Непосредственное деление

При таком способе деления заготовку закрепляют в трехкулач­ковом патроне, установленном на шпинделе делительной головки. Поворот обрабатываемой заготовки осуществляется вращением шпинделя. Отсчет угла поворота производится по диску непосредст­венного деления 3 (рис.54 а), установленному на шпинделе головки и имеющего градуированную шкалу с ценой деления 1° на боковой поверхности. Поворот шпинделя производится вручную за патрон, но предварительно шпиндель отсоединяется от остальной кинематиче­ской цепи головки посредством специального винта, который распо­ложен на противоположной от делительного диска стороне. Угол поворота шпинделя (в град) при делении на z частей будет опреде­ляться:

(1)

Непосредственный способ деления используют когда требует­ся повернуть заготовки на определенный угол и в случае когда част­ное, найденное по формуле (1) не является дробным числом. Сама же универсальная делительная головка применяется в качестве дели­тельного приспособления.

Таблица 1 - Основные размеры (мм) универсальных делительных головок (по ГОСТ 8615-80)

Обозначение головки	Наибольший диаметр заготовки D	Н* не более	Конус Морзе шпинделя под центр	Диаметр d0 конца шпинделя с резьбой	Габаритные размеры ос­нования головки BxL, не более	Ширина направляющей шпонки, входящей в паз стола станка	Масса, кг
7036-0051	160	180	2	МЗЗ	220x160	12	40
7036-0052	200	235	3	М39	260x180	14	55
7036-0053	250	280	4	М52	260x180	18	60
7036-0054	320	350	5	М60	300x240	18	110
7036-0055	400	450	5	М76х4	300x240	22	120
7036-0056	500	560	6	М90х6	250x300	22	150

*Н - расстояние от основания шпиндельной бабки до оси шпинделя при вертикальном расположении шпинделя.

Примечание:

1.Угол поворота шпинделя в вертикальной плоскости вниз от линии центров α_н>5°; вверх от линии центров α_н>95.

2.Передаточное отношение червячной пары 1:40.

3. Максимальное число делений, на которое можно разде­лить окружности - 400

4. Делительные универсальные головки изготавливаются с раз­личными исполнением конца шпинделя: резьбовым и фланце­вым.

Простое деление

При простом делении поворот шпинделя 5 (рис.55а) произво­дят вращением рукоятки 1 с фиксатором 2 относительно делительно­го диска 3, жестко закрепленного в одном положении стопором 4.

В этом случае вращение от рукоятки передается через зубча­тые колеса Z₁/Z₂ с передаточным отношением i=l и червячную пару K/N, где К=1 - число заходов червяка и N=40 - число зубьев червяч­ного колеса. Это число называется характеристикой делительной го­ловки.

а) б)

Рисунок 55 - Кинематическая схема лимбовой делительной головки и

ее настройка:

а - для простого деления; б - для дифференциального деления

Передаточное отношение головки i=K/N=l/40; следовательно, для полного оборота шпинделя необходимо сделать сорок оборотов рукоятки, для полуоборота шпинделя — 20 оборотов рукоятки и т.д. Из сказанного следует, что число оборотов рукоятки п_р определится из выражения

где Z - число частей, на которое требуется делить окружность.

Чаще рукоятку приходится поворачивать не на целое число оборотов, а на смешанное или дробное. Без дополнительного приспо­собления это число невозможно отсчитать. Таким приспособлением является делительный диск 3 (лимб).

При Z<N или Z<40 количество оборотов рукоятки можно представить в виде суммы двух слагаемых:

где А - число целых (полных) оборотов рукоятки;

b - число шагов (промежутков между соседними отверстиями) ряда отверстий, на которое должна быть повернута (дополнительно к А целым оборотом) рукоятка;

а - число отверстий в одном из рядов отверстий делительного диска.

Таким образом, деление на 1/Z часть окружности заготовки производят поворотом рукоятки на А целых оборотов и еще на часть оборота, равную b/а, отсчитываемую по концентрическому кругу с числом отверстий а, после чего рукоятку стопорят фиксатором 2. Для удобства число шагов b заключают между линейками раздвижного сектора. Перед выполнением прохода шпиндельный вал 5 стопорят зажимом (рис.55 а), который отпускают по окончанию прохода, переставляют сектор, вращают рукоятку на требуемое число оборо­тов, стопорят шпиндель и т.д. пока заготовка не сделает полный обо­рот.

Пример 1

Из круглой заготовки обработать восьмигранник

^{оборотов}

Выбираем любое засверленное отверстие на делительном дис­ке и относительно его делаем 5 оборотов, выполняем фрезерование грани заготовки и т.д.

Пример 2

Настроить делительную головку для нарезания зубчатого ко­леса с числом зубьев Z=21.

^{оборота.}

Следовательно, нужно взять диск, на котором имеется окруж­ность с 21 отверстием и после фрезерования одного паза каждый раз поворачивать рукоятку на один полный оборот и 19 промежутков между отверстиями, которые предварительно ограничивают планка­ми сектора.

Пример 3

Разделить круг на 26 равных частей (Z=26).

^{оборота}.

Так как диска с 26 отверстиями в перечне не оказалось, то подбираем диск с числом отверстий, кратным 26, например 39. тогда

т.е. производим один полный оборот рукоятки и 21 промежуток меж­ду отверстиями на имеющемся круге с 39 делениями.

Дифференциальное деление

Дифференциальное деление применяется тогда, когда простое деление осуществить невозможно, так как на делительном диске нет окружности с необходимым количеством отверстий, например, нель­зя разделить на 53, 59, 61, 67, 73, 79 и другое число частей.

В этом случае поступают следующим образом. Весь процесс настройки делительной головки проводят в два этапа.

Первый этап. Для возможности деления вместо заданного числа делений Z, которое нельзя осуществить способом простого деления, задаются произвольным вспомогательным числом делений X, которое должно быть близки к значению Z (больше или меньше - безразлично). Во многих случаях удобно когда вспомогательное чис­ло X кратно 10 или 5. Далее весь первый этап состоит в настройке делительной головки на простое деление с числом X. тогда число поворотов рукоятки равно

⁽⁴⁾

Далее подбирается необходимая окружность с отверстиями на делительном диске, устанавливается раздвижной сектор и практиче­ски делительная головка готова к работе в режиме простого деления. На этих действиях первый этап завершается.

Приняв X отличающее от Z мы искусственно создали ошибку, которую необходимо исправить. Это можно сделать следующим об­разом. В заднее коническое отверстие шпинделя 5 (рис.55б) встав­ляют валик 6, на который надевают зубчатое колесо «а». На валик привода диска 1 надевают другое колесо «д» Между этими сменны­ми зубчатыми колесами можно легко ввести одно Z₀ (табл.2, схема 1) или два Z₀ и Z₀’(cxeмa 2) промежуточных (паразитных) колеса, до-

полнительную пару сменных колес b и с (схема 3) или вместе с hhmi и промежуточное колесо Z₀ (схема 4).

Таблица 2 - Схемы настройки гитары деления

Совокупность этих колес образует гитару сменных зубчатых колес. Валик 1 с помощью конической пары зубчатых колес Z₃ и Z₄ с передаточным числом i₃₄ = 1 вращает делительный диск 4, который освобождается от фиксатора и в конечном итоге получает вращение от рукоятки 2. В зависимости от подбора сменных колес и количества промежуточных колес делительный диск вращается с большей или меньшей скоростью в том же направлении, что и рукоятка, или в про­тивоположном.

Такое устройство делительной головки позволяет компенсиро­вать допущенную ошибку. Так, например, в качестве вспомогатель­ного числа взято число больше действительного количества делений Z, т.е. X>Z. Тогда при простом делении (первый этап) рукоятка и шпиндель с заготовкой будут совершать поворот на меньший угол, чем это требуется. С целью увеличения угла поворота заготовки на­страивают гитару сменных колес таким образом, чтобы диск и руко­ятка вращались в одну сторону. Рукоятка, прежде, чем достигнет планки раздвижного сектора, содержит поворот на больший угол, чем он был бы при неподвижном диске, для этого необходимо пра­вильно подобрать зубчатые колеса гитары. С этого начинается второй этап настройки делительной головки на дифференциальное деление.

Для подбора колес гитары необходимо определить их переда­точное отношение. Мы знаем, что количество оборотов рукоятки п_р для деления заготовки на 1/Z часть можно выразить в виде алгебраи­ческой суммы двух движений: п_х количества оборотов рукоятки от­носительно делительного диска и п_д вместе с диском

n_р=n_х+n_д (5)

Известно, что n_p=N/Z (формула (3)), n_x=N/X (формула 4). Де­лительный диск, связанный с рукояткой передачей , до­полнительно проверяется на

оборота (6)

В формулу (5) подставим значения ее составляющих

и решив это выражение относительно искомого значения передаточ­ного числа получим (7)

Если передаточное отношение сменных колес положительное (табл.2), то делительный диск должен вращаться в ту же сторону, что и рукоятка, а если отрицательное, то навстречу рукоятке. Для обеспе­чения указанного соотношения направлений вращения рукоятки и делительного диска в набор сменных зубчатых колес вводят два про­межуточных зубчатых колес, которые устанавливают при необходи­мости одно или оба (табл.2). В набор сменных зубчатых колес гитары прилагаются колеса со следующим числом зубьев: 25, 25, 30, 35, 40, 50,55, 60, 70, 80, 90, 100.

После определения значения i_r и подбора колес их закрепляют на гитаре и производят деление заготовки на Z равных частей с вы­полнением определенных действий.

Пример 4. Настроить делительную головку для фрезерования заготовки зубчатого колеса с числом зубьев Z=53.

Первый вариант.

Первый этап. Принимаем ближайшее вспомогательное число Х=55. По формуле (4) находим количество оборотов рукоятки

оборота

следовательно, выбираем диск с кругом, имеющим 33 отверстия и устанавливаем сектор на 24 промежутка этой окружности.

Второй этап. Используя формулу (7) находим передаточное отношение сменных колес гитары.

Следовательно, нужно взять сменные колеса с 80 и 55 зубья­ми. Ставят их на гитару делительной головки так, чтобы колесо d=80 (ведущее) было на шпинделе, колесо d=55 (ведомое) - на валике при­вода делительного диска.

Так как передаточное отношение получилось положительным, то оба зубчатые колеса должны вращаться в одну сторону, а для это­го достаточно ввести в гитару одно промежуточное колесо Zo, кото­рое устанавливают на пальцы гитары (табл.2, схема 1).

Второй вариант.

1. Принимаем вспомогательное число х=50, тогда

оборота,

поэтому набираем диск с 30 отверстиями и устанавливаем сектор на 24 промежутка этой окружности.

2. Передаточное отношение сменных колес гитары

Следовательно, нужно взять сменные колеса со 120 и 50 зубь­ями, но в комплекте шестерен нет колеса со 120 зубьями. Если со­кратить числитель и знаменатель на два, то передаточное отношение не изменяется, а колеса с 60 и 25 зубьями имеются. Ставят эти колеса так же, как это описано в первом варианте, но поскольку передаточ­ное отношение получилось отрицательным, то в гитару вводят два промежуточных колеса Zo и Zo¹. которые устанавливают на пальцы гитары (табл.2 схема 2). Эти промежуточные колеса не должны изме­нять передаточные отношения.

Пример 5.

Разделить окружность на 73 равные части, Z=73.

1. Принимаем х=80 и находим оборота.

Настраиваем делительную головку на простое деление с кругом, имеющем 16 отверстий и устанавливаем сектор на 8 промежутков этой окружности.

2. Подбираем сменные колеса гитары, для этого находим

Обойтись двумя колесами в данном примере не представляется возможным, поэтому выполняем простые математические действия и получаем цифры, которые равны количеству зубьев колес, нужно взять сменные колеса с 60, 70, 30, 40 зубьями и установить на гитару делительной головки так, чтобы колеса а=60 было на шпинделе, в=30 и с=70 - на одном промежуточном пальце гитары и d=40 - на валике привода делительного диска (табл.2 схема 3). За счет колес «в» и «с» ведущее и ведомое колеса вращаются в одном направлении и надоб­ность в промежуточном колесе Zo отпадает.

Пример 6.

Высверлить на окружности 187 отверстий (Z=187).

0. 1. Принимаем х=180 и определяем обо­рота.

2. Находим передаточное отношение гитары сменных колес

Следующим действием является настройка гитары сменных колес. При расчете числа зубьев сменных колес исходят из следую­щих соображений.

Если винт 1 продольной подачи стола соединить с валиком 2 привода делительного диска колесами, с одинаковым числом зубьев, то винт и валик будут вращаться с одной частотой. Движения пере­даются через колеса Z₃ и Z₄ (i₃₄=l), фиксатор 3, рукоятку 4, вал 5 ко­леса Z1 и Z2 (i₁₂=l). червячную пару колес с i_KN⁼l/40 на заготовку. Если винт продольной подачи стола делает один оборот, стол пере­мещается на один шаг винта (у отечественных фрезерных станков t = 6 мм), а шпиндель делительной головки с заготовкой повернется на 1/40 оборота. Следовательно, заготовка сделает один полный оборот, когда винт подачи стола делает 40 оборотов, а продольная подача составит Sn=40∙6=240 мм. Число 240 называется характеристикой станка, которая обозначается символом А и определяется по формуле

Из вышесказанного следует, что при передаточном отноше­нии гитары i_r=l, перемещение стола составляет Sn=A=240 мм. По­этому легко видеть, что во сколько раз уменьшится шаг Р винтовой канавки, во столько раз увеличится передаточное отношение гитары i_r или наоборот, поэтому получается обратно пропорциональная за­висимость.

При заданном значении шага Р винтовой канавки рассчитыва­ется передаточное отношение гитары

(10)

После расчета подбираются сменные зубчатые колеса по мето­дике приводимой выше.

Пример 7.

Настроить фрезерный станок для фрезерования правых винто­вых канавок на заготовке диаметром D=50 мм и углом наклона вин­товой канавки со=15°, числом зубьев z=10.

0. 1. Для деления на Z=l- зубьев выстраиваем головку на простое деление по формуле (2). Число оборотов рукоятки равно

оборота

0. 2. Определяем шаг Р винтовой канавки по формуле (8) преобразовав ее относительно искомой величины.

мм

Колеса устанавливаем аналогично описанному в примере 5. Но в связи с тем, что передаточное отношение получилось отрицатель­ное, в гитару необходимо ввести одно промежуточное колесо Zo и тогда ведущее и ведомое колесо будут вращаться в противополож­ных направлениях (табл.2, схема 4).

Фрезерование винтовых канавок

При фрезеровании винтовых канавок заготовке необходимо сообщать сложное движение: поступательное «Sn» (рис.56), вдоль оси заготовки и вращательное «Sb», вокруг ее оси. Естественно, эти движения должны быть согласованы, в этом и состоит суть настрой­ки делительной головки на фрезерование винтовых канавок.

Поступательное движение заготовка получает вместе со сто­лом «а» фрезерного станка, а вращательное - от ходового винта 1 стола станка, посредством гитары сменных зубчатых колес

и механизма делительной головки 2, в шпинделе которой и укреплена заготовка.

Расположение винтовой канавки на заготовке характеризуется двумя параметрами: углом наклона винтовой канавки ш или шагом винтовой линии Р.

Между собой они связаны следующей зависимостью

Теперь на эту величину поворачивают стол станка относитель­но оси шпинделя по часовой стрелке, если направление канавки ле­вое и против часовой стрелки (как это изображено на рис.56), при правом направлении канавки.

Рисунок 56 - Фрезерование винтовой канавки:

а -поворотный стол фрезерного станка; б - задняя опора;

в -заго­товка; г - делительная головка; д - шпиндель фрезерного станка с фрезой.

3. По формуле (10) находим передаточное отношение сменных зубчатых колес и подбираем их.

Зубчатые колеса a₁=40 и с₁=55 - ведущие, а колеса b₁=60 и d₁=90 - ведомые. Устанавливаем их по схеме показанной на рисунке 48. Стол станка поворачиваем на угол наклона винтовой канавки ω=15° против часовой стрелки, так как