1.1. Универсальная делительная головка типа УДГ предназначена для выполнения работ по обработке детали, связанных с поворотом детали на заданную величину, при работе на фрезерных, зубофрезерных, долбежных, расточных, строгальных и сверлильных станках, а также при разметочных и других работах.

1.2. Делительные головки являются важными принадлежностями консольно-фрезерных станков, особенно универсальных, и применяются при необходимости фрезерования граней, пазов, шлицев, зубьев колёс и инструментов, расположенных под определённым углом друг относительно друга. Их можно использовать для простого и дифференциального деления.

1.3. С помощью делительной головки можно производить в центрах, в патроне или на шпиндельной оправке и осуществлять следующие конкретные операции:

• простое деление окружностей;
• прямое деление окружностей;
• дифференциальное деление окружностей без интервала;
• фрезерование спиралей;
• фрезерование зубчатых колес;
• фрезерование спиральных. гипоидных канавок;
• установка оси обрабатываемой заготовки под требуемым углом относительно стола станка.

Основные характеристики.

Основной характеристикой делительной головки N является величина обратная передаточному отношению червячной пары. Технические характеристики универсальных делительных головок типа УДГ представлены в табл.1.

Таблица 1 — Технические характеристики универсальных делительных головок

Характеристика	УДГ-160	УДГ-200	УДГ-250	УДГ-320
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия, мм	160	200	250	320
Высота центров, мм	80	100	125	160
Диаметр монтажного фланца (размер под шпиндель станка)	36,541	41,275	53,975	53,975
Ширина шпонки, мм	14	14	18	18
Угол поворота шпинделя от горизонтального положения
— вниз от линии центров, град	90	95	95	95
— вверх от линии центров, град	6	5	5	5
Передаточное число червячной передачи	1:40	1:40	1:40	1:40
Крепление в шпиндельном отверстии (конус Морзе)	3	3	4	4
Цена деления нониуса	10”	10”	10”	10”
Модуль сменных зубчатых колес, мм	1,5	1,5	1,5	1,5
Масса,кг (нетто)	36	67	119	125
Масса,кг (брутто)	42	79	132	140
Габариты	544×405×222	616×465×265	536×460×310	710×505×342
80	100	130	130

Точностные характеристики.

Универсальная делительная головка осуществляет вращение заготовки с сохранением технологических баз обрабатываемой детали со следующими точностными характеристиками, представленными в табл.2.

Таблица 2 — Точностные характеристики универсальных делительных головок

№пп	Параметр		УДГ160	УДГ200	УДГ250	УДГ320
1
	a) у основания конуса		0.010	0.010	0.010	0.010
	b) на расстоянии 300мм от передней части шпинделя		0,015	0.020	0.020	0.020
2			0.010	0.010	0.010	0.010
3			0.010	0.010	0.010	0.010
	Периодическое осевое скольжение шпинделя		0.010	0.010	0.010	0.010
	Биение передней поверхности шпинделя		0.020	0.020	0.020	0.020
4			0,02/300	0,02/300	0,02/300	0,02/300
5	Параллельность штифта к шпиндельной оси		0.010	0.015	0.015	0.015
			0.010	0.015	0.015	0.015
	Отклонение оси шпинделя от Т-обраазнорго паза		0.010	0.015	0.015	0.015
6			60″	±45″	±45″	±45″
	Накапливаемая ошибка на любой ¼ окружности шпинделя		70″	1′	1′	1′

Порядок работы.

4.1. Перед началом работы ознакомиться с комплектом технической документации.

4.2. Протереть комплект оборудования, удалить смазку ветошью, смоченной в бензине, насухо протереть тканью.

4.3. Смонтировать на станке делительную голову и соответствующие приспособления. Подготовить станок и оснастке к работе к работе. Выбрать способ разметки.

4.4. Управляющие элементы делительной головки и ее конструкция показаны на рисунке 1 и на рисунке 2.

1 – рукоятка для выключения червячной передачи;

2 – градуированный диск;

3 – рукоятка для блокировки шпинделя;

4 – фиксирующий штифт;

5 – делительная пластина;

6 – блокирующий штифт для делительной пластины;

7 – гайка для регулировки люфта между червяком и червячным колесом;

8 – зубчатый вал.

Делительная головка может работать в нескольких режимах:

Прямая разметка (деление)

При выполнении прямой разметки сначала надо освободить червячную передачу и колесо передачи и затем использовать градуированный диск на передней части шпинделя делительной головки также как линии разметки на корпусе.

После окончания разметки с помощью делительной головки, переходят к фрезерованию, и тогда шпиндель следует заблокировать с помощью рукоятки на шпинделе.

Простая разметка (деление)

Простая разметка (деление) с помощью делительной головки на поверхности заготовки выполняется наиболее часто.

Количество поворотов делительной головки определяется как частное от деления, и вычисляется следующим образом:

n = 40 (кол-во зубьев на зубчатом колесе) / Z (кол-во делений на заготовке)

Следует отметить, что результат деления – не целое число, а дробное. Знаменатель представляет собой количество отверстий в кольце делительной пластины. Если знаменатель не соответствует количеству отверстий в делительной пластине, то деление возможно. Диск перемещается в следующее положение и фиксируется с помощью шпильки.

Если знаменатель дроби не соответствует количеству отверстий в делительной пластине, простое деление не может быть использовано, для этого применяют дифференциальное деление.

Дифференциальное деление

При необходимости, любое количество равных делений может быть получено при использовании метода дифференциального деления. При проведении дифференциального деления сначала разъединить блокирующий стержень делительной пластины от делительной пластины. Вставить оправку в коническое отверстие на заднем конце шпинделя и затем установить сменную зубчатую передачу в оправку. С помощью этой оправки момент передается через сменную зубчатую передачу. Затем вращая рукоятку делительной головки для поворота шпинделя. Шпиндель в свою очередь приводит в движение сменную зубчатую передачу.

При дифференциальном делении расчет сменой зубчатой передачи выглядит следующим образом:

где I – передаточное число сменной зубчатой передачи

X — требуемое значение

Z — количество зубьев сменной зубчатой передачи

A, B, C, D – количество зубьев сменной зубчатой передачи

Выбор требуемого значения X зависит от числа делений Z заготовки. Для определения этого значения сначала выбирается количество отверстий на делительной пластине, или для удобства дробь приводится к любому ее виду, эквивалентное значение которой соответствует количеству отверстий в делительной пластине. Для этого случая значение X иногда либо больше, либо меньше чем число делений Z заготовки, но это значение должно отличаться ненамного, и должно быть как можно ближе к значению Z.

Если X меньше чем Z то результат, подсчитанный по формуле — отрицательный. В этом случае стопорная шпилька должны быть повернута в направлении против направления делительной пластины.

Если X больше чем Z, то результат, подсчитанный по вышеприведенной формуле – положительный. В этом случае направление перемещения стопорной шпильки должно соответствовать направлению делительной пластины.

Подсчет числа поворотов шпильки является таким же что и в случае простого деления, но для дифференциального деления не следует брать действительное значение Z и следует взять допустимое значение X как замену. Расчет ведется по формуле, данной ниже:

Сменить передачу, как показано на рисунке 3.

Фрезерование спиральных канавок.

(Делительная головка УДГ-160 должна быть оснащена креплением сменной передачи.)

При фрезеровании спиральных канавок, фиксирующая шпилька должна быть помещена в отверстие в делительной пластине и делительная пластина должна быть свободной.

Для фрезеровки спиральной канавки правильной формы, стол фрезерного станка до выполнения работы следует устанавливать под эффективным углом и его значение может быть рассчитано по следующей формуле.

где Ψ – угол поворота;

D — диаметр заготовки;

T – шаг спиральной канавки;

Передаточное число может быть выражено

где i – измененное передаточное число;

t – шаг фрезеровки;

T — ширина канавки;

a,b,c,d — количество зубьев механизме в зубчатой передаче.

Для фрезеровки левосторонней спирали промежуточное звено зубчатой передачи следует добавить, так что замена компонентов а и d приведет к смене направления. Для фрезерования правосторонней спирали замену компонентов а и d следует произвести так, чтобы направление не изменилось.

Фрезерование гипоидной цилиндрической зубчатой передачи

Операция фрезерования гипоидной цилиндрической зубчатой передачи аналогично нарезанию спиральных канавок, с разницей в выражении данных зубчатой передачи в формуле.

Вычисление изменения передаточного числа зубчатой передачи для фрезерования гипоидных цилиндрических зубьев осуществляется по формуле

где М – стандартный модуль зуба;

β – угол наклона зуба.

Монтаж делительной головки и регулировка.

Точность выполняемых работ при использовании изделия и сроки службы универсальной делительной головки преимущественно зависят от правильности установки.

Недопустимы удары, как во время транспортировки, так и во время эксплуатации.

Установочные размеры делительных головок представлены ниже

Для УДГ-160

Для УДГ-200, УДГ-250, УДГ-320

Рис.4 Присоединительные размеры делительных головок.

В таблице 3 приведены присоединительные размеры универсальных делительных головок (кроме УДГ-160), обозначенные буквами на рисунке 4

Делительная головка	A	B	C	D	E	F	G	H	L	M	N	O	P
УДГ-200	162	14	102	87	186	95	116	100	93	54.7	30	100	100
УДГ-250	209	18	116	98	224	117	120	125	103	68.5	34.5	100	125
УДГ-320	209	18	116	98	259	152	120	160	103	68.5	34.5	100	160

Настройка делительной головки.

Рис.5. 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 ЧК 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 ЧK = 40, 80 или 120. Отношение N = z ЧK /k называют характеристикой делительной головки. Вал 3 используют в других случаях. Один оборот рукоятки вызовет поворот заготовки на k/z ЧК = 1/N . При нарезании зубчатого колеса надо сделать п р оборотов рукоятки, т. е.n р = k/N = 1/z или п р = N/z. Характеристика головки N = const, a z = var, поэтому обычно n p не является целым числом. Так, при N = 40, z = 15 получим n р =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.

Рис.6. 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 Г. Число оборотов рукоятки находят из известного соотношения, заменяя “неудобное” число зубьев близким к нему приближенным - z np . В рассмотренном выше примере было N = 40; допустим, z = 53. Ясно, что сделать поворот на 40/53 по имеющимся дискам нельзя. Примем z nр = 50; тогда n р =N/z пр =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

d р =d шп z чк /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 c z d1 /(z c1 z d) с ходовым винтом, имеющим шаг Р прод продольной подачи. За один оборот заготовки стол должен перемещаться на величину

1 об. заг z чк ii b =P/P прод об. винта;

i в =P/(P прод N)=z c z d1 /(z c1 z d) ,

где Р - шаг винтовой линии;

Р прод - шаг ходового винта.

Правила хранения.

9.1. Хранить комплект оборудования в заводской упаковке в сухом отапливаемом помещении при температуре воздуха от +5 до +40˚С и относите

льной влажности не более 75%.

9.2. При длительном хранении изделия, во избежание возникновения коррозии помимо смазки маслом, его необходимо завернуть в бумагу с водоотталкивающей пропиткой.

9.3. Воздух в помещении не должен содержать примесей агрессивных паров и газов.

Указание мер безопасности.

Во избежание травматизма необходимо придерживаться правил безопасного труда, соблюдать технику безопасности при работе со станками. Делительную головку необходимо надежно крепить на станке в соответствие с требованиями ГОСТ 12.2.009-99. Не проводить измерения на ходу станка, при движении режущего инструмента и при вращении измеряемой детали.

Комплектация.

1. Универсальная делительная головка — 1 ед.
2. Задняя бабка – 1 ед.
3. Устройство крепления зубчатой передачи (кроме УДГ-160) – 1 ед.
4. Зубчатая передача (кроме УДГ-160) – 1 ед.
5. Суппорт – 1ед.
6. Центр токарный – 1 ед.
7. Кронштейн – 1ед.
8. Делительная пластина – 1ед.
9. Трехкулачковый самоцентрирующийся патрон – 1ед.
10. Техническая документация – 1 комплект.

Сведения о консервации.

10.1. Комплект оборудования универсальной делительной головки типа УДГ подвергнут консервации в соответствии требованиям ГОСТ 9014-76. Наименование и марка консерванта – масло консервационное К-17.

10.2. Срок хранения комплекта без переконсервации – 2 года, при условии хранения в условиях по ГОСТ 15150-69.

Гарантийные обязательства.

Гарантийный срок эксплуатации изделия – 1 год, со дня продажи (получения покупателем) прибора, при условии соблюдения потребителем правил хранения и эксплуатации прибора.

Скачать технический паспорт бесплатно можно по ссылке ниже.

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.

(филиал)

(

Настройка делительной головки

Учебное пособие

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Озерский технологический институт

(филиал)

ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«Московский инженерно- физический институт

(государственный университет)»

Настройка делительной головки

Учебное пособие

в качестве методического пособия

Озерск - 2006

УДК 621.941

Настройка делительной головки:

Учебное пособие.-3-е изд. стереотип.- Озёрск: ОТИ МИФИ, 2006, 15с.

В настоящем пособии изложены устройство, способы настройки универсальной делительной головки. Рекомендуется для изучения студентами специальности.

Рецензент:

Озёрский технологический институт (филиал) ГОУ ВПО «МИФИ», 2006

Лабораторная работа

НАСТРОЙКА ДЕЛИТЕЛЬНОЙ ГОЛОВКИ

Цель работы: на примере универсальной делительной головки изучить делительный механизм, применяемый во многих станках, познакомиться с принципом сложения движений в процессе поворота заготовки на заданный угол и поступательного ее перемещения вдоль оси и настройки их для выполнения различных работ.

1. НАЗНАЧЕНИЕ УНИВЕРСАЛЬНОЙ ДЕЛИТЕЛЬНОЙ ГОЛОВКИ

Универсальные делительные головки типа УДГ-Д предназначены для поворота обрабатываемой детали на заданную величину при выполнении различных фрезерных, зубофрезерных, расточных, сверлильных, разметочных и других подобных работ.

С помощью делительных головок можно делить обрабатываемую деталь по окружности на любое число частей до 400 без интервалов и на некоторое число более 400 с интервалами. Обработку деталей с помощью делительных головок можно производить в центрах, в самоцентрирующем патроне, на шпиндельной оправке и т. п.

Она предназначена для закрепления заготовки, периодического поворота ее на равные и неравные окружности, а также для образования винтовых канавок на цилиндрических и конических поверхностях.

Обозначения и классы точности делительных головок типа УДГ-Д приведены в табл.1.

Таблица 1

	ОБОЗНАЧЕНИЕ	КЛАСС ТОЧНОСТИ
		Н

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

1) Высота центров, мм.

2) Цена деления лимба непосредственного деления 15°

3) Предельные углы поворота оси шпинделя в вертик. плоск. --- + 90° - 10°

4) Конус шпинделя --- Морзе4

5) Диаметр отверстия шпинделя, мм. ----- 40

6) Характеристика дел. головки N= 40

7) Диск непосредственного деления имеет по окружности делений.

8) Делительный диск имеет отверстия:

а) с одной стороны - 16, 17, 19, 21, 23, 29, 30,31

б) с другой стороны – 33, 37, 39, 41, 43,47, 49, 54

9) Набор сменных зубчатых колес для настройки гитары:

25, 30, 35, 40, 50, 55, 60, 70, 80, 90, 100

2. УСТРОЙСТВО ДЕЛИТЕЛЬНОЙ ГОЛОВКИ

Универсальная делительная головка (рис. 1) состоит из червячной пары и ряда зубчатых колес. Корпус 1 своими цапфами установлен на основании 2 и крепится к нему накидными хомутиками 3 от проворачивания. В подшипниках корпуса вращается шпиндель 4, на котором закреплены лобовой диск 5 для непосредственного отсчета поворота шпинделя, червячное колесо 6 и стопорное колесо 7.

На переднем конце шпинделя рядом с лобовым диском устанавливаются патроны для закрепления заготовок.

Поворот заготовки на определенный угол осуществляется вращением рукоятки 8 с пружинным фиксатором 9, который фиксирует рукоятку относительно делительного диска 10. От рукоятки 8 вращение через валик 11 передается зубчатыми колесами 12 и 13. Последнее соединено с валом 14, изготовленным за одно целое с падающим червяком 15. Червяк 15 вводится в зацепление с червячным колесом 6 вращением эксцентрика 16, который поднимает коробку червяка 17.

Рис. 1 Устройство делительной головки

3. СПОСОБЫ ДЕЛЕНИЯ

Универсальная делительная головка позволяет осуществлять поворот заготовки на определенный угол различными способами:

1. Непосредственное деление окружности на 2, 3, 4, 6, 8, 12 и 24 части;

2. Простое деление окружности на число частей от 2 до 2160 с интервалами;

3. Дифференциальное деление окружности на число частей от 43 до 400 без интервалов.

3.1. НЕПОСРЕДСТВЕННОЕ ДЕЛЕНИЕ

Непосредственное деление окружности производится на части по 180, 120, 90, 60, 45, 30 и 15º или на 2, 3, 4, 6, 8, 12 и 24 части в тех случаях, когда не требуется большой точности.

Для непосредственного деления необходимо расфиксировать шпиндель, расцепить червяк 15 с червячным колесом 6 вращением эксцентрика 16 против часовой стрелки (рис. 1). Поворот шпинделя с заготовкой производится вручную за патрон, а отсчет угла поворота производится по лобовому диску 5, который имеет круговую шкалу (360 делений), проградуированную в градусах.

Для точного отсчета угла поворота имеется нониус 18, который позволяет производить отсчет с точностью до 5 мин.

Угол поворота заготовок определяется из соотношения:

α˚ = https://pandia.ru/text/78/276/images/image006_27.gif" width="41" height="40 src="> (1)

где Z – число делений заготовки.

После выполнения очередного поворота шпиндель необходимо стопорить вращением рукоятки 19 по часовой стрелке до упора.

3.2. ПРОСТОЕ ДЕЛЕНИЕ

При простом делении делительный диск с помощью защелки 20 соединяется непосредственно с корпусом головки, а падающий червяк вводится в зацепление с червячным колесом. Поворот шпинделя с заготовкой производится вращением рукоятки 8 делительного диска из условия 1/Z оборота заготовки соответствует n - оборотам рукоятки делительного диска.

Уравнение кинематического баланса (рис. 2.a)

https://pandia.ru/text/78/276/images/image008_23.gif" width="218" height="287">

https://pandia.ru/text/78/276/images/image011_15.gif" width="111" height="43 src="> (2)

Z – число зубьев или канавок на обрабатываемой заготовке.

Если угол поворота заготовки задан в градусах, то согласно формулам (1) и (2) угол поворота рукоятки делительного диска можно определить по формуле:

Следовательно, формула настройки головки будет иметь следующий вид:

https://pandia.ru/text/78/276/images/image014_16.gif" width="68" height="53 src="> (3)

где n – число оборотов рукоятки делительного диска;

α – угол поворота заготовки в градусах.

Величина n обычно выражается смешанным числом или неправильной дробью:

https://pandia.ru/text/78/276/images/image016_17.gif" width="20 height=35" height="35"> нужно преобразовать таким образом, чтобы знаменатель ее был равен числу отверстий на одной из окружностей диска. Тогда числитель ее покажет число шагов отверстий (на данной окружности), на которое нужно повернуть рукоятку делительного диска.

Делительный диск головки типа УДГ-130 позволяет разделить заготовку простым способом на все числа от 2 до 60: на все четные и кратные 5 от 60 до 120, свыше же 120 и до 400 возможно деление только на некоторые числа.

Пример 1. Настроить делительную головку для нарезания зубчатого колеса Zо = 85 зубьям.

В делительном диске нет круга с количеством делений 85, поэтому необходимо дробь 40/85 преобразовать таким образом, чтобы в знаменателе получить число, равное числу имеющихся в наборе отверстий на одной из окружностей диска. Числа отверстий на делительном диске приведены в технической характеристике головки.

https://pandia.ru/text/78/276/images/image019_15.gif" width="280" height="44 src=">

Это означает, что рукоятку с фиксатором надо установить по окружности делительного диска, имеющего 54 отверстия и повернуть ее на 5 полных оборота и плюс 38 шагов отверстий выбранной окружности.

Для удобства отсчета величины угла поворота рукоятки по делительному диску, головка оснащена раздвижным сектором, состоящим из двух радиальных линеек. После отсчета необходимого числа оборотов рукоятка дополнительно поворачивается на необходимое число шагов отверстий по установленным линейкам. Линейки разводятся на определенный угол, охватывая с наружной стороны отверстия начала и конца отсчета и надежно скрепляются винтом. Перед началом очередного деления одну линейку подводят в упор к штифту рукоятки, вставленному в отверстие диска. Другая же покажет отверстие, в которое необходимо вставить штифт рукоятки после поворота.

3.3. ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЕ ДЕЛЕНИЕ

Дифференциальное деление применятся в случаях, когда осуществить деление простым методом, описанным выше, не представляется возможным. Для этого включают в схему делительной головки (рис.2б) сменные зубчатые колеса, связывающие шпиндель делительной головки и делительный диск, который освобождается от защелки.

Для настройки делительной головки при дифференциальном делении необходимо подобрать фиктивное число зубьев Zф, близкое к заданному числу зубьев так, чтобы была возможность далее осуществлять деление простым способом.

Число оборотов рукоятки определяется по формуле (2):

а) при заданном числе делений

https://pandia.ru/text/78/276/images/image013_17.gif" width="12 height=23" height="23">

https://pandia.ru/text/78/276/images/image022_16.gif" width="128" height="43 src=">

Величина поворота диска за время поворота шпинделя на 1/Z составит https://pandia.ru/text/78/276/images/image024_13.gif" width="120 height=43" height="43">.gif" width="286 height=49" height="49">

Окончательная формула перепишется в следующем виде:

https://pandia.ru/text/78/276/images/image028_11.gif" width="221 height=59" height="59">

Сменные зубчатые колеса определяются по формуле (5)

4. НАСТРОЙКА ДЕЛИТЕЛЬНОЙ ГОЛОВКИ И СТАНКА ДЛЯ ФРЕЗЕРОВАНИЯ ВИНТОВОЙ КАНАВКИ

На универсально-фрезерных станках с помощью универсальной головки можно обрабатывать винтовые поверхности.

Винтовая поверхность получается путем сложения продольной подачи стола и согласованного с ней вращения заготовки.

Вращение заготовки (рис. 2,в) осуществляется от ходового винта tх продольной подачи стола по цепи: ходовой винт – дифференциальная (винторезная) гитара сменных зубчатых колес (а, в, с, d), коническая передача, делительный диск, рукоятка, цилиндрическая зубчатая, червячная передача, шпиндель с заготовкой.

Расчетное перемещение следующее: 1 оборот заготовки должен соответствовать перемещению стола на один ход Т обрабатываемой винтовой поверхности.

Уравнение кинематического баланса:

где Т – ход винтовой линии, в мм;

i2 – передаточное отношение винторезной гитары (рис.3);

tх – шаг ходового винта продольной подачи стола станка, мм.

Отсюда получаем формулу настройки винторезной гитары:

i2 =https://pandia.ru/text/78/276/images/image032_10.gif" width="79" height="42 src="> (6)

где a, в, с, d – числа зубьев сменных шестерен (приведены в технической характеристике головки).

Угол наклона винтовой поверхности β к оси заготовки определяется по формуле:

https://pandia.ru/text/78/276/images/image034_7.gif" width="576" height="367 src=">

Рис. 3 Настройка дифференциальной гитары

Пример 4. Настроить универсальную делительную головку для обработки зубьев цилиндрического колеса.

ДАНО: Число зубьев Z = 24, модуль нормальный mн = 3, угол наклона зуба β = 23˚50′, направление винтовой линии зуба – правое.

1. Определить диаметр начальной окружности шестерни.

Dнач..gif" width="203 height=44" height="44">

5. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

5.1. Изучить конструкцию универсального фрезерного станка и управление им по настенному плакату.

5.2. Изучить делительную головку по данному руководству;

5.5. Обработать образцы и проконтролировать;

5.6. Убрать станок и рабочее место;

5.7. Заполнить отчет о проделанной работе;

6. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

6.1. Назначение универсальной делительной головки.

6.2. Классы точности делительных головок типа УДГ – Д.

6.3. Устройство делительной головки.

6.4. Способы деления.

6.5. Непосредственное деление.

6.6. Простое деление.

6.7. Дифференциальное деление.

6.8. Настройка делительной головки и станка для фрезерования винтовой канавки

Увеличение функциональных возможностей производственного оборудования возможно после установки делительной головки. Она необходима для производства сложных деталей и заготовок. Зачастую этот компонент входит в комплектацию по умолчанию. Если же он отсутствует – необходимо правильно подобрать оптимальную модель.

Назначение делительной головки

Для формирования детали нужной формы может потребоваться ее смещение относительно оси станка. Сделать это можно с помощью делительной головки. Она может быть как отдельной частью конструкции, так и ее составляющей.

Компонент крепится на станине оборудования. У него предусмотрены различные варианты фиксации изделия, которые зависят от типа насадки. Регулировка положения происходит с помощью нескольких рукоятей и диска. На последнем расположены отверстия, которые фиксируют положение делительного компонента.

Подобный инструмент может понадобиться для выполнения следующих процессов:

• фрезерование канавок на поверхности. Для этого не понадобится большая точность. Важно контролировать глубину и ширину заготовки;
• формирование граней на деталях. Это актуально для нестандартных гаек, инструментов, хвостовиков. Операция требует высокой точности;
• фрезерование шлицев и пазов. Нередко для этого необходимы существенные смещения заготовки. Поэтому следует выбирать модели делительного диска с минимальным показателем погрешности.

Для увеличения скорости выполнения работы деталь не должна постоянно демонтироваться. Изменение ее положения относительно фрезы станка происходит с помощью вышеописанного инструмента. Особую сложность представляет собой формирование винтовых канавок. Эту операцию можно выполнить только с помощью точной модели.

Перед приобретением делительной головки для конкретного типа оборудования необходимо проверить ее совместимость со станком. Любая самостоятельная переделка монтажной части может отразиться на качестве продукции.

Виды делительной головки

Учитывая специфику применения, следует детально ознакомиться с типами и общей классификацией делительных головок. Они являются обязательными для универсальных фрезерных станков. Комплектация горизонтально-фрезерных выполняется только при надобности выполнения сложных работ.

Прежде всего необходимо определиться с типов проводимых работ на станке. Особое внимание уделяется точности их реализации. Следующим параметром является сложность и точность настройки оборудования для эксплуатации. В зависимости от этих факторов можно выбрать модели с высокой точностью, и допустимыми показателями погрешности. В некоторых случаях подобное устройство делают самостоятельно.

Существует следующая классификация фрезерных делительных головок:

• простые. Особенностью является несложная настойка и легкость управления. Основным компонентом является шпиндель, на который с одной стороны крепится заготовка, а вторая соединена со специальным диском (лимбом). На поверхности последнего нанесены отверстия (от 2-х до 24-х). С их помощью происходите смещение детали относительно оси фрезерования;
• комбинированные. Управление происходит с помощью рукоятки. Чем больше число нажатий – тем значительнее удаление центральной оси заготовки от режущего инструмента. Применяется для изготовления сложных деталей;
• универсальные. Представляют собой сложный технологический комплекс, настройка которого выполняется как с помощью числа переключения рукояти, так и при движении самого диска. Это осуществляется системой зубчатых колес. Этот тип ДГ называют дифференциальными.

• УДГ. Это обозначение устройства – Универсальная Делительная Головка;
• 40 – значение передаточного числа. Оно показывает, за какое количество оборотов ручки шпиндель развернется на 360°;
• Д250 – максимально допустимый размер обрабатываемой заготовки.

Модели класса УДГ чаще всего применяются для формирования сложных кромок и поверхностей. Они изготавливаются по индивидуальному заказу или являются компонентами универсальных фрезерных станков.

Редко встречающиеся оптические виды имеют маркировку ОДГ-5, где 5 – цена одного деления в секундах.

Технические характеристики УДГ

Головка
Диаметр заготовки, мм	400	320	250	160	125
Червячная пара	1 к 40	1 к 40	1 к 40	1 к 40	1 к 40
Диаметр сменных колес	32 x f9	32 x f9	20 x f9	20 x f9	20 x f9
Диаметр шпинделя, мм	38,2	38,2	26,5	14,9	20,2
Цена деления лимба	15	15	15	15	15
Диаметр патрона, мм	200	160	160	100	125
Ширина шпонок, мм	22	18	18	12	14
Масса, кг	106	101	536,6	25	28

Расчетная таблица делений

Части деления	Количество оборотов	Отсчитываемые отверстия	Всего отверстий
2	20	—	—
3	13	11	33
4	13	9	39
5	13	13	39
6	19	—	—
7	8	—	—
8	6	22	33
9	6	20	30
10	6	26	39
11	5	35	49
12	5	15	21
13	5	—	—
14	4	24	54
15	4	—	—
16	3	10	30
17	3	3	39
18	2	42	49
19	2	18	21
20	2	22	33
21	2	20	30
22	2	28	39

Самостоятельное изготовление

Одним из недостатков заводских моделей является их высокая стоимость. Поэтому для выполнения несложных операций изготавливается самодельная конструкция. Для практической реализации потребуются определенные компоненты.

В первую очередь потребуется червячный редуктор. Его можно подобрать из б/у станков или выточить самостоятельно. Также необходимо использовать токарный патрон (оптимальный диаметр- 65 мм) и лимб. Последний можно взять из старых чертежных кульманов. Для ограничения обработки рекомендуется установить стопорящий винт.

Прежде чем приступить к изготовлению деталей, необходимо выполнить настройку делителя. Для этого можно взять любую стандартную деталь и выточить какую-либо фигуру. После сравнения ее с аналогичной, выполняется дополнительная юстировка.

Возможности универсальной ДГ показаны в видеоматериале: