Индексирующая головка , также известная как делительная головка или спиральная головка , [1] представляет собой специализированный инструмент, который позволяет производить круговую индексацию заготовки , то есть легко и точно вращать ее на заданные углы или круговые деления. Индексирующие головки обычно используются на столах фрезерных станков , но могут использоваться и на многих других станках, включая сверлильные станки, шлифовальные станки и расточные станки. Обычные задачи для делительной головки включают обработку канавок фрезы , нарезание зубьев шестерни , фрезерование криволинейных пазов или сверление круга отверстия для болта по окружности детали. [2]
Инструмент похож на поворотный стол, за исключением того, что он предназначен для наклона и вращения и часто допускает положительную блокировку при более тонких градациях вращения, в том числе посредством дифференциальной индексации. Большинство регулируемых конструкций позволяют наклонять головку от 10° ниже горизонтали до 90° по вертикали, в этой точке головка параллельна столу станка.
Заготовка удерживается в индексной головке таким же образом, как и в металлообрабатывающем токарном станке . Чаще всего это патрон, но может включать в себя цангу, установленную непосредственно в шпиндель на индексной головке, планшайбе или между центрами . Если деталь длинная, то ее можно поддерживать с помощью прилагаемой задней бабки .
Индексация — это операция деления периферии цилиндрической заготовки на равное количество частей с помощью индексной рукоятки и индексной пластины. Ручная индексная головка включает в себя ручную рукоятку. Вращение ручного кривошипа, в свою очередь, вращает шпиндель и, следовательно, заготовку. Ручная рукоятка использует червячный привод для обеспечения точного управления вращением заготовки. Заготовка может вращаться и затем фиксироваться на месте перед применением фрезы, или она может вращаться во время резки в зависимости от типа выполняемой обработки.
Большинство делительных головок работают в соотношении 40:1; то есть 40 оборотов рукоятки генерируют 1 оборот шпинделя или заготовки. Другими словами, 1 оборот рукоятки вращает шпиндель на 9 градусов. Поскольку оператору станка может потребоваться повернуть деталь на произвольный угол, используются индексирующие пластины, чтобы обеспечить точное позиционирование детали.
Прямая индексная пластина: большинство делительных головок имеют индексную пластину, постоянно прикрепленную к шпинделю. Эта пластина расположена на конце шпинделя, очень близко к месту, где будет установлена заготовка. Она закреплена на шпинделе и вращается вместе с ним. Эта пластина обычно оснащена рядом отверстий, которые обеспечивают быструю индексацию для обычных углов, таких как 30, 45 или 90 градусов. Штифт в основании делительной головки может быть выдвинут в прямую индексную пластину, чтобы быстро зафиксировать головку под одним из этих углов. [3] Преимущество прямой индексной пластины в том, что она быстрая и простая, и для ее использования не требуется никаких расчетов. Недостатком является то, что ее можно использовать только для ограниченного числа углов.
Сменные индексные пластины используются, когда заготовку необходимо повернуть на угол, недоступный на прямой индексной пластине. Поскольку рукоятка закреплена на шпинделе с известным соотношением (обычно 40:1), разделительные пластины, установленные на маховике, можно использовать для создания более тонких делений для точной ориентации под нерегулярными углами. Эти разделительные пластины поставляются в наборах из нескольких пластин. Каждая пластина имеет кольца отверстий с различными делениями. Например, индексная пластина может иметь три ряда отверстий с 24, 30 и 36 отверстиями в каждом ряду. Штифт на рукоятке зацепляет эти отверстия. Доступны индексные пластины с количеством отверстий до 400. [2] Только одна такая пластина может быть установлена на делительной головке за раз. Пластина выбирается оператором на основе того, какой именно угол он хочет индексировать.
Например, если бы механик хотел индексировать (повернуть) свою заготовку на 22,5 градуса, то он должен был бы повернуть рукоятку на два полных оборота плюс пол-оборота. Поскольку каждый полный оборот составляет 9 градусов, а пол-оборота составляет 4,5 градуса, то в сумме получается 22,5 (9 + 9 + 4,5 = 22,5). Пол-оборота можно легко сделать точно, используя любую индексирующую пластину с четным числом отверстий и вращая ее до середины (отверстие № 8 на кольце с 16 отверстиями).
Индексные головки Brown and Sharpe включают набор из 3 индексных пластин. Пластины маркированы как #1, #2 и #3 или "A", "B" и "C". Каждая пластина содержит 6 рядов отверстий. Пластина #1 или "A" имеет 15, 16, 17, 18, 19 и 20 отверстий. Пластина #2 или "B" имеет 21, 23, 27, 29, 31 и 33 отверстия. Пластина #3 или "C" имеет 37, 39, 41, 43, 47 и 49 отверстий. [ необходима цитата ]
Универсальные делительные головки: некоторые ручные индексирующие головки оснащены силовым приводом. Это позволяет соединить вращение делительной головки с подачей стола фрезерного станка вместо использования ручного кривошипа. Для выбора соотношения между подачей стола и вращением предусмотрен набор сменных шестерен. Такая установка позволяет обрабатывать спиральные или винтовые элементы, такие как спиральные шестерни, червяки или детали винтового типа, поскольку деталь одновременно вращается и перемещается в горизонтальном направлении. Такая установка называется « делительная головка с приводом от отбора мощности ».
Индексные головки с ЧПУ по конструкции похожи на ручные, за исключением того, что вместо ручного кривошипа и индексных пластин они оснащены серводвигателем , соединенным со шпинделем. Серводвигатель управляется электроникой для индексации заготовки в требуемое положение. Управление может быть либо простой клавиатурой для оператора, либо полностью контролироваться ЧПУ.
Индексные головки с ЧПУ могут управляться в двух различных режимах. Самый простой метод работы использует простые функции управления, встроенные в делительную головку. Для этого не требуется станок с ЧПУ. Оператор вводит желаемый угол в блок управления, прикрепленный к индексной головке, и она автоматически поворачивается в желаемое положение и фиксируется на месте для обработки. Изменение углов так же просто, как ввод нового значения угла на панели управления. Это проще, чем настройка ручной индексной головки, поскольку нет необходимости менять индексные пластины или рассчитывать, какие положения отверстий использовать. Это также быстрее для повторяющихся операций, поскольку работа может быть индексирована простым нажатием кнопки, что устраняет необходимость подсчета оборотов ручного кривошипа или определенных положений отверстий на индексной пластине. Делительная головка с ЧПУ может использоваться таким образом как на ручном, так и на ЧПУ оборудовании.
Большинство делительных головок с ЧПУ также могут функционировать как полноценная ось ЧПУ и могут быть подключены к управлению станка с ЧПУ. Это позволяет основному контроллеру ЧПУ станка управлять индексирующей головкой так же, как он управляет другими осями станка. Это может использоваться для обработки сложных трехмерных форм, спиралей с непостоянным шагом и подобных экзотических деталей. Этот режим работы не может использоваться на ручном станке, поскольку для его работы требуется полноценный контроллер ЧПУ.