Делительные головки

Делительные головки применяются при выполнении различных фрезерных операций, связанных с периодическим поворотом детали на определенный угол (деление на равные и неравные части) и для непрерывного вращения заготовок, согласованного с движением вдоль оси при нарезании винтовых канавок. Делительные головки используют при изготовлении различных инструментов (фрез, зенкеров, метчиков), фрезеровании зубчатых колес, пазов и шлицев, зубьев на торцах (зубчатых муфт) и др. деталей.

Различают делительные головки для непосредственного деления, оптические делительные головки и универсальные делительные головки. Универсальные делительные головки делятся на лимбовые и безлимбовые.

На рис.256 показана схема обработки детали с использованием делительной головки. Заготовка 1 (зубчатое колесо) установлена на оправке в центрах шпинделя делительной головки 2 и задней бабки 3. Модульной дисковой фрезе 8 сообщают вращение, а рабочему столу - продольную подачу. В результате обрабатывается впадина между двумя соседними зубьями колеса. Возвратив стол в исходное положение, заготовку поворачивают на угол, соответствующий шагу зубчатого колеса. Поворот заготовки и ее фиксирование осуществляется делительной головкой. Внутри корпуса головки смонтирован шпиндель 4, который периодически поворачивают, вращая рукоятку 5. Положение рукоятки фиксируется делительным диском (лимбом) 6 с рядами отверстий, равномерно расположенных по окружностям. Пружинное устройство фиксирует рукоятку 5 при попадании в соответствующее отверстие делительного диска. На делительном диске делительной головки расположены по 11 окружностей со следующими числами глухих отверстий: 24-25-28-30-34-37-38-39-41-42-43-46-47-49-51-53-54-57-58-59-62-66.

На рис.261 показаны кинематические схемы делительных головок с лимбом. Вращение шпинделю передается от рукоятки 1 через группы зубчатых колес 3-6 и червячную передачу 7-8. Положение рукоятки при повороте на необходимый угол фиксируется делительным диском 2. Передаточное отношение всех передач, кроме червячной и сменных колес, обычно равно единице.

Различают следующие способы настойки делительных головок: непосредственное, простое, дифференциальное и на нарезание винтовых канавок.

Непосредственное деление применяется для деления заготовок на наиболее часто употребляемое число частей. Простое деление применяется на делительных головках с лимбами и на безлимбовых.

На шпинделе делительной головки установлен диск, имеющий определенное число пазов на равных расстояниях друг от друга. Диск поворачивается рукояткой и выполняют деление окружности (например, на 2, 3, 4, 6, 12 частей при 12 пазах).

Простое деление (рис.258, а) применяют, когда передаточное отношение цепи между валом с рукояткой и шпинделем головки может быть выражено в виде простой дроби. Простое деление на z равных частей выполняют при вращении рукоятки 1 относительно неподвижного диска 2 на n_рук оборотов рукоятки, т.е.

Обозначая найдем число оборотов рукоятки n_рук=N/z.

Величину называют характеристикой головки (обычно N=40).

Отсюда n_рук=N/z.= A/B,

где В - число отверстий, на одной из окружностей делительного диска; А - число отверстий, на которое нужно повернуть рукоятку.

Раздвижной сектор, состоящий их двух радиальных линеек раздвигают на угол, соответствующий числу А отверстий, и скрепляют линейки. Если левая линейка упирается в фиксатор рукоятки, то правая совмещается с отверстием, в которое нужно при очередном повороте ввести фиксатор.

Случаем простого деления называется тот случай, когда деление окружности на равные части производится при неподвижном диске, а на безлимбовой головке без участия дополнительной гитары.

Дифференциальное деление осуществляется на универсальных делительных головках. Дифференциальное деление применяется в тех случаях подобрать делительный диск с необходимым числом отверстий невозможно. Если для числа Z на диске нет нужного числа отверстий, принимают число Zф, близкое к Z, для которого имеется соответствующее число отверстий и удовлетворяющее простому способу деления.

Если выполнить простое деление, то шпиндель повернется на 1/Zф оборота вместо 1/Z. Для компенсации полученной разницы шпинделю сообщают дополнительный поворот, равный (1/Z - 1/ Zф). Если эта разность будет положительна, то дополнительный поворот делают в ту же сторону, что и основной; если разница отрицательна, то поворот делают в противоположную сторону.

Таким образом, рукоятка 1 (рис.258, б) должна совершить основной поворот, чтобы разделить окружность на Zф частей, и дополнительный, чтобы компенсировать разницу. Это достигается путем медленного поворота делительного диска 2 на величину дополнительного поворота рукоятки.

Вращение диску передается от шпинделя делительной головки через сменные колеса a-b, c-d, коническую пару 9 - 10 и зубчатые колеса 3-4. Расчет настройки сводится к определению передаточного отношения сменных зубчатых колес.

Величина дополнительного вращения рукоятки равна величине поворота диска

Обозначая (обычно С=1) и решая уравнение получим

.

Фрезерование винтовых канавок, расположенных равномерно по окружности представлено на рис.257. Заготовку 1, установленную в центрах делительной головки 2 и задней бабки 3, вместе со столом 5 поворачивают на угол ω, равный углу наклона винтовой линии канавки. В результате средняя плоскость фрезы 4 совпадает с направлением канавки. Заготовке сообщают непрерывное вращение, а столу продольную подачу вдоль линии ab. Шпиндель делительной головки вращают от ходового винта продольной подачи стола по цепи сменных зубчатых колес a₁-b₁, c₁-d₁, далее через пары 9-10, 3-4 и диск 2 на рукоятку 1, передачи 5-6 и 7-8. За один оборот шпинделя стол должен переместиться на величину шага винтовой линии канавки tр.

Уравнение кинематического баланса

tв- шаг ходового винта.

Учитывая уравнение настройки кинематической цепи

.