课上探究活动中遗留下来的问题，利用了学生强烈的揭谜心理，既增强了学生的探究兴趣，又将探究活动持续到课下，达到使学生的科学探究兴趣及各项探究能力的持续发展
2014年5月19日第5-6节
5月20日第1-2节
6.3铣齿条
掌握铣削齿条方法
齿条铣削方法
齿条几何尺寸计算
一、齿条的基本参数和几何尺寸计算
1、齿条的基本参数
齿数z
模数m
齿形角α
2、齿条几何尺寸的计算
（1）模数m
（2）齿形角αα=20°
（3）齿顶高ha
齿轮齿条各项参数计算
名称
齿轮
齿条
备注
线角传动比
由用户给定
中心距
安装角
法向压力角
法向变位系数
综合考虑后确定
法向齿顶高系数
法向顶隙系数
（0.25或0.3）
建议选0.3
法向模数
齿数
（与i有关）
（按行程确定）
齿条行程
L
计算参数
螺旋角（旋向）
分度圆直径
齿顶高
全齿高
工作齿高
齿顶圆直径
齿根圆直径
法向齿距
端面齿距
分度圆柱上螺旋线导程
基圆直径
分度圆柱上法向弧齿厚
法向公法线长度
跨测齿数
齿顶圆上端面弧齿厚
齿顶圆上法向弧齿厚
认为未变尖
第二课时
二、直齿条的铣削
1、短齿条的铣削
（1）铣刀的选择
（2）工件的装夹
（3）齿距的控制
1）刻度盘法
2）分度盘法
3）百分表与量块结合
2、长齿条的铣削
（1）工件的装夹
（2）铣刀的安装
3、齿条的测量
（1）齿厚的测量
（2）齿距的测量
三、小结
2014年6月16日第5-6节
日6月17第1-2节
7.1直齿锥齿轮的铣削
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