Wie wird der Teilkopf verwendet?

Der Teilungskopf ist eines der wichtigsten Zubehörteile der Fräsmaschine, und viele Teile wie Zahnräder, Kupplungen, Keilwellen und Werkzeugöffnungen müssen beim Fräsen mit dem Teilungskopf indexiert werden.

Normalerweise gibt es bei Fräsmaschinen einen einfachen Teilungskopf, einen Universalteilungskopf, einen automatischen Teilungskopf usw. Unter ihnen wird der Universalteilungskopf am häufigsten verwendet.

Universelle Indexierungskopfstruktur und Übertragungssystem

Die Spindel 1 des Indexierungskopfes (Abbildung 9) ist hohl und hat an beiden Enden 4 Morsekegellöcher. Das Kegelloch oben wird zum Einbau eines Zifferblatts verwendet. Auf der Rückseite des Kegellochs kann die Herzachse des Menschen eingebaut werden. Es dient als Differenzialindexierung oder als geradlinige Distanzindexierung und kann auch zur Bearbeitung kleiner spiralförmiger Oberflächen bei der Montage von Hängerädern verwendet werden.

Die Spindel verfügt außen an der Stirnseite über einen Aufnahmekegel, der zur Aufnahme des Flansches der Anschlussscheibe des Dreibacken-Zentrierfutters dient.

Figure 1
Figure 1

Die Spindel rotiert mit dem Rotationskörper 8 in der kreisförmigen Führung der Indexierkopfbasis 10. Daher muss die Spindel nicht nur in horizontaler Position eingebaut werden, sondern auch beliebig im Bereich von -6 ° bis 90 ° geneigt werden. Vor dem Einstellen des Winkels der Basis müssen die beiden Muttern 4 am hinteren Ende der Spindel gelöst, eingestellt und dann festgezogen werden.

Am vorderen Ende der Spindel ist außerdem ein Zifferblatt 13 befestigt, das mit der Spindel gedreht werden kann. Das Zifferblatt hat eine Skala von 0°~360°. Das Zifferblatt hat eine Skala von 0° bis 360° und kann zur direkten Indexierung verwendet werden.

Am Umfang der Teilscheibe 3 sind mehrere Kreise mit gleichmäßig verteilten Positionierungslöchern vorhanden und auf der linken Seite der Teilscheibe befindet sich eine Befestigungsschraube für die Teilscheibe, mit der die Teilscheibe befestigt werden kann.

Auf der linken Seite des Teilungskopfes befinden sich zwei Griffe. Einer davon ist der Spindelverriegelungsgriff 7, der beim Teilungsvorgang gelöst und nach dem Teilungsvorgang geschlossen werden sollte.

Zum anderen dient der Schneckenlösegriff 6, der Schnecke und Schneckenrad aus- bzw. einkuppelt. Das Eingriffsspiel von Schnecke und Schneckenrad lässt sich mit einer Exzenterbuchse einstellen.

Auf der rechten Seite des Teilungskopfes befindet sich ein Teilungsgriff 11. Beim Drehen des Teilungsgriffs wird die Spindel durch ein Paar geradverzahnter Zylinderräder mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:1 und ein Paar Schneckenräder mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:40 gedreht.

Zusätzlich ist auf der rechten Seite der Teilscheibe eine Wechselzahnradwelle 5 zur Aufnahme eines Wechselzahnrades vorhanden, welches mit der Teilscheibe verbunden ist, welche wiederum über ein Schrägverzahnungspaar mit einem Übersetzungsverhältnis von 1:1 auf der Teilhebelwelle aufgerastet ist.

In den Nuten unter der Teilkopfbasis 10 sind zwei Positionierkeile befestigt, die in die T-förmigen Nuten des Fräsmaschinentisches eingepasst werden können, so dass bei montiertem Teilkopf die Spindelachse genau parallel zur Längsvorschubrichtung des Tisches ausgerichtet ist.

Zweitens Indizierungsmethode

Aus dem Indexierungskopf des Übertragungssystems ist eine einzelne Indexierungsmethode ersichtlich: Indexierungsgriff dreht sich 40-mal um die Spindel dreht sich 1-mal, das heißt, das Übersetzungsverhältnis beträgt 1:40. „40“ bezeichnet die Anzahl der festen Indexierungsköpfe.

Verschiedene Typen von Universal-Teilköpfen verwenden grundsätzlich diese Nummer.

Unter der Annahme, dass das Werkstück einem Bruchteil von z entspricht, muss jede Teilspindel einen 1/z-Kreis drehen. Dies entspricht der Formel der Einzeltyp-Teilungsmethode.

n = 40/z

In der Formel

n — Anzahl der Umdrehungen des Teilhebels

z — gleiche Teile des Werkstücks

Beispiel: Fräsen eines geradverzahnten Stirnrades, Zähnezahl z = 12, Anzahl der Umdrehungen pro Teilgriff.

n=40/z=40/12=3 (8/24)

Nach dem Fräsen eines Zahnes schwenkt der Teilkopfgriff drei Umdrehungen und führt anschließend acht Lochabstände auf einem Lochkreis von 24 aus.

Die Einzeltyp-Indexierungsmethode kann auch direkt aus der Einzeltyp-Indexierungstabelle in Standardbearbeitungshandbüchern verwendet werden, um die Berechnungsergebnisse zu finden.

Differenzielle Indizierungsmethode

Die Differentialindexierungsmethode wird zur Verarbeitung der Einzeltypindexierungsmethode verwendet, mit der Stirnräder und allgemeine Teile nicht indexiert werden können.

Dieses Teilungsverfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Teilkopfspindel und die Seitenwelle über Hängeräder miteinander verbunden werden und die Befestigungsschrauben der Teilscheibe gelöst werden (Abbildung 2), sodass sich bei gleichzeitiger Drehung des Teilgriffs die Teilscheibe mit dem Teilgriff in die entgegengesetzte oder gleiche Drehrichtung dreht, sodass die tatsächliche Anzahl der Umdrehungen des Teilgriffs die Summe der Anzahl der Umdrehungen des Teilgriffs im Verhältnis zur Anzahl der Scheibe und der Anzahl der Umdrehungen der Scheibe selbst ist.

Abbildung 2 Differential-Schrittgetriebe
Abbildung 2 Differential-Schrittgetriebe

Berechnungsformel.

Anzahl Umdrehungen pro Drehgriff

n = 40/z1

Übersetzungsverhältnis i=40(z1-z)/z1

wobei z1 — die hypothetische Anzahl der Werkstückteile

Hinweise zum Betrieb.

Gehen wir davon aus, dass dies die äquivalente Zahl von z1 ist. Grundsätzlich kann der Wert von z1, solange eine einzelne Indizierung durchgeführt werden kann, unabhängig davon, ob er größer oder kleiner als die tatsächliche äquivalente Zahl von z ist.

Die Praxis hat jedoch gezeigt, dass bei Verwendung von z1 < z2 die Teilscheibe und der Teilgriff in die entgegengesetzte Richtung weisen müssen, um den Einfluss der Antriebssystemlücke auf die Teilung zu vermeiden.

Berechnen Sie die Anzahl der Umdrehungen des Teilhebels und ermitteln Sie die Anzahl der genutzten Lochumdrehungen entsprechend dem angenommenen Äquivalenzbruchteil z1.

Berechnen Sie das Hängerad nach der Formel und bestimmen Sie die Anzahl der Zwischenräder Tabelle (Tabelle 1)

Beispiel: Es gibt ein geradverzahntes Stirnrad, z = 111. Wie viel Drehung n und Übersetzungsverhältnis i ist bei der Fräsung des Teilkopfes zu ermitteln? Angenommen, die Zähnezahl des ausgewählten Zahnrades ist z1 = 120

i=40(z1-z)/z1=40(120-111)/120=80×90/60×40

n=40/z1=40/120=22/66

Es werden zwei Paare von Wechselrädern verwendet, wobei 80 und 90 die aktiven Räder und 60 und 40 die passiven Räder sind.

Unter der Annahme, dass Zahnrad z1>z2, der Griff und das Indexierrad in die gleiche Richtung rotieren, fügen die beiden Wechselzahnräder kein Zwischenrad hinzu. Für jeden gefrästen Zahn wird der Griff des Indexierrads in 22 Lochteilungen um den Umfang des 66-Loch-Kreises gedreht.

Um die Berechnungsergebnisse zu ermitteln, können auch Methoden zur Differenzialindizierung direkt aus der Differenzialindizierungstabelle in Standardhandbüchern zur Bearbeitung verwendet werden.

Ungefähre Indizierungsmethode

Bei der ungefähren Indexierungsmethode für die Verarbeitung von Einzeltyp-Indexierungen können keine Schräg- oder Geradkegelräder indexiert werden.

Bei dieser Indexierungsmethode ist ein Fehler unvermeidlich, und sie kann nur verwendet werden, wenn keine hohen Anforderungen an die Werkstückpräzision gestellt werden.

Nehmen wir nun das Fräsen z = 93 als Beispiel, um die ungefähre Indizierungsmethode des Formelprozesses zu veranschaulichen.

Zunächst wird mit dem Teilkopfgriff die Anzahl der Umdrehungen entsprechend der Einzelteilmethode verändert.

n=40/z=40/93

Da diese Zahl nicht vereinfacht werden kann, hat die Teilscheibe keine 93 Löcher auf dem Lochring und kann nicht geteilt werden. Wenn auf der Teilscheibe ein beliebiger Lochkreis ausgewählt wird, z. B. N = 59, muss der Griff während der Teilung jedes Mal geschüttelt werden.

(40/93)x59=25.37634

Da die resultierende Zahl klein ist und den Griff nicht erschüttern kann, kann 25.37634 um ein Vielfaches erweitert werden, wobei versucht wird, es einer Ganzzahl anzunähern. Jetzt wird diese Zahl um das 8-fache erweitert.

25.37634 × 8 ~ 203.01075

Diese Zahl liegt nahe an 203 ganzen Zahlen, so dass es 203 Löcher in 59 Löchern im Lochabstand auf dem Ring zur Indizierung sein können. Der Griff sollte die Anzahl der Umdrehungen sein: n = 203/59 = 3.01075

n=203/59=3(26/59)

Nach dem Fräsen eines Zahns wird der Griff drei Mal gedreht, und dann werden weitere 26-Loch-Teilungen auf dem Lochkreis mit 59 Löchern gedreht. Da die Anzahl der Löcher mit 8 multipliziert wird, entspricht die Anzahl der zu diesem Zeitpunkt gedrehten Löcher der ursprünglichen Anzahl der zu drehenden Löcher, die 8-mal so viele Löcher sind, d. h., nach dem Fräsen des ersten Zahns wird der neunte Zahn gefräst, sodass alle Zähne des Werkstücks kontinuierlich gefräst werden können.

Die Formel für die ungefähre Indexierungsmethode sollte also lauten:

n = 40 NM

In der Formel

N – – die Nummer der ausgewählten Teilscheibe Loch Ring Loch

M – die Erweiterung der Anzahl der Male (Sprungzähne)

Ungefähre Indizierungsmethoden können auch in gängigen Handbüchern gefunden werden.

Winkelindexierungsmethode

Die Winkelindexierungsmethode ist eine andere Form der Einzeltypindexierungsmethode, die Berechnungsgrundlage ist jedoch unterschiedlich. Die Einzeltypindexierungsmethode basiert auf dem Werkstückäquivalentanteil z als Berechnungsgrundlage. Im Gegensatz dazu basiert die Winkelindexierungsmethode auf der Notwendigkeit des Werkstücks, den Winkel 0 als Berechnungsgrundlage zu drehen. Es gibt also einige Unterschiede in der spezifischen Berechnung.

Aus der Struktur des Indexierkopfes ist ersichtlich, dass der Indexiergriff 40 Umdrehungen macht und die Indexierkopfspindel das Werkstück antreibt, sodass es eine Umdrehung macht, also eine Drehung um 360°. Das heißt, wenn der Indexierkopfgriff eine Umdrehung macht, dreht sich das Werkstück nur um 360°/40 = 9°, gemäß dieser Beziehung kann sie abgeleitet werden.

n=0/9°

Wobei 0 der Winkel gleich großer Werkstückteile ist. Beispiel: Beim Fräsen einer Welle sind zwei Keilnuten vorgesehen, der Winkel beträgt 77°. Wie soll diese indiziert werden?

n=77°/9°=8(5/9)=8(30/54)

Der Teilkopfgriff wurde acht Mal gedreht und anschließend im 54-Loch-Ring um einen Abstand von 30 Löchern gedreht.

Ebenso ist die Methode der Winkelindexierung in Standardhandbüchern zu finden.

Lineare Verschiebungsindexierungsmethode

Die Methode der linearen Verschiebungsindexierung eignet sich für die Bearbeitung hochpräziser Zahnstangen, gerader Ritzlinien usw. und anderer Punktverschiebungsdistanzen.

Bei dieser Indexierungsmethode wird die Mittelachse des Indexierungskopfs oder die Seitenachse und die Längstischschraube mit einem Hängerad verbunden, so dass der Schaltabstand so lange wie die Drehung des Indexierungsgriffs durch den Zahnradantrieb beträgt, sodass der Tisch einen genauen Schaltabstand hat. Es gibt zwei häufig verwendete lineare Schaltmethoden.

(1) Spindel-Hängerad-Methode: Bei dieser Methode wird zuerst der Dorn zur Installation des Hängerads in die konische Bohrung des Teilungskopfes der Spindel eingeführt und dann das Hängerad zwischen der Spindel und der Längsschraube montiert (Abbildung 3). Wenn sich der Griff des Teilungskopfes dreht, wird die Bewegung über das Hängerad auf die Längsschraube übertragen, wodurch der Tisch eine Verschiebungsdistanz erzeugt.

Abbildung 3 Spindel-Hängerad-Methode
Abbildung 3 Spindel-Hängerad-Methode

Da die Bewegung durch ein 1:40-Schneckengetriebe verzögert wird, ist es für Spindeln mit großen Anrißintervallen ungeeignet, die Genauigkeit der Spindeln ist jedoch sehr hoch.

Berechnungsformel für Hängerad

40S/nP=z1z3/z2z4

In der Formel

S – Werkstückabstand pro Rahmen

P – Längsspindelsteigung des Tisches der Fräsmaschine

Dabei ist zu beachten, dass n zwischen 1 und 10 zu wählen ist.

Beispiel: Bei der Fräsmaschine X62W mit F1125-Teilungskopf-Anreißen: Werkstückabstand pro Zelle S = 0.95 mm, die Anzahl der Teilungsgriff-Umdrehungen und die Anzahl der Zähne des Hängerads

Nehmen Sie die Drehung des Indexierungsgriffs n = 4.75

40S/nP=(40×0.95)/(4.75X6)=(80×50)/(30X100)

Das Hängerad für z1 = 80, z2 = 30, z3 = 50, z4 = 100, Teilungsgriff. Jede Teilung sollte im 24-Loch-Kreis 4 Mal gedreht werden und einen Lochabstand von 18 aufweisen.

(2) Methode mit seitlichem Hängerad: Bei dieser Methode wird das Hängerad zwischen der Seitenwelle des Teilkopfs und dem Längsantrieb des Tisches verschraubt (Abbildung 4), da die Bewegung nicht über ein Schneckengetriebe im Verhältnis 1:40 erfolgt. Daher ist diese Methode für Intervalle mit größeren Schaltdistanzen geeignet.

Abbildung 4 Methode mit hängenden Rädern an der Seitenwelle
Abbildung 4 Methode mit hängenden Rädern an der Seitenwelle

Berechnungsformel für hängende Räder

S/nP=(z1z3)/(z2z4)

Aufgrund der Antriebsstruktur des Teilungskopfes, bei der die Methode mit seitlich aufgehängtem Rad und Welle verwendet wird, kann der Positionierungsstift des Teilungsgriffs während der Teilung nicht herausgezogen werden. Außerdem muss die Befestigungsschraube der Teilungsscheibe gelöst werden, damit sie sich zusammen mit der Teilungsscheibe drehen kann.

Um die Drehung des Indexierungsgriffs richtig zu steuern, kann die Befestigungsschraube der Scheibe in diese eingepasst und an die Seite des Positionierungsstifts angepasst werden (Abbildung 5). In die Indexierungsscheibe wird an der kreisförmigen Außenkante ein Positionierungsloch für die Indexierung gebohrt. Mit der linken Hand wird die Seite des Positionierungsstifts herausgezogen, mit der rechten Hand wird der Indexierungsgriff zusammen mit der Indexierungsscheibe in die Drehung eingepasst. Beim Schütteln auf die vorgegebene Anzahl von Umdrehungen wird die Seite des Positionierungsstifts unter Einwirkung der Feder automatisch in die Positionierungslöcher hochgeschoben.

Abbildung 5 Seitenansicht der Indexierplatte
Abbildung 5 Seitenansicht der Indexierplatte

Beispiel: Eine Zahnstange wird auf einer X62W-Fräsmaschine mit einem F11125-Teilkopf mit einem Verfahrweg von S=6πmm pro Mal gefräst. Ermitteln Sie die Anzahl der Umdrehungen des Teilkopfgriffs und die Anzahl der Zähne des Hängerads.

Nehmen Sie die Anzahl der Umdrehungen des Teilhebels n=3.

S/nP=6π/3X6=(6X22/7)/3X6=22/21=(4X5.5)/(3X7)=(80X55)/(60X70)

Das Hängerad hat die Werte z1=80, z2=60, z3=55 und z4=70, und der Indexierungsgriff sollte bei jeder Indexierung dreimal geschüttelt werden.

Schlussfolgerung

Obwohl der Teilapparat heutzutage in der spanenden Bearbeitung kaum noch zum Einsatz kommt, ist er immer noch ein gutes Hilfsmittel zum Erlernen der Mechanik, da er die grundlegenden Prinzipien der Winkelteilung und Präzision veranschaulicht.

Das Verständnis der Bedienung eines Teilkopfes hilft den Lernenden, die Grundlagen des Zahnradschneidens, des Schlitzens und der Erstellung symmetrischer Muster zu begreifen, was wesentliche Fähigkeiten für den Maschinenbau und die Zerspanung sind.

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