Делительные головки

Предназначение

Делительная головка позволяет преобразить заготовку в нужную конфигурацию посредством смещения детали относительно оси станочного оборудования.

УДГ фиксируется на станине агрегата путем различных видов креплений, в зависимости от типа насадки. Рабочее положение корректируется при помощи подвижных рукояток и диска, который оснащен отверстиями для крепления делительного узла.

Возможности рассматриваемого инструмента:

• Фрезеровка поверхностных канавок. Этот процесс не требует идеальной точности, с учетом правильного контроля глубины и ширины обрабатываемой заготовки.
• Возможность создания граней на деталях. Данная операция целесообразна при изготовлении гаек с нестандартными параметрами, а также рабочих инструментов и хвостовиков заготовок. Такие манипуляции требуют высокой точности.
• Проведение фрезеровочных работ по обработке пазов и шлицев. В этом случае может потребоваться значительная подвижка обрабатываемой детали.

Настройка делительной головки.

Настройка делительной головки на простое деление

Простое деление на универсальной делительной головке отличается от непосредственного тем, что передача между заготовкой и делительным диском осуществляется через червячную пару, т. е. червяк с  заходами и червячное колесо с z зубьями. Червячное колесо сидит на шпинделе 1 головки, а червяк — на валу 2 с рукояткой 4, имеющей два движения — D и L. Движение D позволяет соединять рукоятку с делительным лимбом (диском) 5, на обоих торцах которого по ряду концентрических окружностей равномерно располагается определенное число отверстий (делений).

Например, на одной стороне диска есть 16, 17, 19, 21, 23, 29, 30 и 31 отверстия, а на другой — 33, 37, 39, 41, 43, 47, 49 и 54 отверстия. В делительных головках червяк на валу 2 всегда однозаходный, т. е. k — 1, a z= 40, 80 или 120. Отношение N = z/k называют характеристикой делительной головки. Вал 3 используют в других случаях. Один оборот рукоятки вызовет поворот заготовки на k/z= 1/N. При нарезании зубчатого колеса надо сделать п оборотов рукоятки, т. е.np = k/N = 1/z или пp= N/z. Характеристика головки N = const, a z = var, поэтому обычно np не является целым числом. Так, при N = 40, z = 15 получим np =40/15 оборота. Настроив рукоятку движением L на окружность с 30 делениями, получим, что для поворота заготовки на 10/15 часть окружности требуется сделать два полных оборота и еще на 20/30 часть, т. е. на 20 делений (отверстий) окружности с 30-ю отверстиями. Головка позволяет при простом делении повернуть заготовку на множество значений 1/z,  однако не на все, требующиеся в производстве.

Настройка делительной головки на дифференциальное деление

Дифференциальная настройка головки проводится при выключенном стопоре 6, ограничивающем подвижность лимба 5. Здесь вращение рукоятки 4 также передается (через червячную передачу) шпинделю 1, но одновременно будет вращаться и лимб 5 делительной головки.

Настройка головки заключается в определении числа оборотов рукоятки (как и при простом делении) и от ношения зубьев колес гитары i. Число оборотов рукоятки находят из известного соотношения, заменяя “неудобное” число зубьев близким к нему приближенным — znp. В рассмотренном выше примере было N = 40; допустим, z = 53. Ясно, что сделать поворот на 40/53 по имеющимся дискам нельзя. Примем znp = 50; тогда np=N/zпр=40/50. Если воспользоваться окружностью с 30 отверстиями, то рукоятку нужно будет провернуть на 40/50=24/30 часть окружности, т. е. на 24 деления (отверстия).

Следовательно, при каждом приеме деления на шпинделе будет возникать погрешность

d_шп=(1/z -1/z_пр),

а на рукоятке

dp=dz/k.

Можно компенсировать эту ошибку дополнительным поворотом лимба, не удерживаемого стопором. Эта компенсация должна произойти за период поворота на 1/z часть окружности, следовательно,

1/z*i_г*i=(1/z-1/z_пр)N,

тогда i_г=N(z_пр-z)/z_пр

В нашем примере i_г=40(50-53)/50=-120/50.

По этой дроби подбираются зубья колес z_a, z_a1, z_b, z_b1, а знак показывает направление дополнительного поворота лимба — в противоположную сторону от основного n_p, уменьшая абсолютный поворот заготовки.

Нарезание винтовых канавок, косозубых колес и т. п. с шагом Р возможно с применением универсальной делительной головки. Настройка здесь заключается в получении поворота заготовок, согласованного с продольной подачей. С этой целью вращение ходового винта продольной подачи стола фрезерного станка используют для вращения шпинделя 1 делительной головки путем соединения валика 3  набором сменных колес, имеющих отношение чисел зубьев i_b=z_cz_d1/(z_c1z_d) с ходовым винтом, имеющим шаг Р продольной подачи. За один оборот заготовки стол должен перемещаться на величину

1 об. заг z_чкii_b=P/P_прод об. винта;

i_в=P/(P_продN)=z_cz_d1/(z_c1z_d),

где Р — шаг винтовой линии;

Р_прод — шаг ходового винта.

Для чего нужны универсальные делительные головки

В собственном конструктивном исполнении – это станочные горизонтальные приспособления. Ими оборудуют координатно-расточные и фрезерные станки (полуавтоматы). Благодаря им осуществляют повороты любых заготовок для конкретных углов деления. Сама же заготовка ставится прямо в патрон. Использование данных аксессуаров гарантирует мастеру получение верных геометрических форм, точно заданных размеров всех обрабатываемых деталей.

В особенности эффективно задействование этих приспособлений при фрезеровании впадин зубьев, их нарезании у шестеренчатых колес, в ходе обработки многогранников и производстве множества видов различных инструментов (зенкеры, сверла, специальный инвентарь). При нарезке канавок спиралевидной формы с помощью головок, осуществляется непрерывающееся вращение, а также одновременная подача заготовок по оси.

Порядок работы

Непосредственное деление

Непосредственное деление применяется при делении окружности на 2, 3, 4, б, 8, 12 и 24 части в тех случаях, когда не требуется большой точности.

При непосредственном делении необходимо:

• выключить червяк из зацепления с червячным колесом поворотом рукоятки 24 (см. рис. 3) до упора
• освободить от зацепления фиксатор лимба непосредственного деления

Поворот шпинделя осуществляется от руки вращением обрабатываемой детали или патрона. Отсчет угла поворота производится по градусной шкале, нанесенной на лимбе непосредственного деления, и по штриху на передней втулке шпинделя.

Закрепить шпиндель в требуемом положении с помощью зажима 23.

При делении на части или грани расчет производить по формуле

N = 360°/a(1)

где n — число частей или граней; а

a — угол поворота шпинделя.

Простое деление

Простое деление окружности на равные и неравные части производится при неподвижном делительном диске с помощью рукоятки с фиксатором. Величина поворота рукоятки отсчитывается по отверстиям на делительном диске и фиксируется стержнем фиксатора.

Дифференциальное деление

Деление окружности на число частей свыше 42, не кратное числу отверстий на делительном диске, можно производить дифференциальным методом, сущность которого заключается в том, что угол поворота шпинделя определяется величиной поворота рукоятки с фиксатором относительно делительного диска и величиной поворота диска, получающего вращение от шпинделя через сменные шестерни гитары.

Гитара устанавливается на цилиндрический хвостовик, на котором она может быть повернута и закреплена в требуемом положении. Для установки сменных шестерен гитара укомплектована передвижными пальцами и переходными втулками. Для передачи вращения сменным шестерням в задний конус шпинделя вставляется оправка, на цилиндрическую шейку которой устанавливается сменная шестерня.

До начала работы следует поворотом рукоятки проверить плавность вращения всех установленных шестерен.

При выполнении дифференциального деления стопор делительного диска должен быть выключен.

Порядок настройки при дифференциальном делении такой же, как и при простом делении.

Дифференциальное деление возможно только при горизонтальном положении шпинделя.

Фрезерование спиральных канавок

Фрезерование спиральных канавок производится при продольном перемещении стола фрезерного станка и одновременном вращении детали, закрепленной в делительной головке, относительно своей оси. Для согласованного вращения детали с продольным перемещением стола устанавливается гитара с набором сменных шестерен, которые передают вращение от ходового винта станка шпинделю делительной головки.

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.

Порядок работы

Непосредственное деление

Непосредственное деление применяется при делении окружности на 2, 3, 4, б, 8, 12 и 24 части в тех случаях, когда не требуется большой точности.

При непосредственном делении необходимо:

• выключить червяк из зацепления с червячным колесом поворотом рукоятки 24 до упора
• освободить от зацепления фиксатор лимба непосредственного деления

Поворот шпинделя осуществляется от руки вращением обрабатываемой детали или патрона. Отсчет угла поворота производится по градусной шкале, нанесенной на лимбе непосредственного деления, и по штриху на передней втулке шпинделя.

Закрепить шпиндель в требуемом положении с помощью зажима 23

При делении на части или грани расчет производить по формуле

N = 360°/a(1)

где n — число частей или граней; а

a — угол поворота шпинделя.

Простое деление

Простое деление окружности на равные и неравные части производится при неподвижном делительном диске с помощью рукоятки с фиксатором. Величина поворота рукоятки отсчитывается по отверстиям на делительном диске и фиксируется стержнем фиксатора.

Дифференциальное деление

Деление окружности на число частей свыше 42, не кратное числу отверстий на делительном диске, можно производить дифференциальным методом, сущность которого заключается в том, что угол поворота шпинделя определяется величиной поворота рукоятки с фиксатором относительно делительного диска и величиной поворота диска, получающего вращение от шпинделя через сменные шестерни гитары.

Гитара устанавливается на цилиндрический хвостовик, на котором она может быть повернута и закреплена в требуемом положении. Для установки сменных шестерен гитара укомплектована передвижными пальцами и переходными втулками. Для передачи вращения сменным шестерням в задний конус шпинделя вставляется оправка, на цилиндрическую шейку которой устанавливается сменная шестерня.

До начала работы следует поворотом рукоятки проверить плавность вращения всех установленных шестерен.

При выполнении дифференциального деления стопор делительного диска должен быть выключен.

Порядок настройки при дифференциальном делении такой же, как и при простом делении.

Дифференциальное деление возможно только при горизонтальном положении шпинделя.

Универсальные делительные головки: применение, таблицы 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).

Настройка делительных головок по методу простого деления

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.

План простого деления

Эти методы в отношении устройства, на котором создаётся обсуждаемое снабжение.

Устройство и принцип работы делительной головки

Чтобы разобраться, как работает делительная головка, нужно знать, из чего она состоит. В основу ее входит корпус №4, который закрепляется на столе станка. Также у нее имеется шпиндель №11, который ставится на подшипниках №13, №10 и головке №3. Червяк №12 приводит в движение червячное колесо №8. Он связан с маховиком №1. Рукоятка №2 служит для закрепления шпинделя, а следовательно и червячного колеса. Она связана с прижимной шайбой №9. Червячное колесо и червяк могут выполнять только поворот шпинделя, а погрешность их работы ни как не влияет на общую точность.

В эксцентрической втулке посажен один из концов валика, что позволяет опускать вниз их вместе. Если расцепить колесо шпинделя и червяка, то можно произвести поворот головки шпинделя. Внутри корпуса располагается стеклянный диск №7, который жестко закрепляется на шпинделе №11. Диск расчерчен шкалой на 360 градусов. Окуляр №5 располагается сверху головки. Чтобы повернуть шпиндель на нужно количество градусов и минут, используется маховик.

Порядок выполнения работ

Когда операция выполняется непосредственным способом, то сначала отключается из зацепа червячная передача, для чего достаточно только повернуть рукоять управления до соответствующего упора. После этого следует освободить фиксатор, останавливающий лимб. Поворот шпинделя осуществляется от патрона или от детали, которая подвергается обработке, что позволяет поставить устройство под нужным углом. Угол поворота определяется при помощи нониуса, что расположен на лимбе. Завершается операция закреплением шпинделя при помощи зажима.

Когда операция выполняется простым способом, то здесь сначала нужно зафиксировать делительный диск в одном положении. Основные операции производятся при помощи рукоятки фиксатора. Поворот рассчитывается согласно отверстиям, сделанным на делительном диске. Для фиксации конструкции имеется специальный стержень.

Когда операция выполняется дифференциальным способом, то первым делом нужно проверить плавность поворота шестерней, что установлены на самой головке. После этого следует произвести отключение стопора диска. Порядок настраивания здесь полностью совпадает с порядком настраивания при простом способе. Основные рабочие операции выполняются только при горизонтальном положении шпинделя.

Таблица делений для делительной головки

Расчет делительной головки

Деление на УДГ осуществляется не только по таблицам, но и по специальному расчету, который можно сделать самостоятельно. Это сделать не так уж и сложно, так как при расчете используется всего несколько данных. Здесь требуется умножить диаметр заготовки на особый коэффициент. Он рассчитывается путем деления 360 градусов на количество частей деления. Потом из этого угла нужно взять синус, который и будет коэффициентом, что требуется умножить на диаметр для получения расчета.