[科普中国]-万能角度头

万能角度头又称万能铣头（universal milling head）， 是指铣削输出轴可在水平和垂直两个平面内回转的铣头。

简介从机床坐标系来看，就是铣削输出轴能够围绕机床Z轴和X轴（或Y轴)旋转的铣头，其中围绕机床Z轴的轴叫C轴， 围绕机床X轴的轴叫A轴，从而使机床具备五个坐标轴，具备五轴加工功能， 所以有时万能铣头也叫AC轴铣头。万能铣头是机床常用的附件，也是机床最核心、技术含量最高的部件之一。

分类万能角度头的分类：

万能角度头主要分为机械式和电气式2种，其中机械式又分为自动和手动种。万能角度头无论是机械式还是电气式，制造工艺都极其复杂，目前高端万能铣头技术主要掌握在西方机床巨头手中，令人欣喜的是国内某些大型机床厂已经开发制造出了万能铣头，打破了国外的技术垄断和封锁！

组成结构万能铣头部件结构主要由前壳体12、后壳体 5、法兰3、传动轴Ⅱ和Ⅲ、主轴Ⅳ及两对弧齿锥齿轮组成。万 能铣头用螺柱和定位销安装在滑枕前端。铣削主运动由滑枕上的传动轴Ⅰ的端面键传到轴Ⅱ，端面键与连接盘2的径向槽相 配合，连接盘与轴Ⅱ之间由两个平键1传递运动。轴Ⅱ右端为 弧齿锥齿轮，通过轴Ⅲ上的两个锥齿轮22、21和用花键联接方 式装在主轴Ⅳ上的锥齿轮27，将运动传到主轴上。主轴为空心轴，前端有7：24的内锥孔，用于刀具或刀具心轴的定心，通 孔用于安装拉紧刀具的拉杆通过。主轴端面有径向槽，并装有两个端面键18，用于主轴向刀具传递转矩。1

万能铣头能通过两个互成45°的回转面A和B调节主轴Ⅳ 的方位，在法兰3的回转面A上开有T形圆环槽a，松开T形 螺柱4和24，可使铣头绕水平轴Ⅱ转动，调整到所要求的位置 后将T形螺柱拧紧即可；在万能铣头后壳体5的回转面B内， 开有T形圆环槽b，松开T形螺柱6和23，可使铣头主轴绕与 水平轴线成45°角的轴Ⅲ转动。绕两个轴线的转动组合起来， 可使主轴轴线处于前半球面的任意角度。

万能铣头作为直接带动刀具的运动部件，不仅要能传递较 大的功率，更要具有足够的旋转精度、刚度和抗振性。万能铣 头除了零件结构、制造和装配精度要求较高外，还要选用承载 力和旋转精度都较高的轴承。两个传动轴都选用了D级精度的 轴承，轴Ⅱ上为一对D7029型圆锥滚子轴承，轴Ⅲ上为一对 D6354906向心滚针轴承，承受径向载荷，轴向载荷由两个型号 分别为D9107和D9106的推力圆柱滚子轴承19和25承受。主 轴上的前后支承均为C级精度轴承，前支承是C3182117型双 列圆柱滚子轴承，只承受径向载荷； 反支承为两个C36210型角 接触球轴承9和11，既承受径向载荷，又承受轴向载荷。为了 保证旋转精度，主轴轴承不仅要消除间隙，而且要有预紧力， 轴承磨损后也要进行间隙调整。前轴承消除间隙和预紧的调整 是靠改变轴承内圈在锥形颈上的位置，使内圈外胀实现的。调 整时先拧下四个螺钉16，卸下法兰15，再松开螺母8上的锁紧 螺钉7，拧松螺母8，将主轴Ⅳ向后 （向上） 推动2mm左右； 然后拧下两个螺钉17，将半圆环垫片14取出，根据间隙大小 磨薄垫片，最后将上述零件重新装好。后支承的两个向心推力 球轴承开口向背 （轴承9开口朝上，轴承11开口朝下），作消 除间隙和预紧调整时，两轴承外圈不动，通过使内圈的端面距 离相对减小的办法来实现。即控制两轴承内圈隔套10的尺寸。 调整时取下隔套10，修磨到合适尺寸，重新装好后，用螺母8 顶紧轴承内圈及隔套即可。最后要拧紧锁紧螺钉7。

功能万能角度头的功用：

万能铣头是机床常用的附件，也是机床最核心、技术含量最高的部件之一。一般机械万能铣头可以大大扩张机床的加工能力，五轴联动加工的万能铣头，可以用来加工航空航天、核能、能源领域的关键零部件，如飞机发动机的叶片、核电泵叶片、火电汽轮机叶片、核潜艇螺旋桨等。

本词条内容贡献者为:

石季英 - 副教授 - 天津大学