Наладка делительной головки на фрезерование винтовых канавок

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2
Настройки делительных головок на обработку пазов, винтовых канавок
Цель работы: настроить делительную головку на обработку пазов, винтовых
канавок.
Теоретическая часть
Назначение и типы делительных головок
Делительные головки применяют на фрезерных станках для работ,
связанных с периодическим поворотом заготовки на равные или неравные
части, или работ, требующих непрерывного движения заготовок. С помощью
этих головок можно обрабатывать зубчатые колеса, винтовые канавки,
шлицевые валики, лыски и т.д., а также устанавливать заготовки под
требуемым углом относительно стола станка.
Различают делительные головки: простые (для непосредственного
деления), универсальные (лимбовые и безлимбовые), оптические. Простые
головки для непосредственного деления используют при делении заготовок
на небольшое число частей. На шпинделе такой головки закреплен диск с
определенным числом равнорасположенных пазов, куда вводят фиксатор,
причем диски могут быть сменными. Шпиндель вместе с делительным
диском поворачивают вручную. Такого типа головки выпускают и
многошпиндельными. Безлимбовые делительные головки применяют редко;
в них отсутствуют делительные диски, а величину поворота шпинделя
устанавливают с помощью сменных колес. Наиболее распространены
универсальные лимбовые и оптические делительные головки.
Универсальная лимбовая делительная головка
В универсальной лимбовой делительной головке заготовку
устанавливают в центрах передней 5 и задней бабок (задняя бабка на рисунке
не показана). Крепить заготовку можно также в патроне, который
навертывают на резьбовой конец шпинделя 7. Поворот рукоятки 1 с
фиксатором 2 и соответственно заготовки на требуемый угол осуществляют с
помощью лимба 4. Лимб имеет несколько рядов отверстий, равномерно
расположенных на концентрических окружностях. Для удобства отсчета
используют раздвижной сектор 3.
В зависимости от вида выполняемых работ универсальную
делительную головку можно использовать для непосредственного, простого
и дифференциального деления.
Простое деление
Простое деление (рисунок 2, а) применяют, когда на лимбе можно
подобрать концентрическую окружность для отсчета. Червяк z1 введен в
зацепление с червячным колесом z2. Лимб 1 с помощью защелки закрепляют
неподвижно. Поворот шпинделя на 1/z часть (z  число частей, на которое
требуется выполнить деление) должен быть произведен за n оборотов
рукоятки 2. Составим уравнение кинематического баланса. Обозначим
z2/z1=N. Характеристикой N головки называется отношение числа зубьев
червячного колеса к числу заходов червяка. В современных делительных
головках обычно N = 40. Преобразуя расчетное уравнение, получим:
nоб.р.= N/z или nоб.р.= 40/z = a + (b/c),
где a  целое число оборотов рукоятки; c  число отверстий в одном из рядов
лимба; b  число промежутков между отверстиями, на которое надо
дополнительно к целому числу оборотов a повернуть рукоятку отверстий
(отверстий будет b + 1).
Для определения c, которое должно быть кратно числу частей z, нужно
знать, какие окружности имеет лимб данной головки. К примеру, одна из
головок имеет двусторонний лимб, на каждой стороне которого имеется по
11 окружностей со следующими числами отверстий: 24, 25, 28, 30, 34, 37, 38,
39, 41, 42, 43, 46, 47, 49, 51, 53, 54, 57, 58, 59, 62, 66.
Линейки раздвижного сектора раздвигают на b отверстий, не считая
первого отверстия, в которое вставлен фиксатор.
Пример. С помощью лимбовой делительной головки нарезать зубчатое
колесо с 35 зубьями.
nоб.р. 
40 40
5
1
4
оборота.

 1
 1  1
z 35
35
7
28
Следовательно, для поворота шпинделя с заготовкой на 1/35 часть
оборота по концентрической окружности с числом отверстий 28 рукоятку
следует после фрезерования каждой впадины повернуть на один оборот и
еще 4 промежутка.
Дифференциальное деление (рисунок 2, б) применяют в том случае,
если при заданном z нельзя подобрать на лимбе окружность с требуемым
числом отверстий для простого деления. При этом способе устанавливают
гитару a-b, c-d; червяк вводят в зацепление с червячным колесом; стопорная
защелка отведена, поэтому лимб 1 может вращаться. При повороте рукоятки
2 через зубчатую и червячную передачи получает вращение шпиндель, а от
него через сменные зубчатые колеса a-b, c-d, коническую и зубчатую пары
получает вращение и лимб. Число оборотов рукоятки подбирают для
фиктивного числа zф, близкого к требуемому z и дающего возможность
подобрать на лимбе нужную окружность. Возникающая погрешность
компенсируется наладкой дифференциальной гитары. Действительный угол
поворота рукоятки будет равен углу поворота рукоятки относительно лимба
и углу поворота самого лимба.
Тогда расчетное уравнение кинематической цепи поворота шпинделя в
общем виде примет вид:
40 1 1 a c
1
1 
1  1  1  1 об. шп.
z ф 40 z b d
40
40 1
1
соответствует основному повороту шпинделя от
zф 40
1ac
1
1 1 1
рукоятки, а выражение
 дополнительному повороту (повороту
zbd
40
Выражение
лимба).
Решая уравнение, получим:
a c 40( z ф  z )

.
bd
zф
Если zф  z, то лимб должен вращаться в одном направлении с
рукояткой. При zф  z лимб и рукоятка должны вращаться в
противоположных направлениях, поэтому в гитару устанавливают
паразитное колесо.
В комплект гитары входят сменные зубчатые колеса с числами зубьев:
25, 30, 35, 40, 50, 55, 60, 70, 80, 90, 100.
Пример. Наладить лимбовую делительную головку для фрезерования
зубьев цилиндрического колеса с числом зубьев z = 73. Принимаем zф = 75.
Тогда
nоб.р. 
40 40 8 16


 .
z ф 75 15 30
Выбираем концентрическую окружность с 30 отверстиями и
поворачиваем рукоятку при делении на 16 промежутков. Подбираем сменные
колеса гитары:
a c 40( z ф  z ) 40(75  73) 80 10  8 60 80





.
bd
zф
75
75 15  5 90 50
Наладка делительной головки на фрезерование винтовых канавок
(рисунок 2, в). Для получения винтовых канавок заготовке нужно сообщить
поступательное движение вдоль оси и вращательное движение.
Поступательное движение заготовка получает вместе со столом, а
вращательное  от ходового винта через сменные колеса винторезной гитары
a1- b1, c1- d1 и передачи делительной головки. За один оборот заготовки стол
станка должен переместиться на величину шага винтовой канавки Pв.к. .
Составим расчетное уравнение:
Pв.к. a1 c1
1
1  1  1  1 об. заг.,
Pх.в. b1 d1
40
где Pх.в. - шаг ходового винта станка, мм.
Решая уравнение, получим
a1 c1 40Pх.в.
.

b1 d1
Pв.к.
При фрезеровании винтовых канавок стол станка необходимо
повернуть по отношению к оси шпинделя на угол наклона винтовой канавки
 против часовой стрелки для правозаходных канавок или по часовой стрелке
для левозаходных канавок. Угол  определяют из выражения
πD
β  arctg
¸
Pв.к.
где D – диаметр заготовки.
Наладка делительной головки на нарезание косозубых колес
производится так же, как и при нарезании винтовых канавок. Шаг винтовой
канавки в этом случае определяют из выражения:
Pв.к. 
πmz
πmz cos β πmz


,
tgβ cos β sin β cos β sin β
где z – число зубьев нарезаемого колеса; m – модуль;  – угол наклона зуба.
Косозубые колеса нарезают дисковыми или пальцевыми модульными
фрезами методом копирования. Теоретически при неизменном модуле для
каждого нового числа зубьев нужна специальная фреза. Практически,
допуская некоторую неточность, обходятся меньшим числом фрез. Для
каждого модуля содержат наборы фрез из 8, 15 и 26 номеров. Номер фрезы
определяют по числу зубьев z , вычисленному по формуле
z
.
cos 3 
z 
Исходные данные для решения задач
Задача 1
Подобрать делительную окружность и определить число оборотов рукоятки
для головки с характеристикой р=40 для каждого цикла.
Таблица 1
Вариант
1
Число
120
зубьев z
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
5
46
35
165
48
28
8
58
85
96
68
144
328
5
46
Задача 2
Настроить делительную головку (характеристика р = 40), применяя
дифференциальное деление для следующего числа зубьев:
Таблица 2
Вариан
1
т
Число
8
зубьев
3
z
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
3
1
4
15
16
19
4
21
7
15
7
7
7
21
9
11
3
11
9
12
7
14
7
24
1
25
3
8
9
9
9
19
4
21
7
Задача 3
Настроить делительную головку и станок с ходовым винтом tх.в = 6 мм для
нарезания колеса с винтовыми зубьями, если :
Таблица 3
Вариант
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Число зубьев z
50 30
40
35
80
50
48 65
70
Модуль m
5
6
5
4
5
5
2
3
4
Угол наклона зубьев 20° 30° 53° 5´ 44° 25´ 30° 19° 5´ 22° 45° 40° 27´
Окончание таблицы 3
Вариант
10
Число зубьев z
30
Модуль m
6
11
40
5
12
35
4
13
65
3
14
70
4
15
30
6
16
40
5
Угол наклона зубьев 30° 53° 5´ 44° 25´ 45° 40° 27´ 30° 53° 5´
Содержание отчёта
1. Название работы
2. Цель работы
3. Теоретическая часть
4. Расчёты:
4.1 Решение задач на простое деление
4.2 Настройка на дифференциальное деление
4.3 Настройка винтовых канавок
5. Ответы на контрольные вопросы
Контрольные вопросы
1. Применение делительных головок.
2. Классификация делительных головок.
3. Делительные головки для простого деления.
4. Делительные головки для дифференциального деления.
5. Наладка делительной головки на фрезерование винтовых канавок.
6. Наладка делительной головки на нарезание косозубых колёс.