Настройка делительной головки для нарезки зубчатых колес

Общее устройство универсальной лимбовой делительной головки

Универсальная делительная головка применяется для периодического поворота заготовки на определенный угол и для сообщения заготовке вращательного движения при фрезеровании винтовых канавок или зубьев. С помощью делительной головки производится нарезка зубчатых колес методом фасонного копирования на универсальных горизонтально- фрезерных и вертикально-фрезерных станках, а также изготовление фрез, валиков с квадратной или шестигранной головкой, спиральных сверл и т.д.

Универсальная делительная головка (рис. 1) состоит из основания 12 со стяжными дугами 6, в которых смонтирован цилиндрический корпус 5. При ослаблении гаек 13 корпус 5 может поворачиваться вокруг горизонтальной оси против часовой стрелки на угол от –5° и до +95° –по часовой стрелке. Поворот корпуса контролируется по шкале и нониусу.

В корпусе 5 на подшипниках смонтирован шпиндель 2, на переднем конце которого имеется резьба с центрирующим пояском для крепления самоцентрирующего или поводкового патрона и конусное отверстие для установки центра 1. Здесь также размещен диск 3 с делениями и нониусом 4 для непосредственного деления, а на заднем конце шпинделя установлена оправка для сменных зубчатых колес. Вращение шпинделя 2 передается с помощью рукоятки 10 с фиксатором 8 через зубчатые колеса с передаточным отношением, равным 1, и червячную пару k/N, где k=1– число заходов червяка, N=40–число зубьев червячного колеса. Отсчет поворота рукоятки производят по засверленным на делительном лимбе 7 несквозным отверстиям. Для удобства отсчета поворота рукоятки имеется раздвижной сектор 9, состоящий из линеек.

При обработке с использованием делительной универсальной головки заготовку 1(рис. 2) устанавливают на оправке в центрах шпинделя 2 головки 3 и задней бабки 4. Модульная дисковая фреза 5 получает вращение, а стол станка – рабочую продольную подачу. После каждого периодического поворота заготовки зубчатого колеса обрабатывается впадина между соседними зубьями. После обработки впадины стол ускоренно перемещается в исходное положение. Цикл движений повторяется до полной обработки всех зубьев колеса.

Непосредственное деление

Непосредственное деление осуществляют по диску 3 с делениями через 1°(см. рис. 1). Точность отсчета с использованием нониуса 4 равна 5'. Поворот шпинделя при этом можно производить рукояткой 11 или непосредственным вращением шпинделя. После каждого поворота шпиндель фиксируют стопором 8. В некоторых делительных головках вместо лимба 3 с делениями устанавливают диск с отверстиями по кругу (24,30 и 36 отверстий), что позволяет выполнить деление на 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, 12, 15, 18, 24, 30 и 36 частей.

В этом случае для осуществления непосредственного деления нужно с помощью специального рычага, расположенного на противоположной от делительного лимба стороне делительной головки, расцепить червячную передачу. Шпиндель тогда свободно вращается от руки. В торцовой части диска непосредственного деления сделаны 24 (30 или 36) равнорасположенных отверстия, в которые входит фиксатор. Если вставлять фиксатор в каждое отверстие, то получим деление на 24 части, если пропускать по одному отверстию, то получим деление на 12 частей и т.д. Формула, которая используется для не посредственного деления:

k=24/Z,

где Z–число частей, на которое необходимо разделить окружность заготовки (число нарезаемых зубьев шестерни); k–число отверстий, отсчитываемое на диске для непосредственного деления при его однократном повороте.

Диск для непосредственного деления имеет также шкалу в градусах угла поворота. При делении на части с использованием этой шкалы производится расчет по формуле

α = 360°/Z,

где Z–число частей; α– угол поворота шпинделя.

Непосредственное деление применяется лишь в тех случаях, когда не требуется большой точности.

Метод простого деления

Для осуществления простого деления необходимо делительный лимб 7 (рис. 4) закрепить неподвижно относительно корпуса с помощью специального стопора, расположенного вблизи от его наружной окружности. Сменные зубчатые колеса гитары 8, 9не устанавливаются. Шпиндель 3с заготовкой поворачивают вращением рукоятки 6 через включенную червячную передачу 1, 2. После этого рукоятку стопорят фиксатором 4, 5. Делительный лимб служит при этом шкалой для отсчета.

На делительном лимбе головки УДГ Д-160 с каждой стороны имеются по 7 концентрических окружностей с различным числом равнорасположенных отверстий: с одной стороны 16,19,23, 39,33,39,49 отверстий, с другой стороны 17,21,29, 31,41,54 отверстий.

На делительном лимбе остальных делительных головок с каждой стороны имеются по 8 делительных окружностей: с одной стороны16,17,19,21,23,29,30,31 отверстий, с другой стороны 33,37,39,41,43,47,49,54 отверстий. Делительный лимб можно снять и установить нужной стороной к рукоятке 6.

Число оборотов n рукоятки 7, необходимое для поворота заготовки на 1/Z часть оборота, устанавливается по формуле

n=N/Z=40/Z,

где N=40– характеристика делительной головки – число, обратное передаточному отношению червячной пары;

Z–число частей, на которое необходимо разделить заготовку.

Дробь N/Z можно представить в виде суммы двух слагаемых:

N/Z= а+ m/q,

где а– число целых оборотов рукоятки; m/q–доля оборота рукоятки (q–число отверстий в окружности делительного диска; m– число шагов между отверстиями в выбранной окружности).

Таким образом, деление на 1/Z часть производят поворотом рукоятки на а целых оборотов и дополнительно на величину m/q, отсчитываемую по окружности с числом отверстий q. Для удобства отсчета при повороте рукоятки на заданную величину используют сектор 9 (см. рис. 1), который разводят на такой угол, чтобы он охватывал количество шагов m между отверстиями на окружности с числом отверстий q.

Пример 1. Требуется разделить заготовку на 5 частей. Определить число оборотов рукоятки.

n=40/Z=40/5=8.

Рукоятку 10 (см. рис.1) необходимо повернуть на 8 полных оборотов.

Пример 2. Требуется нарезать зубчатое колесо с 30 зубьями. Определить число оборотов рукоятки.

Число 1 7/21 показывает, что после фрезерования каждой канавки рукоятку необходимо повернуть на один Полный оборот и на 7 промежутков между отверстиями по окружности с числом отверстий 21.

Деление окружности в градусном выражении

Для деления окружности обрабатываемой детали на угол между осями фрезеруемых канавок необходим о сначала определить число канавок по формуле

Z=360°/α,

где α–угол между осями фрезеруемых канавок.

Подставив значение Z в формулу n=40/Z, получим

Пример3. Требуется отфрезеровать канавки, расположенные под углом 16°20'. Определить число оборотов рукоятки.

После фрезерования каждой отдельной канавки нужно повернуть рукоятку на один полный оборот и 44 промежутка на окружности делительного лимба с числом отверстий 54.

Метод дифференциального деления

Ограниченное число делительных окружностей на делительном лимбе не всегда дает возможность осуществлять простое деление.

Если не удается подобрать окружность с подходящим числом отверстий способом простого деления, то применяется способ дифференциального деления. Число оборотов рукоятки делительной головки определяется по формуле

n=N/x=40/x,

где N характеристика делительной головки, равная 40; х –условное количество делений, близкое к заданному числу делений Z, для которого имеется возможность подобрать делительную окружность на делительном лимбе. Иными словами х–это ближайшее к Z число, удобное для простого метода деления.

Передаточное отношение iсм сменных зубчатых колес гитары 8, 9 (см. рис. 4) определяется по формуле

Существует четыре варианта схемы установки сменных зубчатых колес в зависимости от количества сменных колес, устанавливаемых в гитаре и от знака iсм. Разберем эти варианты на конкретных примерах.

Пример1. Разделить заготовку на Z=67 частей. Принимаем x=70.

n=40/x=40/70=4/7=12/21.

Фиксатор рукоятки устанавливаем против окружности с 21 отверстием, а раздвижной сектор раздвигаем на 12 делений.

Полученную дробь нужно преобразовать так, чтобы в числителе и знаменателе были числа зубьев сменных колес из комплекта головки 20, 25,30,35,40,50,55,60,70,80, 90,100:

12/7=60/35=a/d

Сменное колесо a=60 устанавливаем на оправку шпинделя 3 (см. рис. 4), a d=35 на выходной конец валика 8. Между ними нужно установить одно промежуточное колесо с любым числом зубьев. В этом случае делительный лимб вращается в том же направлении, что и рукоятка делительной головки.

Пример 2. Разделить заготовку на 83 части. Принимаем x=80.

n=40/x=40/80=1/2=8/16.

Фиксатор рукоятки устанавливаем против окружности с числом отверстий 16, а раздвижной сектор раздвигаем на 8 делений.

Задача решена с помощью двух зубчатых колес a=60 и d=40, но так как знак передаточного отношения минус, то нужно установить последовательно два промежуточных колеса. В данном случае делительный лимб будет вращаться на встречу рукоятке.

Пример 3. Разделить заготовку на 83 части. Принимаем x=84.

n=40/x=40/84=10/21.

Фиксатор рукоятки устанавливаем на окружность с 21 отверстием, а раздвижной сектор раздвигаем на 10 промежутков.

Задача решена при помощи четырех зубчатых колес a=40, b=35, c=25, d=60. Число зубьев подобранных шестерен должно удовлетворять условию сцепляемости:

(a+b)>c+(15-20);                                          (c+d)>b+(15-20).

Пример4. Разделить заготовку на 107 частей.

Принимаем х=105. n=40/x=40/105=8/21.

Фиксатор рукоятки устанавливаем на окружность с числом отверстий 21, а раздвижной сектор раздвигается на 8 делений.

Задача решена С помощью четырех зубчатых колес. Так как знак передаточного отношения минус, вводим одно промежуточное колесо.

Задача на дифференциальное деление имеет несколько решений. Если не удалось подобрать сменные шестерни из комплекта головки, нужно задаться другим x, и заново подсчитать i_см.

Знак плюс передаточного отношения i_см показывает, что рукоятка и делительный лимб вращаются в одну сторону, а знак минус говорит о том, что рукоятка и делительный диск вращаются в разные стороны. Дифференциальное деление возможно только при горизонтальном положении шпинделя.