Наладка и настройка станка

Наладка - подготовительные работы для установки приспосблений, инструментов и заготовок. При установке резца в резцедержатель вершина резца должна находится на высоте линии центров, вылет резца должен быть наименьшим (рис.51) l<1,5 Н.

Заготовку устанавливают в патроне или в центрах. При установке заготовки в центрах концы ее должны быть зацентрованы (рис.52).

Размеры центрованных отверстий выбирают по ГОСТ в зависимости от диаметра обрабатываемой детали. Вращение заготовки осуществляется посредством хомутика, закрепленного на ее левом конце.

Рисунок 51- Установка резца в резцедержателе.

Рисунок 52 - Центровка торцов.

Настройка станка заключает в установлении необходимых режимов резания (V, S, t), в зависимости от условий обработки назначают V и S. По заданной скорости резания и диаметру обработки определяют расчет числа оборотов шпинделя.

мин^-1

По полученному расчетному числу оборотов подбирают близкие по значению числа оборотов шпинделя из имеющихся на станке, которое и устанавливают посредством соответствующих рукояток коробки скоростей.

Содержание отчета. Вотчет включить: характеристику станка и назначение основных узлов. Составить уравнение кинематической цепи и определить максимальные и минимальные обороты шпинделя: зарисовать их кинематические схемы; описать режим настройки и наладки станков.

Лабораторная работа №8

ДЕЛИТЕЛЬНЫЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ И ДЕЛИТЕЛЬНЫЕ

ГОЛОВКИ

Цель работы: Изучить конструкцию делительной головки и освоить ее настройку на простое, дифференциальное деление и фре­зерование винтовых канавок.

Оборудование рабочего места:

1. Делительная головка УДГ-160

2. Разрезы делительной головки

3. Горизонтально-фрезерный станок 6Н81

4. Плакаты

5. Заготовки.

Порядок выполнения работы

1. Изучить конструкцию делительной головки.

2. Ознакомиться с поворотом и фиксацией шпинделя, сменой делительных дисков, методом непосредственного деления.

Общие сведения

Делительные устройства применяются при работе на фрезер­ных станках и позволяют выполнять следующие операции:

- делить окружности на нужное количество равных и нерав­ных частей;

- поворачивать деталь на определенную часть оборота;

- устанавливать обрабатываемую деталь под требуемым уг­лом относительно стола станка;

- вращать деталь с постоянной частотой при фрезеровании винтовых канавок большого шага.

Делительные устройства используют при изготовлении раз­личных инструментов (фрез, зенкеров, разверток, метчиков) нареза­ния зубчатых колес, шлицев, пазов, исполнении головок болтов, гра­ней гаек, декоративных узоров и других деталей.

Различают делительные устройства для непосредственного де­ления (делительные приспособления), универсальные делительные головки.

Для непосредственного деления наиболее широко используют­ся машинные тиски с поворотным устройством и поворотный круг­лый стол с ручной подачей.

Тиски устанавливают на стол станка и крепят с помощью бол­тов. На практике широко используются универсальные тиски различ­ ных конструкций, позволяющих осуществлять поворот заготовки вокруг двух осей, а так же другие приспособления.

Делительные гитары встроены в специальные металлорежу­щие станки и являются неотъемлемой частью их кинематической схемы. Служат они для согласования поворота стола с обрабатывае­мой деталью и вращением (подачей) режущего инструмента. Приме­ром вышесказанного являются зубофрезерные станки.

Все эти приспособления довольно просты по конструкции, во многих случаях являются единственно возможными для выполнения технологических операций, но они не всегда обеспечивают необхо­димую точность деления, особенно при дробном частном, не пригод­ны для нарезания зубчатых колес, иногда не удобны в работе.

Оптические делительные головки

ОДГ применяют для особо точных делений, а также для про­верки правильности выполненных делений. В оптической головке (рис.53) шпиндель 1 приводится во вращение с помощью рукоятки 2 через червячную пару 3-4. На валу шпинделя закреплен диск 5, имеющий шкалу с ценой деления 1°. Сверху на корпусе 6 имеется оптическая система с окуляром 7, через которую производится на­блюдение за шкалой диска. Эта шкала освещается естественным све­том через окно 9 с помощью зеркала 8. Деления диска 5 проектиру­ются на шкалу, помещенную в окуляре с ценой деления 1°, по кото­рой производятся отчеты в минутах.

Рисунок 53 - Схема оптической делительной головки

Оптическая делительная головка имеет ограниченное приме­нение: невозможность использовать ее при фрезеровании винтовых канавок; при последовательных поворотах шпинделя углы необходи­мо суммировать и поэтому составляется полная таблица углов для всех поворотов детали, это дополнительная работа.

Универсальные делительные головки

Универсальные делительные головки (УДГ) делятся на лимбовые и безлимбовые. Наиболее распространены лимбовые головки. В комплект делительной головки (рис.54) для обработки длинных не­жестких заготовок в качестве дополнительной опоры применяется люнет.

Делительная головка (рис.54а). Она состоит из следующих ос­новных деталей: корпус - 1, поворотная часть - 4, шпинделя - 2, ру­коятки с фиксатором 8, делительного диска 10, линеек раздвижного сектора 9, вала привода гитары 7, зажима 5, диска непосредственного деления 3.

Поворотную часть можно поворачивать вокруг своей оси на угол в пределах 0... 10° вниз и 0... 100° вверх, Угол поворота устанав­ливают по шкале с нониусом 6.

Рисунок 54- Универсальная делительная головка:

а - делительная головка; б - задняя опора; в - люнет

Линейки раздвижного сектора 9 прижаты к делительному дис­ку с помощью пружины, а их положение закрепляется с помощью обычного винта со шлицем. Вращение шпинделю передается от ру­коятки 8 с фиксатором, которая перемещается по делительному диску и за счет фиксатора и засверленных отверстий на диске устанавлива­ется в нужном положении.

Все универсальные современные делительные лимбовые го­ловки имеют устройство аналогично описанному выше с незначи­тельными конструктивными изменениями.

В настоящее время на машиностроительных заводах и специа­лизированных мастерских используются делительные головки, ха­рактеристики которых приведены в табл. 1.

Применяют следующие способы наладки универсальных дели­тельных головок: для непосредственного деления, простого деления, дифференциального (сложного) деления и фрезерования винтовых канавок.

Непосредственное деление

При таком способе деления заготовку закрепляют в трехкулач­ковом патроне, установленном на шпинделе делительной головки. Поворот обрабатываемой заготовки осуществляется вращением шпинделя. Отсчет угла поворота производится по диску непосредст­венного деления 3 (рис.54 а), установленному на шпинделе головки и имеющего градуированную шкалу с ценой деления 1° на боковой поверхности. Поворот шпинделя производится вручную за патрон, но предварительно шпиндель отсоединяется от остальной кинематиче­ской цепи головки посредством специального винта, который распо­ложен на противоположной от делительного диска стороне. Угол поворота шпинделя (в град) при делении на z частей будет опреде­ляться:

(1)

Непосредственный способ деления используют когда требует­ся повернуть заготовки на определенный угол и в случае когда част­ное, найденное по формуле (1) не является дробным числом. Сама же универсальная делительная головка применяется в качестве дели­тельного приспособления.

Таблица 1 - Основные размеры (мм) универсальных делительных головок (по ГОСТ 8615-80)

*Н - расстояние от основания шпиндельной бабки до оси шпинделя при вертикальном расположении шпинделя.

Примечание:

1.Угол поворота шпинделя в вертикальной плоскости вниз от линии центров α_н>5°; вверх от линии центров α_н>95.

2.Передаточное отношение червячной пары 1:40.

3. Максимальное число делений, на которое можно разде­лить окружности - 400

4. Делительные универсальные головки изготавливаются с раз­личными исполнением конца шпинделя: резьбовым и фланце­вым.

Простое деление

При простом делении поворот шпинделя 5 (рис.55а) произво­дят вращением рукоятки 1 с фиксатором 2 относительно делительно­го диска 3, жестко закрепленного в одном положении стопором 4.

В этом случае вращение от рукоятки передается через зубча­тые колеса Z₁/Z₂ с передаточным отношением i=l и червячную пару K/N, где К=1 - число заходов червяка и N=40 - число зубьев червяч­ного колеса. Это число называется характеристикой делительной го­ловки.

а) б)

Рисунок 55 - Кинематическая схема лимбовой делительной головки и

ее настройка:

а - для простого деления; б - для дифференциального деления

Передаточное отношение головки i=K/N=l/40; следовательно, для полного оборота шпинделя необходимо сделать сорок оборотов рукоятки, для полуоборота шпинделя — 20 оборотов рукоятки и т.д. Из сказанного следует, что число оборотов рукоятки п_р определится из выражения

где Z - число частей, на которое требуется делить окружность.

Чаще рукоятку приходится поворачивать не на целое число оборотов, а на смешанное или дробное. Без дополнительного приспо­собления это число невозможно отсчитать. Таким приспособлением является делительный диск 3 (лимб).

При Z<N или Z<40 количество оборотов рукоятки можно представить в виде суммы двух слагаемых:

где А - число целых (полных) оборотов рукоятки;

b - число шагов (промежутков между соседними отверстиями) ряда отверстий, на которое должна быть повернута (дополнительно к А целым оборотом) рукоятка;

а - число отверстий в одном из рядов отверстий делительного диска.

Таким образом, деление на 1/Z часть окружности заготовки производят поворотом рукоятки на А целых оборотов и еще на часть оборота, равную b/а, отсчитываемую по концентрическому кругу с числом отверстий а, после чего рукоятку стопорят фиксатором 2. Для удобства число шагов b заключают между линейками раздвижного сектора. Перед выполнением прохода шпиндельный вал 5 стопорят зажимом (рис.55 а), который отпускают по окончанию прохода, переставляют сектор, вращают рукоятку на требуемое число оборо­тов, стопорят шпиндель и т.д. пока заготовка не сделает полный обо­рот.

Пример 1

Из круглой заготовки обработать восьмигранник

оборотов

Выбираем любое засверленное отверстие на делительном дис­ке и относительно его делаем 5 оборотов, выполняем фрезерование грани заготовки и т.д.

Пример 2

Настроить делительную головку для нарезания зубчатого ко­леса с числом зубьев Z=21.

оборота.

Следовательно, нужно взять диск, на котором имеется окруж­ность с 21 отверстием и после фрезерования одного паза каждый раз поворачивать рукоятку на один полный оборот и 19 промежутков между отверстиями, которые предварительно ограничивают планка­ми сектора.

Пример 3

Разделить круг на 26 равных частей (Z=26).

оборота.

Так как диска с 26 отверстиями в перечне не оказалось, то подбираем диск с числом отверстий, кратным 26, например 39. тогда

т.е. производим один полный оборот рукоятки и 21 промежуток меж­ду отверстиями на имеющемся круге с 39 делениями.

Дифференциальное деление

Дифференциальное деление применяется тогда, когда простое деление осуществить невозможно, так как на делительном диске нет окружности с необходимым количеством отверстий, например, нель­зя разделить на 53, 59, 61, 67, 73, 79 и другое число частей.

В этом случае поступают следующим образом. Весь процесс настройки делительной головки проводят в два этапа.

Первый этап. Для возможности деления вместо заданного числа делений Z, которое нельзя осуществить способом простого деления, задаются произвольным вспомогательным числом делений X, которое должно быть близки к значению Z (больше или меньше - безразлично). Во многих случаях удобно когда вспомогательное чис­ло X кратно 10 или 5. Далее весь первый этап состоит в настройке делительной головки на простое деление с числом X. тогда число поворотов рукоятки равно

(4)

Далее подбирается необходимая окружность с отверстиями на делительном диске, устанавливается раздвижной сектор и практиче­ски делительная головка готова к работе в режиме простого деления. На этих действиях первый этап завершается.

Приняв X отличающее от Z мы искусственно создали ошибку, которую необходимо исправить. Это можно сделать следующим об­разом. В заднее коническое отверстие шпинделя 5 (рис.55б) встав­ляют валик 6, на который надевают зубчатое колесо «а». На валик привода диска 1 надевают другое колесо «д» Между этими сменны­ми зубчатыми колесами можно легко ввести одно Z₀ (табл.2, схема 1) или два Z₀ и Z₀’(cxeмa 2) промежуточных (паразитных) колеса, до-

полнительную пару сменных колес b и с (схема 3) или вместе с hhmi и промежуточное колесо Z₀ (схема 4).

Таблица 2 - Схемы настройки гитары деления

Совокупность этих колес образует гитару сменных зубчатых колес. Валик 1 с помощью конической пары зубчатых колес Z₃ и Z₄ с передаточным числом i₃₄ = 1 вращает делительный диск 4, который освобождается от фиксатора и в конечном итоге получает вращение от рукоятки 2. В зависимости от подбора сменных колес и количества промежуточных колес делительный диск вращается с большей или меньшей скоростью в том же направлении, что и рукоятка, или в про­тивоположном.

Такое устройство делительной головки позволяет компенсиро­вать допущенную ошибку. Так, например, в качестве вспомогатель­ного числа взято число больше действительного количества делений Z, т.е. X>Z. Тогда при простом делении (первый этап) рукоятка и шпиндель с заготовкой будут совершать поворот на меньший угол, чем это требуется. С целью увеличения угла поворота заготовки на­страивают гитару сменных колес таким образом, чтобы диск и руко­ятка вращались в одну сторону. Рукоятка, прежде, чем достигнет планки раздвижного сектора, содержит поворот на больший угол, чем он был бы при неподвижном диске, для этого необходимо пра­вильно подобрать зубчатые колеса гитары. С этого начинается второй этап настройки делительной головки на дифференциальное деление.

Для подбора колес гитары необходимо определить их переда­точное отношение. Мы знаем, что количество оборотов рукоятки п_р для деления заготовки на 1/Z часть можно выразить в виде алгебраи­ческой суммы двух движений: п_х количества оборотов рукоятки от­носительно делительного диска и п_д вместе с диском

n_р=n_х+n_д (5)

Известно, что n_p=N/Z (формула (3)), n_x=N/X (формула 4). Де­лительный диск, связанный с рукояткой передачей , до­полнительно проверяется на

оборота (6)

В формулу (5) подставим значения ее составляющих

и решив это выражение относительно искомого значения передаточ­ного числа получим (7)

Если передаточное отношение сменных колес положительное (табл.2), то делительный диск должен вращаться в ту же сторону, что и рукоятка, а если отрицательное, то навстречу рукоятке. Для обеспе­чения указанного соотношения направлений вращения рукоятки и делительного диска в набор сменных зубчатых колес вводят два про­межуточных зубчатых колес, которые устанавливают при необходи­мости одно или оба (табл.2). В набор сменных зубчатых колес гитары прилагаются колеса со следующим числом зубьев: 25, 25, 30, 35, 40, 50,55, 60, 70, 80, 90, 100.

После определения значения i_r и подбора колес их закрепляют на гитаре и производят деление заготовки на Z равных частей с вы­полнением определенных действий.

Пример 4. Настроить делительную головку для фрезерования заготовки зубчатого колеса с числом зубьев Z=53.

Первый вариант.

Первый этап. Принимаем ближайшее вспомогательное число Х=55. По формуле (4) находим количество оборотов рукоятки

оборота

следовательно, выбираем диск с кругом, имеющим 33 отверстия и устанавливаем сектор на 24 промежутка этой окружности.

Второй этап. Используя формулу (7) находим передаточное отношение сменных колес гитары.

Следовательно, нужно взять сменные колеса с 80 и 55 зубья­ми. Ставят их на гитару делительной головки так, чтобы колесо d=80 (ведущее) было на шпинделе, колесо d=55 (ведомое) - на валике при­вода делительного диска.

Так как передаточное отношение получилось положительным, то оба зубчатые колеса должны вращаться в одну сторону, а для это­го достаточно ввести в гитару одно промежуточное колесо Zo, кото­рое устанавливают на пальцы гитары (табл.2, схема 1).

Второй вариант.

1. Принимаем вспомогательное число х=50, тогда

оборота,

поэтому набираем диск с 30 отверстиями и устанавливаем сектор на 24 промежутка этой окружности.

2. Передаточное отношение сменных колес гитары

Следовательно, нужно взять сменные колеса со 120 и 50 зубь­ями, но в комплекте шестерен нет колеса со 120 зубьями. Если со­кратить числитель и знаменатель на два, то передаточное отношение не изменяется, а колеса с 60 и 25 зубьями имеются. Ставят эти колеса так же, как это описано в первом варианте, но поскольку передаточ­ное отношение получилось отрицательным, то в гитару вводят два промежуточных колеса Zo и Zo¹. которые устанавливают на пальцы гитары (табл.2 схема 2). Эти промежуточные колеса не должны изме­нять передаточные отношения.

Пример 5.

Разделить окружность на 73 равные части, Z=73.

1. Принимаем х=80 и находим оборота.

Настраиваем делительную головку на простое деление с кругом, имеющем 16 отверстий и устанавливаем сектор на 8 промежутков этой окружности.

2. Подбираем сменные колеса гитары, для этого находим

Обойтись двумя колесами в данном примере не представляется возможным, поэтому выполняем простые математические действия и получаем цифры, которые равны количеству зубьев колес, нужно взять сменные колеса с 60, 70, 30, 40 зубьями и установить на гитару делительной головки так, чтобы колеса а=60 было на шпинделе, в=30 и с=70 - на одном промежуточном пальце гитары и d=40 - на валике привода делительного диска (табл.2 схема 3). За счет колес «в» и «с» ведущее и ведомое колеса вращаются в одном направлении и надоб­ность в промежуточном колесе Zo отпадает.