20775

Изучение назначения, кинематики и настройки универсальной делительной головки УДГ Д-200

Лабораторная работа

Производство и промышленные технологии

Червячная передача позволяет передавать вращение от рукоятки к шпинделю и заготовке. Делительный лимб 12 служит для отсчета числа оборотов рукоятки. Для удобства отсчета числа оборотов рукоятки к делительному лимбу прикреплен сектор 16 линейки которого раздвигаются на требуемый угол. При делении окружности заготовки на части вращение рукоятки может производиться относительно как неподвижного так и подвижного лимбов.

Русский

2013-07-31

113.62 KB

146 чел.

Цель работы: изучить назначение, кинематику и настройку универсальной делительной головки УДГ Д-200.

Оборудование, материалы и инструменты. Универсальная делительная головка УДГ Д-200; набор сменных зубчатых колес; дисковая фреза; заготовка стальная D = 40-150 мм; штангенциркуль.

Общие сведения

Лимбовая делительная головка является приспособлением, предназначенным для:

периодического поворота обрабатываемой заготовки на равные или неравные части окружности, а также на заданный угол;

непрерывного вращения заготовки при фрезеровании винтовых канавок.

Делительную головку используют в единичном производстве для изготовления зубчатых колес, кулачков, шлицевых валов, сверл, зенкеров, разверток, фрез и других деталей. Обработку деталей производят в центрах, в патроне или на шпиндельной оправке.

Техническая характеристика делительной головки модели УДГ Д-200

Наибольший диаметр обрабатываемой детали, мм 200

Угол поворота шпинделя в вертикальной плоскости: вниз от линии центров не менее 5° вверх от линии центров не менее 95°

Конус шпинделя Морзе №4

Передаточное отношение червячной пары 1:40 Число отверстий делительного лимба:

на одной стороне 16, 17, 19, 21,

23, 29, 30, 31

на другой стороне 33, 37, 39, 41,

43, 47, 49, 54 Цена деления шкалы любого лимба 15°

Число зубьев сменных шестерен 25, 25, 30, 35,

40, 50, 55, 60, 70, 80, 90, 100 Модуль сменных шестерен, мм 1,5

Устройство и кинематика делительной головки

Делительная головка (рис.1) состоит из корпуса 1, в котором смонтирован поворотный барабан 2 со шпинделем 3. Барабан позволяет установить шпиндель под углом к горизонтальной плоскости при обработке конических зубчатых колес, конических разверток и других деталей. Передний конец шпинделя имеет наружную резьбу для навинчивания кулачкового патрона 4 или поводка. На шпинделе жестко установлены также лобовой лимб и червячное колесо 6. В кулачковом патроне закреплена оправка 7 с обрабатываемой заготовкой 8. Свободный конец оправки поддерживается центром 9 задней бабки.

Лобовой лимб предназначен для непосредственного деления окружности заготовки на части. На его цилиндрической поверхности имеется шкала. Цена деления шкалы соответствует повороту шпинделя на 15°, т.е. окружность лимба разделена на 24 равные части. Соответственно на торцовой поверхности лимба имеется 24 отверстия, расположенных по окружности. При введении в одно из этих отверстий штифта фиксатора Ф обеспечивается фиксация положения лимба относительно корпуса головки.

Червячное колесо 6 находится в зацеплении с червяком 10, вал которого соединен с рукояткой 11. Червячная передача позволяет передавать вращение от рукоятки к шпинделю и заготовке. Головка имеет устройство, с помощью которого можно выводить из зацепления червяк с червячным колесом. Вал червяка свободно проходит через отверстия в делительном лимбе 12 и коническим зубчатым колесе 13 и непосредственно с ними не связан.

Делительный лимб 12 служит для отсчета числа оборотов рукоятки. Это диск, на обеих сторонах которого по концентрическим окружностям различного диаметра просверлены глухие отверстия. На кал-сдой окружности имеется определенное количество отверстий, указанное в технической характеристике головки.

Рукоятка 11 снабжена фиксатором Ф?, штифт которого может быть введен в любое отверстие лимба.

Для удобства отсчета числа оборотов рукоятки к делительному лимбу прикреплен сектор 16, линейки которого раздвигаются на требуемый угол. При делении окружности заготовки на части вращение рукоятки может производиться относительно как неподвижного, так и подвижного лимбов. В первом случае лимб стопориться фиксатором Ф3, а во втором — получает вращение от шпинделя через гитару сменных зубчатых колес 14 и два конических зубчатых

колеса 15, 13. Зубчатое колесо 13 жестко соединено с лимбом 12.

Настройка делительной головки. Способы деления окружности заготовки на части

Рассматриваемая делительная головка позволяет делить окружность заготовки на части тремя способами: непосредственным, простым и дифференциальным.

Рис.1. Общий вид (а) и кинематическая схема (б) делительной головки

Непосредственное деление применяют в тех случаях, когда число делений на лобовом лимбе (24) кратно заданному z: 2, 3, 4, 6, 8, 12, 24. Червяк 10 выводят из зацепления с червячным колесом 6. Лобовой лимб 5, а вместе с ним шпиндель 3 и заготовку 8 перед каждым очередным проходом фрезы 17 поворачивают от руки на 24/г делений и стопорят фиксаторами Ф1, Ф4. Отсчет делений лимба производят по метке "0" на корпусе головки. Этот способ прост и удобен, однако возможности его весьма ограничены.

При простом делении шпиндель 3 получает вращение от рукоятки 11 при включенной червячной передаче 10, 6. Делительный лимб 12 закрепляют относительно корпуса головки неподвижно фиксатором Фз.

Настройка головки сводится к определению числа оборотов рукоятки лр, соответствующего 1/z оборота шпинделя. Это число оборотов находят из уравнения кинематического баланса цепи "рукоятка-шпиндель": Р, П пр→ 1/z

Zч.к. —число зубьев червячного колесо, z1 — число заходов червяка.

Отношение Zч.к./ z1 называют характеристикой делительной головки и обозначают буквой N. Характеристика показывает, какое число оборотов необходимо сообщить рукоятке для поворота шпинделя на один оборот. У рассматриваемой делительной головки zч к = 40, z1 = 1. Поэтому N = Zч.к./ z1 = 40/1 = 40. Таким образом пр = N/z = 40/z.

Полученное выражение представляют в виде целого числа оборотов рукоятки (А) и остатка — части оборота (а/b). Числитель и знаменатель правильной несократимой дроби (а/b) умножают на такой коэффициент т, чтобы bт было равно числу отверстий на одной из окружностей лимба. Тогда am будет равно числу промежутков между отверстиями (делении) на этой окружности, соответствующему части оборота рукоятки: nр = 40/2 = А + ат/bm.

Линейки сектора 16 разводят так, чтобы между ними было установлено am промежутков.

Пример. Определить число оборотов рукоятки пp при характеристике N = 40 для нарезания зубьев фрезы z = 12.

Решение. Число оборотов рукоятки, необходимое для поворота заготовки на 1/12 оборота, определяем, как

пp=40/12=3+1·8/3·8=3+8/24.

Следовательно, рукоятку необходимо периодически поворачивать на 3 полных оборота и дополнительно, по окружности лимба с 24 отверстиями — на 8 промежутков.

Рис.2. Отсчет числа оборотов рукоятки

по делительному при простом делении

Для этого фиксатор рукоятки устанавливаем на окружность лимба 1 (рис.2) с числом отверстий 24. К штифту фиксатора подводим линейку 3, а сектор 2 разводим так, чтобы между линейками 3 и 4 было 8 промежутков (9 отверстий). После поворота рукоятки вводим штифт фиксатора в отверстие у линейки 4. Для последующего деления сектор 2 поворачиваем в направлении вращения часовой стрелки до соприкосновения линейки 3 со штифтом фиксатора.

Недостатком простого деления является то, что этот способ не позволяет делить окружность заготовки на все простые числа. Исключение составляют те из них, которые равны числу отверстий на одной из окружностей делительного лимба.

Дифференциальное деление позволяет делить окружность заготовки на любое число частей до 400, а в некоторых случаях — и свыше 400. При этом используются червячная передача 10,6 (см. рис.1, б), делительный лимб 12 и гитара сменных зубчатых колес.

Дифференциальное деление применяется также и тогда, когда нельзя воспользоваться непосредственным или простым делением.

Пусть задано простое число 2, на которое необходимо разделить окружность заготовки. Для поворота заготовки (шпинделя) на 1/2 оборота рукоятке необходимо сообщить np = N/z оборотов (рис.3). Однако отсчитать это число оборотов, применяя способ простого деления нельзя, так как ни на одной из окружностей лимба нет числа отверстий, равного z.

Рис.3. Отсчет числа оборотов рукоятки по делительному при дифференциальном делении

Зададимся числом г', близким по величине к г, но позволяющим произвести указанную операцию (г' может быть больше или меньше z). Этому числу соответствует

п'р = N / z'.

оборотов рукоятки. Разность между пр и составляет ошибку

(заштрихованный сектор), которая устраняется поворотом лимба в направлении, указанном стрелкой, на N/z - N/z' оборота. Таким образом, отсчитывая относительно подвижного лимба п'р

оборотов рукоятки, мы повернем ее относительно корпуса головки на пр оборотов.

Поворот лимба осуществляется от рукоятки 11 (см. рис.1) через червячную передачу 10,6, шпиндель 3, сменные зубчатые колеса гитары 14 и конические зубчатые колеса 15, 13.

Величина поворота лимба обеспечивается настройкой гитары по передаточному отношению сменных зубчатых колес icм.

Для определения icм запишем уравнение баланса кинематической цепи "шпиндель-делительный лимб":

nшп. · icм = nд.л.,

где nшп. — число оборотов шпинделя; zcм — передаточное отношение сменных зубчатых колес гитары; zд.л. — число оборотов лимба.

Учитывая то, что шпиндель должен повернуться на 1/г, а делительный лимб — на N/z - N / z' оборота, получим

1/2 icм=N/z-N/z

Отсюда

где z1, z2,...,zn — числа зубьев сменных зубчатых колес гитары.

Подбор зубчатых колес гитары осуществляют по iсм, применяя известные способы) и условию их сцепляемости:

При этом используют набор зубчатых колес, который придается головке (см. техническую характеристику).

Если принятое число делений z' > z, то передаточное отношение tCM имеет положительное значение. В этом случае лимбу сообщают вращение в одном направлении с рукояткой, так как на заготовке должны получаться деления более крупные по сравнению с делениями, соответствующими числу z'.

Если, z' < г, то iCM имеет отрицательное значение и лимбу сообщают вращение в направлении, противоположном вращению рукоятки. В обоих случаях, если после установки зубчатых колес на гитаре, при повороте рукоятки лимб вращается не в требуемом направлении, устанавливают промежуточное зубчатое колесо.

Пример. Требуется изготовить зубчатое колесо с числом зубьев 2 — 111 при N = 40.

Решение. Так как 111 есть простое число, а на лимбе отсутствует окружность с таким числом отверстий, то следует применить способ дифференциального деления. Принимаем z' = 110. Определяем число оборотов рукоятки, применяя способ простого деления:

Передаточное отношение сменных зубчатых колес гитары будет равно:

Рис.4. Зубчатые колеса гитары

Таким образом, на гитару устанавливаем зубчатые колеса с числом зубьев z1= 40; z2 = 55; z3 = 35; z4 = 70. Знак минус указывает на то, что лимбу должно быть сообщено вращение в направлении, противоположном направлению вращения рукоятки. В данном случае это условие выполняется включением в кинематическую цепь гитары дополнительного зубчатого колеса, например, с числом зубьев zпр = 60 (рис.4).

Передаточное отношение остается без изменения:

Проверяем решение на условие сцепляемости:

Условие сцепляемости выполняется.

Настроив гитару, осуществляем фрезерование зубьев на заготовке, периодически поворачивая рукоятку на 12 делений по окружности лимба с 33 отверстиями.

Деление окружности заготовки в градусном выражении Угол поворота заготовки 5 может быть задан в градусном выражении. В этом случае определяют число делений на окружности заготовки:

Z= 360°/δ,

а затем число оборотов рукоятки:

Пример. Настроить делительную головку с характеристикой N = 40 для повороти заготовки на угол δ = 218°30'. Определить число оборотов рукоятки.

Решение. По формуле, приведенной выше:

таким образом, рукоятке необходимо сообщить 24 ооорота и дополнительно повернуть ее на 15 промежутков по окружности с 54 отверстиями.

Фрезерование винтовых канавок

При нарезании винтовой канавки заготовка 1 (рис.5.) получает два движения: вращательное SKp и поступательное вдоль оси Snp. Оба движения согласованы так, что за время перемещения стола станка (заготовки) в продольном направлении на шаг фрезеруемой канавки заготовка делает один оборот. Вращательное движение заготовке1

Рис.5. Кинематическая схема головки при

фрезеровании винтовых канавок

сообщается от ходового винта 2 через сменные зубчатые колеса гитары 3, конические колеса 4, делительный лимб 5 с установленным в его отверстии фиксатором Ф, рукоятку 6 с валом 7 и червячную передачу 8. Настройка делительной головки сводится к подбору зубчатых колес гитары по их передаточному отношению iсм. Для определения iсм запишем уравнение кинематического баланса кинематической цепи "ходовой винт — шпиндель (заготовка)". Учитывая то, что заготовка должна повернуться на один оборот, получим:

где .Рв.к. — шаг нарезаемой винтовой канавки, мм; Рx.в. — шаг ходового винта продольной подачи стола, мм; i0 — передаточное отношение конической зубчатой передачи.

Отсюда

так как

то

где z1, z2... — числа зубьев зубчатых колес гитары.

Требуемый профиль винтовой канавки можно получить только в том случае, если плоскость вращения дисковой фрезы 1 (рис.6) совпадает с направлением винтовой канавки 2. Для этого стол фрезерного станка 3 необходимо повернуть в горизонтальной плоскости на угол β к оси фрезы. Он равен углу наклона винтовой канавки α, который определяют, используя развертку витка (рис.7): tgα = πd/PB.K.

Отсюда α=arctg πd/ PB.K.

где d — диаметр заготовки, мм.

Пример. Настроить делительную головку для нарезания винтовой канавки с шагом Рв.к. = 960 мм на заготовке, диаметр которой d = 100 мм.

Рис.6. Поворот стола станка при

фрезеровании винтовой канавки

                                                                                                                 Рис.7. Развертка винтовой линии

Характеристика головки N = 40. Шаг ходового винта продольной подачи стола станка Рх.в. = 6 мм.

Решение. Определяем передаточное отношение сменных колес гитары:

Проверяем решение на условие сцепляемости:

Условие сцепляемости выполняется.

Если знаменатель дроби представляет собой простое число и его нельзя разложить на простые сомножители, то расчет может быть выполнен только с некоторой погрешностью.

Угол поворота стола (3 определяется из условия равенства его углу наклона винтовой канавки а, который определяется из выражения

Следовательно угол поворота стола (заготовки) к оси фрезы составляет 18°18'. При фрезеровании нескольких винтовых канавок на заготовке поворот ее на требуемый угол после нарезания каждой канавки производят делительной головкой.

По данным расчета одного из студентов учебный мастер демонстрирует настройку головки для деления окружности заготовки на части непосредственным, простым и дифференциальным способами, а также путем фрезерования винтовой канавки.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

11272. Определение моментов инерции тел на приборе Обербека 255.5 KB
  Определение моментов инерции тел на приборе Обербека Методические указания к лабораторной работе № 10А по физике Раздел Механика Указания содержат краткое описание рабочей установки и методики определения момента инерции на приборе Обе
11273. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ СИСТЕМЫ ОТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАССЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ОСИ ВРАЩЕНИЯ 235 KB
  ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ СИСТЕМЫ ОТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МАССЫ ОТНОСИТЕЛЬНО ОСИ ВРАЩЕНИЯ Методические указания к лабораторной работе № 10Б по физике Раздел Механика Указания содержат краткое описание рабочей установки и методики ...
11274. Определение момента сил трения и момента инерции махового колеса 266 KB
  Определение момента сил трения и момента инерции махового колеса. Указания содержат краткое описание рабочей установки и методики определения момента инерции махового колеса. Методические указания предназначены для студентов инженерных специальностей...
11275. Определение момента инерции твердых тел методом трифилярного подвеса 235 KB
  Определение момента инерции твердых тел методом трифилярного подвеса Указания содержат описание рабочей установки и методики определения момента инерции твердых тел методом трифилярного подвеса. Методические указания предназначены для студентов инжене
11276. Изучение динамики вращательного движения с помощью маятника максвелла 231 KB
  Изучение динамики вращательного движения с помощью маятника максвелла Указания содержат краткое описание рабочей установки и методики определения момента инерции с помощью маятника Максвелла. Методические указания предназначены для студентов инженерных спе...
11277. Определение коэффициентов трения качения и трения скольжения с помощью наклонного маятника 7.79 MB
  Лабораторная работа Определение коэффициентов трения качения и трения скольжения с помощью наклонного маятника Цель работы: определение коэффициентов трения качения и трения скольжения. Оборудование: измерительная установка секу
11278. Определение ускорения свободного падения на машине Атвуда 258 KB
  Определение ускорения свободного падения на машине Атвуда. Указания содержат краткое описание рабочей установки и методику определения ускорения свободного падения с помощью машины Атвуда. Методические указания предназначены для студентов инженерных специально
11279. ОПРЕДЛЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РАВНОПЕРЕМЕННОГО ДВИЖЕНИЯ 178 KB
  ОПРЕДЛЕНИЕ КИНЕМАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК РАВНОПЕРЕМЕННОГО ДВИЖЕНИЯ Цель работы: 1 измерить основные кинематические характеристики равнопеременного поступательного и вращательного движений; 2 познакомиться с методами обработки прямых и косвенных измерений. Обо...
11280. Изучение внешнего фотоэффекта, Световой поток 380.5 KB
  Световой поток – это физическая величина, определяемая оптической мощностью излучения по вызываемому им световому ощущению (по его действию на селективный приемник света с заданной спектральной чувствительностью); измеряется в люменах (лм)...