Станки / ЛР_3

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.

Содержание работы

1.Изучить конструкцию и кинематику универсальной делительной

головки.

2.Выполнить кинематические расчеты по настройке делительной

головки.

3.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 характеристикуN = 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

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 z3 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 чи сла свыше этого интервала.

При простом делении червячная передача включена и шпиндель может поворачиваться только от рукоятки 2 через цилиндрическую пару зубчатых колес z1, z2 и червячную передачу z3, z4. 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 np – величина (угол) поворота вала рукоятки; i = 401 – передаточное

отношение кинематической цепи: вал – рукоятки – шпиндель.

При делении окружности на z частей шпиндель необходимо поворачивать на nш = 1z оборота. Тогда уравнение (10) примет вид:

1z = np 401 .

Решив его относительно np , получим формулу настройки при простом методе деления:

Рис. 7. Кинематическая схема универсальной делительной головки:

1 – шпиндель; 2 – рукоятка; 3 – фиксатор рукоятки; 4 – делительный диск; 5 – стопор делительного диска; 6 – планшайба шпинделя; 7 – приклон гитары сменных колес; 8 – рукоятка выключения червячной передачи; 9 – фиксатор шпинделя.

Рис. 8. Настройка делительной головки для фрезерования винтовых

поверхностей

При делении рукоятка поворачивается относительно делительного диска и стопорится с помощью фиксатора в одном из его отве рстий, следовательно, величина поворота рукоятки может принимать только строго определенные, выраженные простой дробью значения.

Рекомендуется следующий порядок расчета np . 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 получ илось 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:

Для упрощения расчетов при настройке выделим из этой дроби целую часть:

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 ba dc .

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:

которое можно изменять в широких пределах. Благодаря этому дифференциальный метод позволяет производить деление на любое число частей от 43 до 400. Возможно также деление на некоторые числа свыше

400.

Величина поворота шпинделя зависит от полного поворота рукоятки относительно корпуса делительной головки и равна:

где np – величина поворота рукоятки относительно делительного диска;

nд - величина поворота делительного диска относительно корпуса

головки.

Поворот делительного диска равен

где iд – передаточное отношение кинематической цепи от шпинделя до делительного диска

iд =ir z5 =ir . z6

Совместное решение уравнений (15) и (16) относительно iд дает

формулу настройки цепи гитары делительного диска при дифференциальном методе деления

Эта формула позволяет рассчитать передаточное отношение цепи вращения делительного диска для любых значений nш и np . Причем,

задавая различные значения np , можно получить несколько вариантов

настройки при одной и той же заданной величине поворота шпинделя nш .

Чтобы устранить эту неоднозначность, величину поворота рукоятки относительно делительного диска задают соотношением:

где х – вспомогательное число.

В этом случае формула (17) с учетом (11) и (12) принимает вид:

В качестве вспомогательного числа x выбирают ближайшее к заданному числу z, но такое, чтобы для этого числа было бы во зможно 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.

Положительный или отрицательный знак, полученный перед передаточным отношением, указывает на направление вращения делительного диска относительно направления вращения рукоятки. При положительном передаточном отношении диск и рукоятка должны вращаться в однусторону, при отрицательном – в противоположные. При наладке делительной головки этого добиваются путем установки в гитаре необходимого числа паразитных колес.

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

iд = 11040 (110 −109).

Преобразуем полученную дробь следующим образом:

114 = 114 55 22 = 5540 12 = 5540 3060 = ba dc .

Следовательно: a = 40, b = 55, c = 30, d = 60, гитара сменных колес будет содержать две передачи. Знак плес указывает на то, что на правления вращения делительного диска и рукоятки должны совпадать, и в данном случае паразитные колеса не ставятся.

Величину поворота рукоятки с фиксатором относительно делительного диска определяем, как и для метода простого делен ия; по формуле (18)

np = 40x = 11040 = 114 = 1233 .

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 Тмм, 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:

nв = Tt ,

где t – шаг ходового винта, мм.

Уравнение кинематического баланса, связывающее вращение ходового винта с вращением шпинделя делительной головки, будет иметь вид:

где i0 – передаточное отношение всех постоянных передач между ходовым винтом и шпинделем;

ic – 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

делительной головки. При этом (для уменьшения влияния зазоров в передачах на точность деления) фиксатор должен подводиться к последнему отверстию всегда с одной стороны.

5.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.

6.Замерить фактические углы поворота шпинделя для 10–12 последовательных операций деления.

7.Сравнить результаты измерений с теоретическими значениями углов поворота. Определить средние и максимальные погрешности деления для обоих методов.

8.Оформить отчет по лабораторной работе.

Содержание отчета

1.Название работы.

2.Цель работы.

3.Кинематическая схема универсальной делительной головки.

4.Кинематические расчеты по настройке делительной головки в

соответствии с выданным заданием.

5.Сравнение результатов измерений с теоретическими значениями.

6.Выводы.