Цепь дифференциального деления

В практике настройки делительных головок встречаются задачи деления поверхности заготовки на такое число частей Z₃ когда оно не кратно N , а знаменатель получающейся дроби ( n_p = a / b ) не кратен одному из чисел отверстий делительного диска ( q ). В этом случае выбирают значение Z_ф такое, которое незначительно отличалось бы от исходного значения Z₃ в большую или меньшую сторону и было кратно q. Число оборотов рукоятки определяется по уравнению кинематического баланса для цепи простого деления по Z_ф , и дальнейший расчет настройки осуществляется так же, как и в случае простого деления

(6.8)

При осуществлении поворота заготовки в соответствии с проведенным расчетом числа оборотов рукоятки мы получим ошибку в повороте рукоятки, равную:

. (6.9)

Эта ошибка в делительных головках корректируется соответствующим вращением делительного диска ( I ). Если из исходного положения (рисунок 6.3,б) по расчету() необходимо повернуть рукоятку I на “p” отверстий, т.е. на центральный угол то при этом необходимо для исправления ошибки, чтобы диск вращался в ту же сторону, что и рукоятка и повернулся на некоторый угол Сложение вращательных движений диска и рукоятки необходимо потому, что при условии заготовка при вращении только рукоятки повернется на меньший угол. В результате сложения вращательных движений рукоятки и диска мы достигнем необходимого отверстия не в точке 2, а в некоторой точке 3 за счет поворота на угол

Рисунок 6.3. Схема направления поворота рукоятки и диска: а) при простом делении (диск неподвижен); б,в) при дифференциальном делении

Если , ошибка будет отрицательная, что говорит о необходимости вычитания вращательных движений рукоятки и диска (рисунок 6.3в)

Вращение диска осуществляется через так называемую дифференциальную цепь, ведущим звеном которой является шпиндель, ведомым - диск (рисунок 6.2б). Напишем для этой цепи формулу кинематических связей

(6.10)

Выведем уравнение кинематического баланса для настраиваемой цепи. Общее передаточное отношение цепи равно

; ; (6.11)

; -зубчатые колеса гитары сменных зубчатых колес делительной головки, за счет которых настраивается дифференциальная цепь. Обычно эти колеса имеют в кинематических цепях буквенное обозначение а, b, с, d в порядке последовательности передачи движения.

(6.12)

По условию задачи ,

Следовательно, передаточное отношение гитары сменных зубчатых колес будет равно

(6.13)

(6.14)

После расчета величины передаточного отношения подбираются числа зубьев зубчатых колес гитары из прилагаемого к делительной головке одного из следующих наборов:

1-й набор - Z = 25 , 25 , 30 , 40 , 50 , 55 , 60 , 70 , 80 , 90 , 100 ;

2-й набор - Z= 24 , 24 , 27 , 28 , 32 , 40 , 44 , 48 , 54 , 56 , 60 , 64 , 72 , 86, 100 :

Затем подобранные числа зубьев зубчатых колес гитары проверяются на условие зацепления.

Анализ и настройка цепи для обработки винтовой поверхности

Для обработки на заготовке винтовой поверхности необходимо одновременное сочетание двух движений относительно режущей части фрезы (рисунок 6.4):

1) поступательного движения, осуществляемого столом фрезерного станка, на котором расположена делительная головка с закрепленной в ней заготовкой;

2) вращательного движения заготовки, осуществляемого шпинделем делительной головки.

Винтовая линия характеризуется шагом Т, мм, углом наклона ω° или углом подъема β (рисунок 6.5).

; . (6.15)

Эти два движения должны увязываться между собой кинематически, обеспечивая необходимый шаг или угол наклона обрабатываемой винтовой поверхности.

Поступательное движение стола фрезерного станка является ведущим движением (рисунок 6.4), т.к. скорость этого движения (продольная подача S, мм/мин) является технологическим параметром, по которому настраивается станок, исходя из величины подачи на один зуб. S_z, мм/зуб – параметр режима резания. Ведущим звеном является ходовой винт продольной подачи (t_хв). Вращательное движение шпинделя делительной головки (), передающего движение на заготовку, является ведомым движением, скорость которого зависит от T, мм. Следовательно, ведомым звеном является шпиндель делительной головки.

Эти движения и звенья их осуществляющие увязываются кинематической цепью (рисунок 6.2,в), настраиваемой механизмом, которым является гитара сменных зубчатых колес.

Напишем формулу кинематической связи для анализируемой цепи:

. (6.16)

С зубчатого колеса Z₁₀ на I вал движение передается через втулку 4 (рисунок 6.2,а) на диск I, с диска на рукоятку 2, которая связана с диском (фиксатор диска 3 выведен (рисунок 6.2,в).

Выведем уравнение кинематического баланса:

(6.17)

Рисунок 6.4 Схема наладки делительной головки и фрезерного станка на нарезание внешней канавки на заготовке червяка

б)

Рисунок 6.5 Схема определения шага винтовой канавки Т

В приведенном выражении общего передаточного отношения кинематической цепи нам неизвестно . В таких случаях неизвестные величины выражаются через известные параметры (t_хв; T_мм) .

Выразим скорость относительного поступательного движения через число оборотов ведущего и ведомого звеньев и их шаги.

, (6.18)

следовательно,

. (6.19)

Уравнение кинематического баланса будет иметь вид

Для настройки делительной головки необходимо вывести формулу для расчета передаточного отношения гитары

; (6.20)

. (6.21)

Если задан угол наклона винтовой линии,

. (6.22)

При обработке винтовой поверхности на горизонтально-фрезерном станке пазовой фрезой необходимо стол станка поворачивать на угол наклона винтовой линии ω° с тем, чтобы средняя плоскость профиля зуба фрезы ρ - ρ, перпендикулярная оси ее вращения, была касательной к винтовой линии (рисунок 6.6). Если необходимо обрабатывать на поверхности заготовки несколько винтовых пазов, расположенных равномерно по окружности, то в этом случае после обработки одного паза заготовка поворачивается 1/Z часть. Это деление заготовки может осуществляться при условии возможности выполнения простого деления, т. к. цепь дифференциального деления не может быть использована из-за настроенной гитары цепи винтового движения.