animateMainmenucolor
activeMenucolor
Главная / Фрезерный станок с ЧПУ / Способы Деления Универсальной Делительной Головкой

Способы Деления Универсальной Делительной Головкой

Существуют три способа деления заготовок с делительной головкой: непосредственный, простой и дифференциальный.

Способ непосредственного деления применяется в тех случаях, когда требуется большая точность отсчета поворота заготовки. Деление производится поворотом шпинделя делительной головки вместе с лобовым делительным диском, а отсчет угла поворота осуществляется с помощью отверстий на тыльной стороне диска относительно фиксатора или по градусной шкале. Так как лобовой делительный диск имеет 24 отверстия, то заготовку можно разделить на 2, 3, 4, 6, 8, 12, 24 части. При делении по градусной шкале точность отсчета по лимбу несколько ниже (до 5), так как цена деления нониуса соответствует пяти минутам.

При делении заготовки на z частей угол поворота шпинделя α определяется по формуле α = 360/z, где z = заданное число делений.

С каждым поворотом шпинделя головки к отсчету, соответствующему положению шпинделя до поворота, следует прибавить величину α.

Перед делением рукояткой 16 (см. рис. 1, б Универсальные фрезерные делительные головки) необходимо вывести червяк из зацепления с червячным колесом, фиксатор из отверстия лобового делительного диска и повернуть шпиндель вместе с заготовкой от руки на необходимое число делений или заданный угол.

Если на чертеже задан центральный угол между осями обрабатываемых канавок, то угол поворота шпинделя равен этому углу. В случае, когда задан угол между гранями обрабатываемых поверхностей, угол поворота шпинделя после обработки первой поверхности определяется по формуле:

α = 180° - β,

где β - угол между гранями.

Способ непосредственного деления

Непосредственное деление обеспечивается, если на шпинделе установлен делительный диск с 30 равномерно расположенными отверстиями. Диск поворачивают рукояткой и производят деление окружности на 2, 3, 4, 5, 6, 15 и 30 частей. При изготовлении специального делительного диска может быть произведено деление и на неравные части.

Способ простого деления универсальной делительной головкой

Сущность этого способа деления универсальной делительной головкой состоит в том, что поворот шпинделя с закрепленной заготовкой осуществляется за счет поворота рукоятки с фиксатором относительно отверстий неподвижного бокового делительного диска через червячную передачу. Так как передаточное отношение зубчатых колес, связывающих вал приводной планки рукоятки с фиксатором и однозаходним червяком, равно единице, а червячное колесо, неподвижно закрепленное на шпинделе, имеет 40 зубьев, то при повороте рукоятки на один полный оборот червячное колесо повернется на один зуб или на 1/40 оборота. Следовательно, чтобы шпиндель сделал один полный оборот, необходимо повернуть рукоятку сорок раз.

Число оборотов рукоятки, которые необходимо сделать, чтобы шпиндель делительной головки повернулся на один оборот, называется характеристикой делительной головки.

Все делительные головки отечественного производства имеют характеристику, равную 40.

При простом методе деления число оборотов рукоятки, выбор ряда отверстий на боковом делительном диске и числа делений между ними определяются по формуле n = N/z, где n - число оборотов рукоятки относительно бокового делительного диска; N — характеристика делительной головки; z — число делений, на которое необходимо разделить заготовку.

Пример № 1 простого деления. На цилиндрической заготовке требуется фрезеровать три равномерно расположенных канавки. Определить число оборотов рукоятки для поворота заготовки при фрезеровании каждой канавки.

Решение: n = N/z = 40/3 = 13*⅓

Для поворота заготовки на 1/3 часть окружности необходимо повернуть рукоятку относительно бокового делительного диска на 13 полных оборотов и дополнительно на 1/3 оборота. Для этого на боковом делительном диске надо выбрать определенный ряд отверстий, кратных трем. Для этого умножим числитель и знаменатель дроби на такое число, чтобы в результате в знаменателе получилось число, равное количеству отверстий в одном из рядов на делительном диске, например, на 10. После умножения получим n = 13*⅓ = 13*(10/30).

Следовательно, после фрезерования каждой канавки рукоятку необходимо повернуть на 13 полных оборотов и 10 промежутков между отверстиями по окружности с числом отверстий 30.

Для удобства отсчета применяют раздвижной сектор. Линейки сектора устанавливают так, чтобы между ними было число делений по выбранной окружности, найденное по вышеприведенной формуле.

При установке сектора в рабочее положение надо ввести стержень фиксатора в одно из отверстий выбранной окружности бокового делительного диска, например, в отверстие A (см. рис. 1, в Универсальные фрезерные делительные головки). Освободить винт 18, соединяющий линейки сектора 14, подвести одну из линеек скосом к стержню фиксатора. Отсчитать число делений по выбранной окружности и подвести к последнему отверстию Б скос второй линейки и скрепить их снова винтом.

После обработки поверхности детали при данном положении фиксатора следует повернуть рукоятку по часовой стрелке на расчетное число оборотов, ввести фиксатор в отверстие Б и повернуть линейки сектора в том же направлении до соприкосновения скоса линейки с фиксатором. (Сектор в новом положении показан пунктиром).

Чтобы не допустить ошибки при отсчетах вследствие наличия зазоров (люфтов) в зубчатой и червячной передачах, вращение рукоятки надо производить только в одном направлении. Если рукоятка все же случайно была повернута дальше требуемого отверстия, ее необходимо возвратить в обратном направлений на угол, несколько больший величины люфта (примерно на половину оборота), и вновь повернуть в прежнем направлении до соответствующего отверстия.

Пример № 2 простого деления. Определить число оборотов рукоятки, выбрать число отверстий на делительном диске и число делений при фрезеровании зубчатого колеса с числом зубьев z = 45.

Решение: n = N/z = 40/45 = 8/9 = 48/54.

Деление заготовки на равные части при заданных центральных углах способом простого деления. Для этого необходимо сначала определить число делений по формуле z = 360°/α, где α - центральный угол, заданный чертежом.

Подставив значение z формулу n = N/z, получим формулу определения числа оборотов рукоятки при заданных значениях угла поворота заготовки способом простого деления, т. е. n = α/9.

Из этой формулы видно, что для поворота заготовки на 1° рукоятку относительно бокового делительного диска надо повернуть на 1/9 часть оборота. Удобнее это делать по окружности диска с числом отверстий 54.

Пример № 3 способом простого деления. На цилиндрической заготовке требуется фрезеровать две канавки с центральным углом между осями 30°. Определить число оборотов рукоятки.

Решение: n = α/9 = 30/9 = 3*3/9 = 3*18/54.

Деление заготовки на неравные части. Расчет углов поворота производится также способом простого деления по вышеприведенной формуле, но для удобства отсчета и избежания ошибок предварительно составляют таблицу поворота рукоятки относительно бокового делительного диска после фрезерования каждой канавки.

Пример № 4 деления в делительной головке. На круглой заготовке требуется фрезеровать четыре канавки с неравномерным шагом по окружности с центральными углами, равными 85, 90, 95 и 90°. Определить число оборотов рукоятки для поворота заготовки на заданные углы.

Решение: Первую канавку фрезеруют произвольно при положении штифта рукоятки в одном из отверстий диска с 54-я отверстиями.

Для поворота заготовки на 85° число оборотов рукоятки n = α/9 = 85/9 = 9*4/9 = 9*24/54; для поворота заготовки на 90° число оборотов рукоятки n = α/9 = 90/9 = 10; для поворота заготовки на 95° число оборотов рукоятки n = α/9 = 95/9 = 10*5/9 = 10*30/54.

Способ дифференциального деления универсальной головкой

В практике не всегда удается разделить окружность на заданное число частей рассмотренными выше способами. Так, деление окружности на число частей свыше 42, не кратное числу отверстий на боковом делительном диске, нельзя делить способом простого деления. В этом случае необходимо применить иной дифференциальный способ деления. Сущность его состоит в том, что отсчет поворота заготовки на необходимую часть окружности производится поворотом рукоятки универсальной делительной головки относительно отверстий вращающегося бокового делительного диска.

Вращение боковому делительному диску в этом случае передается от шпинделя через гитару со сменными колесами и через конические колеса 22 (см. рис. 1, г Универсальные фрезерные делительные головки), одно из которых закреплено на валу механического привода вращения шпинделя, второе соединено неподвижно с боковым делительным диском. На рис. 1 приведена кинематическая схема универсальной делительной головки, настроенной на дифференциальное деление. Колесо гитары z1 всегда крепится на шейке шпиндельного валика 2, вставленного в коническое отверстие заднего конца шпинделя, а колесо z4 - на шейке вала 1 механического привода шпинделя. Между этими колесами на передвижных пальцах гитары могут быть установлены одно или два промежуточных колеса.

схема универсальной делительной головки

Рис. 1. Кинематическая схема универсальной делительной головки для дифференциального деления

В зависимости от передаточного отношения сменных колес гитары частота вращения делительного диска будет не одинаковой, а с изменением количества промежуточных колес это вращение может или совпадать с направлением поворота рукоятки или быть направлено в противоположную сторону. Следовательно, при вращении рукоятки относительно отверстий бокового делительного диска действительный поворот рукоятки будет больше или меньше видимого поворота по делительному диску.

При выполнении дифференциального деления боковой делительный диск следует освободить от зажима, а шпиндель установить в строго горизонтальное положение. Кроме этого, необходимо рассчитать число оборотов рукоятки, установить требуемую окружность с определенным числом отверстий делительного диска, число делений, передаточное отношение сменных зубчатых колес, число их зубьев и направление вращения диска.

Число оборотов рукоятки определяется по формуле n = N/x, где N - характеристика делительной головки; x - условное число, ближайшее к заданному, на которое можно разделить методом простого деления.

Передаточное отношение сменных колес гитары рассчитывается по формуле i = N(x-z)/x, где z - число, на которое надо разделить заготовку.

По передаточному отношению определяют число зубьев колес гитары.

K делительным головкам прилагается комплект зубчатых колес с числом зубьев: 25 (2 шт.), 30, 35, 40, 50, 55, 60, 70, 80, 90, 100.

Направление вращения бокового делительного диска зависит от величины принятого условного числа х. При положительном значении передаточного отношения, т. е. когда х>z, направление вращения диска и рукоятки должно совпадать. При отрицательном значении передаточного отношения (х<z) вращение диска и рукоятки должно иметь встречное направление. В зависимости от этого гитара сменных зубчатых колес (рис. 2, а) может иметь четыре схемы настройки. При х>z - в одну пару колес с одним промежуточным колесом z0 (рис. 2, б) или в две пары без промежуточного колеса (рис. 2, в). При х<z - в одну пару с двумя промежуточными колесами (рис. 2, г) или в две пары с одним колесом (рис. 2, д). Сцепление колес достигается поворотом корпуса гитары вокруг приводного вала и перемещением передвижных пальцев с установленными на них колесами в пазах.

Рассмотрим примеры расчетов и возможные схемы настройки гитары УДГ для дифференциального деления в одну и две пары.

Рис. 2. Схема настройки гитары универсальной делительной головки для дифференциального деления

Пример № 5 деления с делительной головкой. При нарезании зубчатого колеса с числом зубьев 69 необходимо определить число оборотов рукоятки, выбрать окружность с отверстиями на делительном диске, число промежутков между отверстиями и рассчитать сменные колеса гитары для поворота заготовки после фрезерования каждой впадины.

Решение: Примем x=70 и определим число оборотов рукоятки

n = N/x = 40/70 = 4/7 = 12/21.

Определим передаточное отношение и числа зубьев сменных колес гитары

= N(x-z)/x = 40(70-69)/70 = 40/70.

Колесо с числом зубьев 40 закрепляем на шпиндельный валик, а с числом зубьев 70 - на вал привода шпинделя. Так как передаточное отношение получилось положительным, то между колесами 40 и 70 надо установить на передвижном пальце гитары любое промежуточное колесо из комплекта (см. рис. 2, б).

Пример 6. Определить число оборотов рукоятки, рассчитать сменные колеса гитары для фрезерования зубчатого колеса с числом зубьев z=117.

Решение: Примем x=120, тогда n = N/x = 40/120 = ⅓ = 10/30, i = N(x-z)/x = 40(120-117)/120 = 120/120.

Разложим полученное выражение на множители и, преобразуя его, получим i = 120/120 = 60/30*2/4=60*40/30*80.

Так как передаточное отношение положительное, сменные колеса гитары настраиваются по схеме (см. рис. 2, в).

Многошпиндельные делительные головки

Для увеличения производительности за счет сокращения основного (технологического) времени применяют при обработке крупных партий деталей многошпиндельные делительные головки. Количество шпинделей ограничено шириной стола фрезерного станка и обычно не превышает четырех-пяти, но в большинстве случаев составляет три. В станке полуавтомате 6С209, предназначенном для фрезерования канавок метчиков, применена семишпиндельная делительная головка. Этот полуавтомат сконструирован на базе горизонтально-фрезерного станка с добавлением аппарата для автоматического деления и многошпиндельной головки. Аппарат для автоматического деления (подобен показанному на рис. 4, Универсальные фрезерные делительные головки) служит для сообщения столу рабочего и обратного автоматических перемещений, для поворота обрабатываемых метчиков на определенный угол и для выключения движения стола после того, как фрезерование всех канавок будет закончено. На рис. 3 приведен общий вид полуавтомата мод. 6С209.

Рис. 3. Станок полуавтомат 6C209 для фрезерования канавок в метчиках: 1 - рукоятка включения; 2 и 3 - рукоятки для зажима метчиков в задних центрах; 4 - задняя бабка; 5 - штанга; 6 - поводки для вращения метчиков при делении; 7 - рукоятка для перемещения задних центров при установке метчиков; 8 и 10 - переставные упоры; 9 - жесткий упор на салазках

Простое деление (рис. 4) на z равных частей производят при np оборотов рукоятки относительно неподвижного диска. Уравнение кинематической цепи от оси рукоятки до оси шпинделя имеет вид 1/z=np•z5/z6 z7/z8, где z5/z6 z7/z8=1/N (N - характеристика головки, обычно 40). Тогда 1/z=np•1/N, откуда np=N/z=A/B, где B - число отверстий на одной из окружностей делительного диска, А - число отверстий, на которые нужно повернуть рукоятку.

Раздвижной сектор 5 (см. рис. 4, а) состоящий из двух радиальных линеек, раздвигают на угол, соответствующий числу отверстий А, и линейки скрепляют. Если левая линейка упирается в фиксатор рукоятки, тогда правая линейка совмещается с отверстием, в которое надо при очередном повороте ввести фиксатор, после чего левую линейку снова упереть в фиксатор.

Рис. 4. Схемы обработки деталей в делительных головках

Дифференциальное деление применяют в том случае, когда не удается подобрать диск с требуемым числом отверстий. Суть дифференциального метода деления состоит в следующем: если для числа z нет требуемого числа отверстий на делительном диске, принимаем число zф (близкое к z), для которого есть соответствующее число отверстий на делительном диске. Несоответствие требуемого и принятого чисел (1/z - 1/zф) компенсируют дополнительным поворотом шпинделя на указанную разность, которая может быть положительной (шпиндель получает дополнительный поворот в ту же сторону, что и основной) или отрицательной (шпиндель получает дополнительный поворот в противоположную сторону). Это достигается путем дополнительного поворота делительного диска относительно рукоятки, т. е. если при простом делении рукоятка поворачивалась относительно неподвижного диска, то при дифференциальном методе рукоятка вращается относительно медленно вращающегося делительного диска в ту же (или в противоположную) сторону.

Вращение диску передается от шпинделя делительной головки через сменные колеса α-b, c-d; коническую пару и зубчатые колеса 3-4.

Величина дополнительного поворота рукоятки определится по уравнению кинематической цепи: np. доп.=N(1/z-1/zф)=1/z х α/b c/d z9/z10 z3/z4. Принимаем z9/z10 z3/z4 = C (обычно C=1), откуда α/b • c/d = N/C • (zф - z)/zф.