Делительная головка для фрезерного станка своими руками

Начинающему фрезеровщику на заметку — делительные головки для фрезера

Делительная головка – это устройство периодического поворота заготовки для последующей фиксации её поверхности в зоне обработки под расчётным углом.
Производство зубчатых колёс, придание деталям плоских, фасонных и других конфигураций с требуемой точностью, осуществляется фрезерованием заготовок, периодически смещаемых относительно оси обработки.

Особенности конструкции

Созданный для фрезерного станка, механизм может применяться и на других видах оборудования. Устройство осуществляет поворот и фиксацию заготовки без её изъятия из зажимного устройства до полного окончания обработки.

Разделить окружность детали с обеспечением точности непосредственно в рабочей зоне станка без применения делительного механизма, технически не представляется возможным. (Конкурентными являются только зажимные системы обрабатывающих центров с ЧПУ).

Особенностями устройства также являются:

1. Поворот заготовки выполняется на любую величину угла с минимально допустимой погрешностью.
2. На порядок повышаются возможности металлообработки.
3. Длинномерные заготовки крепятся с применением задней бабки.
4. Режущий инструмент постоянно настроен на размер.
5. Заготовка крепится с наименьшей погрешностью отклонения от параметра базы.

Рабочими функциями устройств являются:

• закрепление заготовки;
• её периодическое вращение и фиксация.

Назначения элементов конструкции разных видов установок одинаковы и состоят из:

• металлического корпуса;
• поворотной части головки;
• механизма зажима и фиксации деления.

Полнота объёма задач определяется элементами конструкции и бывают трёх видов:

• упрощённая (или непосредственного деления);
• универсальная делительная головка;
• оптическая головка.

Делительные головки упрощенного типа

Непосредственного деления. Обладают конструкцией малой сложности, применяются при изготовлении стандартных деталей в большом количестве: фрезерование прорезей, канавок, шлицев и граней деталей. Опыта и навыков эксплуатации и обслуживания не требуют.

Может вам также станет интересно, что такое копировальная втулка для фрезера

Универсальные делительные головки (УДГ)

Устройство (УДГ) предназначено для производства деталей, требующих больший предел делений, чем в упрощённых механизмах. Подбирается по размеру фрезерного станка. Например: при ширине стола в 400 мм применяется УДГ-Д320. Индекс (Д320) означает, что размер диаметра детали не может превышать 320 мм.

В промышленности распространены модели УДГ:

• Д160 и Д200 с диаметрами заготовок до 160 и 200 мм, соответственно.
• Д250 – для обработки массивных деталей с диаметром до 250 мм.
• Д320 – диаметр заготовки до 320 мм. С комплектом сменных зубчатых колёс и двумя гитарами для них.
• Д400 – Делительный диск с количеством отверстий от 16 до 31, с одной стороны, и от 33 до 54 – с другой.

Оптические делительные головки

Востребованы при обработке режущего инструмента с большим количеством лезвий. На шпинделе закреплён стеклянный диск с 360° градуировкой. Визуально, по окуляру, угол поворота устанавливается с требуемой точностью.

Вращением маховика на валу червячного колеса, приводится во вращение шпиндель. Сопряженный с червячным колесом, он поворачивается на расчётный угол и фиксируется рукояткой, расположенной на панели корпуса.

Модели, оборудованные экраном, облегчают нанесение делений и разметок на заготовку, а также проверку правильности ранее нанесённых штриховок.

Изготовление своими руками

Стоимость подобной оснастки может быть весьма велика. Именно поэтому многие задаются вопросом, как сделать делительный диск своими руками. Чертеж будущего изделия создается в зависимости от особенностей оборудования, на котором будет проводиться установка делительной головки. Кроме этого, понадобятся следующие компоненты.

1. Токарный патрон с лимбом.
2. Ограничительный винт.
3. Червячный редуктор, который можно получить при разборе старых станков или изготовить своими руками.

После изготовления изделия проводится настройка делительной части. Для этого можно использовать любую ранее изготовленную деталь. После получения определенных результатов выполняется финишная калибровка, позволяющая существенно повысить точность обработки.

Непосредственный процесс настройки элемента можно описать следующим образом.

1. Проводится трансформация 360 градусов диска на требуемое число делений, за счет чего происходит выделение секторов.
2. Выводится расчетное значение синуса угла.
3. Диск выставляется согласно полученному результату. Важно соблюдать высокую точность при установке рассматриваемой оснастки.
4. Проводится фиксация корпуса при помощи специального механизма или рукоятки.

После этого можно проводить монтаж основной рабочей части инструмента.

Промышленные делительные головки могут обойтись более чем в 100 000 рублей. Самодельные устройства стоят около 40−50 тысяч рублей, однако обладают сравнительно меньшей универсальностью и надежностью, точностью в применении. Как ранее было отмечено, важно учитывать правильность установки.

Преимущества использования УДГ

Незаменимы при обработке массивных деталей инструментальными, ремонтно-восстановительными и экспериментальными цехами в условиях штучного производства. Применение в массовом или серийном производстве затратно и, часто, технологически не оправдано.

• фрезерование поверхностных канавок и кромок любой сложности;
• с обеспечением точности создавать грани на заготовках, на гайках с нестандартными параметрами, на хвостовиках режущих инструментов;
• нарезать пазы, шлицы и многогранники;
• фрезеровать звёздочки, а также впадины между зубьями колёс.

Предназначение оснастки

Самодельная делительная головка для токарного станка или фрезерного оборудования устанавливается для смещения детали относительно оси установленного режущего инструмента с определенными показателями. При этом можно достигать точного позиционирования инструмента и заготовки относительно друг друга в каждом положении. Пользоваться устройством можно при ведении различной обработки.
Для того чтобы работа могла проходить с высокой точностью, также важно исключить вероятность вибрации устройства. Применяются самые различные методы крепления, все зависит от особенностей конструкции. Положение во время работы станка может корректироваться при помощи подвижного диска или рукоятки.

Возможности рассматриваемой оснастки заключатся в нижеприведенных моментах.

1. Фрезерование поверхности для образования шлицов и пазов. Сложная конфигурация будущей детали требует применения специального оборудования, которое позволяет выдерживать определенное расстояние между шлицами или пазами, а также их размеры.
2. Фрезерование поверхности уже созданной канавки. Подобная работа довольно сложна в исполнении, так как требует максимальной точности на момент контроля ширины и глубины образованного углубления.
3. Есть возможность частично автоматизировать процесс создания граней на деталях. Примером можно назвать процесс создания гаек с нестандартными параметрами. Подобные работы также требуют высокой точности.

Для проведения обычной обработки подобная оснастка не требуется.

Методы деления

Угловое смещение заготовок осуществляется методами:

1. Непосредственное деление. Производится визуально по оптическому устройству без использования промежуточных механизмов.
2. Простое деление. Осуществляется неподвижным диском УДГ. Характеризуется обширной областью применения.
3. Комбинированное деление проводится также при использовании делительной головки.
4. Дифференциальный метод применим на УДГ, которые имеют комплект сменных зубчатых колёс.
5. Непрерывный метод реализуется оптическими и универсальными головками, имеющими кинематическую связь между шпинделем и винтом продольной подачи станка.

Как пользоваться?

При непосредственном способе деления:

• Червячная пара выводится из зацепления рукоятью управления.
• Освобождается фиксатор остановки лимба.
• Шпиндель поворачивается на угол, отсчитанный по нониусу лимба, и фиксируется.

При простом способе деления:

• Делительный диск фиксируется в одном положении.
• Установкой рукоятки фиксатора в отверстие на делительном диске,
• Устройство перемещается на расчётный угол.

Дифференциальный способ деления:

• Шпиндель выставляется в горизонтальное положение.
• Проверяется плавность поворота шестерней.
• Отключается стопор диска.
• Дальнейшие действия как в простом способе деления.

Какую лучше выбрать?

При выборе рассматриваются условия, диктующие критерии выбора:

1. Параметры головки и элементов крепежа на станине.
2. Для каких работ нужна головка:

• для штучного ремонта или реставрации – нужна УДГ;
• для высокоточной – оптическая головка;
• для работы на поток – головка упрощённой конструкции.

Соотношение цены и качества. Окупаемость затрат. Новая или БУ. Выбор страны и бренда предприятия изготовителя.

Делительные головки и их настройка

При обработке зубьев, шлицев, пазов, нарезании винтовых канавок и других операциях на фрезерных станках часто применяют делительные головки. Делительные головки, как приспособления, используют на консольных универсально-фрезерных и широкоуниверсальных станках. Различают простые и универсальные делительные головки.

Простые делительные головки применяют для непосредственного деления окружности вращения обрабатываемой заготовки. Делительный диск у таких головок закреплен на шпинделе головки и имеет деления в виде шлицев или отверстий (в количестве 12, 24 и 30) для защелки фиксатора. Диски с 12-ю отверстиями позволяют делить один оборот заготовки на 2, 3, 4, 6, 12 частей, с 24 отверстиями — на 2, 3, 4, 6, 8, 12, 24 части, а с 30 отверстиями — на 2, 3, 5, 6, 15, 30 частей. Специально изготовленные делительные диски головки могут быть использованы и для других чисел деления, в том числе и для деления на неравные части.

Универсальные делительные головки применяют для установки обрабатываемой заготовки под требуемым углом относительно стола станка, ее поворота вокруг своей оси на определенные углы, сообщения заготовке непрерывного вращения при фрезеровании винтовых канавок.

В отечественной промышленности на консольных универсально-фрезерных станках применяют универсальные делительные головки типа УДГ (рис. 1, а). На рис 1, 6 показаны вспомогательные принадлежности к делительным головкам типа УДГ.

На широкоуниверсальных инструментальных фрезерных станках используют делительные головки конструктивно отличающиеся от делительных головок типа УДГ (они снабжены хоботом для установки заднего центра и, кроме того, имеют некоторое отличие в кинематической схеме). Настройка головок обоих типов производится идентично.

В качестве примера на рис. 1, а показана схема обработки фрезерованием заготовки с использованием универсальной делительной головки. Заготовку / устанавливают на справке в центрах шпинделя 6 головки 2. и задней бабки 8. Модульная дисковая фреза 7 от шпинделя фрезерного станка 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.

ТПК, он же ЛУАЗ 967

22 октября 2012, 22:06

Идея снабдить токарный станок средствами точного позиционирования шпинделя не новА — на многих промышленных станках есть градусная шкала шпинделя, в интернете попадались конструкции, в которых на хвостовик шпинделя крепился делительный диск, превращая шпиндель в делительную головку прямого деления. Но при этом еще нужен тормоз шпинделя, да такой чтобы не сдвигал шпиндель при затяжке. Но неужели нет способа лучше? Вот например на шпинделе уже есть шестерня привода гитары (45 зубов), причем металлическая — а нельзя ли ее использовать как червячное колесо? Хм. а почему бы и нет?! А что у шестерни зубы прямые — так можно наклонить ось червяка!

Вспоминаем, что такое модуль зуба шестерни, и считаем шаг винта для него — получаем для модуля 1 шаг равен Пи, или

3.14мм. Указываем этот шаг в Программе расчета шестерен. Оказывается, с имеющимся набором шестерен гитары можно нарезать шаг 3.1429, что от требуемого отличается всего лишь на 0.04%, отлично!

Пять минут — и в руках готовый червяк. Примериваем к аналогичной шестерне:

Вроде неплохо. Теперь макетируем расположение оси на станке, меряем полученные размеры и углы, и делаем чертеж кронштейна. Из чертежа выходит что для удобия изготовления его лучше делать из нескольких частей. в процессе изготовления деталей еще пару раз переделываем чертеж, и наконец-то он приобретает окончательный вид, и уже готово некоторое количество простых деталей по нему. Тут возникает один тонкий момент — ось должна быть наклонена на 11 градусов «на себя» относительно оси станка, и на 10 градусов вправо, а как это сделать на токарнике? Оказывается легко — достаточно повернуть на нужные углы одновременно малый продольный суппорт и фрезерный стол, закрепив на последнем деталь.

Потом делаются остальные детали, и все собирается для первой примерки.

C неким волнением конструкция примеривается к станку.

И наконец-то становится понятно — идея здравая, конструкция жить будет!

Остается просверлить в алюминиевом корпусе гитары отверстие под винтик фиксатора, да изготовить делительный диск. Для диска была куплена и принесена в жертву новая алюминиевая сковородка. из нее лобзиком выпиливается средняя часть максимально обрабатываемого на станке размера, затем обтачивается.

Делительные головки для фрезерных станков: таблица делений, цены

Два главных приспособления точной обработки металла — токарный и фрезерный станки — основаны на вращении и преобразовании. Различного рода шестерни, зубчатые рейки, червячные винты, цепляясь друг за друга, увеличивают усилие, меняют направление и скорость перемещения. Для разметки и изготовления всех этих деталей служат фрезерные делительные головки. Нарезкой зубьев их возможности не исчерпываются. Эти агрегаты способны изготавливать многогранные изделия, например гайки, а также целый перечень сложнейших деталей, включающих все эти элементы. Об этом интересном устройстве и пойдет речь в статье.

Комплектация и функции

Делительная головка входит в комплектацию консольных фрезерных станков с ручным управлением. В цену станка приспособление не входит. Приобрести ее или нет, решает сам владелец, но купить ее стоит, несмотря на высокую стоимость, поскольку возможности фрезерного станка с ней значительно расширяются.

С применением делительной головки:

• Устанавливают деталь под разными углами относительно продольной оси стола фрезера.
• Выполняют проворачивание на точный угол, после каждого прохода фрезы.
• Осуществляют непрерывное вращение детали в процессе нарезки спиральных пазов либо зубьев, к примеру, при изготовлении метчиков, дорнов, изделий в форме архимедовой спирали и других.

Корпус устройства размещен на массивной станине. В универсальных моделях, он способен поворачиваться относительно нее в вертикальной плоскости. Опорная часть снабжена двумя Т-образными выступами, служащими для установки и фиксации приспособления на рабочем столе фрезерного станка.

Кроме основной делительной части механизм комплектуется дополнительными приспособлениями:

• Задняя бабка, служит для дополнительной фиксации противоположного конца заготовки.
• Люнеты — поддерживающие приспособления для длинных тонких деталей наподобие валов, осей и реек. В базовой комплектации оснастка отсутствует, но купить его отдельно проблем не составит.
• Трехкулачковый самоцентрирующийся патрон, куда зажимают обрабатываемую деталь.
• Оправка. Используется при дифференциальном способе разметки, для установки дополнительных шестерен так называемой «гитары».

Универсальный ключ из болта и цепи

Иногда возникает потребность сделать ключ под гайку нестандартной формы. Гайка может быть круглой и не иметь никаких граней, за которые было бы возможно захватить гаечным рожковым ключом. Или напротив у гайки могут быть не параллельные грани – гайка в виде треугольника, и соответственно такую гайку тоже не взять обычным гаечным ключом, главное условие для работы с которым, наличие у гайки или болта хотя бы двух параллельных граней.

Вот для таких или подобных случаев надо сделать универсальный ключ

Не будем лезть в дебри и изготовим ключ из подручных материалов, без привлечения сварочных и обрезных работ. Правда сверлить всё таки придется.

Покупаем в магазине болт М10 длинною 150 – 200 мм. Достаточно длинный болт нужен для того, чтобы рычаг воздействия на гайку был большим, это облегчит работу. Болт послужит рукояткой ключа.

Сверлом, диаметр которого 3 мм, сверлим в конце болта (отступив от края 5 мм) сквозное отверстие. В это отверстие будем вставлять Болт М3, он должен проходить через всё отверстие болта, высовываться с противоположной стороны на 20 – 30 мм.

Но тонкий болт не просто вставляем в отверстие толстого болта, а сначала нанизываем на него звено цепи, которое является крайним звеном длинной цепи. Потом вставляем болт в отверстие и накручиваем на него гайку. Таким образом притягиваем цепь к болту.

Собственно на этом универсальный ключ можно считать сделанным

Работать ключом надо следующим образом, накидываете петлю из цепи на гайку или головку болта, зацепляете свободное звено цепи (то, что ближе к гайке) за выступающий короткий болт. Оставшуюся цепь расправляете вдоль болта – рукоятки.

Начинаете вращать ключ, цепь натягивается, обжимает гайку, и гайка откручивается.

Виды головок

Классификация головок основана на методах их использования и особенностей устройства.

По этим признакам механизмы делят на:

• С лимбовой шкалой.
• Безлимбовые.
• Головки оптические (ОДГ), позволяющие выполнять деление с точностью до долей секунд.

Подавляющее большинство фрезерных станков использует первый тип, которые в свою очередь подразделяются по виду на головки:

• непосредственного и прямого деления;
• простого и дифференциального деления.

Оглавление

1. Способы выполнения работ
2. Устройство и принцип работы делительной головки
3. Порядок выполнения работ
4. Таблица делений для делительной головки
5. Расчет делительной головки
6. Видео

Для специалистов фрезерного дела не секрет как пользоваться делительной головкой, но многие люди даже не знают, что это такое. Она является горизонтальным станочным приспособлением, которое используется на координатно-расточных и фрезерных станках. Основной ее целью является периодический поворот заготовки, во время которого и происходит деление на равные части. Эта операция актуальна при нарезании зубьев, фрезеровки, вырезании канавок и так далее. С ее помощью можно изготавливать зубчатые. Данное изделие зачастую используется в инструментальных и механических цехах, где помогает существенно расширить рабочий диапазон станка. Закрепления заготовки происходит непосредственно в патроне, а если она оказывается слишком длинной, то в люнете с упором на заднюю бабку.

Виды выполняемых работ

Устройство УДГ позволяет обеспечивать:

• Точную фрезеровку звездочек, даже если количество зубьев и отдельных секций будет составлять несколько десятков;
• Также с ее помощью изготавливаются болты, гайки и другие детали с гранями;
• Фрезеровка многогранников;
• Проточка впадин, находящихся между зубьями колес;
• Проточка канавок на режущих и сверлильных инструментах (для чего применяется непрерывное вращение, чтобы получить спиралевидную проточку);
• Обработка торцов многогранных изделий.

Способы выполнения работ

Работа делительной головки может производиться несколькими способами, в зависимости от конкретной ситуации и того, какая операция производится с какой конкретной заготовкой. Здесь стоит выделить основные, которые чаще всего применяются:

• Непосредственный. Данный способ осуществляется путем поворота делительного диска, который управляет передвижением заготовки. Промежуточный механизм при этом не участвует. Этот метод актуален при использовании таких типов делительных инструментов, как оптический и упрощенный. Универсальные делительные головки применяются только с лобовым диском.
• Простой. При данном способе отсчет ведется от неподвижного делительного диска. Деление создается при помощи управляющей рукоятки, которая через червячную передачу связывается со шпинделем на устройстве. При этом способе применяются те универсальные головки, на которых установлен делительный боковой диск.
• Комбинированный. Сущность данного способа проявляется в том, что поворот самой головки является своеобразной суммой поворота ее рукоятки, которая вращается относительно делительного диска, расположенного неподвижно, и диска, который поворачивается с рукояткой. Этот диск передвигается относительно штифта, что находится на заднем фиксаторе делительной головки.
• Дифференциальный. При данном способе поворот шпинделя проявляется как сумма двух поворотов. Первый относится к рукоятке, вращающейся относительно делительного диска. Второй – поворот уже самого диска, что проводится принудительно от шпинделя через всю систему зубчатых колес. Для данного способа используют универсальные делительные головки, которые имеют комплект сменных зубчатых колес.
• Непрерывный. Данный способ актуален во время фрезерования спиральных и винтовых канавок. Он производится на оптических головках, у которых идет кинематическая связь шпинделя и винта подачи на фрезерный станок, и универсальных.

Классификация устройства

Делительная головка для фрезерного станка таблица технических параметров определяет то, какие именно работы можно проводить на той или иной оснастке. Рассматривая классификацию делительной головки, отметим следующие разновидности устройства.

1. Простая модель. Ее отличительными чертами можно назвать небольшой вес и простоту управления. Главная часть конструкции представлена шпинделем, который соединен с дисковым лимбом.
2. Совмещенная модель. Подобный вариант исполнения можно регулировать специальной рукояткой. Путем увеличения количества нажатий можно увеличить удаление центровой оси обрабатываемой заготовки от установленного режущего инструмента.
3. Универсальные образцы, представленные комплексными моделями. Настройка в этом случае проводится при помощи дискового элемента и рукоятки. Сложность конструкции обуславливается наличием дифференциальных зубчатых шестерен.

Ремонт практически каждого варианта исполнения сложен, так как нужно знать принцип работы и проводить изготовление всех деталей.

Наладка универсальной головки на простое деление.

Простое деление

применяется тогда, когда на делительном диске (лимбе) можно подобрать концентрическую окружность для отсчета. Однозаходный червяк введен в зацепле­ние с червячным колесом. Делительный диск с помощью защелки закрепляется неподвижно. Поворот шпинделя с заготовкой на

часть (z—число частей, на которое требуется выполнить деление) должен быть произведен за
n
оборотов рукоятки 2.

Конечные звенья данной ки­нематической цепи: рукоятка универсальной делительной голов­ки— шпиндель с заготовкой.

Расчетные перемещения ко­нечных звеньев:

n

рук→

оборотов заготовки.

Уравнение кинематического ба­ланса цепи при делительном по­вороте заготовки запишется так:

,

где iзуб

=1;
iчерв
=

.

Формула наладки универсальной делительной головки имеет вид

Величина, обратная передаточному отношению червячной пары, называется характеристикой делительной головки (N=40).

Число зубьев червячного колеса составляет 40, но бывает 60, 80, 120.

Преобразуя предыдущую формулу, получим

=

где а

—целое число оборотов рукоятки;
с
— число отверстий в одном из рядов делительного диска;
b
— число отверстий (шагов), на которое надо дополнительно повернуть рукоятку.

Делительные диски универсальных делительных головок имеют ряд концентрических окружностей со следующим коли­чеством отверстий:

с одной стороны —16, 17, 19, 21, 23, 29, 30, 31;

с другой стороны —33, 37, 39, 41, 43, 47, 49, 54.

Делительный диск крепится к головке четырьмя винтами и может при необходимости повертываться. Для поворота рукоятки делительной головки на часть оборота используется раздвижной сектор с двумя линейками, подпружиненными между собой от самопроизвольного поворота.

Пример 1.

Наладить универсальную делительную головку для фрезерования зубчатой муфты с числом зубьев z=36.

=

.
Следовательно, для поворота шпинделя с заготовкой на 1/9 оборота для знаменателя дроби выбираем из ряда чисел число, кратное 9, а для того, чтобы дробь не изменилась, умножаем числитель на то же число. В нашем примере и числитель и знаменатель умножаем на 6. Рукоятку делительной головки следует каждый раз поворачивать на один полный оборот и шесть шагов. Линейки раздвижного сектора устанавливаются (раздвигаются) на шесть отверстий, не считая седьмого, в который вставлен фиксатор рукоятки делительной головки.

Придание шестигранной формы

На данном этапе работать будет удобнее, если металл разогреть. (Я не поддерживал постоянную температуру и у меня не получилось загнуть всю деталь одним куском).

Зажмите полосу в тиски на уровне сделанного ранее углубления.

Молотком загните выступающий сверху тисков отрезок.

Проверьте, подходит ли угол, примерив его к соответствующей гайке.

Повторяем для каждого отрезка.

Так как моя полоса остыла, с металлом стало труднее работать. Это привело к надлому над третьим отрезком. В моем случае это пошло мне на пользу, так как когда я начал выгибать четвертый отрезок, оказалось, что его длины недостаточно и нужно сточить немного металла, чтобы гайка нормально подходила. (Я думаю, что добавление к каждому отрезку миллиметра поможет избежать нехватки длины внутренней грани ключа).

Так у меня получилась деталь, состоящая из двух частей, на каждой по три грани. (Возможно с такой работать проще, чем с цельной деталью, выгнутой в кольцо, как я планировал сделать изначально).

Проверьте, чтобы заготовка нормально надевалась на гайку. Но не слишком туго. (При необходимости можно сточить часть внутренней поверхности граней)