Оборудование, используемые для обработки металла, имеет достаточно много особенностей, которые следует учитывать для быстрого получения качественных деталей. Для фрезерного станка применяется достаточно большое количество оснастки, которая необходима для получения определенных деталей. Делительная головка – оснастка, используемая при работе фрезерного станка.
Особенности конструкции
Делительная головка, которая создается для фрезерного станка – станочное приспособление горизонтального типа, которое может использоваться также и на координатно-расточных станков. Предназначение этого устройства заключается в периодическом повороте заготовки. При этом можно выделить нижеприведенные моменты:
- поворот может выполнятся на равный или неравный угол. Этот показатель устанавливается с высокой точностью;
- используется делительная головка для нарезания зубьев, впадин между зубьями, фрезерования многогранников, канавок и других элементов;
- использовать этот элемент можно для того, чтобы существенно увеличить возможности фрезерного станка. Без специального инструмента нельзя провести деление с высокой точностью;
- крепление заготовок проводится в патроне. Если длина заготовки достаточно большая, то крепление проводится при использовании задней бабки. Следует учитывать необходимость правильного позиционирования заготовки с малой вероятностью отклонения от начальной базы.
Это устройство используется на протяжении последних нескольких лет.
Классификация оснастки, используемой для установки угла
Деление может происходить при использовании нижеприведенных типов конструкции:
- универсальные варианты исполнения;
- упрощенные конструкции;
- оптический тип, который используется для выполнения особо точных работ.
Вышеприведенную классификацию следует учитывать при рассмотрении конструкций, которые расширяют возможности фрезерного станка. Зачастую деление проходит именно этим устройством, универсальные варианты исполнения пользуются довольно часто.
Методы деления
Деление при помощи фрезерного станка может проводится несколькими методами, среди которых отметим:
- Непосредственное деление проводится без применения промежуточного механизма. Для этого используется устройство с простым оптическим делением.
- Простое деление применяется довольно часто, при котором используется неподвижный диск. Этот метод нарезания осуществляется при использовании УДГ, что делает область применения обширной.
- Комбинированное деление проводится также при использовании делительной головки.
- Дифференциальный метод также проводится на универсальных делительных головках, которые имеют дополнительный комплект сменных зубчатых колес.
- Непрерывный метод реализуется оптическими и универсальными головками, которые имеют связь кинематического характера между шпиндельной головкой и винтом продольной подачи фрезеровального станка.
Эти методы касаются фрезерного станка, на котором может устанавливаться рассматриваемая оснастка.
Маркировка универсальной головки
Для определения основных параметров рассматриваемого устройства проводится его обозначение по установленным параметрам. Примером можно назвать модель УДГ-40-Д250. Расшифровка этого варианта исполнения следующая:
- УДГ – обозначение типа устройства, в данном случае, универсальная делительная головка.
- Следующая цифра в маркировке обозначает передаточное число. Расчет указывает на то, что число 40 определяет 1 оборот шпинделя за 40 оборотов ручки.
- Обозначение Д250 указывает на наибольший диаметр обрабатываемой заготовки.
Вышеприведенную информацию следует учитывать при рассмотрении УДГ. Существует определенная таблица, по которой можно провести выбор наиболее подходящей модели.
Маркировка оптической головки
При применении фрезерного станка могут устанавливать также оптические делительные головки. Есть определенная формула, которая позволяет определить степень точности рассматриваемой оснастки. Популярной моделью можно назвать ОДГ-5. Расшифровка в данном случае выглядит следующим образом:
- ОДГ – аббревиатура названия устройства, которая расшифровывается как оптическая делительная головка.
- 5 – показатель д.ц., который указывается в секундах. Расчет этого показателя проводится при производстве рассматриваемой оснастки.
При производстве этой оснастки учитывается необходимость точного выдерживания размеров, так как даже незначительное отклонение может привести к большим расхождениям в размерах. Расчет проводится при использовании современных методов.
Последовательность настройки и применения
Выполняемые переходы зависят от типа приспособления и его характеристик, которые устанавливаются в зависимости от цены деления шкалы. В частности, для узлов седьмой/восьмой степени точности используются нормативные данные ГОСТ 1.758, а для узлов девятой степени точности – ГОСТ 1.643.
Основная настройка головки состоит в определении размеров сектора делительной окружности. Исходными данными для расчёта являются диаметр окружности и количество секторов, на которые её потребуется разделить. Настройка происходит в следующей последовательности:
- преобразовывают 360° полного диаметра окружности в необходимое количество делений на её секторах;
- определяют синус угла, получившегося в результате расчёта;
- поворачивают диск устройства на данный угол;
- зажимают корпус узла рукояткой или механизмом зажима и устанавливают рабочий инструмент.
Формула для расчёта требуемого угла деления обычно приводится в инструкции производителя делительной головки. Далее закрепляют деталь, подлежащую фрезерованию, на оправке станка, и, производя продольную подачу стола, выполняют требуемую операцию. Шаг подачи зависит от вида обработки: например, для формообразования зуба он равен расстоянию между впадинами смежных зубьев. С целью повышения производительности, после каждого цикла происходит ускоренный возврат стола с заготовкой в исходное положение. Фиксация по выбранному в измерительном диске отверстию выполняется при помощи пружин.
Характеристики
Эта оснастка довольно часто используется при выпуске крупных партий в течение короткого промежутка времени. При этом основными элементами конструкции являются:
- лимб;
- шпиндель;
- патрон из трех кулачков.
Шпиндель позволяет правильно закрепить заготовку. Кроме этого на шпиндель также крепится лимб, используемый в качестве диска для установки угла. Именно лимб используется для деления заготовки на несколько частей.
Для того чтобы оборудование работало правильно на протяжении длительного времени следует ответственно отнестись к настройке оборудования. Как правило, на выполнение работы по установке показателей деления требуется довольно много времени.
Скачать инструкцию «Универсальные делительные головки УДГ»
При обработке зубьев, шлицев, пазов, нарезании винтовых канавок и других операциях на фрезерных станках часто применяют делительные головки. Делительные головки, как приспособления, используют на консольных универсально-фрезерных и широкоуниверсальных станках. Различают простые и универсальные делительные головки.
Простые делительные головки применяют для непосредственного деления окружности вращения обрабатываемой заготовки. Делительный диск у таких головок закреплен на шпинделе головки и имеет деления в виде шлицев или отверстий (в количестве 12, 24 и 30) для защелки фиксатора. Диски с 12-ю отверстиями позволяют делить один оборот заготовки на 2, 3, 4, 6, 12 частей, с 24 отверстиями - на 2, 3, 4, 6, 8, 12, 24 части, а с 30 отверстиями - на 2, 3, 5, 6, 15, 30 частей. Специально изготовленные делительные диски головки могут быть использованы и для других чисел деления, в том числе и для деления на неравные части.
Универсальные делительные головки применяют для установки обрабатываемой заготовки под требуемым углом относительно стола станка, ее поворота вокруг своей оси на определенные углы, сообщения заготовке непрерывного вращения при фрезеровании винтовых канавок.
В отечественной промышленности на консольных универсально-фрезерных станках применяют универсальные делительные головки типа УДГ (рис. 1, а). На рис 1, 6 показаны вспомогательные принадлежности к делительным головкам типа УДГ.
На широкоуниверсальных инструментальных фрезерных станках используют делительные головки конструктивно отличающиеся от делительных головок типа УДГ (они снабжены хоботом для установки заднего центра и, кроме того, имеют некоторое отличие в кинематической схеме). Настройка головок обоих типов производится идентично.
В качестве примера на рис. 1, а показана схема обработки фрезерованием заготовки с использованием универсальной делительной головки. Заготовку / устанавливают на справке в центрах шпинделя 6 головки 2. и задней бабки 8. Модульная дисковая фреза 7 от шпинделя фрезерного станка получает вращение, а стол станка - рабочую продольную подачу. После каждого периодического поворота заготовки зубчатого колеса обрабатывается впадина между соседними зубьями. После обработки впадины стол ускоренно перемещается в исходное положение.
Рис. 1. Универсальная делительная головка УДГ: а - схема установки заготовки в делительной головке (1- заготовки; 2 - головка; 3 - рукоятка; 4 - диск; 5 - отверстие; 6 - шпиндель; 7 - фреза; 8 - бабка); б - вспомогательные принадлежности к делительной головке (1- шпиндельный валик; 2- передний центр с поводком; 3 - домкратик; 4 - хомутик; 5 - жесткая центровая оправка: 6- консольная оправка; 7- поворотная плита). Цикл движений повторяется до полной обработки всех зубьев колеса. Чтобы установить и зафиксировать заготовку в рабочую позицию с помощью делительной головки, вращают ее шпиндель 6 рукояткой 3 по делительному диску 4 с лимбом. При попадании оси рукоятки 3 в соответствующее отверстие делительного диска, пружинное устройство головки фиксирует рукоятку 3. На диске с двух сторон концентрично расположены по 11-ть окружностей с числами отверстий 25, 28, 30, 34, 37, 38, 39, 41, 42, 43, 44, ^7, 49, 51, 53, 54, 57, 58, 59, 62, 66. Кинематические схемы универсальных делительных головок показаны на рис, 2. В универсальных лимбовых делительных головках вращение рукоятки 1 (рис. 2, а-в) относительно лимба 2 передается через зубчатые колеса Zs, Z6 и червячную передачу Z7, Zs шпинделю. Головки настраивают на непосредственное, простое и дифференциальное деление.
Рис. 2. Кинематические схемы универсальных делительных головок:
а, б, в - лимбовые; г - безлимбовые;
1 - рукоятка; 2 - лимб делительный; 3 - диск неподвижный. Метод непосредственного деления применяют при делении
окружности на 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 15, 18, 24, 30 и 36 частей. При непосредственном делении отсчет угла
поворота осуществляют по градуированному на 360" диску с ценой деления V. Нониус позволяет выполнять этот отсчет
с точностью до 5", Угол а, град, поворота шпинделя при делении на z частей определяют по формуле
а=3600/z
где z - заданное число делений.
При каждом повороте шпинделя головки к отсчету, соответствующему положению шпинделя до поворота, сдедует прибавить
величину, равную значению угла а, найденному по формуле (5.1). Универсальная делительная головка (ее схема показана на рис- 2,
а) обеспечивает простое деление на z равных частей, которое выполняют вращением рукоятки относительно неподвижного диска
согласно следующей кинематической цепи:
1/z=пp(z5/z6)(z7/z8)
Где (z5/z6)(z7/z8) = 1/N; пp- число оборотов рукоятки; N- характеристика головки (обычно N=40).
Тогда
1/z=пp(1/N)
Откуда пp=N/z=A/B
Здесь А - число отверстий на которое нужно повернуть рукоятку, а В - число отверстий на одной из окружностей делительного
диска. Сектор 5 (см. рис. 5.12, а) раздвигают на угол, ссответствующий числу А отверстий, и скрепляют линейки. Если левая
линейка раздвижного сектора 5 упирается в фиксатор рукоятки, то правая совмещается с отверстием, в которое нужно при очередном
повороте ввести фиксатор, после чего правую линейку упирают в фиксатор. Например, если нужно настроить делительную головку
для фрезерования зубьев цилиндрического колеса с Z= 100, при характеристике головки N=40, то получаем
пр - N/z = A/В = 40/100 = 4/10 = 2/5 = 12/30, т. е. А = 12 и B= 30.
Следовательно, используют окружность делительного диска с числом отверстий В=30, а раздвижной сектор настраивают на число
отверстий А = 12. В случаях, когда нельзя подобрать делительный диск с нужным числом отверстий применяют дифференциальное
деление. Если для числа z на диске нет нужного числа отверстий, принимают число zф (фактическое), близкое к s, для которого
имеется соответствующее число отверстий, Несоответствие (l/z- l/zф) компенсируют дополнительным поворотом шпиндели головки
на эту равность, которая может быть положительной (дополнительный поворот шпинделя направлен в ту же сторону, что и основной)
или отрицательный (дополнительный поворот противоположен). Такую коррекцию осуществляют дополнительным поворотом делительного
диска относительно рукоятки, т. е. если при простом делении рукоятку поворачивают относительно неподвижного диска, то при
дифференциальном делении рукоятку вращают относительно медленно вращающегося диска в ту же (или в противоположную) сторону.
От шпинделя головки вращение диску передается через сменные колеса a-b, c-d (см. рис. 2, б) коническую пару Z9 и Z10 и
зубчатые колеса Z3 и Z4.
Величина дополнительного поворота рукоятки равна:
прл = N(1/z-1/zф)=1/z(a/b(c/d)(z9/z10)(z3/z4)
Принимаем (z9/z10)(z3/z6) = С (обычно С= I).
Тогда (a/b)(c/d)=N/C((zф-z)/zф))
Допустим требуется настроить делительную головку для фрезерования зубьев цилиндрического колеса с г = 99, Известно,
что N-40 и С=1. Число оборотов рукоятки для простого деления Пф-40/99, Учитывая, что делительный диск не имеет окружности
с числом отверстий 99, принимаем t= 100 и число оборотов рукоятки пф-40/100 = 2/5 = 12/30, т. е. берем диск с числом
отверстий на окружности B = 30 и поворачиваем при делении рукоятку на 12 отверстий (А= 12).
Передаточное отношение сменных колес определяем по уравнению
и = (a/b)(c/d) = N/C= (zф-z)/z) = (40/1)((100 - 99)/100) = 40/30 = (60/30) х (25/125).
Делительные безлимбовые головки (см. рис. 2) не имеют делительных дисков. Рукоятку поворачивают на один оборот и фиксируют
на неподвижном диске 3. При простом делении на равные части кинематическая цепь имеет вид:
Учитывая, что z3/z4=N,
Получаем (а2/b2)(c2/d2)=N/z
На рис. 197, а показана универсальная делительная головка. Универсальная делительная головка может служить:
а) для установки оси обрабатываемой заготовки под требуемым углом относительно стола станка (горизонтально, вертикально, наклонно);
б) для периодического поворота заготовки вокруг ее оси на определенные углы (деление на равные и неравные части);
в) для непрерывного вращения заготовки при фрезеровании винтовых канавок (спиралей).
Все типы универсальных делительных головок независимо от их конструкции имеют червячную передачу, при помощи которой поворачивается шпиндель головки. В переднем конце шпинделя имеется коническое гнездо, в которое может быть вставлен передний центр 2
. В этом случае на центр надевают поводок 3
, который служит для захвата обрабатываемой заготовки. Снаружи передний конец шпинделя снабжен резьбой, на которую может быть навинчен трехкулачковый патрон.
Колодка 5
делительной головки, несущая шпиндель, может быть повернута вокруг корпуса 6
на любой угол в пределах от 0 до 10° вниз и от 0 до 100° вверх по градусной шкале на колодке и закреплена в выбранном положении. На рис. 197, б показано, как производится освобождение болтов поворотной колодки, расположенных с правой стороны делительной головки.
Для отсчета угла поворота шпинделя головки, т. е. для деления, служат делительные диски.
Лобовой делительный диск
1
насажен на шпиндель головки, угол его поворота соответствует углу поворота шпинделя. Лобовым делительным диском универсальной делительной головки можно пользоваться для непосредственного деления подобно делительным головкам, показанным на рис. 193- 196.
Универсальная делительная головка УДГ-100 имеет 24 отверстия на лобовом диске и позволяет производить деление на 2, 3, 4, 6, 8, 12 и 24 части; универсальная делительная головка УД Г-160 имеет лобовой диск с тремя рядами отверстий (24, 30 и 36 отверстий) и позволяет производить деление на 2, 3, 4, 5,.6, 8, 10, 12, 15, 18, 24, 30 и 36 частей.
Универсальные делительные головки УДГ-100, УДГ-135 и УДГ-160 изготовляет Ленинградский завод делительных головок. Буквы УДГ обозначают-универсальная делительная головка, а цифры 100, 135 и 160 - высота Н центров головки (рис. 197).
Число промежутков между отверстиями выбранного делительного круга (так сокращенно будем впредь называть выбранный ряд отверстий на делительном диске), пропускаемых при повороте Шпинделя головки, рассчитывается по формуле:
где а
- число отверстий выбранного круга лобового диска;
z
- заданное число делений.
Пример 8
. На сколько промежутков между отверстиями делительного круга с 36 отверстиями следует повернуть шпиндель головки при фрезеровании шести граней?
По формуле (6):
Универсальная делительная головка УДГ-135 имеет лобовой диск, градуированный на 360°, с ценой деления 1°,
Для этой головки, если задан центральный угол α (рис. 198, а) между осями фрезеруемых или проверяемых граней или канавок, то угол поворота шпинделя равен α.
Если задан угол β между плоскостями АВ
и ВС
(рис. 198 б), то угол поворота шпинделя головки α определяется по формуле α = 180°- β.
Если задано число делений z
, приходящееся на полный оборот детали, то угол поворота шпинделя головки для каждого деления определяют по формуле:
При каждом следующем повороте шпинделя и отсчете, соответствующем положению шпинделя до поворота, следует прибавлять величину α.
На Делительные головки УДГ-100 и УДГ-160, начиная с 1958 г., ставят лобовой делительный диск, градуированный на 360°, подобно головке УДГ-135.
Пример 9
. Требуется профрезеровать в заготовке 4 грани на делительной головке УДГ-135. Определить положение шпинделя при фрезеровании каждой грани.
По формуле (7):
Если положение граней не связано с какими-либо поверхностями обрабатываемой заготовки, то при фрезеровании первой грани следует установить шпиндель головки на нулевое деление лобового диска. Отсчеты должны быть такими;
при фрезеровании 1-й грани0°;
при фрезеровании 2-й грани0°+90°=90°;
при фрезеровании 3-й грани90°+90°=180°;
при фрезеровании 4-й грани180°+90°=270°.
Проверка: 270°+90°= 360°.
Боковой делительный диск
7
(см. рис. 197) имеет несколько концентрических окружностей (кругов) с отверстиями.
Головки УДГ-135 и УДГ-160 имеют один делительный диск, у которого с обеих сторон расположено по одиннадцати кругов с несквозными отверстиями. С одной стороны диска расположены круги, имеющие 24, 25, 28, 30, 34, 37, 38, 39, 41, 42 и 43 отверстия, с другой стороны - 46, 47, 49, 51, 53, 54, 57, 58, 59, 62 и 66 отверстий. При работе с головкой этого типа необходимо пользоваться то одной, то другой стороной диска, для чего его снимают с валика и закрепляют нужной стороной.
Головка УДГ-100 имеет два делительных диска с несквозными отверстиями. У первого диска с одной стороны расположены круги, имеющие 24, 25, 28, 30, 34 и 37 отверстий, с другой стороны - 38, 39, 41, 42 и 43 отверстия. У второго диска соответственно: 46, 47, 49, 51, 53 и 54 отверстия и 57, 58, 59, 62 и 66 отверстий.
С 1958 г. на все делительные головки Ленинградского завода ставятся диски со следующими рядами отверстий: 16, 17, 19, 21, 23, 29, 30, 31 на одной стороне и 33, 37, 39, 41, 43, 47, 49 и 54 на другой стороне.
Делительные диски, прилагаемые к делительным головкам УДГ-100, УДГ-135 и УДГ-160, допускают деление на все части от 2 до 60, от 60 до 120 - только на все четные и кратные 5, свыше же 120 и до 400 - только на некоторые числа.
Рукоятка
8
(.см. рис. 197) имеет запорный штифт (защелку), входящий в отверстие делительного диска. Для установки штифта против требуемого ряда отверстий головка может быть переставлена по прорези и закреплена в нужном положении гайкой 9
.
К нижней плоскости основной плиты делительной головки привинчены шпонки, входящие в паз стола станка. Эти так называемые фиксирующие сухари устанавливают положение делительной головки строго параллельно пазам стола и перпендикулярно шпинделю станка.
Центр 12
(см. рис. 197) задней бабки можно перемещать в продольном направлении для закрепления заготовок. Колодка 11
, несущая задний центр, допускает установку в вертикальном направлении, а также под различными углами к горизонтали.
Нижняя плоскость основания задней бабки также имеет фиксирующие сухари, соответствующие размерам паза стола фрезерного станка, подобно делительной головке.
При фрезеровании длинных тонких валиков во избежание прогиба их подпирают домкратиком 10
.
Принцип деления при помощи боковых делительных дисков понятен из рис. 199, где схематически показаны"шпиндель универсальной делительной головки с надетым червячным колесом и вал делительного диска с червяком, сцепляющимся с червячным колесом. При вращении рукоятки вокруг неподвижного делительного диска вращается вал с червяком, который через червячное колесо вращает шпиндель делительной головки.
Так как в отечественных универсальных делительных головках червячное колесо имеет 40 зубьев, а червяк однозаходный, то для одного полного оборота шпинделя делительной головки надо рукоятке (червяку) сообщить 40 оборотов.
Метод деления, когда отсчет производится по неподвижному делительному диску, а деление происходит при помощи рукоятки, связанной со шпинделем делительной головки через червячную передачу, называют простым делением
.
Правила простого деления
Число оборотов рукоятки, которое необходимо произвести, чтобы шпиндель делительной головки повернулся на один оборот называется характеристикой
делительной головки. Головки УДГ-135 и УДГ-160 имеют характеристику, равную 40. Существуют головки, имеющие характеристику 30 или 60. Характеристика делительной головки обозначается буквой N
.
Для полного оборота червячного колеса и связанного с ним шпинделя делительной головки (рис. 199 и 200) надо сделать рукояткой 40 оборотов; для полоборота, т. е. для деления окружности на две части, надо сделать 20 оборотов; для 1/4 оборота, т. е. для деления на четыре части,- 10 оборотов и т. д.
В виде формулы это выражается так:
где n
- число оборотов рукоятки;
N
- характеристика делительной головки;
z
- число делений фрезеруемой заголовки.
Подставляя вместо N
обычную характеристику делительной головки, равную 40, получим:
Формулой (86) обычно пользуются при простом делении для определения количества оборотов рукоятки делительной головки.
Для облегчения отсчета по делительному диску необходимого количества отверстий имеется подвижной сектор (см. рис. 199), состоящий из двух раздвижных ножек и винта, скрепляющего их.
Приспособление для закрепления заготовок, фрезеруемых в делительных головках
Заготовки, фрезеруемые при помощи делительных головок, могут быть в зависимости от их конструкции закреплены одним из следующих способов:
а) в центрах делительной головки и задней бабки;
б) на оправках, устанавливаемых в центрах делительной головки и задней бабки;
в) на оправках, устанавливаемых в коническом гнезде шпинделя делительной головки;
г) в трехкулачковом патроне, навернутом на резьбовой конец шпинделя делительной головки.
Длинные заготовки типа валиков устанавливаются в центрах делительной головки и задней бабки при помощи центровых гнезд, имеющихся с обоих торцов заготовки.
Заготовки типа дисков и втулок надеваются на оправки, которые устанавливаются в центрах делительной головки и задней бабки, или на оправки, устанавливаемые в коническое гнездо шпинделя делительной головки.
На рис. 201 показаны оправки, применяемые для закрепления заготовок при обработке их с помощью делительной головки.
На рис. 201, а показана оправка, представляющая гладкий валик, средняя часть которого выполнена с небольшим конусом.
Заготовка, насаженная на такую оправку, удерживается на ней только трением. Валик имеет с обеих сторон центровые отверстия, которыми он устанавливается между центрами делительной головки и задней бабки. При установке оправки с надетой на нее заготовкой надо располагать ее между центрами так, чтобы уширенная часть конуса была обращена к делительной головке. В противном случае усилие резания будет ослаблять посадку заготовки на оправке.
Оправка, показанная на рис. 201, б, имеет заплечик 1
, шпоночную канавку 2
и гайку 4
. Заготовка надевается а гладкую часть оправки, обозначенную цифрой 3
и выполненную по скользящей посадке, и закрепляется на ней гайкой 4
. В случае очень больших усилий, возникающих при фрезеровании, заготовка может быть поставлена на шпонке.
Оправка, показанная на рис. 201, в, служит для закрепления заготовок, при фрезеровании которых не применяется задний центр. Эта оправка вставляется коническим хвостовиком 5
в коническое гнездо шпинделя делительной головки (вместо центра) и затягивается специальным винтом - затяжкой 1
(рис. 202, а).
Заготовки закрепляются на цилиндрической части 6
оправки (рис. 201, в) так же, как и на оправке, показанной на рис. 201, б.
На рис. 202 показаны приспособления, применяемые при установке заготовок в делительной головке.
Центр 3 с поводком 4
(рис. 202, а) вставляется хвостовиком 2
в гнездо шпинделя делительной головки. Поводок 4 показан отдельно на рис. 202, б.
Винт- затяжка 1
для центра или конической оправки (рис, 202, а) вставляется в задний конец шпинделя головки и нарезанным концом ввинчивается в хвостовик центра оправки.
Хомутик
, надеваемый на заготовку или оправку, показан нз рис. 202, в. Его загнутый конец 7
входит в паз поводка и закрепляется в нем прижимными болтами 5
(рис. 202, б). Болтом 6
хомутик закрепляется на заготовке.
Часто для закрепления обрабатываемой заготовки применяют трехкулачковый патрон
(рис. 202, г), который навертывают на передний конец шпинделя делительной головки. Для зажима заготовки торцовым ключом через маленькое коническое зубчатое колесо 8
вращают большое коническое зубчатое колесо 10
.
Так как на обратной стороне колеса 10
имеется поперечная спиральная нарезка 9
, по которой передвигаются три кулачка 11
, имеющие соответствующую спиральную резьбу, то при вращении ключом в том или ином.направлении кулачки либо сходятся к центру патрона, либо расходятся от центра, т. е. зажимают или освобождают заготовку.
Домкратик (рис. 203, а) состоит из корпуса 2
, винта 4
с призматической головкой, гайки 3
, с помощью которой осуществляется вертикальное перемещение винта, и стопорного винта 5
с рукояткой 1
. Стопорный винт, входя концом в паз винта 4
, удерживает его от провертывания при установке по высоте. На рис, 203, б показан пример применения домкратика.
Оптические делительные головки
Для точных угловых делений заготовок при их обработке и для проверки точности различного рода угловых деталей широкое применение получили оптические делительные головки.
Общий вид и схематический разрез оптической головки ОДГ-60 производства Новосибирского совета народного хозяйства показаны на рис. 204, а и б. Стеклянная круговая шкала 5
с ценой деления 1° жестко укреплена на червячном колесе 6
, надетом на шпиндель 9
головки, вращающейся в двух подшипниках 8
и 11
. Червячное колесо 6
приводится во вращение червяком 10
, связанным с маховичком 1
. Червячное колесо 6
может быть застопорено в любом положении рукояткой 4
, связанной с прижимной шайбой 7
. Червяк 10
и червячное колесо 6
служат только для поворота шпинделя, и погрешности их не оказывают влияния на точность работы головки. Углы поворота отсчитывают по круговой шкале 5
с помощью отсчетного микроскопа 2
, окуляр которого помещен вне корпуса головки. В поле зрения окуляра помещена шкала, разделенная на 60 частей, с ценой деления 1" (рис. 204, в). Эти деления видны в окуляр настолько крупными, что при некотором навыке по ним можно отсчитывать четверти минуты. Круговая шкала освещается лампочкой через призму 3
, помещенную вне корпуса головки. Высота центров Н
= 130 мм
.
Если задан центральный угол α между осями фрезеруемых канавок, то угол поворота шпинделя головки равен α.
Если задано число делений, приходящихся на полный оборот заготовки, то угол поворота шпинделя головки определяется по формуле (7):
где α - угол поворота шпинделя головки в градусах;
z
- заданное число делений.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. На каких приспособлениях производят деление окружности на части?
2. В чем заключается метод непосредственного деления? Как производят деление на 2, 3, 4, 6, 8, 12 частей методом непосредственного деления?
3. В чем заключается метод простого деления? Как производят деление на 2, 4, 8, 10, 20 частей методом простого деления?
4. Что называется характеристикой делительной головки?
5. Напишите формулу простого деления.
6. Как или какими способами можно закрепить обрабатываемую заготовку, в делительном приспособлении или делительной головке? Какие приспособления нужны для этого?
Ранее нашей промышленностью выпускались универсальные делительные головки УДГ-Н-135 и УДГ-Н-160 с высотой центров Н=135 и Н=160 мм. По новому стандарту (ГОСТ 8615-69) за основной размер делительных головок принят наибольший диаметр обрабатываемой заготовки D. По стандарту принят ряд из шести типоразмеров головок D: 160; 200; 250; 320; 400 и 500 мм. Универсальные головки используют для комплектации фрезерных станков отечественного производства и зарубежных.
Каждому размеру станка (по ширине стола) должен соответствовать определенный типоразмер делительной головки. Так, к консольно-фрезерным станкам № 2 (с шириной стола 320 мм) рекомендуется делительная головка с наибольшим диаметром обрабатывавмой заготовки D = 250 мм, а к фрезерным станкам № 3 (с шириной стола 400 мм) - делительная головка УДГ-И-320 и т. д. На рис. 196 показана универсальная делительная головка. На чугунном основании 20 со стяжными дугами 9 установлен корпус 10. Ослабив гайки, можно поворачивать корпус на угол, определяемый по шкале и нониусу 12. На опорной плоскости основания делительной головки имеются два параллельных шпинделю сухаря, предназначенных для установки головки в пазы стола фрезерного станка. В корпусе расположен шпиндель со сквозным отверстием. Его концы расточены на конус Морзе. На одном из них устанавливается центр 21., на другом - оправка для дифференциального деления. На переднем конце шпинделя имеются резьба и центрирующий поясок 7, необходимые для крепления трехкулачкового самоцентрирующего или поводкового патрона. На буртике шпинделя установлен лимб 8 непосредственного деления с 24 отверстиями. В средней части шпинделя расположено червячное колесо с круговой выточкой на торце, в которую входит конец зажима 11. Оно получает вращение от червяка, расположенного в эксцентричной втулке. Поворотом втулки с помощью рукоятки червяк можно ввести в зацепление или вывести из него. Делительный диск сидит на валу, смонтированном в подшипниках скольжения, установленных в крышке 19. Крышка фиксируется на корпусе 10 центрирующей расточкой и крепится неподвижно к основанию. К делительному диску с помощью пружины прижат раздвижной сектор 18, состоящий из линеек 14 и зажимного винта 13, с помощью которого линейки устанавливают под требуемым углом. Пружинная шайба предотвращает самопроизвольный поворот сектора.
Вал 16 механического привода от станка смонтирован в подшипниках скольжения и расположен во втулке 15, закрепленной на крышке 19. На конце вала размещено коническое зубчатое колесо, находящееся в постоянном зацеплении с коническим зубчатым колесом, сидящим на валу делительного диска. Делительный диск фиксируется в требуемом положении стопором 17. Центр задней бабки можно перемещать в горизонтальном и вертикальном направлениях. В основании 24 расположен корпус 2, который штифтом связан с рейкой. Вращением головки зубчатого вала можно перемещать корпус вверх и поворачивать относительно оси штифта. В требуемом положении задняя бабка крепится на столе станка с помощью болтов и гаек. Пиноль 3
Перемещается с полуцентром 4 при вращении маховичка 1, укрепленного на винте.
На опорной плоскости основания имеются два направляющих сухаря, выверенных относительно оси пиноли, которые обеспечивают совпадение центров делительной головки и задней бабки при установке их на столе станка. Люнет служит дополнительной опорой при обработке нежестких заготовок.
В корпусе 23 люнета расположен винт, перемещающийся с помощью гайки 5 и имеющий призматическую головку 6, которая крепится стопорным винтом 22. Полууниверсальная делительная головка по устройству аналогична универсальной делительной головке.
В табл. 20 приведена краткая техническая характеристика делительных головок.
Непосредственное деление. При непосредственном делении червяк головки должен быть выведен из зацепления с червячным колесом. Поворот обрабатываемой заготовки осуществляется вращением шпинделя. Отсчет угла поворота производится по градуированному. на 360° диску с ценой деления 1°. Нониус позволяет производить отсчет угла поворота шпинделя с точностью до 5". Угол поворота шпинделя при делении на z частей определяется по формуле 
где а - угол поворота шпинделя, град;
z - заданное число делений.
При каждом повороте шпинделя головки к отсчету, соответствующему положению шпинделя до поворота, следует прибавлять величину ос, найденную по формуле (23). У некоторых головок делительный диск (лобовой) для непосредственного деления не градуированный, а имеет три делительных круга с 24, 30 и 36 отверстиями. Три ряда отверстий в делительном диске по- 
Зволяет производить непосредственное деление на 2, 3, 4, 5, б, 8, 10, 12, 15, 18, 24, 30 и 36 частей. Число промежутков между отверстиями выбранного делительного круга на лобовом делительном диске, пропускаемых при повороте шпинделя головки, определяется по формуле
где а - число отверстий выбранного круга на лобовом диске;
z - заданное число делений.
Простое деление. На рис. 197 показана кинематическая схема универсальных делительных головок (Д-250 и Д-320) простого деления. В этом случае червяк 8 должен быть введен в зацепление с червячным колесом 10. Поворот шпинделя 9 (деление) производится вращением рукоятки 2 с фиксатором 3 относительно неподвижного закрепленного бокового делительного диска 1, имеющего концентрические окружности с отверстиями. При настройке фиксатор 3 устанавливают против выбранной окружности на делительном диске. Поворот рукоятки передается через цилиндрические зубчатые колеса 7 с передаточным отношением i == 1 и червячную пару с передаточным
отношением i = 1/40 на шпиндель. Шпиндель при этом должен повернуться на 1/z часть оборота для деления окружности на z равных частей. Следовательно, уравнение кинематической цепи движения шпинделя будет
Откуда получаем, что
Пусть требуется разделить заготовку на z частей (например, при фрезеровании зубчатого колеса с z зубьями). Это значит, что после фрезерования каждой впадины требуется повернуть шпиндель вместе с заготовкой на 1/Z оборота, следовательно, рукоятку 2 - на 40/z оборотов. Если z<40, то дробь 40/z> 1 и ее можно написать в виде 
где А - число целых (полных) оборотов рукоятки;
а и Ь - числитель и знаменатель правильной несокращенной дроби;
m - общий множитель при а и Ь, выбираемый таким образом, чтобы mb представляло собой число отверстий на какой-либо окружности делительного диска. Тогда та будет выражать число делений (шагов) на окружности лимба (или промежутков между соседними отверстиями выбранного круга mb), на которое должна быть повернута рукоятка 2, дополнительно к А целым оборотам. Отсчет требуемого поворота обрабатываемой заготовки производится по неподвижному делительному диску, в одно из отверстий которого входит подпружиненный штифт фиксатора. Диск этот двусторонний.
При простом делении гильза 4, конические колеса 5 и вал 6 в делении не участвуют (рис. 197).
Для удобства отсчета промежутков между отверстиями (или отсчета отверстий) делительного круга служит раздвижной сектор (рис. 198), который состоит из двух ножек 1 и 3. Эти ножки могут вращаться одна относительно другой. 
Ножки сектора устанавливают так, чтобы между ними было число промежутков та. Для установки сектора в рабочее положение надо ввести стержень фиксатора в одно из отверстий выбранного делительного круга, например в отверстие А. Освободив винт 2, крепящий ножки 1 и 3 сектора, подводят ножку 1 к стержню фиксатора. Отсчитав число промежутков круга, ножку 3 фиксатора подводят к последнему отверстию В и закрепляют сектор винтом 2. Следует запомнить, что если отсчет производить по числу отверстий круга, начиная с того, в которое входит штифт фиксатора, то число отверстий должно быть на единицу больше числа промежутков между отверстиями та На рис. 198 отсчитано пять промежутков круга, ограниченных шестью отверстиями. После фрезерования поверхности заготовки при данном положении фиксатора следует повернуть рукоятку головки по часовой стрелке, ввести стержень фиксатора в отверстие В и повернуть сектор в том же направлении до соприкосновения с ножкой 3. Сектор в новом положении показан на рис. 198 пунктиром. Рукоятку надо вращать всегда по часовой стрелке, чтобы избежать влияния мертвых ходов в передаче от валика рукоятки к шпинделю головки. Когда фиксатор рукоятки окажется напротив последнего пропускаемого промежутка между отверстиями круга, рукоятку фиксатора необходимо отпустить и осторожно, постукивая по ней рукой, довести до требуемого положения. В этот момент фиксатор под действием пружины войдет в отверстие круга.
Если рукоятка была случайно повернута дальше, чем требуется, то необходимо ее повернуть против часовой стрелки несколько дальше пропущенного отверстия, после чего осторожным постукиванием вновь повернуть по часовой стрелке до требуемого положения.
Пример. Подобрать круг отверстий на делительном дисле и настроить угол раствора ножек сектора, если z = 35, N = 40.
Решение.
1. По формуле (25). 
Лабораторная работа № 3
Изучение и наладка универсальной делительной головки
Цель работы
Целью работы является изучение конструкции, кинематики и технологических возможностей универсальной делительной головки, приобретение практических навыков ее кинематического расчет и наладки, экспериментальное определение точности при различных методах деления.
Изучить конструкцию и кинематику универсальной делительной головки.
Выполнить кинематические расчеты по настройке делительной головки.
Настроить головку для получения заданного количества равномерно расположенных канавок.
Общие положения
Делительные головки предназначены для различных фрезерных, расточных, сверлильных, разметочных и других работ, связанных с поворотом обрабатываемых деталей на заданную величину.
Различают делительные головки универсальные (лимбовые или безлимбовые), оптические и головки для непосредственного деления. Оптические делительные головки применяют, главным образом, для разметки и контрольно-измерительных операций. Остальные типы используют как универсальные приспособления к металлорежущим станкам. При этом обрабатываемая деталь может закрепляться в центрах, патроне или на шпиндельной оправке.
Все лимбовые делительные головки, которые наиболее распространены в промышленности, построены по одной кинематической схеме (рис.7) и имеют одинаковую характеристику N = 40.
Характеристика головки – это число полных оборотов рукоятки 2, необходимое для поворота шпинделя на один полный оборот. Делителъная головка оснащается одним или несколькими делительными дисками 4, на одном или двух сторонах (торцах) которых по концентрическим окружностям расположены отверстия под плунжерный фиксатор 3. Кроме того, в комплект головки входит набор сменных колес и два приклона, которые служат для установки гитар при дифференциальном методе деления и фрезеровании винтовых канавок.
В данной лабораторной работе используется универсальная делительная головка модели ИД2 Д–250, имеющая следующие основные параметры:
наибольший диаметр устанавливаемой детали, мм – 250;
угол поворота шпинделя в вертикальной плоскости,…º:
вниз от линии центров …...………………. – не менее 5;
вверх от линии центров ………………….. – не менее 95;
конус шпинделя ………………………………….. – Морзе № 4;
число отверстий делительного диска:
на одной стороне – 16, 17, 19, 21, 23, 29, 30, 31;
на другой стороне – 33, 37, 39, 41, 43, 47, 49, 54;
цена деления лимба непосредственного деления, … 0 – 15;
набор сменных зубчатых колес: 25, 30, 35, 40, 50, 50, 55, 60, 60, 70, 75, 80, 90, 100.
Эта делительная головка допускает настройку на непосредственное, простое и дифференциальное деление и позволяет фрезеровать винтовые канавки на универсально – фрезерных станках.
Методы настройки делительной головки
Непосредственный метод позволяет разделить окружность на 2, 3, 4, 6, 8, 12 и 24 части. При этом червяк z 3 рукояткой 8 (рис.8) выводится из зацепления с колесом и шпиндель поворачивается вручную. Фиксируется шпиндель в необходимом положении подпружиненным стопором 9, входящим в одно из 24 отверстий, имеющихся на торце планшайбы шпинделя 6.
Простое деление. Способ простого деления применяется при делении окружности на число частей от 2 до 50 и на некоторые числа свыше этого интервала.
При простом делении червячная передача включена и шпиндель может поворачиваться только от рукоятки 2 через цилиндрическую пару зубчатых колес z 1, z 2 и червячную передачу z 3 , z 4 . Величина поворота шпинделя в этом случае определяется углом поворота рукоятки 2 относительно неподвижного делительного диска 4 и зависит от передаточного отношения передач между валом рукоятки и шпинделем:
где
– величина (угол) поворота вала рукоятки;
– передаточное отношение кинематической
цепи: вал – рукоятки – шпиндель.
При
делении окружности на z
частей шпиндель необходимо поворачивать
на
оборота. Тогда уравнение (10) примет вид:
.
Решив
его относительно
,
получим формулу настройки при простом
методе деления:
При
делении рукоятка поворачивается
относительно делительного диска и
стопорится с помощью фиксатора в одном
из его отверстий, следовательно, величина
поворота рукоятки может принимать
только строго определенные, выраженные
простой дробью значения. Рекомендуется
следующий порядок расчета
.
Поставив числовое значение в формулу
(11), проводят сокращение полученной
дроби, а затем, умножая числитель и
знаменатель на одно и то же целое число,
преобразуют дробь таким образом, чтобы
в знаменателе получилось число, равное
числу отверстий на одной из окружностей
делительного диска. Числитель этой
дроби равен числу промежутков между
отверстиями, на которое необходимо
поворачивать рукоятку, а знаменатель
полному числу отверстий (промежутков)
на окружности, по которой следует вести
отсчет.
Например: требуется произвести деление на 18 частей. Подставив Z = 18 в формулу (11) и произведя преобразования, получим:
Число
показывает,
что для поворота шпинделя на
оборота рукоятку необходимо повернуть
на два полных оборота и еще на 12 промежутков
по окружности с 54 отверстиями.
Наладка делительной головки при простом методе сводится к установке фиксатора 3 напротив окружности с необходимым числом отверстий и к установке линеек раздвижного сектора, который значительно упрощает процедуру повторного отсчета числа интервалов. Линейки сектора разводятся так, чтобы между ними находилось число интервалов, равное числителю дроби (11) после выделения из нее целой части.
Дифференциальный
метод.
Дифференциальный метод деления
заключается в том, что во время поворота
рукоятки 2 делительный диск 4 также
получает вращение от шпинделя через
гитару сменных колес
.
Таким образом, абсолютная величина
поворота рукоятки слагается из поворота
рукоятки относительно делительного
диска и из величины поворота самого
диска. Причем, если величина поворота
рукоятки относительно делительного
диска может иметь строго определенные
значения, зависящие от числа отверстий
на окружностях диска (см.метод простого
деления), то величина поворота диска
зависит еще от передаточного отношения
гитары:
где
– величина поворота рукоятки относительно
делительного диска;
- величина поворота
делительного диска относительно корпуса
головки.
Поворот делительного диска равен
Совместное
решение уравнений (15) и (16) относительно
дает формулу настройки цепи гитары
делительного диска при дифференциальном
методе деления
|
|
.Эта
формула позволяет рассчитать передаточное
отношение цепи вращения делительного
диска для любых значений
и
.
Причем, задавая различные значения
,
можно получить несколько вариантов
настройки при одной и той же заданной
величине поворота шпинделя
.
Чтобы устранить эту неоднозначность,
величину поворота рукоятки относительно
делительного диска задают соотношением:
В качестве вспомогательного числа x выбирают ближайшее к заданному числу z, но такое, чтобы для этого числа было бы возможно простое деление и передаточное отношение, рассчитанное по формуле (19), можно было бы реализовать с помощью имеющихся в комплекте делительной головки сменных колес. Этим требованиям обычно удовлетворяют числа, кратные десяти.
Для облегчения подборки сменных колес рекомендуется числитель и знаменатель передаточного отношения представить в виде произведения простых сомножителей, а затем умножением на целые числа преобразовав; таким образом, чтобы в числителе и знаменателе стояли числа, равные числам зубьев сменных колес.
Например: требуется произвести деление на 109 частей. В качестве вспомогательного числа x выбираем ближайшее, кратное десяти:
х = 110.
По формуле (19) определяем передаточное отношение гитары
Величину поворота рукоятки с фиксатором относительно делительного диска определяем, как и для метода простого деления; по формуле (18)
|
|
.Следовательно, фиксатор должен быть установлен над окружностью с тридцатью тремя отверстиями и при делении поворачиваться рукояткой на двенадцать промежутков.
При фрезеровании винтовых поверхностей или косозубых цилиндрических колес, заготовке необходимо сообщить одновременно два движения – перемещение вдоль оси и согласованное с ним вращение. Для этого делительная головка присоединяется через гитару сменных колес к винту продольной подачи стола фрезерного станка и, следовательно, при перемещении стола её шпиндель получает принудительное вращение (рис.10). Если требуется получить винтовую поверхность с шагом Т мм, то при перемещении стола на эту величину шпиндель делительной головки должен сделать ровно один оборот. Перемещение стола на величину Т соответствует числу оборотов ходового винта, равному:
где
– передаточное отношение всех постоянных
передач между ходовым винтом и шпинделем;
–передаточное
отношение гитары сменных колес.
Для делительной головки модели УД2 Д–250 устанавливается две гитары: малая гитара на ходовой винт станка, большая – на цилиндрический хвостовик головки. Причем передаточное отношение
Правильный профиль спиральных канавок можно получить только в том случае, если плоскость вращения фрезы совпадает с направлением спиральной линии. Для этого стол фрезерного станка должен быть повернут на угол, равный углу наклона спиральной канавки, который определяется из соотношения:
|
|
,где φ – угол наклона спиральной канавки;
D – диаметр обрабатываемой детали, мм.
При настройке головки для фрезерования винтовых поверхностей делительный диск следует освободить, отодвинув стопор 5 (рис.8).
Порядок выполнения работы
Изучить кинематическую схему и познакомиться с конструкцией универсальной делительной головки.
В соответствии с заданием выбрать методы деления и выполнить все необходимые кинематические расчеты (приложение 4).
Настроить головку на простой метод деления. Для этого необходимо:
– установить делительный диск требуемым торцом наружу и закрепить его стопором;
– закрепить фиксатор на окружности с расчетным числом отверстий;
– установить на необходимый угол линейки раздвижного сектора.
Провести последовательно 10–12 операций деления, замеряя каждый раз фактический угол поворота шпинделя с помощью оптической делительной головки. При этом (для уменьшения влияния зазоров в передачах на точность деления) фиксатор должен подводиться к последнему отверстию всегда с одной стороны.
Настроить головку на дифференциальный метод деления в следующей последовательности:
– на основании кинематических расчетов подобрать и установить на головке зубчатые колеса гитары;
– установить делительный диск, фиксатор и линейки раздвижного сектора;
– стопор делительного диска отключить.
Замерить фактические углы поворота шпинделя для 10–12 последовательных операций деления.
Сравнить результаты измерений с теоретическими значениями углов поворота. Определить средние и максимальные погрешности деления для обоих методов.
Оформить отчет по лабораторной работе.
Название работы.
Цель работы.
Кинематическая схема универсальной делительной головки.
Кинематические расчеты по настройке делительной головки в соответствии с выданным заданием.
Сравнение результатов измерений с теоретическими значениями.