Способы деления окружности с помощью делительной головки

Универсальные делительные головки: применение и принцип работы

Универсальные делительные головки (УДГ) представляют собой вид приспособлений, применяемых преимущественно в мелкосерийном, единичном производствах. За счёт использования таких станочных универсальных приспособлений удаётся существенно повысить производительность и облегчить условия труда. Кроме того, их применение повышает безопасность работы, расширяет технологические возможности производственного оборудования.

В конструктивном исполнении делительные головки – это горизонтальные станочные приспособления. Ими оснащают фрезерные, координатно-расточные станки (полуавтоматы). С их помощью осуществляют периодические повороты обрабатываемых заготовок на заданные углы (деления). Сама обрабатываемая заготовка устанавливается в патрон. Использование УДГ гарантирует получение заданных геометрических форм, точных размеров обрабатываемых деталей.

Особенно эффективно применение таких приспособлений в технологиях нарезания зубьев шестерёнчатых колёс, фрезерования впадин между зубьями, в обработке многогранников, в производстве многих видов инструментов (свёрла, зенкеры, специальные инструменты). При нарезании спиралевидных канавок с помощью таких делительных головок осуществляется непрерывное вращение и одновременная осевая подача заготовок.

В машиностроении (металлообработке) применяются различные типы головок делительных универсальных (УДГ). Наиболее распространены лимбовые делительные головки. Этот тип оснастки может настраиваться на дифференциальное, простое деление, на фрезерование спиралевидных деталей. Этих технологических возможностей в большинстве случаев достаточно для высокоточной обработки сложных поверхностей.

Методы деления

Чаще всего посредством универсальных делительных головок реализуются два способа деления: простое и дифференциальное. При простом делении производят отсчёт по неподвижному делительному диску. Управление поворотом детали осуществляется рукояткой, связанной через червячную передачу со шпинделем головки.

При дифференциальном делении поворот шпинделя осуществляется как рукояткой (аналогично простому), так и за счёт принудительного поворота самого делительного диска от шпинделя (через систему шестерёнок).

Таблица 1. Настройка делительных головок по методу простого деления

Таблица 2. Настройка делительных головок при дифференциальном делении

Преимущества использования УДГ

Применение головок делительных универсальных позволяет получить ряд существенных преимуществ. Основные из них следующие:

значительно расширяется спектр технологических операций фрезерного станка;
возможность работы с заготовками разных размеров;
возможность обработки поверхностей в любом положении относительно вертикали.
Универсальные делительные головки просты в установке и в работе. Стоимость дополнительного приспособления доступная. Поэтому его можно использовать в единичном производстве, в том числе в частном применении.

Выбор универсальных делительных головок

При выборе делительной головки УДГ вначале определяются с её типом. Чаще всего используют головки делительные универсальные. Они, в свою очередь, отличаются между собой значением наибольших диаметров обрабатываемых заготовок. К примеру, отечественной промышленностью выпускаются следующие типы делительных головок: от УДГ-Д-160 до УДГ-Д-400 (под диаметры 160, 200, 250, 320, 400 мм).

Все типы приспособлений унифицированы, отличаются, в основном, высотой центров. Для головок делительных универсальных составлены специальные таблицы расчётов простого/дифференциального деления. При выборе приспособления подбирают его рабочий диаметр соответственно размерам закрепляемых деталей. То есть, если обрабатываются заготовки с небольшими диаметрами, лучше установить УДГ такого же типоразмера.

Источник

Способы деления заготовок при помощи универсальных делительных головок

Существуют три способа деления заготовок с помощью универсальных делительных головок: непосредственный, простой и дифференциальный.

Способ непосредственного деления. Он 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 а определяется по формуле

где z — заданное число делений.

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

Перед делением рукояткой 16 (см. рис. 122, б) 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

где р — угол между гранями.

Способ простого деления. Сущность этого способа 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

где n — число оборотов рукоятки относительно бокового делительного диска; N — характеристика делительной головки; z — число делений, на которое необходимо разделить заготовку,-

Пример 1. На цилиндрической заготовке требуется фрезеровать три равномерно расположенных канавки. Определить число оборотов рукоятки для поворота заготовки при фрезеровании каждой канавки.

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 формуле (18).

При установке сектора в рабочее положение надо ввести стержень фиксатора в одно из отверстий выбранной окружности бокового делительного диска, например, в отверстие А (см. рис. 122, в). 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 направлении на угол, несколько больший величины люфта (примерно на половину оборота), и вновь повернуть в прежнем направлении до соответствующего отверстия.

Пример 2. Определить число оборотов рукоятки, выбрать число отверстий на делительном диске и число делений при фрезеровании зубчатого колеса с числом зубьев z=45.

где а — центральный угол, заданный чертежом.

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

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. На цилиндрической заготовке требуется фрезеровать две канавки с центральным углом между осями 30°. Определить число оборотов рукоятки.

Деление заготовки на неравные части. Расчет углов поворота производится также способом простого деления по формуле (19), но для удобства отсчета и избежания ошибок предварительно составляют таблицу поворота рукоятки относительно бокового делительного диска после фрезерования каждой канавки.

Пример 4. 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 за данные 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

Вращение боковому делительному диску в этом случае передается от шпинделя через гитару со сменными колесами и через конические колеса 22 (см. рис. 122, г), одно из которых закреплено на валу механического привода вращения шпинделя, второе соединено неподвижно с боковым делительным диском. На рис. 123 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.

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

где N — характеристика делительной головки; х — условное число, ближайшее к заданному, на которое можно разделить методом простого деления.

Передаточное отношение сменных колес гитары рассчитывается по формуле

где z — число, на которое надо разделить заготовку.

По передаточному отношению определяют число зубьев колес гитары.

К 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 x>z, направление вращения диска и рукоятки должно совпадать. При отрицательном значении передаточного отношения (xz — в одну пару колес с одним промежуточным колесом z0 (рис. 124, б) или в две пары без промежуточного колеса (рис. 124, в). При x

Источник

ИНСТРУМЕНТАЛЬНО — ПОДШИПНИКОВЫЙ ЦЕНТР

Техническая библиотека

Краткий справочник инструментальщика

Делительные головки и их настройка

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

Источник