5.1. Краткие теоретические сведения

Делительная головка – универсальное приспособление, применяемое на фрезерных, строгальных, шлифовальных и др. станках для периодического поворота заготовки относительно ее оси на определенный угол, а также для непрерывного вращения заготовки при фрезеровании винтовых канавок.

Она устанавливается на стол станка. Обрабатываемая заготовка закрепляется в приспособлении, установленном на шпинделе 1 делительной головки, вращающийся в подшипниках корпуса (рис. 5.1) вместе с червячным колесом (40 зубьев) от однозаходного червяка насаженного на вал, который поворачивается рукояткой 3 (передаточное отношение червячной передачи равно 1/40). На этот вал свободно посажен блок, который может вращаться от конической зубчатой передачи. С внешней стороны на блок закреплен делительный диск (лимб), с нанесенными на него с двух сторон по 9 концентрических окружностей. Каждая из них разделена на равные части (деления) просверлильными отверстиями, в которые может входить фиксатор рукоятки. Лимб имеет окружности с числами делений (отверстий):

Таблица 5.1

первая сторона	15	16	18	29	31	37	40	43	47
вторая сторона	17	19	20	21	23	27	33	39	40

Делительной головке прилагается комплект из 12 сменных зубчатых колес с числом зубьев: 20; 25; 30; 40 (2 шт.); 50; 55; 60; 70; 80; 90; 100. которые устанавливаются на гитару 1 (Рис. 5.2) при необходимости вращать блок с лимбом.

Одним из основных параметров лимбовой делительной головки является ее характеристика N – величина обратная передаточному отношения червячной передачи. Для изучаемой делительной головки N = 40 (модель УДГ 40), т.е. 40 оборотов рукоятки на один оборот заготовки (шпинделя).

Применяются следующие способы наладки лимбовой делительной головки: на простое и дифференциальное деление заготовки на равные и неравные части, и наладка для нарезания винтовых (спиральных) канавок. Способ непосредственного деления из-за его простоты в работе не рассматривается.

Рис. 5.1. Кинематическая схема делительной головки, настроенной на простое деление: 1 – шпиндель; 2 – лимб; 3 – рукоятка	Рис. 5.2. Кинематическая схема делительной головки, настроенной на дифференциальное деление: 1 – гитара со сменными зубчатыми колесами

5.2. Описание наладок делительной головки

Простое деление заключается в определении количества оборотов рукоятки относительно неподвижного лимба (блок с лимбом закреплен фиксатором к корпусу) для поворота шпинделя на заданный угол по формуле:

,

(5.1)

где п – число оборотов рукоятки;

N – характеристика делительной головки, обычно N равно 40;

z – число делений, которое нужно получить на заготовке.

Например, для нарезания зубчатого колеса с z =20, дисковой зуборезной фрезой прорезается канавка, следующая канавка фрезеруется после поворота рукоятки делительной головки на два оборота, заготовка колеса повернется на 1/20 оборота. Следующие канавки фрезеруются аналогично.

Для поворота рукоятки на число оборотов, выраженное смешанным числом или дробью, используется лимб. Поворот рукоятки в делениях лимба определяется из выражений:

,	(5.2)
,	(5.3)

где А – число целых оборотов рукоятки;

а и b – числитель и знаменатель правильной дроби;

т – общий множитель, выбираемый таким образом, чтобы произведение тb было равно числу делений (отверстий) на какой-либо окружности лимба, а та будет выражать количество делений на выбранной окружности, соответствующее повороту рукоятки.

Например, z = 15, тогда n = 40/15 = 2 + 2/3, т.е. для поворота заготовки на 1/15 оборота необходимо повернуть рукоятку делительной голов на два полных и еще на 2/3 оборота. Это можно осуществить следующими вариантами, повернув рукоятку: на 10 отверстий (делений) лимба по окружности с 15 отверстиями (т =5) или на 12 по окружности с 18 отверстиями (т =6) – первая сторона лимба; на второй стороне лимба возможны варианты – 14/21, 18/27, 22/33, 26/39. Лучший вариант: поворот рукоятки на 26 отверстий по окружности с 39 отверстиями на второй стороне лимба (т =13). Чем больше делений тем точнее поворот.

Дифференциальное деление применяют из-за невозможности произвести простое деление вследствие ограниченного количества вариантов деления с использованием лимба. Метод дифференциального деления заключается в следующем.

Наладку делительной головки на дифференциальное деление производят в следующем порядке:

1. выбирают фиктивное число делений p, близкое к указанному числу z (большее или меньшее), но такое, при котором можно делить заготовку, используя метод простого деления;

2. рассчитывают число оборотов рукоятки для деления заготовки на фиктивное число делений p по формулам (5.2), (5.3);

3. погрешность, внесенная выбором фиктивного числа p, устраняется поворотом лимба от шпинделя через сменные шестерни в момент вращения рукоятки (по схеме на рис. 5.2). При этом фиксация вращения лимба снимается. Передаточное отношение сменных зубчатых колес рассчитывается по формуле:

;

(5.4)

4. осуществляют подбор сменных зубчатых колес, обеспечивающих рассчитанное передаточное отношение.

5. проверяют сцепляемость шестерен по следующим условиям:

z1 + z2 > z3 +15; z3 + z4 > z2 +15.

(5.5)

Если выполненный подбор не удовлетворяет этим условиям, добиваются соблюдения этих условий, переставляя сменные шестерни на гитаре делительной головки.

В зависимости от наладки лимб может поворачиваться в ту же сторону, что и рукоятка при p < z, или в противоположную если p > z (на угол, достаточный для устранения погрешности, вызванный выбором числа p). Следовательно, действительный угол поворота рукоятки будет больше или меньше того, который отсчитываем по лимбу.

Выбор схемы настройки гитары сменных зубчатых колес зависит от знака и значения их передаточного отношения. Если p > z, то сменные зубчатые колеса подбирают по схемам, приведенным на рис. 5.3, а при p < z – на рис. 5.4. Если передаточное отношение, вычисленное по формуле (5.4), может быть получено подбором двух зубчатых колес:

,

(5.6)

то выбирают схему, приведенную на рис. 5.3, а или 5.4, а. В тех случаях, когда имеющиеся в наборе зубчатые колеса позволяют подобрать передаточное отношение только по формуле (5.7), производят подбор сменных зубчатых колее по схеме, приведенной на рис. 5.3, б или 5.4, б. Передаточное отношение в этом случае

.

(5.7)

а	б	а	б
Рис. 5.3 Схемы настройки гитары сменных шестерен при p > z		Рис. 5.4 Схемы настройки гитары сменных шестерен при p < z

Рис. 5.5. Настройка делительной головки на нарезание винтовых канавок

Фрезерование винтовых канавок возможно только в том случае, если заготовке сообщается сложное движение: поступательное вдоль ее оси и вращательное относительно той же оси. Вращательное движение и поступательное перемещение заготовке (вместе со столом) сообщается от ходового винта продольной подачи стола (рис. 5.5) через сменные шестерни и конические колеса на блок с лимбом, в отверстии которого находится фиксатор рукоятки. При включении продольной подачи, вращение лимба с рукояткой через червячную передачу передается на шпиндель делительной головки. В результате за счет вращения ходового винта продольной подачи происходит не только перемещение стола с заготовкой, но и ее вращение.

Задача этой настройки состоит в том, чтобы подобрать сменные шестерни с таким передаточным отношением, которое за счет вращения ходового винта с шагом t = 6 мм, обеспечивает один оборот заготовке при перемещении ее вместе со столом на расстояние, равное шагу нарезаемой винтовой канавки Т, мм.

.

(5.8)

Стол универсального горизонтально-фрезерного станка необходимо повернуть на угол подъема винтовой канавки, который рассчитывается по формуле:

,

(5.9)

где D – диаметр заготовки, на которой нарезается винтовая поверхность.