Универсальная делительная головка токарного и фрезерного станка

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.

Оглавление:

  1. Функционал
  2. Разновидности
  3. Базовые элементы
  4. Виды делений и таблица
  5. Как пользоваться

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».

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.

В основном устройства выпускают с возможностью установки и работы с одной деталью, но существуют и многошпиндельные варианты. Цена их выше, зато такие приспособления могут вести одновременную обработку двух и более заготовок.

Механизмы, использующие простое деление

Головки применяющие простую разбивку наиболее экономичны и просты в использовании. Приобрести их возможно по вполне доступным ценам. Отсчет прорезки пазов производится с помощью делительного диска и рукояти, связанной с его шпинделем червячным механизмом. Передаточное число его равно как правило сорока. То есть, 40 оборотов ручки дает один оборот заготовки на 360°. Соответственно 20 повернет ее на 180° и так далее.

Чтобы определить необходимое число оборотов рукоятки в каждом конкретном случае, передаточную характеристику делят на количество делений, которые требуется нарезать. Выглядит это следующим образом: к примеру, необходимо нарезать на шестерне десять пазов. Подставляя значения в формулу, получим 40/10=4. То есть четыре оборота ручки соответствуют одной подаче фрезы.

Согласно стандарту ГОСТ, УДГ (универсальные делительные головки) выпускают для обработки заготовок с диаметрами от 160 до 500 мм. Скажем, аббревиатура УДГ-D-250 обозначает делительную головку, в которую получится установить заготовку максимум 250 мм в диаметре.

Устройство и использование оснастки

Все УДГ и похожие на них полууниверсальные головки имеют практически одинаковое устройство. Основа механизма — чугунная станина и поворотный корпус, о котором мы уже упоминали. Сбоку корпуса помещена шкала, указывающая на какой угол он отклонен от горизонтали. Общее перемещение возможно на 100°: десять вниз и девяносто вверх. С помощью такого устройства деление детали можно выполнять не только по ее оси вращения, но и по любому направлению.

Корпус насквозь проходит пустотелый шпиндель с концами, расточенными под конус Морзе. К нему крепится центрирующее устройство или кулачковый патрон. В полную комплектацию входит еще и специальный поводковый механизм. С другой стороны в отверстие вала вставляют переходную оправку для крепления шестерен дифференциального деления. Со стороны патрона установлен плоский диск, в котором просверлено 12 или 24 небольших отверстий.

Сбоку станины расположен размеченный диск, вращающийся на особо точных шарикоподшипниках. Сами подшипники закреплены в неподвижной крышке, поэтому при повороте корпуса положение диска не меняется. Поверх диска находится две узких линейки, раздвигающиеся относительно друг друга на желаемый угол. Между собой их фиксирует небольшой зажимной винт, с рифленой головкой для удобства вращения. Чтобы линейки не сдвигались относительно диска, их прижимает пружинистая шайба.

Универсальные головки способны осуществлять следующие виды делений:

Простое деление.

Выполняется так, как описано выше для обычной головки, то есть передаточное значение механизма делят на необходимое число нарезов, получая количество оборотов рукояти. Единственное отличие от обычной делительной головки: в работе ориентируются по перфорированному диску, отсчитывая количество отверстий между подвижными линейками.

Деление непосредственным методом.

Для его выполнения используют передний диск, разбитый насечками на 360°. Дополнительная шкала-нониус дает точность до 5 секунд. Расчеты выполняют следующим образом: 360° делят на количество зубцов или граней, которые необходимо нарезать. На полученную величину, после того как резец прошел очередной паз, проворачивают деталь.

Дифференциальное деление.

Наиболее сложный вид разбивки. Применяют его, когда простым способом разложить поворот головки не получается. Таким числам как, к примеру, 79; 83; 127 нет кратного количества отверстий в разметочном диске. В этом случае, его освобождают от фиксации и выполняют настройку вращением, как рукояти, так и самого диска. Ориентируются на установку линеек, количество и расположение отверстий между ними. Диапазон возможных изменений расширяют, переставляя диск и добавляя шестерни дифференциального механизма.Расчет параметров деления при дифференциальном способе сложен, поэтому для упрощения пользованием головкой наиболее частые варианты сведены в таблицу, прилагаемую к паспорту устройства. Выглядит такая таблица следующим образом.

Число делений детали Обороты рукояти УДГ (полное) Количество отверстий в секторе, ограниченном линейками Количество дырок на окружности разметочного диска
2 20
3 13 11 33
4 13 9 39
5 13 13 39
6 19
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
16 3 10 30
17 3 3 39
18 2 42 49
19 2 18 21
20 2 22 33
21 2 20 30
22 2 28 39
23 1 17 23
24 1 22 33
25 1 20 30

Сколько стоит устройство

Модель Комплектация Цена за единицу, рубли Примечание
УДГ-D-160 базовая 52 000 производства РФ
УДГ-D-160 полная 74 000
УДГ-D-320 базовая 81 200
УДГ-D-320 полная 108 900
DH-2 Proma базовая 82 000 безлимбовая, Чехия
CC-12 236 900 прямого деления, РФ
ОДГЭ-5 полная 660 780 оптическая

Монтаж

Чем шире стол фрезерного станка, тем крупнее деталь получится на нем обработать, соответственно больше размер головки, которую можно приобрести и установить. Прежде чем купить оснастку замеряют ширину направляющего паза стола станка и сравнивают с показателями модели головки.

Размеры посадочных шпонок делительной части головки приведены в таблице.

Наименование УДГ-D-160 УДГ-D-200 УДГ-D-250 УДГ-D-320 УДГ-D-400 УДГ-D-500
Ширина шпонки крепления, мм 12 14 14 18 18 22

Установка фрезерной головки не представляет сложностей. Устройство извлекают из упаковки, при необходимости протирают от консервационной смазки. После чего заводят направляющие шпонки станины фрезерного оборудования в пазы стола и зажимают фиксирующие винты ключом. Точно так же устанавливается и задняя бабка.

Токарное и фрезерное оборудование предназначается для проведения работ, связанных с механическим удалением металла с заготовки для придания требуемой формы и размеров. Для выполнения некоторых работ требуется дополнительная оснастка, к примеру, универсальная делительная головка, устанавливаемая на фрезерном оборудовании.

Сегодня она встречается довольно часто, так как позволяет проводить обработку сложных поверхностей. Как правило, поворотная головка для фрезерного станка изготавливается и устанавливается на момент выпуска самого оборудования, так как подобрать наиболее подходящий тип оснастки достаточно сложно. Рассмотрим это устройство подробнее.

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.

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.

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.

УДГ для фрезерного станка применяется для таких операций как:

  • Установка оси детали, которую нужно расположить под определенным углом к столу станка;
  • Периодическое проворачивание заготовки по оси, которое также требуется совершать под определенным заданным углом;
  • Непрерывное вращение детали во время нарезания винтовых зубьев или канавок;
  • Периодическое вращение детали вокруг оси, чтобы добиться деления на равные части.

Для такого приспособления, как делительная головка ГОСТ зависит от степени точности. Для девятой степени применяется 1.643-72, а для седьмой и восьмой – 1.758-72.

Преимущества УДГ

Головка УДГ обладает следующим рядом преимуществ:

  • С ее помощью можно производить действительно широкий спектр операций, так как данное приспособление значительно расширяет функциональную способность фрезерных станков;
  • Обрабатывать заготовки можно практически в любом положении относительно вертикальной оси;
  • Широкий спектр работы с деталями различных размеров;
  • Относительно низкая стоимость делает ее доступной для частного применения;
  • УДГ проста в установке и управлении.

Классификация УДГ

Универсальная делительная головка уже является своеобразным видом этих инструментов, так как существуют еще упрощенные и оптические разновидности. Но в свою очередь она подразделяется еще на несколько подвидов. Которые отличаются друг от друга по размеру. В качестве основных можно выделить такие изделия как:

  • УДГ 100 – данный инструмент является одним из наименьших в серии, так как максимальный обрабатываемый диаметр заготовки у него составляет всего 100 мм;
  • УДГ 125 – не многим больше предыдущего, так как здесь максимальный диаметр составляет 125 мм, но он тоже относится к мелким инструментам;
  • УДГ 320 – эта головка является более распространенной, так как она имеет диапазон обрабатываемых диаметров шире остальных, при этом она более массивная (тяжелее от минимальной примерной в 4 раза) и дорогостоящая;
  • УДГ 400 – одна из самых массивных и больших головок в серии, она применяется для обработки наиболее крупных заготовок.

фото:универсальная делительная головка УДГ 125

фото:Универсальная делительная головка УДГ 320

фото:Универсальная делительная головка УДГ 400

Многие параметры, в основном кроме физических, в линейке остаются одинаковыми, так как все это соответствует одному типу и целям применения, несмотря на значительные различия в размерах. Таким образом, серия выделяется среди остальных изделий и лишний раз подтверждает свое универсальное направление и легкость в использовании при различных операциях.

Основные технические характеристики УДГ

Тип головки УДГ 125 УДГ 160 УДГ 250 УДГ 320 УДГ 400
Максимальный диаметр обрабатываемой заготовки, мм  125 100 250 320 400
Диаметр отверстия в шпинделе, мм  20,2 14,9 26,5 38,2 38,2
Передаточное отношение червячной пары 1 к 40 1 к 40 1 к 40 1 к 40 1 к 40
Диаметр сменных колес 20 х f9 20 х f9 20 х f9 32 х f9 32 х f9
Цена деления лимба непосредственного деления,° 15
Ширина шпонок, мм  14 12 18 18 22
Диаметр трехкулачкового патрона, мм  125 100 160 160 200
Габариты основания инструмента, мм  260 х 180 260 х 180 260 х 180  290 х 234 290 х 234
Масса, кг  28 25 53,6 101 106

Деление окружности

Работа для точной обработки неразрывно связана с расчетами, которые необходимо производить перед тем, как приступать к непосредственному выполнению операций. Сам расчет делается просто, так как в нем участвует всего несколько исходных данных, некоторые из которых берутся из таблицы или рассчитываются самостоятельно. Для этого требуется знать диаметр делимой окружности и коэффициент. Для разделения окружности на равные части нужно умножить диаметр на коэффициент, который рассчитывается в зависимости от количества частей. Для этого нужно поделить 360, количество градусов в окружности, на итоговую сумму частей, на которые нужно разделить. После этого следует взять синус полученного угла, который и будет тем самым необходимым коэффициентом для расчета.

Выбор делительной головки УДГ

Когда специалисты выбирают головки, то в первую очередь ориентируются по их типу, так как именно он определяет, для какого станка и в каких целях она будет использоваться. С учетом того, что универсальные являются одними из наиболее распространенных, то здесь больше нужно обращать внимание на размеры, которыми обладает каждая деталь. Здесь не стоит брать самую большую, чтобы покрыть недостающий запас, а все должно соответствовать заготовке.

«Обратите внимание! Работать с массивными деталями достаточно сложно, поэтому, для относительно небольших заготовок стараются подбирать соответствующие головки».

Минимальные и максимальные размеры данного инструмента могут отличаться в несколько раз, что отображается и на весе. Чтобы производить обработку с точными размерами, следует использовать безлимбовые станки, и подбирать к ним соответствующие инструменты. Точность параметров имеет не меньшее значение, поэтому, стоит доверять только проверенным производителям. При выборе производителя желательно, чтобы его детали шли под серийными номерами, что говорит о признаке высокого качества, а также о гарантии, которая дается на несколько лет, как делительная головка Proxxon, которая гарантированно проработает 2 года, иначе производитель может заменить изделие на новое.

Условное обозначение

Каждый УДГ для фрезерного станка имеет свое условное обозначение. На примере УДГ 40 Д250 можно рассмотреть, что скрывается за всем этим.

  • Первая часть «УДГ» обозначает тип инструмента, в данном случае это делительная головка универсального типа;
  • Вторая часть, число 40, показывает передаточное число инструмента, а именно, для одного полного оборота шпинделя требуется повернуть ручку 40 раз;
  • Третья часть «Д250» — максимальный диаметр детали, которую может обработать данная УДГ.

Производители

  • Proxxon (Германия);
  • ЛОМО (Россия);
  • ООО ПК «Делга» (Россия);
  • Bisn Bial (Польша);
  • Proma (Чехия).