Делительная головка для фрезерного станка: как пользоваться УДГ - виды и устройство

Сегодня под прицелом внимания один из самых популярных вариантов оснастки. Рассмотрим, что такое делительная головка для фрезерного станка, главные особенности агрегата, каких видов бывает, где используется, как правильно ее эксплуатировать и так далее. Мы постараемся привести максимальное количество фактов, чтобы вы понимали, устанавливать ее для выполнения актуальных для вас операций или нет.

Отметим, что она также может быть важной составной частью долбежных, расточных, сверлильных, строгальных моделей оборудования. С ее помощью нарезают зубья, шлицы и канавки, делают разметку, позиционируют стол, обрабатывают многогранники и межзубные впадины, согласовывают вращение с осевой подачей.

Теперь определение: простая или универсальная делительная головка (УДГ) – это оснастка, то есть дополнительное станочное приспособление, причем горизонтально ориентированное, служащее для надежного закрепления заготовки, а также для ее поворота на нужный угол и/или ее деления на требуемое число частей, равных или нет.

Она расширяет технологические возможности оборудования и открывает новые варианты и положения обработки деталей. Это обуславливает широту ее современного применения в массовом и единичном производстве, наряду с удобством установки, легкостью ввода в эксплуатацию, надежностью функционирования даже при значительной загруженности.

Особенности конструкции и устройства делительной головки

• • Угол при повороте может быть как фиксированным (одинаковым), так и переменным (разным) – на выбор оператора, для оптимальной точности позиционирования.
• • Заготовка закрепляется в патроне. Если она слишком длинная, для обеспечения должного качества контакта следует использовать заднюю бабку, но так, чтобы не отклоняться от начальной базы.
• • Введение данного приспособления в эксплуатацию целесообразно только в том случае, когда проводить какую-либо работу без него сложнее или невозможно.
• • Допустимо ориентировать устройство на последовательное решение нескольких задач – на нарезание канавок, впадин и зубьев, на расточку многогранников и так далее.

Классификация УДГ для фрезерного станка, используемых для установки угла

По типу конструкции выделяют такие их разновидности:

• • упрощенные – в них нет промежуточных механизмов;
• • универсальные – с дополнительными колесами, ориентированные на решение широкого круга задач;
• • оптические – обеспечивающие повышенную точность позиционирования в самых ответственных случаях.

Наиболее распространенным на практике является второй вариант, так как он оказывается уместен почти во всех ситуациях. И по сравнительной стоимости он средний и окупается быстрее всего, особенно в перспективе частой эксплуатации. Отдавая ему предпочтение, вы не ошибетесь.

Виды деления

• • Непосредственное – в нем не задействованы какие-либо вспомогательные узлы, оно осуществляется напрямую.
• • Простое – нарезание выполняется с участием неподвижного диска, очень популярный метод (в силу своей быстроты и отсутствия факторов негативного влияния).
• • Дифференциальное – возможно тогда, когда оснастка обладает дополнительным комплектом зубчатых колес.
• • Комбинированное – одно приспособление последовательно реализует сразу несколько способов.
• • Непрерывное – здесь уже 2 устройства, оптическое и универсальное, кинематическим образом связанные со шпинделем и винтом оборудования и поддерживающие продольную подачу.

План простого деления

Основное назначение схемы ниже – являться наглядным разъяснением принципа выполнения технологических операций.

И, для закрепления, алгоритм нарезки винтовых канавок:

Виды делительных фрезерных головок

Существует 3 их варианта, которыми можно дополнять самое разное оборудование – горизонтально ориентированное, вертикальное, комбинированное. Рассмотрим каждый по порядку.

Обычная

Актуальна в тех случаях, когда требуется разбить окружность на несколько секторов. Решает эту задачу за счет диска с насечками – лимба, закрепленного на шпинделе оснастки и обладающего шлицами с отверстиями в количестве от 12 до 30 (в каждом из них можно зафиксировать защелку).

Таким образом, в рамках одного цикла (вращения заготовки вокруг своей оси), получается выполнить 2, 3, 4, 5, 6, 12, 15, 24 или даже 30 равных элементов, и это в самой стандартной ситуации. А характеристики делительных головок УДГ, оснащенных нетиповыми дисками, и вовсе позволяют делать секции неодинаковыми по размеру.

Оборот шпинделя осуществляется за счет червячного механизма: колесо здесь выступает в роли трехфазного средства позиционирования. Положение можно изменить от руки, вращая расположенный на валу вентиль. Благодаря этому движение вполне реально наращивать постепенно (а не рывками), что позволяет попасть даже в сравнительно небольшое отверстие.

Удобно, что для успеха операции не требуется никаких добавочных узлов или аппаратов – достаточно только диска, действующего прямым (непосредственным) методом.

Многофункциональная

Применение делительной головки данного типа оправдано в тех случаях, когда заготовку требуется и располагать под нужным углом по отношению к столу, и одновременно поворачивать вокруг своей оси. На практике это требуется, например, при нарезке винтовых каналов.

Хотя в целом с ее помощью выпускают такие изделия металлопроката:

• • плоские прямоугольники, в том числе и крупногабаритные;
• • зубцы с циклическим расположением;
• • многоугольники с равными сторонами;
• • детали более сложных форм (параметры которых способны совпадать с насечками на лимбе).

Кроме того, оборудование с многофункциональной оснасткой также может обеспечивать непрерывное вращение выбранной части объекта (и вокруг собственной оси тоже) и регулярные повороты (в соответствии с заданным алгоритмом, на определенные доли окружности), что только расширяет границы эксплуатации.

Зрительная (оптическая)

Это делительная головка, принцип работы которой ориентирован на обеспечение высокой точности результатов фрезеровки деталей больших размеров.

Она обладает собственной маркировкой (правила нанесения которой мы рассмотрим ниже), дающей сведения об основных ее параметрах. Также отличается ценой деления на диске, составляющей 15 градусов. Может быть универсальной, тогда цикл полного поворота шпинделя совершается за 40 шагов. Это подходит для тех предметов, максимальный радиус которых не превышает 250 мм.

Основная ниша – выполнение прецизионных операций, в том числе и там, где требуется улучшить результаты отдельно взятого оборудования.

По своей конструкции зрительная (часто называют еще и визуальной) ДГ практически не отличается от устройства универсальной фрезерной головки. Есть лишь три оригинальных элемента:

• • закрепленное на шпинделе стекло;
• • окуляр микроскопа в верхней части;
• • реализовано иммобилизованное градуирование.

За счет таких решений число шагов в течение полного цикла увеличено до 60, что соответствует формуле 1. При этом все насечки четко просматриваются, поэтому не проблема задать один поворот за 15 секунд или другой подходящий режим. Вычисление угла вращения осуществляется так же, как в случае с обычной или многофункциональной оснасткой (о чем ниже).

Основные маркировки

У каждой модели есть целый ряд показателей разной степени важности – передаточное отношение, наибольшая нагрузка, высота центров и так далее – но «на борт» попадают далеко не все из них. Поэтому посмотрим, по каким принципам должна в общем случае называться делительная головка для фрезерного станка, инструкция предписывает указывать:

• • тип – универсальная, зрительная и так далее;
• • передаточное число – общее количество шагов в рамках полного цикла вращения;
• • максимальный диаметр устанавливаемой детали.

Таким образом, аббревиатура УДГ-40-Д350 указывает на принадлежность к многофункциональному типу, на 40 оборотов в течение поворота и на возможность растачивать заготовки с двойным радиусом до 350 мм.

В конкретных ситуациях маркировка может содержать и дополнительные параметры. Например, оптические модели обладают цифрой сразу после ОДГ – это показатель д.ц., определяемый производителем.

Также есть характеристики, которые записываются в паспорт и означают особенности эксплуатации или точность результата, и это:

• • биение по диаметру;
• • ДхШхВ;
• • максимальная нагрузка;
• • величина отклонения оси опоры;
• • углы шпиндельного поворота – от горизонтали и от линии центра;
• • радиальное конусное биение (замеряется в 300 мм от передней части и возле основания).

И, наконец, есть показатели, которые следует учитывать при использовании: это номер конуса Морзе и диаметр фланца для монтажа. Если выбрать их неправильно, пострадает качество навешивания оснастки, что может спровоцировать ее поломку.

Преимущества

Работа с делительной головкой фрезерного станка позволяет:

• • В несколько раз увеличить ассортимент производимых действий (по сравнению с ее отсутствием).
• Обеспечить максимально точное и актуальное положение заготовки по отношению к столу, как горизонтальному, так и вертикальному.
• • Упростить все операции, связанные с металлическими объектами различных габаритов.

Помимо этого, следует отметить практические достоинства, характерные для самого оборудования. Так, оно достаточно надежное и способно выдерживать даже интенсивную эксплуатацию, а потому подходит для объектов высокой производительности. Плюс, оно довольно простое в освоении – немного практики, и обслуживать его не составит труда, особенно для опытного мастера. Благодаря этим преимуществам оно сравнительно быстро окупается. В современных условиях это однозначно важная и нужная оснастка.

Порядок настройки и применения

Как пользоваться делительной головкой на фрезерном станке и осуществлять переходы? Это зависит от приобретенной модели, цены деления шкалы и других характеристики. Актуальные стандарты тоже важны: для деталей VIII класса точности следует руководствоваться данными ГОСТ 1.758, для IX – 1.643.

В общем случае предварительная отладка и подготовка к эксплуатации сводится к выбору сектора, исходя из диаметра окружности и нужного количества частей. Требуется выполнить такие действия:

• • перевести полный цикл (360 градусов) в необходимое число шагов;
• • высчитать подходящий синус угла;
• • повернуть диск на только что найденную радиальную величину;
• • зафиксировать зажимом (или рукояткой узла) корпус и разместить основной инструмент в таком положении.

Обычно производители в своей инструкции указывают формулу, по которой рассчитывается угол делительной головки, поэтому посмотрим, как работать с УДГ дальше, не будем останавливаться только на вычислениях, перейдем к практике.

Итак, необходимо установить заготовку в оправку аппарата и, при продольной подаче, реализовать нужную операцию. При этом следует учитывать шаг, который зависит от того, что за задача выполняется. Например, при создании зубцов дискретное движение должно равняться дистанции между впадинами соседних элементов.

Производительность можно повысить без ущерба для качества: для этого следует возвращать стол в исходное положение в ускоренном режиме. Фиксацию в отверстии диска надежнее всего осуществлять пружиной.

Настраиваем УДГ: таблица делений на делительной головке

Содержит в себе все исходные данные для точного позиционирования

Кол-во частей, на кот-е разделяется деталь	Полных оборотов ручки	Кол-во отверстий, отсчитываемых сектором на диске	Число на окружности
2	20	–
3	13	11	33
4	13	10	30
5	13	13	39
6	10	–
7	8	–
8	6	22	33
9	6	20	30
10	6	26	39
11	5	35	49
12	5	15	21
13	5	–
14	4	24	54
15	4/3/3	–/21/13	–/33/39
16	3	10	30
17	3	3	39
18	2	42	49
19		18	21
20		22	33
21		20	30
22		25	39
23	1	17	23
24		22	33
25		20	30
26		26	39
27		18	30
28		21	39
29		26	54
30		21	49
31		9	21
32		11	29
33		11	33
34		10	30
35		13	39
36		9	31
37		4	16
38		7	33
39		3	17
40		7	49
41		3	21
42		6	54

Она дает все значения для прямого метода, когда заготовка проворачивается без подключения каких-либо дополнительных механизмов.

Расчет делительной головки

При непосредственном способе реализовано так называемое простое позиционирование, при котором диск остается неподвижным, а размещение оснастки осуществляется при вращении рукоятки, приводящей в действие боковой лимб.

Но также возможна комбинированная технология: согласно ей, оснастка проворачивается вокруг диска, а он, в свою очередь, – относительно заднего штифта.

Если все вышеперечисленные варианты не могут обеспечить достаточную точность расположения инструмента, используется дифференциация. Шпиндель оказывается в нужной точке за счет перемещения сначала рукоятки относительно лимба, а потом и его самого, причем в принудительном порядке, через сменные зубчатые шестерни.

В последнем случае сильно изменяется приведенная выше таблица настройки делительной головки (УДГ). Максимальное количество частей вырастает с 42 до 75, появляется фактор числа зубьев, которых может быть от 30 до 80 на приводном валу. Необходимо даже учитывать паразитные шестерни. Данный метод является сравнительно сложным и заслуживает очень подробного рассмотрения: объективности ради, дифференциации нужно посвящать отдельный обзор.

Есть еще один способ – непрерывное давление, и актуален при обработке спиральных и винтовых канавок. Реализуется при механическом контакте вала продольной подачи и шпинделя нашей оснастки.

Действующие ГОСТы

Главным нормативом по состоянию на сегодня является межгосударственный стандарт 8615-89. Он определяет технические требования, основные размеры, порядок эксплуатации, хранения и ремонта делительной головки.

Согласно ему, каждая ДГ состоит из 3 элементов:

• • лимб – благодаря которому заготовку разбивают на нужное количество секторов;
• • шпиндель – стержень, обеспечивающий крепление детали и диска;
• • трехкулачковый патрон – позволяющий отцентрировать и вертикально сориентировать объект в пространстве для равномерного распределения ожидаемых нагрузок.

Рамок ГОСТа 8615-19 придерживаются все российские производители, что позволяет им выпускать оснастку с количеством отверстий до 21, с точностью отсчета до 15 минут, обрабатывающую предметы диаметром от 125 до 400 мм.

Конкуренцию им составляют импортные приспособления для делительной головки, например, немецкие Proxxon, польские BisonBial, чешские Proma. Обладая примерно аналогичными характеристиками, они подкупают качеством сборки и европейской репутацией бренда. Но, отдавая им предпочтение, следует помнить, что достать комплектующие при необходимости не будет так же легко, как в случае с отечественными моделями.

Так какую же оснастку выбрать? Решать это нужно, исходя из актуальных для вас задач и уже имеющегося в эксплуатации оборудования. Обращайтесь, и мы поможем определиться: в рамках консультации нашими специалистами будет рассмотрена каждая подходящая делительная головка для фрезерного станка, таблицы делений для прямого и дифференцированного метода, и на основании этого мы посоветуем оптимальный вариант.